CN100582601C - 制冷剂流量控制设备和使用该设备的喷射器制冷剂循环系统 - Google Patents

Abstract

一种用于喷射器制冷剂循环系统的制冷剂流量控制设备，包括：喷射器，具有用于对分支部分(A)的第一支流的制冷剂进行减压的喷嘴部分；第一蒸发器，用于蒸发流出所述喷射器的制冷剂；节流元件，用于对分支部分的第二支流的制冷剂进行减压；第二蒸发器，位于所述节流元件的下游和所述喷射器的制冷剂吸入部分的上游；和调节机构(19)，具有热敏变形元件，所述热敏变形元件根据所述循环系统的制冷剂温度的变化而变形，以调节所述喷嘴部分和所述节流机构中的一个的制冷剂通道面积(Anoz，Ae)。所述调节机构可被设置用于调节被所述喷射器的喷嘴部分减压的制冷剂流量(Gnoz)和被吸入到所述喷射器的制冷剂吸入端口的制冷剂流量(Ge)的流量比(η)。

Description

制冷剂流量控制设备和使用该设备的喷射器制冷剂循环系统

技术领域

本发明涉及制冷剂流量控制设备和具有喷射器的喷射器制冷剂循环系统。例如，制冷剂流量控制设备适合用于喷射器制冷剂循环系统。

背景技术

JP-A-2005-308380(US 2005/0268644A1)提出了一种喷射器制冷剂循环系统，其中在喷射器的喷嘴的上游侧设置有分支部分。在这种循环系统中，来自所述分支部分的一支制冷剂流流入到喷射器的喷嘴部分中，并且来自所述分支部分的另一支制冷剂流流入到喷射器的制冷剂吸入端口中。

此外，第一蒸发器被定位以对流出喷射器的制冷剂进行蒸发，并且节流机构和第二蒸发器位于分支部分和制冷剂吸入端口之间。由此，在所述节流机构内被减压的制冷剂流入到第二蒸发器中并且被吸入到喷射器的制冷剂吸入端口中。

在所述喷射器制冷剂循环系统中，通过分支部分的制冷剂的流量Gn是从分支部分流入到喷嘴部分中的制冷剂的流量Gnoz和从分支部分经过第二蒸发器流入到制冷剂吸入端口中的制冷剂的流量Ge的和(即Gn＝Gnoz+Ge)。因此，当流量Gnoz增加时，流量Ge减小，由此减小第二蒸发器的冷却能力。相反，当流量Ge增加时，流量Gnoz减小，由此减小制冷剂吸入能力和在喷射器中的压力增加量。

因此，很难将分支部分处的制冷剂流量Gn适宜地分成流入到喷嘴部分中的制冷剂的流量Gnoz和流入到喷射器的制冷剂吸入端口中的制冷剂的流量Ge，而同时使循环系统在整个循环中具有高的效率。也就是说，很难根据循环系统中的冷却负载对流量Ge和流量Gnoz之间的流量比进行适宜的控制。

发明内容

鉴于前述问题，本发明的目的在于，提出一种制冷剂流量控制设备，其能够基于制冷剂循环中的冷却负载，对流入到喷射器的喷嘴部分中的制冷剂的流量和流入到喷射器的制冷剂吸入端口中的制冷剂流量的流量比进行适宜的控制。

本发明的另一目的在于，提出一种喷射器制冷剂循环系统，其中可以对流入到喷射器的喷嘴部分中的制冷剂的流量和流入到喷射器的制冷剂吸入端口中的制冷剂流量的流量比进行适宜的控制。

本发明的又一目的在于，提出一种喷射器制冷剂循环系统，其能够通过适当地调节流量比来提高循环效率。

根据本发明的第一方面，用于喷射器制冷剂循环系统(其中来自散热器的制冷剂在分支部分被分成第一支流和第二支流)的制冷剂流量控制设备包括：喷射器，其具有喷嘴部分和制冷剂吸入端口，所述喷嘴部分用于对第一支流的制冷剂进行减压，制冷剂通过从喷嘴部分喷射出的高速制冷剂流而从所述制冷剂吸入端口被抽吸；第一蒸发器，其用于对流出喷射器的制冷剂进行蒸发；节流机构，其用于对第二支流的制冷剂进行减压和膨胀；第二蒸发器，其位于所述节流机构的下游侧和所述制冷剂吸入部分的上游侧，用于蒸发制冷剂；和调节机构，其具有热敏变形元件，该变形元件根据循环系统的制冷剂温度的变化而变形，以对喷嘴部分和节流机构中的一个的制冷剂通道面积进行调节。另外，所述调节机构被设置用于调节被喷射器的喷嘴部分减压的第一制冷剂流量和被吸入到喷射器的制冷剂吸入端口的第二制冷剂流量的流量比。因此，可以根据制冷剂循环的冷却负载的变化来适宜地对流量比进行调节。

例如，所述一个制冷剂通道面积是喷嘴部分的制冷剂通道面积或节流机构的制冷剂通道面积。另外，所述调节机构可以改变所述一个制冷剂通道面积，使得喷嘴部分的制冷剂通道面积对喷嘴部分的制冷剂通道面积与节流机构的制冷剂通道面积的和的比变为等于或小于0.8。

根据本发明的第二方面，用于喷射器制冷剂循环系统的制冷剂流量控制设备包括：喷射器，其具有喷嘴部分和制冷剂吸入端口，所述喷嘴部分用于对在散热器的下游从分支部分被分开的第一支流的制冷剂进行减压，制冷剂通过从喷嘴部分喷射出的高速制冷剂流而从所述制冷剂吸入端口被抽吸；第一蒸发器，其用于对流出喷射器的制冷剂进行蒸发；节流机构，其用于对从分支部分被分开的第二支流的制冷剂进行减压和膨胀；以及第二蒸发器，其位于所述节流机构的下游侧和所述制冷剂吸入部分的上游侧，用于蒸发制冷剂。在所述制冷剂流量控制设备时，喷射器和节流机构中的一个基于在散热器的下游侧的制冷剂的温度调节其制冷剂通道面积，使得在散热器的下游侧的制冷剂的压力接近预定的值，并且喷射器和节流机构中的另一个具有热敏变形元件，其改变所述另一个的制冷剂通道面积，以便对被喷射器的喷嘴部分减压的第一制冷剂流量和被吸入到喷射器的制冷剂吸入端口中的第二制冷剂流量的流量比进行调节。因此，可以通过喷射器和节流机构中的一个来控制在喷射器制冷剂循环系统中的总流量，并且通过喷射器和节流机构中的另一个可以控制在第一制冷剂流量和第二制冷剂流量之间的流量比。因此，可以有效地提高在整个循环系统中的循环效率。

根据本发明的第三方面，用于喷射器制冷剂循环系统的制冷剂流量控制设备包括：喷射器，其具有喷嘴部分、制冷剂吸入端口和扩散器部分，所述喷嘴部分用于对在散热器的下游从分支部分被分开的第一支流的制冷剂进行减压，制冷剂通过从喷嘴部分喷射出的高速制冷剂流而从所述制冷剂吸入端口被抽吸，在所述扩散器部分中，从喷嘴部分被喷射出的制冷剂和从所述制冷剂吸入端口被抽吸的制冷剂的混合制冷剂的压力以压力增加量增加；第一蒸发器，其用于对流出喷射器的制冷剂进行蒸发；节流机构，其用于对从分支部分被分开的第二支流的制冷剂进行减压和膨胀；第二蒸发器，其位于所述节流机构的下游侧和所述制冷剂吸入部分的上游侧，用于蒸发制冷剂；以及调节机构，其用于基于在喷射器的扩散器部分中的压力增加量，调节流入到喷嘴部分中的第一制冷剂流量和被吸入到制冷剂吸入端口中的第二制冷剂流量的流量比。

通常，喷射器通过从制冷剂吸入端口抽吸制冷剂和通过增加在扩散器处的制冷剂压力，在制冷剂于喷嘴部分处被减压期间恢复膨胀损失能。如果全部膨胀损失能(E)被恢复，则全部膨胀损失能(E)便是扩散器部分的压力增加量(ΔP)和第二制冷剂流量(Ge)的积(Ge*ΔP)。因此，如果第一制冷剂流量(Gnoz)变为处于预定的值，那么通过控制压力增加量可以将第一制冷剂流量和第二制冷剂流量之间的流量比控制在适当的值。因此，可以适当地控制流量比，由此提高循环效率。例如，可以在节流机构中或喷射器中设有调节机构。

在根据第一至第三方面中的任一方面的制冷剂流量控制设备中，在循环系统中的制冷剂温度可以是被喷嘴部分或节流机构减压之后的低压侧制冷剂的温度，或者是被喷嘴部分和节流机构中的至少一个减压之前的高压侧制冷剂的温度。另外，热敏变形元件可以是弹簧元件，所述弹簧元件的弹簧常数根据在循环系统中的制冷剂温度而变化。

