DE2041944A1

DE2041944A1 - Stroemungsmittelvorrichtung

Info

Publication number: DE2041944A1
Application number: DE19702041944
Authority: DE
Inventors: Osaka Hirakata; Fumio Naito; Shoji Sugaya; Fumio Suzuki
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1969-08-23
Filing date: 1970-08-24
Publication date: 1971-03-04
Also published as: JPS4829664B1; US3721255A; FR2059651A1; GB1318309A; DE2041944C3; DE2041944B2; FR2059651B1

Description

Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz

•München 15, Mo.crhtr.23

T«LS360f86

Sanyo Electric Co., Ltd.

18 Nichome, Keihanhondori,

Moriguchi 22. August 1970

Osaka, Japan Anwaltsakte: Μ-Γ513

Strömungsmittelvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmittelvorrichtung und eine Vorrichtung zu deren Anwendung.

Strömungsmittelvorrichtungen (Fluidics) sind bekannt und werden hauptsächlich für logische Schaltungsanordnungen angewendet. Derartige Vorrichtungen zeigen auch deutliche Vorteile als zuverlässige, wenig aufwendige, nützliche Steuervorrichtungen zum Steuern verhältnismäßig großer Flüssigkeitsmengen, die in einem System umgewälzt werden. Die gewünschte Steuerfunktion erhält man durch Einwirkungen und Wechselwirkungen von strömenden Strömungsmitteln ohne die Zuhilfenahme von mechanisch sich bewegenden Teilen, wie Klappen, Kolben oder Membranen. Der Wegfall mechanisch sich bewegender Teile in einer Strömungsmittelvorrichtung stellt einen zuverlässigen, störungsfreien Steuerbetrieb über einen längeren Zeitraum sicher. Obwohl dies in der Natur der Strömungsmittelvorrichtung selbst liegt, haben herkömmliche Strömungsmittelvorrichtungen im allgemeinen Zusatzeinrichtungen, um erforderliche Steuereingangssignale in Form von :;u einer oder mehreren Steuer-Öffnungen fließenden Steuerströmen ^u Liefern, und gewöhnlich sind ein oder mehrere mechanisch bewegte Teile; unvertne Ldbar Ln der

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Zusatzeinrichtung enthalten. Beispielsweise haben einige herkömm- ',

I liehe Strömungsmittölvorrichtungen eine oder zwei Steueröffnungen,;

die mit einer Quelle für ein Steuer-Strömungsmittel verbunden I

i sind, um eine Strömungsmittel-Steuerströmung zu erhalten, die das s

Steuereingangssignal für die Vorrichtung darstellt. Die Quelle für das Steuerströmungsmittel ist getrennt und unabhängig von der Hauptquelle der Strömungsmittelvorrichtung, und die Einspeisung einer Strötmragsinittel-Sfceuerströmung zu den Steueröffnungen wird durch geeignete Ventile« wie etwa Magnetventile, Drosselventile, Klappen oder Membranen, die zwischen der Steuerquelle und den Steueröffnungen der Strömungsmittelvorrichtung angeordnet sind, gesteuert. Durch die Tatsache, daß mechanische Ventile mit den Steueröffnungen einer Strömungsmittelvorriohtung verbunden sind und daß sie leicht Schwierigkeiten und Störungen im Betrieb, z.B. wegen Verschleiß, Alterung und ähnlichem, unterworfen sind, können die an sich deutlichen Vorteile der Strömungsmittelvorrichtungen teilweise oder ganz aufgehoben werden. Um daher den besten Gebrauch von den Strömungsmittelvorrichtungen innewohnenden Vorzügen zu machen, ist es im hohem Maße wünschenswert, eine Steuervorrichtung vorzusehen, die vollständig ohne mechanisch sich bewegende Teile arbeitet. Es ist ferner wünschenswert, daß eine derartige Steuervorrichtung ohne große Kosten vorgesehen werden kann, ohne daß dadurch wesentliche Veränderungen der Auslegung der herkömmlichen Strömungsmittelvorrichtung verursacht oder erforderlich I werden.

Im Betrieb der Strömungemittölvorrichtung wird die schaltende Steuerung der Hauptströmung des Strömungsmittels durch einen quer zur Hauptetrömung aufgebauten Differenzdruck: hervorgerufen, dor

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der ausreicht, die Hauptetrömung zur einen oder anderen von zwei Auslassöffnungen auszulenken. Der erforderliche quer anliegende Differenzdruck wird seinerseits dadurch hervorgerufen, daß ein Eingangs-Steuersignal in Form der Strömungsmittel-Steuerströmung über eine oder zwei Steueröffnungen auf die Hauptströmung gegeben wird.

Dem in der Hydrodynamik Bewanderten ist allgemein bekannt, daß der Volumendurchfluß Qv und der Massendurchfluß Qm eines viskosen Strömungsmittels durch einen kleinen, länglichen Kanal, etwa ein Kapillarrohr, durch folgende Formeln ausgedrückt werden könnenι

Qv. Ά a⁴ .JLL-. (D

8 ^u L

H a . Δ Ρ (2)

8ν L

wobei a der Radius der Kapillarröhre,

ax die (dynamische) Viskosität des Strömungsmittels, V die kinetische Viskosität des Strömungsmittels, P der Differenzdruck zwischen dem Eingang und dem Auslaß

des Kapillarrohres und
L die Länge des Rohres ist.

Bs sei nun eine leicht verdampfbare Kältemittelflüssigkeit betrachtet, wie sie unter dem Warennamen Freon R-12 bekannt ist. Ihre dym Ische Viskosität beträgt in Oaeform annähernd ein Zwanzigstel des Wertes in flüssiger Form. Andererseits ist ihre kinetische Viskosität in aasform annähernd zehnmal so groß wie in flüssiger form· Aue den oben erwähnten Formeln 1 und 2 kann entsprechend abgeleitet werden, daß bei gleicher Länge L und gleichem Differenz-

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druck- P der Volumendurchfluß des Kältemittels R-12 in Gasform größer ist als in flüssiger Form, wogegen der Massendurchfluß in Gasform wesentlich geringer ist als in flüssiger Form.

Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Erscheinungen bei Strömungsmitteln und hat sich die Aufgabe gestellt eine Strömungsmittelvorrichtung zu schaffen, bei der diese Erscheinungen dazu verwendet werden, um die gewünschte schaltende Steuerung des durch die Strömungsmittelvorrichtung hindurchströmenden Strömungsmittels erzielen.

Diese Aufgabe wird bei einer Strömungsmittelvorrichtung gelöst durch einen Einlaßkanal für die Zufuhr von durch Wärme verdampfbarer Flüssigkeit, eine mit dem Einlaßkanal verbundene Hauptdüse, zwei Auslaßkanäle, die über eine Turbulenzkammer mit der Mündung der Hauptdüse verbunden sind, Mittel zum Ablenken der aus der Hauptdüse austretenden Flüssigkeitsströmung in Richtung auf einen ersten Auslaßkanal und mindestens einen Bypass-Steuerkanal, der vom Einlaßkanal zu einer Steueröffnung führt, die in der Nähe der Mündung der Düse angeordnet ist und die durch die Wand der Turbulenzkammer in diese hineingeht, wobei der Bypass-Steuerkanal eine Heizvorrichtung enthält, die die durch den Steuerkanal

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strömende Flüssigkeit verdampft und die so ausgebildet ist, daß der Strömungswiderstand des in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung liegenden Teils des Bypass-Steuerkanals größer ist, wodurch die Verdampfung der durch den Bypass-Steuerkanal strömenden Flüssigkeit eine Verringerung der durch den Bypass-Kanal hindurchtretenden Strömungsmenge hervorruft, die ihrerseits eine Ablenkung der aus der Hauptdüse austretenden Flüssigkeitsströmung zum zweiten Auslaßkanal bewirkt.

