圖3-47所示為內平衡式熱力膨脹閥的結構示意圖。它主要由閥體、感應膜片、傳動桿、閥體、閥座、閥針、彈簧、調節桿、感溫包、連接管等部件組成。在感溫包、連接管和膜片之間組成了一個密閉空間，稱為感應機構。感應機構內充注有制冷劑或其他易揮發物質。
煙臺內平衡式膨脹閥安裝在蒸發器的進液管上，感溫包敷設在蒸發器的出口管道上，用以感應蒸發器出口的過熱溫度，自動調節膨脹閥的開度。連接管的作用是將感溫包內，的壓力傳遞到膜片上部空間，膜片是一塊厚約0.1~0.2mm的鈹青銅合金片，其截面通常沖壓成波浪形。膜片在上部壓力作用下產生彈性變形，把感溫信號傳遞給傳動桿，以調節閥門的開啟度。
內平衡式熱力膨脹閥的工作原理如圖3-48所示。壓力P是感溫包感受到的蒸發器出口溫度對應的飽和壓力，它作用在波紋膜片上，使波紋膜片產生一個向下的推力F，而在波紋膜片下面受到蒸發壓力P0產生的力F0和通過閥座、傳動桿傳遞過來的彈簧力W的作用。由于閥針的面積相對很小，冷凝壓力Pk作用在閥針上的力極小，可忽略。當室內溫度處在某一工況下，膨脹閥處于某一開度時，F, F0和W處于平衡狀態，即F=F,0+W。如果室內溫度升高，蒸發器出口處過熱度增大，則感應溫度上升，相應的感應壓力P增大，推力F也增大，這時F>F0+W，波紋膜片向下移動，推動傳動桿使膨脹閥的閥孔開度增大，制冷劑流量增加，制冷量隨之增大，蒸發器出口過熱度相應地降低。反之亦然，膨脹閥進行上述自動調節，適應了外界熱負荷的變化，滿足了所需的室內溫度條件。
內平衡式熱力膨脹閥中蒸發壓力是怎么作用到膜片下方的，對照結構圖和實物不容易找到傳遞燕發壓力的通道，但應該注意到傳動桿與閥體之間有間陳，此間隙正好溝通了閥的出口端與膜片下腔，把蒸發壓力傳遞到膜片下方。