在根据第一至第三方面中的任一方面的制冷剂流量控制设备中，第一蒸发器、第二蒸发器和喷射器可以被一体地连接以形成一体单元。例如，当第一蒸发器包括用于对制冷剂进行分配和收集的第一总箱时，以及当第二蒸发器包括用于对制冷剂进行分配和收集的第二总箱时，可以将喷射器的纵向方向设置成平行于第一总箱的纵向方向和第二总箱的纵向方向。替代地，喷射器还可以包括：喷射器主体，其具有制冷剂吸入端口；喷射器外壳，其用于容纳喷嘴部分和喷射器主体。在这种情况下，喷射器外壳、第一蒸发器和第二蒸发器可以被一体地连接。

根据本发明，喷射器制冷剂循环系统可以被配备有根据第一至第三方面中的任一方面的制冷剂流量控制设备。

附图说明

本发明的其它目的和优点将由下面对照附图对优选实施方式的详细说明更加容易地看出。图中示出：

图1为根据本发明的第一实施方式的喷射器制冷剂循环系统的示意图；

图2为根据第一实施方式的喷射器的剖视图；

图3为根据第一实施方式的在温度和弹簧常数之间的关系曲线图；

图4为根据第一实施方式的在温度和喷射器的喷嘴通道面积之间的关系曲线图；

图5为根据第一实施方式的喷射器和第一与第二蒸发器的一体单元的立体图；

图6为根据本发明的第二实施方式的喷射器制冷剂循环系统的示意图；

图7为根据本发明的第三实施方式的喷射器制冷剂循环系统的示意图；

图8为根据第三实施方式的可变节流机构的剖视图；

图9为根据本发明的第四实施方式的喷射器制冷剂循环系统的示意图；

图10为根据本发明的第五实施方式的喷射器制冷剂循环系统的示意图；

图11为根据本发明的第五实施方式的喷射器剖视图；

图12为根据本发明的第六实施方式的喷射器剖视图；

图13为根据本发明的第七实施方式的喷射器剖视图；

图14为根据本发明的第八实施方式的喷射器剖视图；和

图15为根据本发明的实施方式的在面积比(Anoz/(Anoz+Ae))和循环效率COP之间的关系曲线图。

具体实施方式

(第一实施方式)

现在将参照图1至5对本发明的第一实施方式加以阐述。图1示出第一实施方式的喷射器制冷剂循环系统的喷射器。

首先，在喷射器制冷剂循环系统10中，压缩机11吸入、压缩和排放制冷剂。压缩机11被从车辆运行发动机(未示出)经由皮带轮和皮带传输至其上的驱动力旋转驱动。例如，根据本实施方式，将公知的能够通过来自外部的控制信号可变地和连续地对排放量进行控制的斜盘式可变容积压缩机用作压缩机11。

排放量系指在其中制冷剂被吸入和压缩的工作空间的几何体积，具体地，系指在活塞冲程的上死点和下死点之间的圆柱体积。通过改变排放量可以调节压缩机11的排放能力。通过对在压缩机11中构造的斜盘室(未示出)的压力Pc进行控制，以改变斜盘的倾斜角，由此改变活塞冲程，从而实现排放量的改变。

利用被空气调节控制单元23(A/C ECU)(将在以后说明)的输出信号驱动的电磁容积控制阀11a，改变排放制冷剂压力Pd与被吸入到斜盘室内的吸入制冷剂压力Ps的比，由此对压缩机11的斜盘室的压力Pc进行控制。这样，压缩机11可以在大约0％至100％的范围内连续地改变排放量。

另外，因为压缩机11可以在大约0％至100％的范围内连续地改变排放量，所以通过将排放量减小至接近0％，可以将压缩机11基本置于工作停止状态。因此，本实施方式采用了无离合器结构，其中压缩机11的旋转轴经由皮带轮和皮带总是与车辆运行发动机连接。当然，即使当采用可变容积式压缩机作为压缩机11时，也可以经由电磁离合器将电力从车辆运行发动机传输至压缩机11。

另外，当采用固定容积式压缩机作为压缩机11时，压缩机可以通过电磁离合器间歇地运行，以对运行率，即开机时间与关机时间之比进行控制，由此控制压缩机的排放能力。此外，可以采用由电动机旋转驱动的电动压缩机，并且可以通过控制逆变器等的频率来控制电动机的转数，由此控制压缩机的排放能力。

散热器12与压缩机11的制冷剂流的下游侧连接。散热器12是一个热交换器，其在从压缩机11排放的高压制冷剂和被风扇12a吹来的外部空气(即车辆的车厢外部的空气)之间进行换热以便对高压制冷剂进行冷却，从而辐射制冷剂的热量。风扇12a是被电机12b驱动的电动风扇。另外，电机12b被从将在以后说明的空气调节控制单元23输出的控制电压旋转驱动。

在第一实施方式的喷射器制冷剂循环系统10中，采用惯常的氟利昂基的制冷剂作为所述制冷剂，并且构造有亚临界系统，在该系统中，高压制冷剂的压力并不增加至等于或高于制冷剂的超临界压力。因此散热器12用作对制冷剂进行冷却和冷凝的冷凝器。

在散热器12的下游侧，设置有用作汽/液分离单元的接收器13，所述汽/液分离单元用于将制冷剂分离成汽态制冷剂和液态制冷剂，以便将液态制冷剂存储在其中。制冷剂管路14连接至接收器13的下游侧，并且被接收器13分离的液态制冷剂流入到制冷剂管路14中。

在制冷剂管路14上，设置有分支部分A，其用于将制冷剂流分支成两个支流，其中的一个支流经由制冷剂管路14a流入到喷射器15的喷嘴部分16中，而其中的另一个支流则经由制冷剂管路14b流至喷射器15的制冷剂吸入端口17b。

喷射器15的喷嘴部分16用作对制冷剂进行减压的减压机构，同时用作制冷剂循环机构，用于通过从喷嘴部分16以高速被喷射的制冷剂流的吸入作用对制冷剂进行循环。下面将参照图2至4对第一实施方式的喷射器15的详细结构加以阐述。图2为喷射器15的剖视图。第一实施方式的喷射器15包括喷嘴部分16、喷射器主体17、喷射器外壳18和通道面积调节机构19。

喷嘴部分16基本呈圆柱形，其末端部分朝向制冷剂的流动方向呈锥形。喷嘴部分16沿着其锥形将制冷剂的通道面积缩小，用于以等熵的方式将制冷剂减压和膨胀。另外，喷嘴部分16具有制冷剂喷射端口16a，制冷剂从制冷剂喷射端口16a的末端被喷射，设置在喷嘴部分16侧面的喷嘴部分制冷剂入口16b用于允许在分支部分A被分支的制冷剂流入到喷嘴部分16中。

喷嘴部分16通过压配合等被固定至喷射器主体17的内侧，以便防止制冷剂从压配合部分(固定部分)泄漏。为了防止制冷剂从固定部分泄漏，喷嘴部分16可以通过诸如粘合剂、焊接、压焊、钎焊等的连接方式被连接和固定。

喷射器主体17基本呈圆柱形，并且对喷嘴部分16进行支承和固定。喷射器主体17包括制冷剂吸入端口17b、混合部分17c和扩散器部分17d。制冷剂吸入端口17b是供第二蒸发器22(在以后说明)下游侧的制冷剂通过该端口被吸入到喷射器主体17中的吸入端口，并且制冷剂吸入端口17b与喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a连通。

混合部分17c是用于将从制冷剂喷射端口16a被喷射的高速制冷剂流和从制冷剂吸入端口17b被吸入的吸入制冷剂混合的空间，并且被置于喷嘴部分16和制冷剂吸入端口17b的下游侧。

扩散器部分17d是被置于混合部分17c的下游侧的压力增加部分，并且适合于减小制冷剂流的速度，以便增加制冷剂压力。扩散器部分17d的形状形成为逐渐增加制冷剂的通道面积，并且具有减小制冷剂流的速度以增加制冷剂压力的功能，即将制冷剂的速度能量转换成其压力能量的功能。

喷射器主体17具有主体制冷剂入口17e，被分支部分A分支的制冷剂穿过所述主体制冷剂入口17e流入到喷嘴部分制冷剂入口16b。另外，喷射器主体17通过粘合剂等被固定至喷射器外壳18的内部，以防止制冷剂从粘合部分泄漏。当然，喷射器主体17可以经由诸如O形环等密封材料被固定至喷射器外壳18。

喷射器外壳18基本呈圆柱形，并且用于对喷射器15的部件16、17和19进行固定和保护。

喷射器外壳18被配备有高压制冷剂入口18a和吸入制冷剂入口18b，所述高压制冷剂入口18a用于在制冷剂管路14a和喷射器主体17的主体制冷剂入口17e之间建立连通，所述吸入制冷剂入口18b用于在分支管路14b和喷射器主体17的制冷剂吸入端口17b之间建立连通。另外喷射器外壳18还被配备有制冷剂流出口18c和制冷剂连通端口18d，所述制冷剂流出口18c用于允许在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂流出至将在以后说明的第一蒸发器20的上游侧，所述制冷剂连通端口18d用于在通道面积调节机构19的内部和在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂之间建立连通。

喷射器外壳18由与构成制冷剂管路14a和14b相同的材料(例如铝)制成，所述制冷剂管路14a和14b分别与入口和出口18a至18d连接。这些管路部分分别被铜焊至所述入口和出口，以便防止制冷剂从被连接部分泄漏。