Durch die Erfindung wird eine neue und verbesserte Strömungsmittelvorrichtung geschaffen, bei der eine Strömungsmittelströmung mit kleinen Steuersignalen unter Anwendung der oben angeführten Strömungsmittelerscheinungen gesteuert werden kann. Die erfindungsgemäße Strömungsmittelvorrichtung arbeitet mit hoher Zuverlässigkeit über einen langen Zeitraum. Die erfindungsgemäße Strömungsmittelvorrichtung verwendet keine mechanisch bewegten Teile. Sie verwendet dabei thermische Mittel, um die erforderlichen Steuersignale

zu erzeugen.

Die Erfindung kann mit Vorteil bei einer Kühlanlage verwendet werden, die mehrere Verdampfer aufweist. Es wird dazu mindestens eine Strömungsmittelvorrichtung gemäß der Erfindung zur Steuerung der Strömung des Kühlmittels zu den Verdampfern verwendet, damit die Temperaturen der Verdampfer innerhalb der vorgegebenen Bereiohe gehalten werden.

Bei einer Ausführung·form der Erfindung weist eine durch die erfindungagemMfle Strömungsmittelvorrichtung verbesserte Kühlein-

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richtung einen Gefrierraum und einen Raum für frische Nahrungsmittel auf. Die zugeordnete Strömungsmittelvorrxchtung gemäß der Erfindung steuert den Zufluß von Kältemittel zu dem Verdampfer im Gefrierraum bzw. zu dem Verdampfer im Raum für frische Nahrungsmittel, so daß der Gefrierraum und der Raum für frische Nahrungsmittel innerhalb der vorgegebenen Temperaturbereiche gehalten werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Strömungsmittelvorrichtung vorgesehen, die einen Einlaßkanal für die Zufuhr von durch Wärme verdampfbarer Flüssigkeit aufweist und eine Hauptströmungsdüse, die mit dem Sinlaßkanal verbunden ist. Die Strömungsmittelvorrichtung weist ferner zwei Auslaßkanäle auf, die über einen Turbulenzbereich mit der Mündung der Düse verbunden sind. Zumindest ein, vorzugsweise zwei Steuerkanäle verbinden den Einlaßkanal mit der Turbulenzkammer, wobei sie die Hauptströmungsdüee umgehen. Bei einer besonderen Ausführungsform verläuft ein Bypass-Steuerkanal von einer Wandseite des Einlaßkanals zu einer ersten Steueröffnung in einer Wandseite der Turbulenzkammer und führt zum ersten Auslaßkanal, während ein zweiter Bypass-Steuerkanal sich von der anderen Wandseite des Einlaßkanals zu einer zweiten Steueröffnung in der anderen Wandseite der Turbulenzkammer erstreckt und zu dem zweiten Auslaßkanal führt. Eine Menge verdampfungsfähiger Flüssigkeit wird in den Einlaßkanal der Strömungsmitte !vorrichtung geleitet und in die Bypass-Steuerkanäle abgelenkt, um zur Steuerung verwendet zu werden. Jeder der Bypass-Steuerkanäle enthält eine Heizvorrichtung zum Verdampfen der Steuerflüssigkeit, die durch die Bypaae-Steuerkanäl· hindurch-

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strömt. Um die Hauptströmung der Flüssigkeit in den einen oder den anderen Auslaßkanal zu leiten, werden die Heizvorrichtungen der Bypass-Steuerkanäle wahlweise in Betrieb gesetzt. Wird die Heizvorrichtung eines Steuerkanals in Betrieb gesetzt« während die Heizvorrichtung des anderen Steuerkanals außer Betrieb bleibt, wird die Steuerflüssigkeit, die durch den geheizten Steuerkanal hindurchgeht, zu einem Oasstrom verdampft. Die gasförmige Steuerströmungsmittel strömt durch die Steueröffnung in die Turbulenzkammer. Wegen der wesentlich kleineren Gasströmungsmenge durch einen engen Kanal, wie etwa ein Kapillarrohr, im Vergleich zur Strömungsmenge einer flüssigen Strömung, ruft die Verdampfung der Steuerflüssigkeit in einem der Bypass-Steuerkanäle einen ausreichenden Differenzdruck quer zum Hauptflüssigkeitssti© m in der Turbulenzkammer hervor, der diesen zu derjenigen Seitenwand der Turbulenzkammer ablenkt, an der gasförmiges Steuermittel aus der Steueröffnung ausströmt. Die Hauptflüssigkeitsströmung strömt dann durch jenen Auslaßkanal, der in Verbindung steht mit dieser Seitenwand. Um eine größere Verringerung der verdampften Steuerströmung zu erhalten, wenn sie durch den Steuerkanal hindurch geht, ist der Bypass-Steuerkanal vorzugsweise so ausgebildet, daß der in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung liegende Teil einen größeren Strömungswiderstand aufweist, als der vor der Heizvorrichtung liegende Teil. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dies auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Ein Weg besteht darin_; den in Ströeungerichtung hinter der Heizvorrichtung liegenden Teil langer . zu machen als den vor der Heizvorrichtung liegenden Teil. Oder er bekommt einen kleineren Strömungsquereohnitt in den in Strömungerichtung hinter der Heizvorrichtung

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liegenden Teil als in dem vor der Heizvorrichtimg liegenden Teil. Stattdessen ■ ' ν können geeignete Strömungsbegrenzende Mittel in Form einer Drossel oder einer öffnung in dem Steuerkanal in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung vorgesehen sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Kühlanlage vorgesehen, die zwei Verdampfer und Zuführmittel für die Zufuhr von umgewälztem Kältemittel zu den beiden Verdampfern und schließlich

aufweist eine Strömungsmittelvorrichtung/ wie sie bereits beschrieben wurde. Die Strömungsmittelvorrichtung wird zwischen den Zuführmitteln und den zwei Verdampfern angeordnet, wobei ihr Einlaßkanal mit den Zuführmitteln für Kältemittel verbunden ist und Kältemittel erhält, und wobei ihre zwei Auslaßkanäle jeweils ,

mit einem Verdampfer verbunden sind. Die Heizvorrichtung des ersten Bypass-Steuerkanals ist so in Beziehung zum ersten Verdampfer¹ gebracht, daß die Inbetriebnahme der Heizvvorrichtung von den j Temperaturen des ersten Verdampfers abhängt. Die Heizvorrichtung ' des zweiten Bypass-Steuerkanals ist zum zweiten Verdampfer in ! gleicher Weise in Beziehung gebracht. Steigt die Temperatur des ersten Verdampfers auf einen vorgegebenen Wert, dann wird die Heizvorrichtung des ersten Steuerkanals automatisch in Betrieb gesetzt und lenkt die Kältemittelströmung durch die Strömungsmit- ι telvorrichtung zum erv-sten Auslaßkanal, damit diese dem Verdampfer zufließen kann. Die Inbetriebnahme der Heizvorrichtung dauert _{ so lange an, bis die Temperatur des ersten Verdampfers einen vorgegebenen niedrigen Wert erreicht. Steigt die Temperatur des zweiten Verdampfers auf einen vorgegebenen hohen Wert, dann wird in gleicher Weise die Heizvorrichtung des zweiten Steuerkanals

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automatisch eingeschaltet, so daß die Kältemittelströmung durch die Strömungsmittelvorrichtung so verstellt wird, daß sie durch den zweiten Auslaßkanal in den zweiten Verdampfer strömt. Die Heizvorrichtung wird so lange in Betrieb gehalten, bis eine gewünshte minimale Temperatur im zweiten Verdampfer erhalten wird. Auf diese Weise werden die Temperaturen der beiden Verdampfer automatisch mit Hilfe der Steuerung der Kältemittelströmung durch die Strömungsmittelvorrichtung innerhalb der gewünschten Bereiche gehalten.

AusfUhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Strömungselement in seiner grundsätzlichen Ausgestaltung, das gemäß einer Ausftihrungsform der Erfindung einen Bypass-Steuerkanal mit einem längeren in Strömungsrichtung hinter einer Heizvorrichtung liegenden Teil aufweist,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Strömungeelement mit seinem

grundsätzlichen Aufbau, das gemäß einer anderen AuafUhrunge form der Erfindung einen Steuerkanal aufweist, der in Strömungerichtung urterhalb der Heizvorrichtung einen verringerten atrömungsquerechnitt aufweist,

Fig. ? zeigt eine Drauf«loht auf «in Strömungselement in seinem gvunätUtzllohen Aufbau« da« gernKfl einer weiteren Aus führung· form der Erfindung einen Steuerkanal aufweist«

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der in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung eine Drosselstelle aufweist,

Flg. 4 zeigt^eine Draufsicht auf ein Strömungselement in seinem grundsätzlichen Aufbau, das gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen Bypass-Steuerkanal aufweist, der eine Drosselstelle innerhalb der Heizvorrichtung aufweist,

Fig. 5 zeigt in einer grafischen Darstellung die Beziehung der

Strömungsmenge von gasförmigem Strömungsmittel, das durch den Bypass-Steuerkanal hindurchströmt,im Vergleich zum Druckunterschied zwischen den Einlaß- und Auslaßenden eines Steuerkanals eines Strömungselementes, der keine Drosselstelle aufweist,

Fig. 6 zeigt in einem Diagramm die Beziehung der Strömungsmenge eines gasförmigen Steuerströmungsmittels, das duroh einen Steuerkanal hindurchströmt, zu einem Druckunterschied zwischen Einlaß- und Auslaßende des Steuerkanals eines Strömungselementes nach der Erfindung, deren Bypasa-Steuer kanal eine Drosselstelle aufweist,

Fig. 7 zeigt in vergrößertem Maßstab perspektivisch eine Strömung mittelvorriohtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

S. 8 zeigt in einem aohematieohem Schaltbild eine Kühlanlage

mit mehreren Verdampfern unter Verwendung einer Strömungsmittel vorrichtung getnäl der Erfindung. - u -

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In Fig. 1 ist schematisch die grundsätzliche Ausgestaltung eines Strömungselementes, das zur Befestigung an einer Wand geeignet ist, dargestellt und das eine erste bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung aufweist. Wie dargestellt, enthält das Strömungselement einen Einlaßkanal 10 für die Zufuhr von Strömungsmittel zum Strömungselement. Der Einlaßkanal 10 1st über einen düsenförraigen Bereich 12 mit einer vergrößerten Turbulenzkammer 14 verbunden, die ihrerseits mit zwei auseinander laufenden Auslaßkanälen l6 und l8 in Verbindung steht.

Zwei enge, längliche Steuerkanäle 20 und 22 sind symmetrisch angeordnet und mit dem Einlaßkanal 10 verbunden und führen zur Turbulenzkammer 14, indem sie den düsenförmigen Bereich 12 umgehen. Ein Bypass-Steuerkanal 20 besitzt eine Einlaßöffnung 21a, die in einer Seitenwand des Einlaßkanals vorgesehen ist. Der Steuerkanal verläuft in U-Form zu einem Steuerausgang 21b, der in der entsprechenden Seitenwand 24 der Turbulenzkammer vorgesehen ist an einem Punkt in der Nähe und unterhalb des dUsenförmigen Bereichs 12. In gleicher Weise besitzt der andere Bypass-Steuerkanal 22 eine Einlaßöffnung 22a, die in der anderen Seltenwand des Einlaßkanals 10 ausgebildet ist und der Einlaßöffnung des ersten Steuerkanals 20 direkt gegenüberliegt. Der zweite Steuerkanal führt in U-Form zu einem Steuerausgang 22b, der in der entsprechenden Seitenwand 26 der Turbulenzkammer an einem Punkt ausgebildet ist, der in der Nähe und in Strömungsrichtung unterhalb des düsenförmigen Bereichs direkt gegenüber zu dem Ausgang 21b des «rsten U-förmigen Bypass-Steuerkanals angeordnet ist. Aus später noch zu beschreibenden Gründen sind um die Bypass-Steuer-

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kanäle 20 und 22 elektrische Heizvorrichtungen an einer geeigneten Stelle herumgelegt, die die Steuerkanäle teilweise überdecken.

Eine geeignete, bei Wärine verdampfende Flüssigkeit, wie die Kühlmittelflüssigkeit, die unter dem Warennamen Preon R-12 bekannt ist, wird in den Einlaßkanal 10 eingeleitet und fließt durch die Hauptdüse 12 in die Turbulenzkammer 14. Zugleich wird ein Teil der . dem Einlaßkanal zugeführten Flüssigkeit in die Steuerkanäle 20 und 22 abgeleitet und fließt durch deren entsprechende Steuerauslaßöffnungen in die Turbulenzkammer 14 der Strömungsmittelvorrichtung, wie durch Pfeile angedeutet ist.

Um entsprechend der üblichen Anwendung eines Strömungsmittelverstärkers die Hauptströmung der Flüssigkeit durch die Strömungsmittelvorrichtung in den einen oder anderen der beiden Auslaßlanäle 16 und 18 zu leiten, muß quer zur Hauptflüssigkeitsströmungj, wenn sie aus der Düse austritt, ein ausreichender Differenzdruck erzeugt werden, der die Hauptströmung zu einer der Wände 24 und 26 der Turbulenzkammer ablenkt, wobei diese dann entlang der entsprechenden Wand fließt. Zu diesem Zwecke und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Heizvorrichtungen ₍ 28 und 30 wahlweise in Betrieb gesetzt. Wird die erste Heizvorrichtung 28, die den ersten Bypass-Steuerkanal 20 teilweise umgibt, in Betrieb ge setzt, dann wird die Steuerströmungs-Flüssigkeit im ersten Steuerkanal durch die Heizvorrichtung so weit erwärmt, daß sie in die Oasphase übergeht. Die gasförmige Strömung tritt aus dem Steuereingang 21b des ersten Bypass-Steuerkanals aus. Wie weiter oben bereits erklärt, wird die Strömungsmenge des _ _ ___._„

flüssigen Steuerströmungsmittels bei der Umwandlung In eine gasförmige Strömung in einem engen, länglichen Bypass-Steuerkanal wesentlich verringert. Da die zweite Heizvorrichtung 30, die den zweiten Bypass-Steuerkanal 22 teilweise umgibt, außer Betrieb ist, gelangt wegen der Steuerströmung in flüssiger Form eine viel höher« Strömungsmenge durch den Steuerkanal im Vergleich zu der gasförmigen Steuerströmung im ersten Bypass-Steuerkanal.

Eine fortgesetzte durch die Düse < in die Turbulenzkammer verlaufende Strömung führt dazu, daß die Steuerströmung aus den beiden Bypass-Steuerkanälen 20 und 2j5 herausgesaugt wird. Bei der oben erwähnten Bedingung wird eine verhältnismäßig große Menge des StalerStrömungsmittels aus dem nicht geheizten zweiten Steuerkanal abgezogen im Vergleich zum geheizten ersten Steuerkanal, wie aus den Formeln für die Strömungsmenge zu ersehen ist. Diese Tatsache beruht auf den bereits beschriebenen Unterschied der Strömungsmenge eines Strömungsmittels im flüssigen und im gasförmigen Zustand. Daraus foj.gt, daß der Druck im Bereich des ersten Staiereingangs 21b des geheizten ersten Steuerkanals im Vergleich zum zweiten Steuerausgang 22b des nicht geheizten zweiten Steuerkanals kleiner wird, wodurch quer zur Hauptflüssigkeitsströmung durch die Turbulenzkammer 14 ein Druckunterschied aufgebaut wird. Dieser Druckunterschied »ringt die Flüssigkeitsströmung dazu, eich an der Seitenwand 24 der Turbulenzkammer zu halten, an der sich der Steuerauegang 21b des ersten Steuerkanals befindet, so daß die Flüssigkeitsströmung in den ersten Auslaflkanal 16 strömt.

