CN101776341A - 蒸发器单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸发器单元(20),在所述蒸发器单元中,第一蒸发器(15)连接到喷射器以蒸发流出喷射器的制冷剂,第二蒸发器(18)连接到喷射器的制冷剂吸入端口(14b)以蒸发将被吸入到制冷剂吸入端口的制冷剂,流量分配器(16)被定位成调节分配给喷嘴部的制冷剂的流量(Gn)和分配给第二蒸发器的所述制冷剂的流量(Ge),以及节流机构设置在流量分配器与第二蒸发器之间,以给流入到第二蒸发器的制冷剂减压。流量分配器适于作为气液分离部和制冷剂分配部,所述制冷剂分配部用于将分离的制冷剂分配到喷嘴部和第二蒸发器内。此外,流量分配器和喷射器沿喷射器的纵向方向布置成一行。
Description
技术领域
本发明涉及到一种蒸发器单元,所述蒸发器单元可以适当地用于例如喷射器制冷剂循环装置。
背景技术
例如,在JP2007-46806(对应于美国7,523,128B2)中已知一种喷射器制冷剂循环装置。在所述制冷剂循环装置中,用于对流出制冷剂散热器的制冷剂进行分流的分流部位于喷射器的上游,使得在分流部处被分流的一个制冷剂流流入到喷射器的喷嘴部中,而在分流部分处被分流的另一个制冷剂流流入喷射器的制冷剂吸入端口中。喷射器适于使制冷剂减压并适于使制冷剂在制冷剂循环装置中循环。
在制冷剂循环装置中,第一蒸发器位于喷射器的扩散部的下游,以蒸发流出喷射器的扩散部的制冷剂,而节流部分和第二蒸发器位于喷射器的分流部与制冷剂吸入端口之间的制冷剂通道内,使得已分流的制冷剂在节流部内减压之后被第二蒸发器蒸发。因此,在第一蒸发器和第二蒸发器中可以获得冷却和制冷能力。
此外,在制冷剂循环装置中,气-液分离器位于分流部中以调节制冷剂的干度,使得在气-液分离器分离中的气态制冷剂流入到喷射器的喷嘴部内,而在气-液分离器中分离的液态制冷剂流入到制冷剂通道内,节流部分和第二蒸发器位于所述制冷剂通道中。在气-液分离器处以离心方式或重量方式分离液态制冷剂。
然而,JP2007-46806A没有说明关于制冷剂循环装置中的部件的安装结构,并从而根据部件的安装结构可能有损于制冷剂循环装置到车辆的安装性能。
发明内容
考虑到上述问题,本发明的一个目的是提供一种设置有流量分配器和喷射器的蒸发器单元,所述流量分配器和所述喷射器沿喷射器的纵向方向被布置成一行。
本发明的另一个目的是提供一种蒸发器单元,在所述蒸发器单元中,用于制冷剂循环装置的多个部件成一体,从而提供制冷剂循环装置的安装性能。
根据本发明的一方面,用于制冷剂循环装置的蒸发器单元包括:
喷射器,所述喷射器设置有被构造成给制冷剂减压的喷嘴部、和制冷剂吸入端口,制冷剂通过从喷嘴部喷射的高速制冷剂流从所述制冷剂吸入端口被吸入,并且所述喷射器被构造成使得从喷嘴部喷射的制冷剂和从制冷剂吸入端口吸入的制冷剂被混合,并且混合的制冷剂从喷射器的出口排出;第一蒸发器,所述第一蒸发器连接到喷射器的出口以蒸发流出喷射器的出口的制冷剂;第二蒸发器,所述第二蒸发器连接到制冷剂吸入端口以蒸发将从制冷剂吸入端口吸入到喷射器内的制冷剂;流量分配器,所述流量分配器连接到喷嘴部的制冷剂入口侧,所述流量分配器沿制冷剂流位于第二蒸发器上游的位置处,并且被构造成调节分配给喷嘴部的制冷剂的流量和分配给第二蒸发器的制冷剂的流量;和节流机构,所述节流机构设置在流量分配器与第二蒸发器之间,以给流入到第二蒸发器的制冷剂减压。在蒸发器单元中,喷射器、第一蒸发器、第二蒸发器、流量分配器和节流机构一体安装。流量分配器适于作为气液分离部和制冷剂分配部,所述气液分离部用于将在所述流量分配器内流动的制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂,所述制冷剂分配部用于将分离的制冷剂分配到喷嘴部和第二蒸发器内。此外,在蒸发器单元中,流量分配器和喷射器沿喷射器的纵向方向布置成一行。因此,可以提高包括蒸发器的制冷剂循环装置的安装性能。