通道面积调节机构19包括主体部分19a、针形部分19b、偏压弹簧19c和形状记忆弹簧19d。主体部分19a在喷射器15的纵向方向上可滑动地对针形部分19b进行支承，而同时将偏压弹簧19c和形状记忆弹簧19d容纳在其中，并因此被固定至喷射器外壳18的内部。

另外，主体部分19a被配备有制冷剂连通管路19f和制冷剂连通孔19e，以便经由喷射器外壳18的制冷剂连通端口18d将在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂与用于将形状记忆弹簧19d容纳在其中的空间连通起来。

针形部分19b基本呈针形的细长形状，并且同轴设置，以使针形部分19b的纵轴与喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a的轴一致。在制冷剂喷射端口16a旁侧的针形部分19b的末端呈锥形，并且被置于制冷剂喷射端口16a的大致中心。

因此，在针形部分19b的末端和制冷剂喷射端口16a之间的间隙构成从制冷剂喷射端口16a被喷射的制冷剂的节流通道。如上所述，因为针形部分19b在喷射器15的纵向方向上相对于主体部分19a被可滑动地支承，所以针形部分19b的移动改变喷嘴制冷剂通道(喷嘴节流通道)的面积Anoz。

因为针形部分19b被主体部分19a可滑动地支承，所以在针形部分19b和主体部分19a之间的滑动部分内产生间隙。根据第一实施方式，充分地确保滑动部分的距离(密封长度)防止制冷剂从滑动部分泄漏。显然，可以采用在针形部分19b的侧面构成迷宫式密封的机构或经由O形环通过主体部分19a对针形部分19b进行滑动支承的机构，以防止制冷剂泄漏。

针形部分19b具有位于其另一端的呈盘状的弹簧轴承。针形部分19b的弹簧轴承承受来自偏压弹簧19c和形状记忆弹簧19d的载荷。偏压弹簧19c是盘簧，并且在引起针形部分19b向喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a靠近的方向上，或者在减小喷嘴通道面积Anoz的方向上，将载荷施加至针形部分19b的弹簧轴承部分。

另一方面，形状记忆弹簧19d在将针形部分19b从喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a移离的方向上，或者在增加喷嘴通道面积Anoz的方向上，将载荷施加至针形部分19b的弹簧轴承部分。

将对形状记忆弹簧19d的结构加以详细阐述。形状记忆弹簧19d由形状记忆合金制成，并且具有与盘簧相同的形状。形状记忆弹簧19d用作在特定温度下具有预定的弹簧常数的盘簧，但弹簧常数根据制冷剂温度变化而改变，引起弹簧变形。

如图3所示，本实施方式的形状记忆弹簧19d被配置成具有随着温度升高而增加的弹簧常数。因此，形状记忆弹簧19d变形，以便随着循环的制冷剂温度(例如，在被喷嘴部分16或热膨胀阀21减压之后的低压制冷剂温度)升高而轴向延伸。这会引起针形部分19b在离开制冷剂喷射端口16a的方向上，即在随着温度升高而增加喷嘴通道面积Anoz的方向上产生位移，如图4所示。

另外，根据本实施方式，用于将形状记忆弹簧19d容纳在其中的主体部分19a的空间经由如上所述的喷射器外壳18的制冷剂连通端口18d，并且经由主体部分19a的制冷剂连通孔19e，与在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂连通。因此，形状记忆弹簧19d根据在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度变化而变形。

因此，根据第一实施方式，在通道面积调节机构19中的制冷剂温度是在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度，形状记忆弹簧19d用作热敏变形元件，并且通道面积调节机构19用作流量调节机构。

通过将具有固定于其中的喷嘴部分16的喷射器主体17固定至喷射器外壳18的内部，然后将通道面积调节机构19固定至喷射器外壳18的内部，由此可以容易地构造本实施方式的喷射器15。

然后，如图1所示，将第一蒸发器20置于喷射器15的扩散器部分17d的出口侧。第一蒸发器20是热交换器，其在被喷射器15的喷嘴部分16减压的低压制冷剂和被风扇20a吹来的空气之间进行热交换，以允许低压制冷剂吸收热量，由此冷却空气。

风扇20a是被电机20b驱动的电动风扇。电机20b被从将在以后说明的空气调节控制单元23输出的控制电压旋转驱动。第一蒸发器20的制冷剂流的下游侧与压缩机11的吸入侧连接。

热膨胀阀21和第二蒸发器22被置于分支管路14b上，被分支部分A分支的另一制冷剂流入到所述分支管路14b内。热膨胀阀21根据在第一蒸发器20的出口侧的制冷剂的过热程度对其阀体部分(未示出)的制冷剂通道面积Ae进行调节，由此对流经热膨胀阀21的阀体部分的制冷剂进行减压，同时调节制冷剂的流量，以便对制冷剂流进行控制，使得在第一蒸发器20的出口侧的制冷剂的过热程度接近预定值。因此，热膨胀阀21构成本实施方式的节流机构。

对热膨胀阀21的制冷剂通道面积Ae进行调节，使得在第一蒸发器20的出口侧的制冷剂的过热程度变为预定值。在第一实施方式的循环结构中，喷射器15的喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz也根据在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度(制冷剂循环中的制冷剂温度)来变化。

根据第一实施方式，热膨胀阀21和喷射器15的通道面积调节机构19被构造，使得面积比α(α＝Anoz/(Anoz+Ae))为0.8或更小(见图15)。在喷射器制冷剂循环系统10中的这种结构例如可以通过以下方式容易地被实施：通过在通道面积调节机构19的针形部分19b中设置对准部分来限制针形部分19b的移动范围，或者通过限制热膨胀阀21的阀体的移动范围。

图15为当压缩机11的旋转速度为750rpm和1250rpm时在面积比α(α＝Anoz/(Anoz+Ae))和循环效率COP之间的关系曲线图。图5的曲线图是在外部空气温度为45℃，内部空气温度(相对湿度50％)为40℃的状态下得到的。

面积比α决定通过热膨胀阀21被吸入到制冷剂吸入端口17b中的制冷剂的流量Ge与被喷嘴部分16减压和膨胀的制冷剂的流量Gnoz的流量比η(η＝Ge/Gnoz)。根据图15，当面积比α(α＝Anoz/(Anoz+Ae))大于0.8时，流量比η(η＝Ge/Gnoz)大大减小，由此减小第二蒸发器22的冷却能力。通过将面积比α(α＝Anoz/(Anoz+Ae))调节至等于或小于0.8，可以防止第二蒸发器22的冷却能力明显减小。

根据第一实施方式，可以在预定的冷却负载下将流量比η(η＝Ge/Gnoz)调节至合适的值，从而在喷射器制冷剂循环系统的整个循环中产生高的循环效率。这种调节可以容易地通过改变弹簧常数和喷射器15的偏压弹簧19c的设定负载来进行。

第二蒸发器22是热吸收器，所述热吸收器用于对在热膨胀阀21的下游侧的制冷剂进行蒸发，以产生热吸收作用。根据本实施方式，如图5的立体示意图所示，例如，第一蒸发器20和第二蒸发器22可以被组装成一体结构。具体地，第一蒸发器20的部件和第二蒸发器22的那些部件由铝制成，并且被钎焊成一体结构。

因此，被上述风扇20a吹来的风朝着箭头B的方向吹，并且首先被第一蒸发器20冷却，然后被第二蒸发器22冷却。换句话说，第一蒸发器20和第二蒸发器22冷却待冷却的同一空间。

另外，如图5所示，喷射器15可以被一体地钎焊至第一蒸发器20和第二蒸发器22。具体地，喷射器外壳18被连接在第一和第二蒸发器20和22的第一和第二总箱20c和22a之间，使得喷射器15的纵向方向平行于第一和第二蒸发器20和22的第一和第二总箱20c和22a的纵向方向。

正如惯常的现有技术已知，第一和第二总箱20c和22a将对流入和流出第一和第二蒸发器20和22的制冷剂进行分配和收集。因此，通过缩短在第一和第二蒸发器20和22与喷射器外壳18的每个入口和出口18a至18d之间的连接距离可以容易地对第一和第二总箱20c和22a进行连接。

由于喷射器15的纵向方向平行于第一和第二总箱20c和22a的纵向方向，所以可以防止喷射器15不必要地朝着箭头B的空气流方向突出，由此减小制冷剂流量控制设备的尺寸和整个系统的尺寸。被图1中的交替的长划线和两个短虚线所包围的部分构成本实施方式的制冷剂流量控制设备。

另外，喷射器外壳18被钎焊至第一蒸发器20和第二蒸发器22。在钎焊之后，喷嘴部分16、喷射器主体17和通道面积调节机构19可以被固定在喷射器外壳18的内部。因此可以防止喷嘴部分16等由于钎焊时的高温而热变形。例如，铝的钎焊温度为大约600度。

图5为喷射器15的剖视图，用于清楚地示出与图2的对应关系。同样，根据第一实施方式，喷射器15、第一和第二蒸发器20和22与热膨胀阀21(被图1中的交替的长划线和两个短虚线包围的部分)构成用于对在喷射器制冷剂循环系统10中的制冷剂的流量进行调节的制冷剂流量控制设备。