Ist auf der anderen Seite die erste Heizvorrichtung 28 aufler Be-

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rieb und die zweite Heizvorrichtung J>0 des zweiten Steuerkanals 2 in Betrieb, dann wird die durch den zweiten Steuerkanal ließende SteuerflUssigkeit durch die Heizvorrichtung verdampft und strömt in gasförmiger Form durch den Steuerkanal. Der Teil der teuerflüssigkeit, der in den nicht geheizten ersten Steuerkanal 8 hineingeleitet wird, fließt durch diesen in flüssiger Form, egen der verhältnismäßg geringen Strömungsmenge des gasförmigen teuerströmungsmittels in dem geheizten zweiten Steuerkanal 22 m Vergleich zur SteuerflUssigkeit im ersten Steuerkanal 20 wird η gleicher Welse ein Druckunterschied quer zur Hauptströmunj; in er Turbulenzkammer erzeugt, der den HauptflUssigkeitsstrom dazu ringt, daß sie sich von der Seitenwand 24 löst und daß sie zur eitenwand 26 verstellt wird und sich an dieser hält, so daß sie lurch den zweiten Auslaßkanal IB hinausströmt.

enn gewünscht ist, den HauptflUssigkeitsstrom zurück zum ersten uslaßkanal l6 zu verstellen, dann wird die zweite Heizvorrichtung 0 abgestellt und die erste Heizvorrichtung 28 des ersten Steuerfanals erneut in Betrieb genommen, um die SteuerflUssigkeit im raten Steuerkanal zu verdampfen. Das Strömungselement nach der orliegenden Erfindung kann so ausgestaltet sein, daß die HauptlUssigkeitsströmung zu glelohen Anteilen aus den beiden Auslaßkaälen ausströmt, wenn kein Steuersignal aufgebracht wird, d.h. kelnji er beiden Heizvorrichtungen 28 und j50 in Betrieb genommen wird. a kann auch so ausgebildet sein, daß bei einem normalen Heizberieb beiderHelzvorriolittingen kein Signal erzeugt wird, wobei zur •reteilung der W&upfcflü§8igkelt§§fcrömung zu einem der beiden .uelftilcanlUL· dta Heisvorrielttiinitn wahlwti·· ftufitr Betrieb genom-

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Wie von einem Fachman leicht verstanden werden kann, ruft eine Verdampfbare in einem engen Kanal verdampfte Flüssigkeit, z.B. in einem Kapillarrohr, einen sofortigen Druckanstieg hervor. Der erzeugte höhere Druck setzt sich durch den Kanal fort. Tritt ein solcher höherer Druck infolge der Verdampfung der Steuerflüssigkeit im Bypass-Steuerkanal durch die Heizvorrichtung auf, dann setzt er sich in Strömungsrichtung durch den Bypass-Steuerkanal fort und führt dazu, den gewünschten niedrigen Druckzustand im Bereich des Steuerausgangs infolge der geringeren Strömungsmenge des Steuerströmungsmittels infolge der Verdampfung zu stören. Dadurch wird ferner der gewünschte quer an der Flüssigkeitshauptströmung anliegende Druckunterschied beeinträchtigt und bewirkt einen fehlerhaften Betrieb des Strömungselementes, währendwdem die Flüssigkeitsströmung nicht in die gewünschte Richtung verstellt werden kann. Daher ist es wichtig, Mittel vorzusehen, die das Auftreten der plötzlichen hohen Drücke, die sich durch die Steuerkanäle in Strömungsrichtung fortpflanzen, zu vermeiden.

Für ein schnelles und sicheres Schalten der Hauptflüssigkeitsströmung in der Strömungsmittelvorrichtung nach der Erfindung ist erwünscht, einen größeren quer zur Hauptströmung verlaufenden Druckunterschied zu erzeugen. Ein größerer Druckunterschied wird dadurch erhalten, daß der Druck im Bereich einer der beiden Steuerausgänge 20 und 22 soweit wie möglich im Vergleich zum Druck im Bereich des anderen Steuerausgangs verringert wird. Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, kann eine größere Druckverringerung am Steuerausgang dadurch erhalten werden, daß die Strömungsmenge des Steuerströmungsmittels durch den entspreche^

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den Steuerkanal in größerem Maße verringert wird. Ein Weg hierzu besteht darin, dem Steuerströmungsmittel einen größeren Strömungswiderstand entgegenzusetzen.

Um dies entsprechend der Erfindung zu erhalten, werden die Steuerkanäle so ausgebildet, daß sie in ihrem in Strömungsrichtung hinter den Heizvorrichtungen liegenden Teilen einen größeren Strömungswiderstand aufweisen als in den in Strömungsrichtung vor den Heizvorrichtungen liegenden Teilen. Bei der Strömungsmittelvorrichtung nach Fig. 1 wird dies dadurch erreicht, daß die in Strömungsrichtung unteren Teile 32 und 34 der Steuerkanäle 20 und 22 zwischen den zugeordneten Heizvorrichtungen 28 und 30 und den Steuerausgängen 21b und 22b weitaus länger sind als die in Strömungsrichtung vorderen Teile 36 und 38 zwischen den zugeordneten Heizvorrichtungen und den Einlaßöffnungen 21a und 22a. Durch diese Ausbildung der Bypass-Steuerkanäle 20 und 22 wird der plötzlich entstehende hohe Druck, der in den Teilen innerhalb der Heizvorrichtungen während der Verdampfung der Steuerflüssigkeit durch die Heizvorrichtungen 28 und 30 entsteht, daran gehindert, sich durch die Steuerkanäle zur Turbulenzkammer fortzusetzen, weil in den in Strömungsrichtung hinteren Teilen 32 und J>h größerer Strömungswiderstand herrscht. Stattdessen wandern die höheren Drücke strömungsaufwärts von den Heizvorrichtungen fort durch die in Strömungsrichtung vorderen Teile 36 und 38 mit dem geringeren Strömungswiderstand zum Einlaßkanal 10. Dadurch wird wirksam verhindert, daß die hohen Drücke, die an den Heizvorrich-; tungen der Steuerkanäle hervorgerufen werden, die gewünschten Bedingungen des niedrigen Druckes an den Steuerausgängen

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negativ beeinträchtigen, so daß der gewünschte, quer zur Hauptströmung gerichtete Differenzdruck in der Turbulenzkammer, der den normalen, erwarteten Steuerbetrieb der Strömungsmittelvorrichtung sicherstellt, erhalten wird. Außerdem ergibt sich durch den längeren Abschnitt des Steuerkanals in Strömungsrichtung hinter den ; Heizvorrichtungen ein größerer Strömungswiderstand gegenüber dem gasförmigen Steuerstrom, der in den Heizabschnitten erzeugt > wird, und der in Strömungsrichtung durch die Steuerkanäle hindurchiströmt. Dadurch wird wirksam zusätzlich die Strömungsmenge des gasförmigen Steuer-Strömungsmittels verringert, was seinerseits zur Bildung einer größeren, quer zur Hauptflüssigkeitsströmung durch die Strömungsmittelvorrichtung liegenden Druckdifferenz beiträgt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird der gewünschte größere Strömungswiderstand in dem Teil des Steuerkanals in Strömungsrichtung hinter den Heizvorrichtungen dadurch gebildet, daß die Kanalabschnitte j>2 und 34 in Strömungsrichtung hinter den Heizvorrichtungen einen kleineren Durchmesser erhalten als die ', Kanalabschnitte J6 und 38 in Strömungsrichtung vor den Heizvorrichjtungen. Diese Ausbildung verhindert ebenfalls wirksam, daß ein in den Heizvorrichtungen der Steuerkanäle erzeugter hoher Druck sioh in Strömungsrichtung durch den Bypase-Steuerkanal fortpflanzt. Hierbei wird vielmehr ein größerer quer zur Hauptflüesigkeitsströ-I mung liegender Druckunterschied ereeugt durch eine Verringerung der Strömungsmenge eines der beiden Steuer-Strömungsmittel.