例如,第一和第二蒸发可以在空气流动方向上被布置成彼此相邻,并且第一和第二蒸发器中的每一个都包括多个管和箱,制冷剂在所述多个管内流动,所述箱设置在管的一个端侧,并且沿箱纵向方向延伸以将制冷剂分配到管内或者从管收集制冷剂。在这种情况下,喷射器、流量分配器和节流机构安装到第一蒸发器和第二蒸发器的箱与管相对的一侧的外表面。
此外,第一蒸发器的箱可以设置有第一制冷剂分配箱部,流出喷射器的制冷剂在所述第一制冷剂分配箱部中分配到第一蒸发器的管内,而第二蒸发器的箱可以设置有第二制冷剂分配箱部,通过节流机构被减压的制冷剂在所述第二制冷剂分配箱部中分配到第二蒸发器的管内。在这种情况下,蒸发器单元还可以包括制冷剂储存构件,所述制冷剂储存构件位于第一制冷剂分配箱部和第二制冷剂分配箱部(27,29)中的至少一个内,以储存液态制冷剂,并且制冷剂储存构件可以被构造成使得从制冷剂储存构件溢出的制冷剂流入到管内。
喷射器、第一蒸发器、第二蒸发器、流量分配器和节流机构可以被钎焊为一体单元。
可选地/此外,蒸发器单元还可以设置有喷射器壳体,喷射器容纳在所述喷射器壳体内。在这种情况下,喷射器、第一蒸发器、第二蒸发器、流量分配器、节流机构和喷射器壳体可以一体安装。此外,喷射器、第一蒸发器、第二蒸发器、流量分配器、节流机构和喷射器壳体可以安装到第一蒸发器和第二蒸发器的箱与管相对的一侧的外表面。
流量分配器可以具有圆柱形外壁表面,并且喷射器壳体可以具有圆柱形外壁表面。在这种情况下,流量分配器的圆柱形外壁表面和喷射器壳体的圆柱形外壁表面可以被布置成一行以沿喷射器的纵向方向延伸。
在上述任一个喷射器单元中,节流机构可以是具有近似漏斗形状的锥形-直线组合喷嘴。在这种情况下,锥形-直线组合喷嘴由锥形部分和直线部分构造而成,在所述锥形部分中,内径沿制冷剂流朝向下游减小,所述直线部分具有恒定内径并且从锥形部分的下游端延伸。
可选地,流量分配器可以被构造成具有圆柱形空间部、第一出口端口、和第二出口端口,所述圆柱形空间部沿水平方向延伸,所述第一出口端口设置在圆柱形空间部的轴向端部处,使得在圆柱形空间部内的制冷剂经由第一出口端口朝向喷嘴部流动,所述第二出口端口设置在圆柱形空间部的圆柱形壁表面中,使得在圆柱形空间部内的制冷剂经由第二出口端口朝向节流机构流动。在这种情况下,第二出口端口可以设置在比第一出口端口低的位置处,或/和喷嘴部可以具有直接连接到第一出口端口的入口端口,或/和节流机构可以直接连接到第二出口端口。此外,流量分配器可以被构造成使得制冷剂在圆柱形空间部中流动以在所述圆柱形空间部内涡动。
可选地,流量分配器可以包括限定圆柱形空间部的圆柱形壁部,圆柱形壁部可以由彼此重叠的多个层构造而成;以及节流机构可以由螺旋形沟槽构造而成,所述螺旋形沟槽设置在圆柱形壁部的相邻层之间。因为节流机构可以位于流量分配器内部,因此可以进一步减小蒸发器单元的整体尺寸。
可选地,流量分配器可以包括圆柱形壁部和漩涡生成部,所述圆柱形壁部内限定圆柱形空间部,所述漩涡生成部被构造成在从入口端口流入到圆柱形空间部内的制冷剂中生成漩涡运动,并且所述节流机构可以设置在圆柱形壁部中。