空气调节控制单元23由公知的微型计算机构成，其包括CPU、ROM、RAM等及其外围电路。空气调节控制单元23基于被存储在ROM中的控制程序进行各种计算和处理，以便对上述各种设备11a、12b、20b等的运行进行控制。

另外，来自一组各种传感器的探测信号和来自操作面板(未示出)的各种操作信号被输送至空气调节控制单元23。具体地，用于探测外部空气温度(即车厢外部的空气温度)的外部空气传感器等被提供以作为所述传感器组。此外，操作面板被配备有用于对制冷设备进行操作的操作开关、用于对有待冷却的空间的冷却温度进行设置的温度设置开关等。

接下来，下面将对具有上述布置的喷射器制冷剂循环系统10的第一实施方式的工作加以阐述。首先，当车辆运行发动机工作时，旋转驱动力从车辆运行发动机被传递至压缩机11。然后，当操作开关的操作信号从操作面板被输入至空气调节控制单元23时，基于预先存储的控制程序，输出信号从空气调节控制单元23被输出至电磁容积控制阀11a。

压缩机11的排放量取决于所述输出信号。压缩机11吸收在第一蒸发器20的下游侧的汽态制冷剂，并且从中排放出经压缩的制冷剂。从压缩机11排放出的高温和高压汽态制冷剂流入到散热器12中，以便被散热器12中的外部空气冷却和冷凝。散热器12的经冷凝的制冷剂被接收器13分成汽态制冷剂和液态制冷剂。然后，从接收器13流出的液态制冷剂被分支部分A分配入制冷剂管路14a和分支管路14b。

已经从分支部分A流至制冷剂管路14a的制冷剂经由高压制冷剂入口18a、喷射器主体制冷剂入口17e和喷嘴部分制冷剂入口16d流入到喷嘴部分16中。流入到喷嘴部分16中的制冷剂被喷嘴部分16减压和膨胀。由于在减压和膨胀时制冷剂的压力能量被转换成速度能量，所以制冷剂被以高的速度从喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a喷射而出。

从喷射部分16a被喷射出的高速制冷剂流的制冷剂抽吸作用从制冷剂吸入端口17b抽吸已经通过第二蒸发器22的制冷剂。从喷嘴部分16被喷射的制冷剂和从制冷剂吸入端口17b被吸入的制冷剂在喷嘴部分16的下游侧被混合部分17c混合，以便流入到扩散器部分17d中。在这个扩散器部分17d中，通过增加通道面积将制冷剂的速度能量转换成其压力能量，从而导致制冷剂的压力增加。

从喷射器15的扩散器部分17d流出的制冷剂流入到第一蒸发器20中，在所述第一蒸发器20中，低压制冷剂吸收被风扇20a吹来的空气的热量，以便被蒸发。已经通过第一蒸发器20的制冷剂再次被压缩机11吸入和压缩。

已经从分支部分A被分支到分支管路14b中的制冷剂被热膨胀阀21减压，因此具有被阀21调节的流量，然后流入到第二蒸发器22中。热膨胀阀21对其阀体部分的制冷剂通道面积Ae进行调节，使得在第一蒸发器20的出口侧的制冷剂的过热程度接近预定值。因此，在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂变为具有预定过热程度的汽态，由此防止液态制冷剂流入到压缩机11中。

已经从热膨胀阀21流至第二蒸发器22的低压制冷剂还从被风扇20所吹来的空气吸收热量，所述空气已经被第一蒸发器20冷却，从而制冷剂被蒸发。并且，在第二蒸发器22处被蒸发的制冷剂经由吸入端口侧管路14d被吸入到喷射器15的制冷剂吸入端口17b中，并且在混合部分17c中与已经通过喷嘴部分16的液态制冷剂混合。混合部分17c的经混合的制冷剂流过扩散器部分17d以便在扩散器部分17d中被增加压力。

因为本实施方式的喷射器制冷剂循环系统10如上述工作，所以在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂被提供给第一蒸发器20，而从热膨胀阀21流出的制冷剂也被提供至第二蒸发器22。因此，第一蒸发器20和第二蒸发器22可以同时实施冷却作用。

第一蒸发器20的制冷剂蒸发压力是在被扩散器部分17d增加之后的压力，另一方面，第二蒸发器22的制冷剂出口侧与喷射器15的制冷剂吸入端口17b连接，制冷剂吸入端口17b可以在喷嘴部分16处减压之后将最低压力直接施加至第二蒸发器22。因此，可以将第二蒸发器22的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)设置成低于第一蒸发器20的压力。

另外，压缩机11的压缩工作效率可以通过扩散器部分17d的压力增加作用以压缩机11的吸入压力的增加量来降低，这能产生节能效果。流量比η被预先调节至在预定冷却负载下的适当的值，从而可以在整个循环中获得高的循环效率。

根据第一实施方式的喷射器制冷剂循环系统10，当冷却负载增加时，在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度也增加。在这种情况下，为了将过热程度调节至预定的范围内，热膨胀阀21增加其阀体部分的制冷剂通道面积Ae。

冷却负载的增加引起在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度升高。因此，所述制冷剂温度的增加导致形状记忆弹簧19d的弹簧常数的增加，如图3所示，从而针形部分19b被移动，以增加喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz。

相反，当冷却负载减小时，在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度也降低，因此为了将过热程度调节至预定的范围内，热膨胀阀21减小其阀体部分的制冷剂通道面积Ae。此外，这也会降低在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度(循环温度)，从而导致形状记忆弹簧19d的弹簧常数的减小，从而针形部分19b被移动，以减小喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz。

根据第一实施方式，热膨胀阀21的制冷剂通道面积Ae和喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz根据冷却负载的增加或减小而同时增加或减小，由此将流量比η保持在适当的值。因此，即使当冷却负载在喷射器制冷剂循环系统10的制冷剂循环中变化，通过适宜地使用喷射器制冷剂循环系统10的第一实施方式的制冷剂流量控制设备，整个循环可以以高的循环效率工作。

(第二实施方式)

现在将参照图6对本发明的第二实施方式加以阐述。

根据上述第一实施方式，热膨胀阀21对制冷剂通道面积Ae进行控制，使得在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度处于预定的范围内。然而根据第二实施方式，如图6所示，并未设置热膨胀阀21，而是在接收器13的下游侧和分支部分A的上游侧设有另一热膨胀阀24。

热膨胀阀24的结构与上述第一实施方式的热膨胀阀21的结构相同，并且其开度被控制，使得在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度处于预定的范围内。另外，根据第二实施方式，在第二蒸发器22的上游侧、在分支管路14b上设有固定节流机构25。

固定节流机构25可以由毛细管或孔构成。因此，第二实施方式的固定节流机构25的制冷剂通道面积Ae并不改变。另外，根据第二实施方式，在预定的冷却负载下将流量比η调节至能够在整个循环中产生高的循环效率的值。

本实施方式的其它部件的结构与上述第一实施方式的那些部件的结构相同。在图6中，相同的附图标记将用来指代与在第一实施方式的整体配置图(图1)中的那些部件具有相同或相当功能的部件。被图1中的交替的长划线和两个短虚线所包围的部分构成本实施方式的制冷剂流量控制设备。

当具有上述结构的本实施方式的喷射器制冷剂循环系统工作时，像第一实施方式一样，压缩机11工作，从压缩机11排放出的制冷剂被散热器12冷却和冷凝，并且在散热器12的下游侧的制冷剂被接收器13分成汽态制冷剂和液态制冷剂。从接收器13流出的液态制冷剂通过热膨胀阀24，然后从分支部分A被分入制冷剂管路14a一侧和分支管路14b一侧。

如同第一实施方式，热膨胀阀24对其阀体的制冷剂通道面积进行调节，从而在第一蒸发器20的出口侧的制冷剂的过热程度接近预定值，如同第一实施方式的热膨胀阀21一样。因此，在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂变为具有预定过程程度的汽态，由此防止液态制冷剂流入到压缩机11中。

已经从分支部分A流入到制冷剂管路14a中的制冷剂被喷嘴部分16减压和膨胀，与在第二蒸发器22处吸收热量之后的制冷剂混合，并且其压力被扩散器部分17d增加，以便流入到第一蒸发器20中。流入到第一蒸发器20中的制冷剂在第一蒸发器20处执行吸热作用，并且被吸入到压缩机11中。

相反，已经从分支部分A流入到分支管路14b中的制冷剂被固定节流机构25减压，以便流入到第二蒸发器22中。然后，制冷剂在第二蒸发器22处也执行吸热作用，并且被吸入到喷射器15的制冷剂吸入端口17b中，并且在混合部分17c中与通过喷嘴部分16的液态制冷剂混合，以便流入到扩散器部分17d中。因此，本实施方式的喷射器制冷剂循环系统的工作可以获得与第一实施方式的喷射器制冷剂循环系统相同的效果。

另外，根据本实施方式的喷射器制冷剂循环系统，当冷却负载增加时，在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度增加，因此为了将过热程度进行调节至在预定的范围内，热膨胀阀24增加其阀体部分的制冷剂通道面积Ae。也就是说，被提供至第一和第二蒸发器20和22的制冷剂流量将增加。