Bei einer weiteren AuofUhrungai'orm, wie sie in Fig. .3 dargestellt

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ist, werden die Bypass-Steuerkanäle 20 und 22 mit Verengungen 4o und 42 in Form einer öffnung ausgebildet, die in der Nähe und in Strömungsrichtung hinter den Heizvorrichtungen 28 bzw. 30

• angeordnet sind. Die Drosselöffnungen4o und 42 rufen einen ausreichenden Strömungswiderstand in den Steurkanalabschnitten 32 und J54 hervor, was in zweifacher Weise einen plötzlichen hohen Druck, der in der Heizvorrichtung erzeugt wird, während der Verdampfung der Steuerflüssigkeit daran hindert, sich in Strömungsrichtung durch den Steuerkanal fortzusetzen, als auch wesentlich dazu beiträgt, die Strömungsmenge des verdampften Steuerströmungsmittel wesentlich zu verringern, wenn es durch den in Strömungsrichtung hinteren Teil des Steuerkanals in einer Weise fließt, wie es bereits weiter oben dargelegt wurde. Derartige Strömungsdrosseln sind vorteilhaft, weil sie das Erfordernis längerer Strömungswege für den hinteren Teil des Steuerkanals vorzusehen, beseitigen, wie das bei dem Strömungselement in Pig. 1 der Fall ist. Dieser Sach erhalt führt zu einer kleinen

undkompakten Ausbildung eines Strömungselementes.

Zur Herbeiführung einer wirksameren Verdampfung können als zusätzliches Merkmal Drosselbereiche 40 und 42 Innerhalb der Heizabschnitte der Steuerkanäle 20 und 22 vorgesehen werden, d.h. innerhalb der Abschnitte der Steuerkanäle, die von den Heizvorrichtungen 28 und j50, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, umgeben werden. Dies wird begründet durch die Tatsache, daß es leichter ist, einen Flüssigkeitsstrom, der durch einen kleinem Querschnitt fließt, zu erwärmen. Die Drosselöffnungen 4() und 42 bilden engere Quersohnittsberelche durch den die zu verdampfende Steuer-

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flüssigkeit hindurchfließt.

Der durch die Bildung von Drosselöffnungen in den Steuerkanälen erhaltene Vorteil kann leicht durch Betrachtung der Figuren 5 und j 6 verstanden werden. Die Figuren geben die Beziehung der Strömungs mengen eines Steuerströmungsmittels durch den in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung liegenden Abschnitt zum Druckunterschied zwischen den gegenüberliegenden Enden der hinteren Kanalabschnitte wieder. Weist ein Strömungselement gemäß der Erfindung keine Drosselungen in seinen Steuerkanälen auf, dann stellt sich eine Beziehung zwischen der Steuerströmung durch den hinteren Steuerkanalabschnitt zu dem Druckuntersiiied ein, wie es durch die Gerade in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn daher der Druckunterschied

zwischen den sich gegenüberliegenden Enden infolge eines im voransteigt deren Teil des Steuerkanals erzeugten höheren Drucks, dann steigt die Strömungsmenge des Steuerströmungsmittels im hinteren Teil des Steuerkanals entsprechend an. Mit anderen Worten, wenn der Steuerkanal keine Drosselöffnung aufweist, verursacht ein Druckanstieg im vorderen Abschnitt des Steuerkanals eine direkte und unerwünschte Einwirkung auf die Strömungsmenge des gasförmigen Steuerströmungsmittels im hinteren Abschnitt des Bypass-Steuerkanals, so daß ein Ansteigen der Strömungsmenge des gasförmigen Strömungsmittels zu einem entsprechenden Druckanstieg im Bereich des Steuerausgangs führt, was einen nicht ausreichenden Druck quer zur Hauptflüssigkeitsströmung zur Folge hat und nicht zu einem gewünschten Verstellen des Hauptflüssigkeitsstromes führt.

Hat hingegen ein Strömungselement nach der Erfindung Drosselöff- ·

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nungen in den Bypass-Steuerkanälen, stellt sich die oben erwähnte Beziehung von selbst ein, wie sie durch die Kurve in Fig. 6 wiedergegeben ist. Für diesen Fall führt ein Anstieg der Druckdifferenz nicht notwendigerweise zu einem entsprechenden Anstieg der Strömungsmenge. Die Zunahme eines Anstiegs in der Strömungsmenge ist wesentlich kleiner als die der Druckdifferenz, und wenn die Druckdifferenz einen vorgegebenen Anstieg überschreitet, dann wird die Zunahme des Anstiegs der Strömungsmenge so gering, daß sie vernachlässigt werden kann, wobei ein unterschiedlicher, ungewöhnlich hoher Druck, der in dem Kanalabschnitt erzeugt wird, der in Strömungsrichtung vor der Drosselung liegt, keinen wesentlichen Anstieg der Strömungsmenge des gasförmigen Steuer- ! Strömungsmittels durch den in Strömungsrichtung unteren Abschnitt , des Steuerkanals verursacht, so daß das gasförmige Steuerströmungsjmittel im wesentlichen mit der gleichen vorgegebenen Menge unabhängig von dem hohen Druck im vorderen Abschnitt durch den Steuerkanal hindurchfließt und den gewünschten, quer zur Hauptflüssigkeitsströmung durch das Strömungselement gerichteten Druck erzeugt. Dies ist vollständig auf das Vorhandensein der Drosselungen in den Bypass-Steuerkanälen zurückzuführen, die wirksam einen im vorderen Kanalabschnitt vorhandenen höheren Druck daran hindern daß er sich in Strömungsrichtung durch den Steuerkanal fortsetzt. Einfache Drosselungen bilden somit wirksame und wenig aufwendige Mittel« um eine sicheren Betrieb des Strömungselemente zu gewährleisten.

Flg. 7 stellt eine perspektivische Ansicht einer auseinandergezoge

dar nen typischen Strömungsmittelvorrichtung herkömmlicher Arlfi wie

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sie nach der Lehre der Erfindung ausgebildet ist. Die Strömungsmittelvorrichtung weist eine Deckplatte 50 und eine Grundplatte 52 auf, die vorzugsweise aus geeignetem Kunstharzmaterial hergestellt ist. Die obere Fläche der Grundplatte 52 weist nach unten gerichtete Ausnehmungen auf, die in Übereinstimmung mit dem grundsätzlichen Profil ausgebildet sind, wie es in den Figuren 1 bis 4 offenbart ist. Die Ausnehmungen bilden die Strömungsmittelwege. Die Ausnehmungen enthalten einen Einlaßkanal 54, in den aus einer Quelle Strömungsmittel geleitet wird.Der Einlaukanal steht über eine Düse 56 mit verminderter Breite mit einem verhältnismäßig größeren Turbulenzbereich 58 in Verbindung, der von zwei auf Abstand gehaltenen, länglichen Seltenwänden 60 und 62 begrenzt ist Diese Seltenwände gehen in Richtung auf das untere Ende der Grundplatte 52 auseinander und enden in halbkreisförmigen Endwänden 64 und 66. Ein V-förmiger dazwischen liegender Keilabschnitt 68 ist zwischen den Seitenwänden 60 und 62 gegenüber dem Einlad angeordnet. Die Seitenwand 60 und der Zwischenabschnitt 68 bilden einen ersten Ausgangskanal 70, während die Seitenwand 62 und der Zwischenabschnitt 68 einen zweiten Auslaßkanal 72 bilden, wobei beide Auslaukanäle mit dem Einlaßkanal Über dl· Turbulenzkammer 48 und die Düse 56 in Verbindung stehen. Das ausgeschnitten^ Profil enthält ferner zwei obere Steuereingänge 74 und 76, die >, allgemein senkrecht zum Einlaßkanal 54 verlaufen und auf gegenüberliegenden Seitenwänden mit diesem verbunden sind. Di· Steuer-

•ingäng· end«n mit ihrem anderen End· in kreisförmigen öffnungen 74a und 76a. Di· Steuereingäng· 74 und 76 sind im wesentlichen gleloh ausgebildet und zueinander ausgerichtet. Zwei Steuerauefange, ähnlich den 8teuer*ingäng*n, verlaufen allg·»·in senkrecht

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zur Richtung der Hauptflüssigkeitsströmung durch die Vorrichtung. Wie gezeigt, sind die Steuerausgänge 68 und 80 an ihrem Ende mit der Turbulenzkammer 58 über Auslaßöffnungen 78b und 80b verbunden, die in den Seitenwänden 60 und 62 einander direkt gegenüberliegend! angeordnet sind, und zwar in der Nähe und in Strömungsrichtung hinter der Düse 56. Die anderen Enden der Steuerausgänge 78 und ί 8θ enden in kreisförmigen öffnungen 78a und 8Oa.