此外,喷射器可以包括用于限定混合部和用于限定扩散部的主体构件,从喷嘴部喷射的制冷剂和从制冷剂吸入部吸入的制冷剂在所述混合部内混合,混合的制冷剂的压力在所述扩散部内通过将混合的制冷剂的动能转化成混合的制冷剂的压能而增加,并且喷嘴部可以由喷嘴形成构件构造而成。在这种情况下,喷嘴形成构件可以设置在主体构件内,并且圆柱形壁部可以与主体构件一体模制。此外,流量分配器的圆柱形壁部可以由互相重叠的多个层构造而成,并且节流机构可以设置在流量分配器的圆柱形壁部中的相邻层之间。
可选地,喷射器可以包括用于限定混合部和用于限定扩散部的主体构件,从喷嘴部喷射的制冷剂和从制冷剂吸入部吸入的制冷剂在所述混合部内混合,混合的制冷剂的压力在所述扩散部中通过将混合的制冷剂的动能转化成混合的制冷剂的压能而增加,并且喷嘴部可以由与主体构件成一体的喷嘴形成构件构造而成。在这种情况下,流量分配器可以由喷嘴形成构件在喷嘴部的上游处构造而成。
附图说明
图1A是显示根据本发明的第一实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的示意图,而图1B是显示根据本发明的第一实施例的制冷剂循环装置的制冷剂循环中的压力与焓之间的关系图;
图2是显示用于根据第一实施例的制冷剂循环装置的蒸发器单元的示意性结构的分解立体图;
图3是显示根据第一实施例的蒸发器单元的示意性立体图;
图4是显示根据第一实施例在靠近流量分配器的位置处的蒸发器单元的一部分的示意性剖视图;
图5A是显示节流机构的示例的示意图,而图5B是显示制冷剂流量与图5A中所示的节流机构的多个示例E1、E2和E3中的节流机构的入口干度之间的关系图;
图6A是显示根据本发明的第二实施例的流量分配器和节流机构的示意性立体图,而图6B是沿图6A的线VIB-VIB截得的横截面图;
图7A和7B是显示根据本发明的第三实施例的流量分配器和节流机构的立体图和侧视图;
图8A和8B是显示根据本发明的第四实施例的流量分配器和节流机构的横截面图和立体图;
图9A和9B是显示根据本发明的第五实施例的流量分配器和节流机构的前视图和立体图;
图10是显示根据本发明的第六实施例的流量分配器和节流机构的剖面图;
图11是显示用于根据本发明的第七实施例的制冷剂循环装置的蒸发器单元的示意性结构的分解立体图;
图12A是显示根据第七实施例的图11的蒸发器单元的箱部的一部分的剖面图,而图12B是根据所述第七实施例的具有流量分配器的箱部的一部分的剖面图;
图13A是显示根据第七实施例的第一变形例的用于蒸发器单元的箱部的一部分的剖面图,而图13B是显示根据所述第一变形例的具有流量分配器的箱部的一部分的剖面图;
图14A是显示根据第七实施例的第二变形例的用于蒸发器单元的箱部的一部分的剖面图,而图14B是显示根据所述第二变形例的具有流量分配器的箱部的一部分的剖面图;
图15A是显示根据第七实施例的第三变形例的用于蒸发器单元的箱部的一部分的剖面图,而图15B是显示根据所述第三变形例的具有流量分配器的箱部的一部分的剖面图;
图16A是显示根据第七实施例的第四变形例的用于蒸发器单元的箱部的一部分的剖面图,而图16B是显示根据所述第四变形例的具有流量分配器的箱部的一部分的剖面图;
图17A和17B是显示根据本发明的第八实施例的与流量分配器成一体的喷射器的横截面图;
图18是显示图17A和17B中所示的流量分配器的放大剖面图;
图19是显示根据第八实施例的变形例的流量分配器的剖面图;
图20A和20B是显示本发明的第九实施例的流量分配器的示例的剖面图;
图21是显示根据本发明的第十实施例的喷射器的一部分和与所述喷射器成一体的流量分配器的立体图;
图22A和22B是显示根据本发明的第十一实施例的喷射器和设置在所述喷射器内流量分配器的剖面图;
图23A和23B是每一个都显示喷射器和设置在所述喷射器内的流量分配器的剖面图;以及
图24A-24D是显示根据第十二实施例的具有喷射器和设置在所述喷射器内的流量分配器的制冷剂循环装置的示例的示意图。