为了增加被提供至第一和第二蒸发器20和22的制冷剂流量，根据第二实施方式，空气调节控制单元23增加压缩机11的排放量，以便增加从压缩机11排放出的制冷剂的流量。当然，使用被电动机旋转驱动的电压缩机的喷射器制冷剂循环系统可以增加压缩机的转数，由此增加排放流量。

在上述的图15中，当通过用实验方法改变压缩机11的转数来改变冷却负载时，循环效率(COP)的变化被描绘出来。由图15可见，由于压缩机的转数(排放流量)增加，成为循环效率(COP)的峰值的面积比α大于转数增加之前的面积比。这意味着，当冷却负载增加时，喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz将增加。也就是说，这意味着，Gnoz需要增加。

这基于下述原因。例如，当在第一和第二蒸发器20和22处的用于热交换的空气的温度和绝对湿度被提高以增加冷却负载时，其温度和绝对湿度已经被提高的空气被位于风向侧的第一蒸发器20充分地冷却和除湿，并且被第二蒸发器22进一步冷却。因此，第一蒸发器20的冷却负载高于第二蒸发器22的冷却负载，并且Gnoz需要增加。

根据第二实施方式，当冷却负载在循环中增加时，在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度也如同第一实施方式一样增加。这导致形状记忆弹簧19d的弹簧常数的增加，导致Anoz的增加。因此，根据冷却负载的增加，Gnoz可以被增加，并且流量比η可以是一适当的值。

相反，当冷却负载减小时，形状记忆弹簧19d的弹簧常数如同第一实施方式一样减小，从而针形部分19b被移动，以减小喷嘴通道面积Anoz。也就是说，面积比α的减小导致Gnoz的减小。因此，流量比η可以被设置在适当的值。

根据本实施方式，喷嘴通道面积Anoz可以根据冷却负载的增加或减小而增加或减小，由此可以将流量比η改变至适当的值。因此，即使当冷却负载变化时，循环也可以以高的循环效率工作。

(第三实施方式)

现在将参照图7和8对本发明的第三实施方式加以阐述。

上述第二实施方式采用了喷射器15，所述喷射器15包括通道面积调节机构19，如同第一实施方式，所述通道面积调节机构适合于根据在循环内部的制冷剂温度变化，对喷嘴通道面积Anoz进行改变。然而根据本实施方式，如图7所示，采用不具有第一实施方式的通道面积调节机构19的喷射器26。因此，本实施方式的喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz并不改变。

另外，与图6的循环机构相比较，代替第二实施方式的固定节流机构25，采用了可变节流机构27，其用于根据在循环中的制冷剂温度变化来对制冷剂通道面积Ae(节流通道面积)进行改变。下面将参照图8对可变节流机构27加以详细阐述。图8是可变节流机构27的剖视图。

可变节流机构27用作用于对制冷剂进行减压并对制冷剂的流量进行调节的减压机构，并且包括外壳部分27a、主体部分27b、针形部分27c、偏压弹簧27d和形状记忆弹簧27e。外壳部分27a基本呈圆柱形，并且用于对可变节流机构27进行固定和保护。

外壳部分27a具有：高压制冷剂入口27f，其用于允许制冷剂从分支管路14b流入到外壳部分27a中；制冷剂出口27g，用于允许制冷剂经由分支管路14b以上述同样的方式从外壳部分27a的内部流至第二蒸发器22；制冷剂连通端口27h，其用于将在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂与用于布置形状记忆弹簧27e的可变节流机构27内的空间连通起来。

外壳部分27a由与每个制冷剂入口和出口27f至27h连接的每个制冷剂管路14b等相同的材料(例如铝)制成。这些制冷剂管路14b等被钎焊至相应的连接部分，以便防止制冷剂从连接部分泄漏。

主体部分27b在可变节流机构27的纵向方向上对针形部分27c进行滑动地支承，而同时将偏压弹簧27d和形状记忆弹簧27e容纳于其中，并且被固定至外壳部分27a的内部。主体部分27b被配备有制冷剂连通孔27j，其用于经由外壳27a的制冷剂连通管路27i和制冷剂连通端口27h将在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂与用于将形状记忆弹簧27e容纳在其中的空间连通起来。

针形部分27c的结构与上述第一实施方式的通道面积调节机构19的针形部分19b的结构相同。针形部分27c轴向设置，使得在针形部分27c的纵向方向的轴线与外壳部分27a的制冷剂出口27g的轴线一致。因此，在针形部分27c的末端和制冷剂出口27g之间的间隙构成用于使制冷剂从制冷剂出口27g流出的制冷剂通道。针形部分27c的移动改变在可变节流机构27中的制冷剂通道的面积Ae。

同样，针形部分27c被构造有盘状的弹簧轴承，所述弹簧轴承承受偏压弹簧27d和形状记忆弹簧27e的载荷。偏压弹簧27d和形状记忆弹簧27e的结构与上述第一实施方式的偏压弹簧19c和形状记忆弹簧19d的结构相同。

根据第三实施方式，偏压弹簧27d在使得针形部分27c移离制冷剂出口27g的方向上，即在使得制冷剂通道面积Ae增加的方向上，将载荷施加至针形部分27c的弹簧轴承。相反，形状记忆弹簧27e在引起针形部分27c靠近制冷剂出口27g的方向上，即在使得制冷剂通道面积Ae减小的方向上，将载荷施加至针形部分27c的弹簧轴承。

同样，根据第三实施方式，用于对形状记忆弹簧27e进行容纳的主体部分27b的空间经由外壳部分27a的制冷剂连通端口27h和主体部分27b的制冷剂连通孔27j与在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂连通。因此，形状记忆弹簧27e变形，从而随着在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度升高而减小制冷剂通道面积Ae，并且随着制冷剂的温度下降而增加制冷剂通道面积Ae。

根据第三实施方式，循环中的有待与主体部分27b的空间连通的制冷剂温度对应于在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度，形状记忆弹簧27e用作热敏变形元件，并且可变节流机构27用作节流机构以及流量调节机构。同样，根据第三实施方式，在预定的冷却负载下将流量比η调节至能够在整个循环中产生高的循环效率的值。

第三实施方式的其它部件的结构与第二实施方式的那些部件的结构相同。在图7中，相同的附图标记将用来指代与在第二实施方式的整体配置图(图6)中的部件具有功能相同或相当的功能的部件。被图7中的交替的长划线和两个短虚线所包围的部分构成第三实施方式的制冷剂流量控制设备。

当具有上述结构的第三实施方式的喷射器制冷剂循环系统工作时，循环中的部件以与第二实施方式相同的方式工作。当冷却负载增加时，在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度也如同第一实施方式一样增加，由此导致可变节流机构27的形状记忆弹簧27e的弹簧常数增加，以减小制冷剂通道面积Ae(节流通道面积)。

当可变节流机构27的制冷剂通道面积Ae减小时，喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz不发生变化，从而Gnoz可以增加。相反，当冷却负载减小时，形状记忆弹簧27e的弹簧常数减小，因此可变节流机构27的制冷剂通道面积Ae增加。可变节流机构27的制冷剂通道面积Ae的增加导致喷嘴通道面积Gnoz的减小。因此，可变节流机构27的制冷剂通道面积Ae根据冷却负载的增加或减小而增加或减小，由此可以将流量比η改变至合适的值。因此，在第三实施方式中可以获得与第二实施方式相同的效果。

(第四实施方式)

图9示出第四实施方式的喷射器制冷剂循环系统的整体结构。根据本实施方式，将二氧化碳实施为制冷剂，并且压缩机11对制冷剂进行压缩，直到高压侧制冷剂压力等于或高于制冷剂的临界压力。因此，本实施方式的喷射器制冷剂循环系统构成超临界的循环，其中制冷剂并不被散热器12冷凝。在这种情况下，散热器12被用作气体冷却器。

另外，在散热器12的下游侧设有内部热交换器28。内部热交换器28在从散热器12流出的制冷剂和有待被吸入到压缩机11中的制冷剂之间进行热交换，由此对从散热器12流出的制冷剂进行散热。这增加了在第一和第二蒸发器20和22中的每一个的制冷剂入口和出口之间的制冷剂的焓差，由此增加了在喷射器制冷剂循环系统中的循环的制冷能力。

制冷剂管路14与内部热交换器28连接，并且用于分支制冷剂流的分支部分A以与第一实施方式相同的方式设置在内部热交换器28的下游侧的制冷剂管路14上。被分支部分A分支的一支制冷剂经由制冷剂管路14a流入到喷射器15的喷嘴部分16中，而被分支部分A分支的另一支制冷剂经由分支管路14b流向喷射器15的制冷剂吸入端口17b。因此，根据本实施方式，并未设置接收器13。

另外，根据第四实施方式，储存器29与第一蒸发器20的下游侧连接。储存器29呈罐状，并且是用于通过密度差将在第一蒸发器20的下游侧的气液混合态的制冷剂分离成汽态制冷剂和液态制冷剂的汽/液分离单元。因此，汽态制冷剂在垂直方向上被收集在储存器29的罐状内部空间的上侧，而液态制冷剂在垂直方向上被收集在下侧。