Die obere Deckplatte 5o, die auf die Grundplatte 52 aufgesetzt wird, weist eine verhältnismäßig große Einlaßöffnung 82 auf, die mit dem in Strömungsrichtung vorderen Teil des Einlaßkanals 54 ausgerichtet ist. Die Deckplatte besitzt ferner zwei verhältnismäßig große Auslaßöffnungen 84 und 86, die entsprechend zu den in Strömungsrichtung hinteren Abschnitten des ersten und i zweiten Auslaßkanales 70 und 72 angeordnet sind. Eine Einlaß- j oder Zuführleitung 88 ist fest an der Einlaßöffnung 82 angebracht, während Auslaßleitungen 90 und 92 fest an den Auslaßöffnungen 84 und 86 befestigt sind. Ein U-förmiges Rohr 94 mit verhältnis- i mäßig kleinem Durchmesser ist senkrecht auf die obere Deckplatte aufgesetzt derart, daß das eine offene Ende des Rohres in Verbindung kommt mit der ausgeschnittenen kreisförmigen öffnung 74a des Steuereingangs 74, während das andere offene Ende in Verbindung steht mit der kreisförmigen öffnung 78a des einen Steuerausgangs 78 auf der gleichen Seite wie der Steuereingang 74, wenn die Deck-i platte 50 auf die Grundplatte !32 aufgesetzt wird. Ein zweites I

U-förmig«* Rohr 96, das den erstbeschriebenem Steuerrohr 94 ähnlich ist, WiM ebenfalle senkrecht auf die obere Deckplatte 50 « so d*J das ein· offtne Ende des Rohre* in Verbindung

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gebraht wird mit der ausgeschnittenen kreisförmigen öffnung J6& am Ende des rechten Steuereingangs 76, während das andere offene Ende mit der ausgeschnittei^nkre^sförmigen öffnung» 80a am Ende des rechten Steuerausgangs 8o^gebracht wird.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, sind das erste und zweite Steuerrohr 94 und 96 mit elektrischen Heizvorrichtungen 98 und 100 ausgerüstet. Die Heizvorrichtungen 98 und 100 sind so an den Rohren 94 und 96 angeordnet, daß Wärme auf diese übertragen wird. Die Heizvorrichtungen 98 und 100 umgeben die Rohre 94 und 96 teilweise,und zwar/in -der Nähe ihrer oberen Enden. Die Heizvorrichtungen können in geeigneter Welse mit einer elektrischen Ener glequelle über Steuervorrichtungen verbunden werden. Die Steuerrohre weisen ferner in diesen ausgebildete Drosselstellen 102 und 104 in der unmittelbaren Mähe der Heizvorrichtungen 98 und 100 auf.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung die obere Deckplatte 50 auf die Grundplatte 52 aufgesetzt wird, dann bilden das U-förtnige Rohr 94, der Unke Steuereingang Ik und um? linke Steuerausgang78einen ersten Bypass-Steuerkanal der Strömungsmittelvorrichtung, der dem ersten Steuerkanal 20 nach den Anordnungen gemäß den Figuren 1 bis 4 entspricht. Das zweite U-förmige Rohr 96, der rechte Steuereingang 76 und der rechte Steuerausgang 80 bilden einen zwLten Bypass-Steuerkanal, der dem zweiten Steuerka-. nal 72 der grundsätzlichen Anordnungen nach den Figuren 1 bis 4 entspricht. Um bessere Steuerergebniase zu erhalten, sollten der erste und der zweite Steuerkanal vorzugsweise identisch ausgebildet

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sein. Die obere Deckplatte 50 und die Grundplatte 52 werden zur Bildung einer vollständigen Strömungsmittelvorrichtung abdichtend miteinander verbunden.

Im Betrieb der Strömungsmittelvorrichtung wird eine geeignete, verdampfungsfähige ArbeitsflUssigkeit durch die Einlaßleitung zum Einlaßkanal 54 geleitet. Ein wesentlicher Teil der Flüssigkeit fließt vom Einlaß durch die Hauptdüse in die Turbulenzkammer 58, Ein verhältnismäßig kleiner Anteil der Flüssigkeit wird in die beiden Steuerrohre 94 und 96 von den Steuereingängen 74 und her abgeleitet. Die abgeleitete Steuerflüssigkeit fließt durch die Steuerrohre zu den Steuerausgängen 78 und 80 und von dort in die Turbulenzkammer 58. Wenn die elektrische Heizvorrichtung 98 des ersten Steuerrohres 98 in Betrieb genommen wird, um die Steuerflüssigkeit im Rohr zu verdampfen, dann stellt sich quer zur HauptflUssigkeitsstromung durch die Turbulenzkammer ein Differenzdruck derart ein, daß die Hauptströmung dazu gebracht wird, sich selbst an der Seitenwand 60 zu halten und durch den ersten Ausgangskanal 70 heraus zu fließen. Wird andererseits die erste Heizvorrichtung außer Betrieb gesetzt und die zweite Heizvorrichtung 100 des zweiten Steuerrohres 96 in Betrieb genommen, dann wird die durch das Rohr strömende Flüssigkeit verdampft und ruft quer zur HauptflUssigkeitsstromung einen ausreichenden Druckunterschied hervor, der die Hauptflüssigkeitsströmung dazu bringt, sich von der Seltenwand 60 zu lösen und sich an der Seitenwand 62 zu halten. Die HauptflUssigkeitsstromung wird somit von der Seitenwand 60 zur Seitenwand 62 verstellt, so daß sie aus dem zweiten Auslaßkanal J2 herausströmt* Wird gefordert, daß die

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Hauptflüssigkeitsströmung zurück zum ersten Auslaßkanal verstellt werden soll, dann wird die zweite Heizvorrichtung 100 außer Betrieb genommen und die erste Heizvorrichtung 98 erneut in Betrieb gesetzt. Bei einem Mlcht^Vorliegen von Steuerbedingungen, d.h. unter der Bedingung, daß beide Heizvorrichtungen 98 und 100 außer Betrieb sind, kann die Hauptflüssigkeitsströmung durch die Strömungs rüttelvorrichtung in gleichen Teilen aus beiden Auslaßkanälen 70 und 72 herausströmen. Natürlich ist es möglich, die Strömungsmittelvorrichtung in der Weise zu betreiben, daß die HauptflUssigkeitsströmung in gleichen Anteilen aus beiden Auslaßkanälen herausströmt, wenn die beiden Heizvorrichtungen gleichzeitig in Betrieb sind.

Die Steuerrohre können vorzugsweise so ausgebildet sein, daß sie als Steuerflüssigkeit weniger als 2% der demEinlaßkanal zugeführten Flüssigkeit erhalten. Ein kleinerer Anteil der SteuerflUssigkeit macht es leichter, diese mit einer kleineren Heizleistung zu verdampfen. Beispielsweise kann das Steuerrohr einen Durchmesser von 0,2 mm und eine Länge von I50 mm aufweisen, \ wenn es keine Utfcüelfl ffnung besitzt. Die Hauptdüse kann so ausge- ' bildet sein, daß sie einen Durchmesser von 0,5 mm und eine Länge j von 1 mm hat.