具体实施方式
第一实施例
以下参照图1A-5B说明本发明的第一实施例。在本实施例中,本发明的蒸发器单元通常用于制冷剂循环装置。用于制冷剂循环装置的蒸发器单元是一体式蒸发器单元,在所述一体式蒸发器单元中,制冷剂循环的诸如蒸发器、喷射器和流量分配器的多个部件一体设置。
一体式蒸发器单元通过管连接到制冷剂循环的包括冷凝器、压缩机和类似部件的其它部件,以构成具有喷射器的制冷剂循环装置。本实施例的一体式蒸发器单元用于用于冷却空气的室内设备(例如,蒸发器)。在其它实施例中,一体式蒸发器单元可以用作室外设备。
图1A显示根据第一实施例的用于车辆的喷射器制冷剂循环装置10的示例,而图1B是显示图1A的喷射器制冷剂循环装置10中的压力与焓之间的关系的莫尔图。
在图1B中所示的莫尔图中,实线表示本实施例的喷射器制冷剂循环装置10的工作状态,而点划线表示做比较的没有喷射器的制冷剂循环装置的工作状态,其中制冷剂以压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机这样的顺序循环。
在图1A的喷射器制冷剂循环装置10中,用于吸入并压缩制冷剂的压缩机11通过电磁离合器11a、带或类似部件由用于车辆移动的发动机(未示出)来驱动。
可以使用可变容积式压缩机或固定容积式压缩机作为压缩机11,所述可变容积式压缩机可以通过改变排放能力调节制冷剂排放能力,所述固定容积式压缩机可以通过接合和分离电磁离合器11a改变压缩机的运行率来调节制冷剂排放能力。如果电压缩机用作压缩机11,则可以通过调节电动机的旋转数来调节或调整制冷剂排放能力。
制冷剂散热器12设置在压缩机11的制冷剂排放侧。散热器12在压缩机11排放的高压制冷剂与由冷却风扇(未示出)吹送的外部空气(即,车辆室外侧的空气)之间交换热量,从而冷却高压制冷剂。
其高压不超过临界压力的诸如基于氟的制冷剂或基于HC的制冷剂的制冷剂用作用于本实施例中的喷射器制冷剂循环装置10的制冷剂,以形成蒸汽压缩亚临界循环。因此,散热器12用作冷凝器,所述冷凝器用于冷却并冷凝所述冷凝器内的制冷剂。
热膨胀阀13设置在散热器12的制冷剂出口侧。热膨胀阀13是用于减压从散热器流动的制冷剂的减压单元,并且包括设置在压缩机11的制冷剂吸入通道内的感温部分13a。
热膨胀阀13根据压缩机11的吸入侧制冷剂的温度或/和压力检测压缩机吸入侧处的制冷剂的过热度,并且调节阀门开度(即,制冷剂流量),使得压缩机吸入侧的制冷剂的过热度变成如本领域通常所公知的预设的预定值。
喷射器14设置在热膨胀阀13的制冷剂出口侧。喷射器14适于作为用于使制冷剂减压的减压装置以及用于通过以高速喷射的制冷剂流的吸入作用(卷吸作用)使制冷剂循环的制冷剂循环装置(动力真空泵)。
喷射器14包括喷嘴部14a和制冷剂吸入端口14b,所述喷嘴部用于进一步通过限制已经通过热膨胀阀13的制冷剂的通路面积到小水平将制冷剂(即,中间压力制冷剂)减压并膨胀,所述吸入端口设置在与喷嘴部14a的制冷剂喷射端口相同的空间内,用于吸入从随后说明的第二蒸发器18流动的汽相制冷剂。
混合部14c沿制冷剂流在喷射器14内设置在喷嘴部14a的一部分和制冷剂吸入部14b的下游侧,用于混合从喷嘴部14a喷射的高速制冷剂流和从制冷剂吸入端口14b吸入的制冷剂。用作增压部的扩散部14d在喷射器14中设置在混合部14c的制冷剂流的下游侧。扩散部14d被形成为使得制冷剂的通路面积通常从混合部14c朝向下游增加。扩散部14d用作通过使制冷剂流减速来增加制冷剂压力,即,将制冷剂的动能转换成压能。
第一蒸发器15连接到喷射器14的出口(扩散部14d的末端)。第一蒸发器15的制冷剂出口侧连接到压缩机11的吸入侧。