另外，在罐状储存器29的顶部设置有汽态制冷剂出口。汽态制冷剂出口与内部热交换器28的低压制冷剂通道连接，其具有与压缩机11的吸入侧连接的制冷剂出口侧。

而且，根据第四实施方式，省去了上述第一实施方式的热膨胀阀21，而采用了高压控制阀30。高压控制阀30是一种机械可变节流机构。并且，高压控制阀30被设计用于根据在内部热交换器28的下游侧的高压制冷剂的温度对其阀体部分(未示出)的制冷剂通道面积Ae进行调节，从而将在内部热交换器28的下游侧的高压制冷剂的压力调节到预定的范围内。另外，高压控制阀30对通过高压控制阀30的制冷剂(流入到第二蒸发器22中的制冷剂)进行减压和膨胀。

更具体地，高压控制阀30的阀体与用作压力响应机构的膜片机构30a连接，膜片机构30a根据热敏圆柱体30b的填充气体介质的压力(即根据在内部热交换器28的下游侧的高压制冷剂的温度的压力)和被引入到补偿管路30c中的在内部热交换器28的高压制冷剂通道的下游侧的高压制冷剂的压力，使得阀体产生位移，由此调节阀体的开度。因此高压控制阀30也构成了第四实施方式的节流机构。

同样，即使在第四实施方式中，也可以在预定的冷却负载下对流量比η进行调节，从而作为整个系统产生高的循环效率。本实施方式的其它部件的结构与第一实施方式的那些部件的结构相同。在图9中，相同的附图标记将用来指代与在第一实施方式的整体配置图(见图1)中的那些部件具有相同或相当的功能的部件。被图9中的交替的长划线和两个短虚线所包围的部分构成本实施方式的制冷剂流量控制设备。

另外，根据本实施方式，即使当喷射器15的喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz和高压控制阀30的阀体部分的制冷剂通道面积Ae为最小时，喷嘴部分16和阀体被配置成允许预定流量的制冷剂通过。换句话说，喷射器15的喷嘴部分16和高压控制阀30的阀体部分被配置成不完全闭合。

在第四实施方式的喷射器制冷剂循环系统10中，可以确保将制冷剂分支和提供到喷射器15侧和高压控制阀30侧。这种结构可以容易地得到，例如，通过在通道面积调节机构19的针形部分19b中设置对准部分，以限制针形部分的可移动区域，以及通过限制高压控制阀30的阀体的可移动区域。

当具有上述结构的第四实施方式的喷射器制冷剂循环系统被激励时，压缩机11工作，以便将制冷剂的压力增加至大于超临界压力，然后制冷剂从压缩机11中被排出。利用散热器12和内部热交换器28依次对从压缩机11中被排出的高压制冷剂进行散热，从而高压制冷剂的焓减小。并且，制冷剂从分支部分A被分成制冷剂管路14a侧和分支管路14b侧。

通过所述位于分支管路14b中的高压控制阀30将上述高压制冷剂的压力调节至预定的值。具体地，根据在内部热交换器28的出口侧的制冷剂的温度将高压制冷剂的压力调节至使得循环效率(COP)达到最大值的高压。因为在高压侧制冷剂压力大于临界压力的循环中，如本实施方式的循环中，压缩机11的能量消耗很大，所以对高压侧制冷剂的压力的这种控制能够显著地提高循环效率。

已经从分支部分A流入到制冷剂管路14a中的制冷剂被喷嘴部分16减压和膨胀，如同第一实施方式一样，并在混合部分17c中与在第二蒸发器22处吸收热量之后被吸入到制冷剂吸入端口17b中的制冷剂混合，然后其压力被扩散器部分17d增加。之后，制冷剂从扩散器部分17d流入到第一蒸发器20中。

流入到第一蒸发器20中的制冷剂在第一蒸发器20处产生热吸收作用，然后流入到储存器29中。流入到储存器29中的制冷剂被分成汽态制冷剂和液态制冷剂，并且有待被吸入到压缩机11中的汽态制冷剂在内部热交换器28中与在散热器12的下游侧的高压制冷剂进行热交换。

相反，从分支部分A被分支到分支管路14b中的制冷剂被高压控制阀30减压，以便流入到第二蒸发器22中。制冷剂在第二蒸发器22处进行热吸收，以便被吸入到喷射器15的制冷剂吸入端口17b中，并且所述制冷剂在混合部分17c中与已经通过喷嘴部分16的液态制冷剂混合。经混合的制冷剂通过扩散器部分，从而流入到第一蒸发器20中。因此，即使本实施方式的喷射器制冷剂循环系统的工作也能获得与第一实施方式相同的效果。

根据第四实施方式的喷射器制冷剂循环系统，由于基于高压侧制冷剂温度对高压侧制冷剂压力进行控制，所以可以提高超临界循环中的循环效率。另外，通过内部热交换器28提高了循环的制冷能力，由此进一步提高了循环效率。

例如，根据第四实施方式，当在散热器12处与制冷剂进行热交换的空气的温度被升高以增加冷却负载时，在散热器12的下游侧(具体地，在内部热交换器28的下游侧)的高压制冷剂的温度升高。因此，高压控制阀30基于高压制冷剂的温度升高来改变制冷剂通道面积Ae。

在这种情况下，由于冷却负载增加，高压控制阀30的制冷剂通道面积Ae被增加，以增加流经高压控制阀30的制冷剂的流量。另外，根据本实施方式，冷却负载的增加使得在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度升高，如同第一实施方式一样，这增加了形状记忆弹簧19d的弹簧常数，以便增加喷嘴通道面积Anoz。

相反，当冷却负载减小时，高压控制阀30减小制冷剂通道面积Ae，以减小通过高压控制阀30的制冷剂的流量。同样，在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂的温度被降低，这减小了形状记忆弹簧19d的弹簧常数，以便减小喷嘴通道面积Anoz。

换句话说，阀30的制冷剂通道面积Ae和喷嘴通道面积Anoz根据冷却负载的增加或减小而同时增加或减小，因此将流量比η保持至适当的值。因此，即使当冷却负载改变时，循环可以以高的循环效率来工作。

(第五实施方式)

现在将参照图10和11对本发明的第五实施方式加以阐述。

根据第五实施方式，代替第一实施方式的喷射器15，采用了如图10所示的喷射器31。喷射器31可以以压力增加量ΔP来改变喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz，所述ΔP是在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂和在扩散器部分17d的入口侧的制冷剂之间的压力差。

下面将参照图11的剖视图对喷射器31的结构加以阐述。喷射器31的基本结构类似于第一实施方式的喷射器15(见图2)的结构，因此相同的附图标记将用来指代与在第一实施方式的整体配置图中的那些部件具有相同或相当的功能的部件。

喷射器31包括喷嘴部分16、喷射器主体17、喷射器外壳18和通道面积调节机构32。喷射器31的喷嘴部分16和喷射器主体17的结构与第一实施方式的喷射器15的喷嘴部分和喷射器主体的结构相同。

除了第一实施方式的入口和出口18a至18d之外，喷射器外壳18具有制冷剂连通端口18e，用于在通道面积调节机构32的内部和在扩散器17d的入口侧的制冷剂之间建立连通。

通道面积调节机构32包括主体部分32a、针形部分32b和偏压弹簧32c。主体部分32a在喷射器31的纵向方向对针形部分32b进行滑动支承，并且将偏压弹簧32c容纳在其中。在主体部分32a中设置有出口侧压力腔32d和入口侧压力腔32e，所述出口侧压力腔32d适合于与在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂连通，所述入口侧压力腔32e适合于与在扩散器部分17d的入口侧的制冷剂连通。

另外，主体部分32a包括：制冷剂连通孔32g，其用于经由制冷剂连通管路32f和喷射器外壳18的制冷剂连通端口18d将在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂与出口侧压力腔32d连通；制冷剂连通孔32i，其用于经由制冷剂连通管路32h和喷射器外壳18的制冷剂连通端口18e将在扩散器部分17d的入口侧的制冷剂与入口侧压力腔32e连通。

针形部分32b的结构与第一实施方式的针形部分19b的结构相同，喷嘴部分16的喷嘴通道面积Anoz以与第一实施方式相同的方式来形成。另外，针形部分32b包括圆柱形部分32j，其用于将主体部分32a的内部空间分成出口侧压力腔32d和入口侧压力腔32e。

在入口侧压力腔32e的一侧的圆柱形部分32j的表面用作用于接收偏压弹簧32c的载荷和入口侧压力腔32e的压力(即在扩散器部分17d的入口侧的制冷剂压力)的压力接收器，并且在出口侧压力腔32d一侧的圆柱形部分32j的表面用作用于接收出口侧压力腔32d的压力(即在扩散器部分17d的出口侧的制冷剂压力)的另一压力接收器。

同样，因为第五实施方式的针形部分32b被主体部分32a滑动地支承，所以在圆柱形部分32j和主体部分32a的内表面之间的滑动部分内设有间隙。根据本实施方式，滑动部分的距离(密封的长度)被充分地保证以防止制冷剂从滑动部分泄漏。