In Pig. 8 let Bchematisch eine Kühleinrichtung mit mehreren Verdampfern dargestellt, die eine Strömungemittelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Kühleinrichtung enthält einen durch einen Motor angetriebenen Verdichter 120, einen Kondensator 122, eine die 5trömun^iro8selnde Vorrichtung in Form

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eines Kapillarrohres 124 und zwei Verdampfer 126 und 128. Der eine Verdampfer 126 ist für einen Gefrierraum 126 einer kombinierten Kühleinrichtung vorgesehen und arbeitet mit einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes. Der andere Verdampfer 128 gehört zu einem Kühlraum 128a für frische Nahrungsmittel und wird mit einer Temperatur oberhalb des Gefrierpunktes betrieben. In Übereinstimmung mit den üblichen Kühleinrichtungen sind die einzeJ nen Komponenten in Reihe geschaltet, um einen geschlossenen Kühlkreislauf zu bilden. Wie In Flg. 8 dargestellt, sind der Verdichter 120, der Kondensator 122 und das Kapillarrohr 124 in Reihe geschaltet. Zur Steuerung der Zufuhr des Kühlmittels zu den beiden Verdampfern 126 und 128 und damit zur Steuerung der Temperaturen innerhalb der Bäume 126a und 128a ist eine Strömungsmit- ι telvorrlohtung 130 gemäß der Erfindung vorgesehen, die zwischen ' dem Kapillarrohr 124 und den beiden Verdampfern angeordnet ist. : Der Einlaßkanal 131 der Strömungsmittelvorrichtung ist mit dem j

Ausgang des Kapillarrohrs 124 verbunden und erhält den Kühlmittel-» fluß von dem Kapillarrohr, während ein erster und zweiter Auslaß- ^!

kanal 132 und 133 mit den entsprechenden Eingängen der Verdampfer ;

i 126 und 128 zur Einleitung von Kühlmittel verbunden sind. Die Ausgänge der Verdampfer sind zusammen mit dem Kompressor 120 verbunden. Der Kühlkreislauf weist zusätzliche geeignete Schaltmittel auf, wie sie durch das Bezugszeiohen 14O bezeichnet sind. Die zusätzliche Schaltungsanordnung l40 ist mit dem Verdichter 120, ersten und zweiten Heizelementen 134 und 135 des ersten und zweiten Steuerkanals 136 und 137 und mit die Temperatur erfassenden Fühlern 126bund I28b verbunden, die innerhalb der KUhlräume 126 und 128 angeordnet sind. Wie später noch im einzelnen ausge-

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führt wird, dient die Schaltungsanordnung 140 zur Steuerung des Betriebs der Heizvorrichtungen und des Verdichters in Abhängigkeit von den Temperaturen innerhalb der Kühlräume, die von den Temperaturfühlern 126b und 128b erfaßt werden.

Während des Betriebs der oben erwähnten Kühleinrichtung wird Kühlmittel durch den Verdichter über den Kondensator, das Kapillarrohr 124 und die Strömungsmittelvorrichtung 130 hin.durchgefordert. Wird nun in dem.Qefrierraum 126a eine vorgegebene niedrige Temperatur noch nicht erreicht, dann bewirkt die Schaltungsanordnung 140, daß das* Heizelement 134 des ersten Steuerkanals 136 in Betrieb bleibt, um die durch den Steuerkanal fließende SteuerflUssigkeit zu verdampfen. Wie oben bereits ausgeführt, bewirkt dies einen Druckunterschied quer zur Hauptströmung des Kühlmittels, das aus der Düse 138 in die Turbulanzteamnter strömt, wodurch der Druckunterschied die Hauptströmung In Richtung des ersten Aus2£kanals 132 ablenkt und diese dem ersten Verdampfer zuleitet. Ein fortgesetztes Pließen von Strömungsmittel durch den Verdampfer 126 kühlt den Gefrierraum 126a herunter. Ist die Temperatur im Gefrierraum 126a an einem vorgegebenen niedrigen WertjÄngelangt, dann erzeugt der Temperaturfühler 126b ein entsprechendes Signal für die Steuerschaltung 140. Die Steuerschaltung ihrerseits beendet den Betrieb des Heizelementes 134. Der Verdichter wird gleichzeitig ausgeschaltet, es sei denn^Kühlmittel wird für den Kühlraum für frische Nahrungsmittel angefordert. Die Zufuhf· von Kühlmittel zum ersten Verdampfer wird beendet, bis die Temperatur innerhalb des Oefrierraumes einen vorgegebenen oberen Wert erreicht. Die Steuerschaltung 140 schaltet die Heizvorrichtung

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134 und den Verdichter 120 über ein Signal ein, das durch den Temperaturfühler 126a verursacht wird. Wird wegen einer noch nicht erreichten niedrigen Temperatur im Kühlraum für frische Nahrungsmittel ein Kühlbetrieb erforderlich, dann schaltet die Steuerschaltung 140 den Verdichter und das Heizelement 135 des zweiten Steuerkanals 137 ein. Die Hauptströmung des Kühlmittels wird dann vom ersten Auslaßkanal 132 zum zweiten Auslaßkanal 133 zurückgestellt, so daß sie in den zweiten Verdampfer 128 fließt und den Kühlraum 128a herunterkühlt .Erreicht die Temperatur in diesem Kühlraum einen vorgegebenen unteren Wert, dann erzeugt der Temperaturfühler 128 ein entsprechendes Signal für die Steuerschaltung l4o. Die Steuerschaltung l4o setzt daraufhin das zweite Heizelement 135 außer Betrieb. Der Verdichter 132 wird gleichzeitig abgeschaltet, es sei denn, Kühlmittel wird für den Gefrier·- raum angefordert. Das Heizelement 135 bleibt solange ausgeschaltet),

vorgegebenen bis die Temperatur im Kühlraum für frische Nahrungsmittel einen / .

oberen Wert erreicht, wobei dann das Heizelement 135 und der Ver- ί dichter 120 über die Steuerschaltung l40 erneut in Betrieb genom- · men werden.

Für den ungewöhnlichen Zustand, bei dem ein Kühlbetrieb für teide Kühlräume gefordert ist, ist die Steuerschaltung so ausgelegt, daß sie unter Berücksichtigung sämtlicher zugeführter Informationen der Zufuhr von Kühlmittel zu dem einen oder anderen der beiden Verdampfer den Vorzug gibt. Wird auf der anderen Seite für beide Kühlräume ein Kühlbetrieb nicht erforderlich, dann hält die Steuerschaltung I4o den Verdichter 120 abgeschaltet und schaltet die gesamte Einrichtung ab*

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Bei einer anderen Ausführungsmöglichkeit kann die Einrichtung auch so ausgebildet sein, daß die Hauptströmung des Kühlmittels normalerweise über den ersten Auslaßkanal in den ersten Verdampfer strömt und zum zweiten Auslaßkanal für den zweiten Verdampfer verstellt wird, wenn eine Kühlung des KUhlraums für frische Nahrungsmittel erforderlich ist.

Wird als.Kühlmittel im Kühlkreislauf nach Pig. 8 Preon verwendet, dann reicht eine Heizvorrichtung mit einer Leistung von 1 Watt aus, die Steuerflüssigkeit zu Öas zu verdampfen, obwohl dies natürlich abhängig ist von der Strömungsmenge der Flüssigkeit, die durch den Steuerkanal hindurchströmt.

Während weiter oben Strömungsmittelvorrichtungen dargestellt und erklärt worden sind, die zwei Bypass-Steuerkanälentt jeweils einen Heizelement aufweisen, wird bemerkt, daß eine Strömungsmittelvorrichtung mit nur einem Bypass-Steuerkanal und einem zugeordneten Heizelement ebenfalls vorgesehen werden kann und die gleichen gewünschten Steuerergebnisse einer Strömung gewährleistet.