流量分配器16位于热膨胀阀13的制冷剂出口侧,以调节流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂流量Gn和通过第二蒸发器18流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b内的制冷剂流量Ge。
流量分配器16包括入口端口16a、第一出口端口16b和第二出口端口16c。流量分配器16的入口端口16a连接到热膨胀阀13的出口侧,使得流出热膨胀阀13的制冷剂从入口端口16a流入到流量分配器16内。流量分配器16的第一出口端口16b连接到喷嘴部14a的入口侧,使得流出第一出口端口16b的制冷剂流入到喷射器14的喷嘴部14a内。流量分配器16的第二出口端口16c连接到喷射器14的制冷剂吸入端口14b,使得流出流量分配器16的第二出口端口16c的制冷剂流动以被吸入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b内。
节流机构17和第二蒸发器18设置在流量分配器16的第二出口端口16c与喷射器14的制冷剂吸入端口14b之间的制冷剂通道内。节流机构17沿制冷剂流设置在第二蒸发器18的上游。节流机构17用作执行调节进入到第二蒸发器18内的制冷剂流量的功能的减压单元。更具体地,节流机构17可以由诸如毛细管或孔板的固定节流阀构造而成。
在第一实施例中,第一和第二蒸发器15和18都装入具有随后说明的装置的一体式结构中。两个蒸发器15和18容纳在未示出的壳体内,并且由公共电动鼓风机19吹送通过形成在壳体内的空气通道沿着箭头F1的方向空气(将被冷却的空气),使得通过两个蒸发器15和18冷却吹送的空气。
将由两个蒸发器15和18冷却的空气供给将被冷却的公共空间(未示出)。这使两个蒸发器15和18冷却将被冷却的公共空间。在这些两个蒸发器15和18中,连接到喷射器14的下游侧的主流通路的第一蒸发器15设置在空气流F1的上游侧(上风侧),而连接到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的第二蒸发器18设置在空气流F1的下游侧(下风侧)。
当本实施例的喷射器制冷剂循环装置10用作用于车辆空调的制冷剂循环装置时,车辆室内的空间是将被冷却的空间。当本实施例的喷射器制冷剂循环装置10用作用于冷冻车的制冷剂循环装置时,冷冻机内的空间和冷冻车的制冷机是将要被冷却的空间。
在本实施例中,喷射器14、第一和第二蒸发器15和18、以及节流机构17合并成一个一体式蒸发器单元20。以下参照图2-4详细说明一体式蒸发器单元20的具体示例。图2是显示一体式蒸发器单元20的整体示意性结构的分解立体图,图3是显示一体式蒸发器单元20的立体图,而图4是显示一体式蒸发器单元20的流量分配器16的示例的示意性剖面图。在图2-4中,上下方向表示当一体式蒸发器单元20安装到车辆时所述一体式蒸发器单元的上下方向。在图3中,喷射器14的标记被省略。
首先,以下参照图2和图3说明包括两个蒸发器15和18的一体式结构的示例。在本实施例中,两个蒸发器15和18可以一体地形成为完整的单个蒸发器结构。因此,第一蒸发器15构成沿空气流F1的方向的单个蒸发器结构的上游侧区,而第二蒸发器18构成沿空气流F1的单个蒸发器结构的下游侧区。
第一蒸发器15和第二蒸发器18具有相同的基本结构,并且包括热交换芯体15a和18b、和分别位于热交换芯体15a和18a的上侧和下侧在水平方向(即,箱纵向方向)延伸的箱15b、15c、18b、18c,。