为了防止制冷剂从滑动部分泄漏，可以采用在圆柱形部分32j的侧面构成迷宫式密封的机构或在圆柱形部分32j和主体部分32a之间的滑动部分内设置O形环的机构。

偏压弹簧32c的结构与第一实施方式的偏压弹簧19c的结构相同，并且被设计成在使得针形部分32b离开喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a移动的方向上，即在增加喷嘴通道面积Anoz的方向上，向针形部分32b的圆柱形部分32j施加载荷。

根据第五实施方式，当在扩散器部分17d处的压力增加量ΔP变为预定的值时，可以将流量比η调节至适当的值，从而在整个循环中产生高的循环效率。本实施方式的其它部件的结构与第一实施方式的那些部件的结构相同。

因此，本实施方式的喷射器制冷剂循环系统的工作可以获得与第一实施方式相同的效果。另外，根据第五实施方式的喷射器制冷剂循环系统，当在喷射器31的扩散器部分17d处的压力增加量ΔP增加时，出口侧压力腔32d的制冷剂压力相对于入口侧压力腔32e的制冷剂压力增加。

因此，在被针形部分32b的圆柱形部分32j的压力接收器接收的载荷之中，从出口侧压力腔32d侧指向入口侧压力腔32e侧的载荷增加。这使得针形部分32b在减小喷嘴通道面积Anoz的方向上产生位移。因为喷嘴通道面积Anoz减小，Gnoz减小，导致Ge增加。当Ge增加时，在扩散器部分17d处的压力增加量ΔP减少至接近预定值，由此流量比η接近上述适当的值。

另一方面，当在扩散器部分17d处的压力增加量ΔP减少时，在被圆柱部分32j的压力接收器接收的载荷之中，从出口侧压力腔32d一侧指向入口侧压力腔32e一侧的载荷减小。这使得针形部分32b在增加喷嘴通道面积Anoz的方向上产生位移。因为喷嘴通道面积Anoz增加，Gnoz增加，导致Ge减小。当Ge减小时，压力增加量ΔP增加以接近预定值，由此流量比η接近适当的值。

根据第五实施方式，喷嘴通道面积Anoz根据在扩散器部分17d处的压力增加量ΔP的增加或减小而增加或减小，由此可以将流量比η改变至适当的值，因此循环可以以高的循环效率工作。

(第六实施方式)

现在参照图12对本发明的第六实施方式加以阐述。

根据第六实施方式，如图12的剖视图所示，形状记忆弹簧31a被加至第五实施方式的喷射器31。所述形状记忆弹簧31a向被构造在喷嘴部分16中的针形部分32b的弹簧轴承施加载荷。

形状记忆弹簧31a的结构与第一实施方式的形状记忆弹簧19d的结构相同。因此，形状记忆弹簧31a变形，从而随着温度升高而轴向延伸。因此，针形部分32b随着制冷剂的温度升高而在离开制冷剂喷射端口16a的方向上，即在增加喷嘴通道面积Anoz的方向上，产生位移。

另外，形状记忆弹簧31a处于喷嘴部分16中，因此根据从制冷剂通道14a流入到喷嘴部分16中的制冷剂的温度变化而变形。本实施方式的其它部件的结构与上述第五实施方式的那些部件的结构相同。因此，本实施方式的喷射器制冷剂循环系统的工作可以获得与第五实施方式相同的效果。

根据第六实施方式的喷射器制冷剂循环系统，由于形状记忆弹簧31a处于喷嘴部分16中，所以从制冷剂通道14a流入到喷嘴部分16中的制冷剂的温度的升高会增加喷嘴通道面积Anoz。

例如，当与散热器12进行热交换的空气的温度升高以增加冷却负载时，热膨胀阀21增加其中的制冷剂通道面积Ae，以增加制冷剂流量。用于与散热器12进行热交换的空气的温度升高导致在散热器12下游侧的制冷剂的温度升高，导致从制冷剂通道14a流入到喷嘴部分16中的制冷剂的温度的升高。因此，在这种情况下，形状记忆弹簧31a增加喷嘴通道面积Anoz。

相反，当与散热器12进行热交换的空气的温度下降以减小冷却负载时，热膨胀阀21减小制冷剂通道面积Ae，以减小制冷剂流量。用于与散热器12进行热交换的空气的温度下降也导致从制冷剂通道14a流入到喷嘴部分16中的制冷剂的温度的下降，由此形状记忆弹簧31a减小喷嘴通道面积Anoz。

根据本发明的第六实施方式，热膨胀阀21的制冷剂通道面积Ae和喷嘴通道面积Anoz根据冷却负载的增加或减小而同时增加或减小，由此将流量比η保持到适当的值。因此，即使当冷却负载在喷射器制冷剂循环系统中改变，循环仍可以以高的循环效率工作。

(第七实施方式)

现在参照图13对本发明的第七实施方式加以阐述。

根据第七实施方式，代替第五实施方式的喷射器31，采用了图13所示的喷射器33。图13是喷射器33的剖视图。喷射器33的基本机构类似于第一实施方式的喷射器15(见图2)的结构，因此相同的附图标记将用来指代具有相同或相当的功能的部件。

喷射器33包括喷嘴部分16、喷射主体17、喷射器外壳18和通道面积调节机构19。喷嘴部分16、喷射主体17和喷射器外壳18的结构与上述第一实施方式的喷射器15的那些喷嘴部分、喷射主体和喷射器外壳的结构相同。

在第七实施方式的通道面积调节机构19中，与第一实施方式的结构相比较，没有设置图2所示的形状记忆弹簧19d，并且偏压弹簧19c适合于在使得针形部分19b离开喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a的方向上，即在增加喷嘴通道面积Anoz的方向上，将载荷施加至针形部分19b的弹簧轴承。

在喷嘴部分16一侧的针形部分19b的末端从喷嘴部分16的制冷剂喷射端口16a朝向扩散器部分17d一侧突出，并且所述突出部分接收在扩散器部分17d的入口侧的制冷剂的压力。另一方面，在针形部分19b和主体部分19a之间的滑动部分处与针形部分19b的轴向垂直的截面的面积与垂直于上述突出部分的轴向的截面的面积相等。

另外，根据第七实施方式，当在扩散器部分17d处的压力增加量ΔP达到预定值时，可以将流量比η调节至能够在整个循环中产生高的循环效率的值。本实施方式的其它部件的结构与第一实施方式的那些部件的结构相同。

因此，本实施方式的喷射器制冷剂循环系统的工作可以获得与第五实施方式的喷射器制冷剂循环系统相同的效果。具体地，当在喷射器33的扩散器部分17d处的压力增加量ΔP增加时，在主体部分19a内部的制冷剂压力相对于在针形部分19b的末端处的制冷剂压力增加。因此，在被针形部分19b接收的载荷之中，从主体部分19a一侧指向喷嘴部分16一侧的载荷增加。

这使得针形部分32b在减小喷嘴通道面积Anoz的方向上产生位移。因为喷嘴通道面积Anoz减小，Ge增加，于是压力增加量ΔP减小至接近预定的值，由此流量比η接近适当的值。

另一方面，当压力增加量ΔP减小时，在被针形部分19b接收的载荷之中，从主体部分19a一侧指向喷嘴部分16一侧的载荷减小。这使得针形部分32b在增加喷嘴通道面积Anoz的方向上产生位移。因为Anoz增加，Ge减小，于是压力增加量ΔP增加至接近预定的值，由此流量比η接近适当的值。因此，本实施方式可以获得与第五实施方式相同的效果。

(第八实施方式)

现在参照图14对本发明的第八实施方式加以阐述。根据第八实施方式，如图14的剖视图所示，形状记忆弹簧31a被加至第七实施方式的喷射器33。形状记忆弹簧31a以与第六实施方式相同的方式将载荷施加至在针形部分32b中构造的针形部分32b的弹簧轴承上。

其它部件的结构与第六实施方式的那些部件的结构相同。因此，本实施方式的喷射器制冷剂循环系统的工作可以获得与第六实施方式的喷射器制冷剂循环系统相同的效果。

(其它实施方式)

本发明并不限于上述实施方式，可以如下对本发明进行各种改型。

(1)在上述第一实施方式中，热膨胀阀21可以用作在第二蒸发器22的上游侧的节流机构，以便对在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度进行控制，喷射器15可以根据循环中的制冷剂温度来改变喷嘴通道面积Anoz。替代地，也可以在喷射器一侧对在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度进行控制，并且可以在节流机构一侧根据在循环中的制冷剂温度来改变制冷剂通道面积Ae。

根据上述实施方式，例如，在循环中的温度是被喷嘴部分16或热机构(21，25，27)减压之后的低压制冷剂的温度。然而，在循环中的温度也可以是被喷嘴部分16或热机构减压之前的高压制冷剂的温度。

在这种情况下，具体地，热膨胀阀可以在分支部分A和喷嘴部分16之间采用，或者被应用于第一实施方式的通道面积调节机构19。另外，节流机构可以被配置成利用形状记忆弹簧使得阀体部分产生位移，以便根据在扩散器部分17d出口侧的制冷剂的温度升高来增加制冷剂通道面积，由此获得与第一实施方式相同的效果。