Aus der voranstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei der Strömungsmittelvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung der quer zur Hauptflüssigkeitsströmung aufgebaute Druckunterschied, der zum Schalten erforderlich ist, duroh Verdampfung der SteuerflUaslgkeit verursacht wird. Durch diese Tatsache entfällt das Erfordernis von mechanischen Ventilmitteln, die einen wesentlichen Teil von herkömmlichen Strömungsmittelvorrichtungen darstellen. Durch vollständigen Wegfall von mechanisch bewegten Teilen bei

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einer Strömungsmittelvorriehtung wird ein langer, zuverlässiger ', und störungsfreier Betrieb gewährleistet. Außerdem wird die
wirksame Lebensdauer einer derartigen Vorrichtung verlängert. ι ei der vorliegenden Ströraungsmlttelvorrichtung wird ferner die j teuerflüssigkeit für die Steuerung der Hauptflüssigkeitsströmung j [durch die Vorrichtung direkt von der Hauptströmung abgeleitet mit
ilfe eines Bypass-Steuerkanals. Daher ist keine getrennte Quelle
für Steuerflüssigkeit erforderlich und die erforderliche zugeordnete Ausbildung führt zu einer einfachen und wenig aufwendigen : Konstruktion der gesamten Vorrichtung. Durch die Tatsache, daß
die SteuerflUssigkeit aus der Hauptströmung gewonnen wird, wird
eine Ausbildung einer Strömungsmittelvorriehtung mit geschlossenem { Strömungskreislauf möglich. Dies macht seinerseits eine derartige ί Strömungsmittelvorriehtung gemäß der vorliegenden Erfindung für : verschiedene geschlossene Kreisläufe geeignet, wie etwa Kühlkreisläufe, bei denen die Einströmung von von außen kommender
Flüssigkeit ausgeschlossen werden muß. Der Anteil der erforderlichen Steuerflüssigkeit ist so klein im Verhältnis zur Hauptflüssigkeitsströmung, daß die Ableitung der Steuerflüssigkeit von dem
Hauptstrom in keiner Weise den Hauptstrom ungünstig beeinflußt.
In diesem Zusammenhang wird darauf aufmerksam gemacht, daß nur
eine kleine Wärmeenergiemenge erforderlich ist, die Steuerflüssigkeit zu verdampfen.

Ea sind nur wenige besondere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Ea versteht sich, daß die Erfindung nioht

hierauf beschränkt ist, vielmehr alle möglichen Abwandlungen um- ι fassen kann.

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Claims

Patentansprüche

Strömungsmittelvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Einlaßkanal (10) für die Zufuhr von durch Wärme verdampfbar er Flüssigkeit, eine mit dem Einlaßkanal (10) verbundene Hauptdüse (12), zwei Auslaßkanäle (l6, l8), die über eine Turbulenzkammer (14) mit der Mündung der Hauptdüse verbunden sind, Mittel zum Auslenken der aus der Hauptdüse austretenden Flüssigkeitsströmung

und in Richtung auf einen ersten Auslaßkanal,/mindestens einen Bypass-Steuerkanal (20, 22), der vom Einlaßkanal (10) zu einer Steueröffnung (21b, 22b) führt, die in der Nähe der Mündung der Düse (12) angeordnet ist und durch die Wand (24, 26) der Turbulenzkammer (14) in diese hineingeht, wobei der Bypass-Steuerkanal,(20, 22) eine Heizvorrichtung (28, 30) enthält, die die durch den Steuerkanal strömende Flüssigkeit verdampft und die so ausgebildet ist, daß der Strömungswiderstand des in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung (28, 30) liegenden Teils (32, 34) des Bypaps-Steuerkanals (20, 22) größer ist, wodurch die Verdampfung der durch den Bypass-Steuerkanal strömenden Flüssigkeit eine Verringerung der durch den Bypass-Steuerkanal hindurchtretenden Strömungsmenge hervorruft,

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die ihrerseits eine Ablenkung der aus der Hauptdüse (12) austretenden Flüssigkeitsströmung zum zweiten Auslaßkanal bewirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung (28, 30) liegende Teil des Bypass-Steuerkanals (20, 22) ein längliches Rohr (32, 34) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung (28, 30) liegende Teil (32, 34) des Bypass-Steuerkanals (20, 22) länger ist als der in Strömungsrichtung vor der Heizvorrichtung liegende Teil (36, 38).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch i gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des in Strömung^·

richtung hinter der Heizvorrichtung (28, 30) liegenden 1 Teils (32, 34) des Bypass-Steuerkanals (20, 22) kleiner ist als der des vor der Heizvorrichtung (28, 30) liegenden Teils (36, 38). :
5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömungsrichtung hinter der Heizf Vorrichtung (28, 30) liegende Teil (32, 34) des Bypass-Steuerkanals (20, 22) eine Verengung (40, 42) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß

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die Verengung durch eine Öffnung (40, 42) gebildet 1st, die einen kleineren Durchmesser wie die übrigen Teile (32, 34, 36, 38) des Bypass-Steuerkanals (20, 22) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung (40, 42) nahe an der Heizvorrichtung (28, j50) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bypass-Steuerkanäle (20, 22) vorgesehen sind, die vom Einlaßkanal (10) zu entsprechenden Steueröffnungen (21b, 22b) führen, die in der Nähe der Mündung der Hauptdüse (12) angeordnet sind und die auf gegenüberliegenden Seiten durch die Wände (24, 26) der Turbulenzkammer (14) hindurchgehen, daß mindestens einer der Bypass-Steuerkanäle (20, 22) eine Heizvorrichtung (28, 30) aufweist, die die durch diesen Steuerkanal hindurchströmende Flüssigkeit verdampft und so ausgebildet ist, daß der Strömungswiderstand in diesem Steuerkanal in seinem in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung liegenden Teil größer ist als in dem vor der Heizvorrichtung liegenden Teil, wodurch die Verdampfung der duroh diesen Steuerkanal hindurchtretenden Flüssigkeit eine Verringerung der hindurchtretenden Strömungsmenge hervorruft, die ihrer- ' aeits eine Ablenkung der aus der Hauptdüse austretenden FlUs- | sigkeiteströmung zum zweiten Auslaßkanal bewirkt.
9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder der Bypase-Steuerkanäle (20, 22) eine Heizvorrichtung (28, 30)

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zum Verdampfen der durch sie hindurchströmenden Flüssigkeit aufweist» die so ausgebildet ist, daß der Strömungswiderstand im Bypass-Steuerkanal in seinem in Strötnungsrichtung hinter der Heizvorrichtung (28, 30) liegenden Teil (32, 34) größer ist als in seinem vor der Heizvorrichtung (28, 30) liegenden

und

Teil (36, 38),/*d&B Mittel zum abwechselnden Betrieb der Heizvorrichtungen (28, 30) in den Bypass-Steuerkanälen (20, 22) vorgesehen sind» wodurch eine Verdampfung der durch den Steuerkanal hindurchströmenden Flüssigkeit eine Verringerung der durch diesen hindurchtretenden Flüssigkeitsmenge hervorruft, die ihrerseits eine Ablenkung der Flüssigkeitsströmung zum vorgegebenen Auslaßkanal bewirkt, der mit dem Steuerkanal verbunden ist, dessen Heizvorrichtung in Betrieb ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9* gekennzeichnet durch ihre Anwendung auf eine Kühleinrichtung mit ersten und zweiten Verdampfern für verschiedene Kühlraume, denen über Speisevorrichtungen flüssiges Kältemittel zugeführt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlaßkanal (131) flüssiges Kältemittel zugeführt wird und daß die ersten und zweiten Auelaßkanäle (132, 133) mit dem ersten bzw. zweiten Verdampfer (126, 128) verbunden sind.
12. Vorrichtung naoh Anspruch 10 oder 11, daduroh gekennzeichnet, daß in mindestens einem der KUhlrMume (126a, 128a) eine auf die Temperatur ansprechende Steuervorrichtung (126b, 128b,140)

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vorgesehen ist, die die Strömung durch wahlweise Ansteuerung der Heizvorrichtungen (154, 1J55) in den Steuerkanälen (136, 157) steuert.

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