(2)根据上述第一至第三实施方式，构成热敏变形元件的形状记忆弹簧19d，27e基于在扩散器部分17d出口侧的制冷剂的温度而变形，但也可以基于在其它部分的制冷剂的温度而变形。例如可以采用低压侧制冷剂的温度，诸如在第二蒸发器22的下游侧的制冷剂的温度、在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的温度，或者在第一和第二蒸发器20和22内部的制冷剂的温度。另外，如上述第六和第八实施方式，弹簧可以基于高压侧制冷剂的温度而变形。

(3)根据上述第二和第三实施方式，喷射器15和可变节流机构27根据在循环中的制冷剂温度分别单独地改变喷嘴通道面积Anoz和制冷剂通道面积Ae。然而，喷射器15和可变节流机构27可以根据在循环中的制冷剂温度同时地改变喷嘴通道面积Anoz和制冷剂通道面积Ae。另外，喷嘴通道面积Anoz和制冷剂通道面积Ae可以同时改变，而同时将面积比α控制为等于或小于0.8。

(4)根据上述第四实施方式，用作节流机构的高压控制阀30对在散热器12的下游侧的制冷剂压力进行控制，并且喷射器15对流量比η进行调节。然而，可以在喷射器一侧对在散热器12的下游侧的制冷剂压力进行控制，并且可以在节流机构一侧对流量比η进行调节。

例如，可以将高压控制阀30的结构应用至喷射器15的通道面积调节机构19，并且形状记忆弹簧可以使得作为节流机构的阀体产生位移，以便根据在扩散器部分17d出口侧的制冷剂的温度升高来增加制冷剂通道面积。这可以获得与第四实施方式相同的效果。

(5)上述第五至第八实施方式已经对循环的实例进行了阐述，在所述循环中，高压侧制冷剂的压力并不等于或高于制冷剂的超临界压力。然而，可以将第五至第八实施方式的喷射器31和33应用至超临界循环中。换句话说，可以基于在扩散器部分17d中的压力增加量ΔP对流量比η进行控制。

(6)尽管将本发明的制冷剂流量控制设备应用至上述第一至第三和第五至第八实施方式的没有内部热交换器的喷射器制冷剂循环系统中，但这些循环也可以采用内部热交换器。通过这种设置，如同第四实施方式，在第一和第二蒸发器20和22的入口和出口的制冷剂之间的制冷剂焓差增加，由此允许循环的制冷能力提高。

(7)在上述实施方式中所采用的热膨胀阀21和24与高压控制阀30具有纯粹的机械流量控制机构。然而，也可以采用任何其它能够以电方式来改变制冷剂通道面积的流量控制机构。在这种情况下，例如，热膨胀阀21可以被配置有用于对在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的温度和压力进行探测的探测机构，并且基于所探测的值，可以将在第一蒸发器20的下游侧的制冷剂的过热程度控制为在预定的范围内。

(8)根据上述实施方式，第一蒸发器20和第二蒸发器22被构造成用于对待冷却的空间进行冷却的室内热交换器，并且散热器12被构造成用于向外部空气散热的室外热交换器。相反，本发明可以被应用于热泵循环，在所述热泵循环中，第一蒸发器20和第二蒸发器22被构造成用于从诸如空气等的热源吸收热量的室外热交换器，并且散热器12被构造成用于对待加热的诸如空气或水等的流体进行加热的室内热交换器。

(9)根据上述实施方式，高压侧制冷剂系指从压缩机被排放出的并且在被喷射器的喷嘴部分或节流机构减压之前的制冷剂。相反，低压侧制冷剂系指在被喷嘴和节流机构中的至少一个减压之后的制冷剂。

应该将这些变形和改型理解为处于本发明的如权利要求所限定的范围之内。

Claims (13)

1.一种制冷剂流量控制设备，其用于喷射器制冷剂循环系统，所述喷射器制冷剂循环系统具有用于压缩制冷剂的压缩机(11)和用于对从所述压缩机排出的高温高压制冷剂进行冷却的散热器(12)，来自所述散热器的制冷剂在分支部分(A)处被分成第一支流和第二支流，所述制冷剂流量控制设备包括：

喷射器(31，33)，其具有喷嘴部分(16)、制冷剂吸入端口(17b)和扩散器部分(17d)，所述喷嘴部分(16)用于对所述第一支流的制冷剂进行减压，制冷剂通过从所述喷嘴部分被喷射出的高速制冷剂流被从所述制冷剂吸入端口(17b)抽吸，在所述扩散器部分(17d)中，从所述喷嘴部分被喷射出的制冷剂和从所述制冷剂吸入端口抽吸的制冷剂的混合制冷剂的压力以压力增加量(ΔP)增加；

第一蒸发器(20)，其用于蒸发流出所述喷射器的制冷剂；

节流机构(21)，其用于对所述第二支流的制冷剂进行减压和膨胀；

第二蒸发器(22)，其位于所述节流机构的下游侧和所述制冷剂吸入部分的上游侧，用于蒸发制冷剂，和

调节机构，其基于在所述喷射器的扩散器部分中的压力增加量，对流入到所述喷嘴部分中的第一制冷剂流量(Gnoz)和被吸入到所述制冷剂吸入端口中的第二制冷剂流量(Ge)的流量比进行调节。

2.如权利要求1所述的制冷剂流量控制设备，其中所述调节机构被设置在所述节流机构中。

3.如权利要求1所述的制冷剂流量控制设备，其中所述调节机构被设置在所述喷射器中。

4.如权利要求3所述的制冷剂流量控制设备，其中：

所述喷射器包括用于改变所述喷嘴部分的制冷剂通道面积的针形部分(19b，32b)；并且

所述针形部分基于所述压力增加量而产生位移，使得所述压力增加量变化到预定的范围内。

5.如权利要求4所述的制冷剂流量控制设备，其中所述针形部分具有压力接收部分(32j)，其接收在所述扩散器部分的入口侧的制冷剂压力和在所述扩散器部分的出口侧的制冷剂压力。

6.如权利要求4所述的制冷剂流量控制设备，其中：

所述喷射器包括热敏变形元件(31a)，所述变形元件(31a)根据在所述循环系统中的制冷剂温度的变化而变形；并且

所述热敏变形元件被定位以使所述针形部分产生位移。

7.如权利要求1-6中任一项所述的制冷剂流量控制设备，其中在所述循环系统中的制冷剂温度是被所述喷嘴部分或所述节流机构减压之后的低压侧制冷剂的温度。

8.如权利要求1-6中任一项所述的制冷剂流量控制设备，其中在所述循环系统中的制冷剂温度是被所述喷嘴部分和所述节流机构中的至少一个减压之前的高压侧制冷剂的温度。

9.如权利要求6所述的制冷剂流量控制设备，其中所述热敏变形元件是弹簧元件(19d，31a)，所述弹簧元件(19d，31a)的弹簧常数根据在所述循环系统中的制冷剂温度而变化。

10.如权利要求1-6中任一项所述的制冷剂流量控制设备，其中所述第一蒸发器、所述第二蒸发器和所述喷射器被一体地连接以形成一体单元。

11.如权利要求10所述的制冷剂流量控制设备，其中：

所述第一蒸发器包括用于对制冷剂进行分配和收集的第一总箱(20c)；

所述第二蒸发器包括用于对制冷剂进行分配和收集的第二总箱(22a)；并且

所述喷射器的纵向方向平行于所述第一总箱的纵向方向和所述第二总箱的纵向方向。

12.如权利要求10所述的制冷剂流量控制设备，其中：

所述喷射器另外还包括：喷射器主体(17)，所述喷射器主体具有所述制冷剂吸入端口；喷射器外壳(18)，其用于容纳所述喷嘴部分和所述喷射器主体；并且

所述喷射器外壳、所述第一蒸发器和所述第二蒸发器被一体地连接。

13.一种具有制冷剂循环的喷射器制冷剂循环系统，制冷剂通过所述制冷剂循环来循环，所述系统包括：

压缩机(11)，其用于压缩制冷剂；

散热器(12)，其用于对从所述压缩机排出的高温高压制冷剂进行冷却；

分支部分(A)，其被定位以将来自所述散热器的制冷剂分成第一支流和第二支流；

喷射器(31，33)，其具有喷嘴部分(16)、制冷剂吸入端口(17b)和扩散器部分(17d)，所述喷嘴部分(16)用于对所述第一支流的制冷剂进行减压，制冷剂通过从所述喷嘴部分喷射出的高速制冷剂流而从所述制冷剂吸入端口(17b)被抽吸，在所述扩散器部分(17d)中，从所述喷嘴部分被喷射出的制冷剂和从所述制冷剂吸入端口抽吸的制冷剂的混合制冷剂的压力以压力增加量(ΔP)增加；

第一蒸发器(20)，其用于对流出所述喷射器的制冷剂进行蒸发；

节流机构(21)，其用于对所述第二支流的制冷剂进行减压和膨胀；

第二蒸发器(22)，其位于所述节流机构的下游和所述制冷剂吸入部分的上游，用于蒸发制冷剂；和

调节机构，其用于基于在所述喷射器的扩散器部分中的压力增加量，对流入到所述喷嘴部分中的第一制冷剂流量(Gnoz)和被吸入到所述制冷剂吸入端口的第二制冷剂流量(Ge)的流量比进行调节。

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