热交换器芯体15a和18a分别包括在管纵向方向上延伸的多个管21。管21与热源流体通道相对应,用于与热交换介质执行热量交换的热源流体在所述热源流体通道内流动。用于允许热交换介质(即,在本实施例中将被冷却的空气)通过的一个或多个通道形成在管21之间。
散热片22设置在这些管21之间,使得管21可以连接到散热片22。热交换芯体15a和18a中的每一个都由管21和散热片22的层状结构构造而成。管21和散热片22沿热交换芯体15a和18a的横向方向交替层压。在其它实施例或示例中,可以采用在热交换芯体15a和18a中不使用散热片22的任何适当的结构。
在图2和图3中,仅一些散热片22被示出,但事实上散热片22设置在热交换芯体15a和18a的整个区域上,并且包括管21和散热片22的层状结构设置在热交换芯体15a和18a的整个区域上。由电动鼓风机19吹送的空气适于穿过热交换芯体15a、18a的层状结构内的空隙(间隙)。
管21构成制冷剂流动通过的制冷剂通道,并且由具有沿流动方向F1的平坦横截面形状的扁平管组成。散热片22是通过弯曲波状形状的薄板而制成的波状散热片,并且连接到管21的平坦外表面以扩大空气侧的传热面积。
热交换器芯体15a的管21和热交换器芯体18a的管21独立地构成相应的制冷剂通道。第一蒸发器15的上侧和下侧的箱15b和15c和第二蒸发器18的上侧和下侧的箱18b和18c独立地构成相应的制冷剂通道空间(即,箱空间)。
第一和第二蒸发器15、18的每一个箱15b、15c、18b、18c沿管21的布置方向(堆叠方向)延伸。例如,在图2和图3中,管21的布置方向是垂直于空气流动方向F1的左右方向。在第一蒸发器15的上侧和下侧的箱15b和15c具有管配合孔(未示出),热交换芯体15a的管21的上端部和下端部插入并配合到所述管配合孔中,使得管21的上端部和下端部都分别与箱15b和15c的内部空间连通。
类似地,第二蒸发器18的上侧和下侧的箱18b和18c具有管配合孔(未示出),热交换芯体18a的管21的上端部和下端部插入并配合到所述管配合孔内,使得管21的上端部和下端部都分别与箱18b和18c的内部空间连通。
因此,设置在上侧和下侧的箱15b、15c、18b和18c用于将制冷剂流分配给热交换芯体15a和18a的相应的管,并且从这些管21收集制冷剂流。
因为两个上箱15b和18b彼此相邻,因此,两个上箱15b和18b可以一体模制。对于两个下箱15c和18c也是如此。要认识的是两个上箱15b和18b可以作为独立的部件而被单独模制,对于两个下箱15c和18c也是如此。
适于在诸如管21、散热片22、箱15b、15c、18b和18c的蒸发器部件中使用的材料可以包括例如铝,铝是具有极好的导热性和钎焊特性的金属。通过形成使用铝材料的每一个部件,可以利用钎焊一体安装第一和第二蒸发器15和18的整体结构。
在本实施例中,喷射器14、流量分配器16和节流机构17布置在上箱15b、18b与管21相对的一侧的壁表面上。在图2和图3的示例中,喷射器14、流量分配器16和节流机构17布置在上箱15b、18b的上侧箱。
喷射器14形成为沿着喷嘴部14a的轴向方向延伸的薄细长形状,并且布置在上箱15b、18b上,使得喷射器14的纵向方向与箱纵向方向近似平行。在本实施例中,圆柱形喷射器壳体23设置在上箱15b、18b上,使得喷射器14以容纳在喷射器壳体23内的状态设置在上箱15b、18b上。
流量分配器16形成为沿着箱纵向方向(例如,图2和图3的水平方向)延伸的圆柱形形状,以在所述流量分配器内形成沿着箱纵向方向延伸的圆柱形空间16d。入口端口16a沿延伸方向在流量分配器16的一个端部(例如,图2和图3中的左端部)处开口,第一出口端口16b沿延伸方向在流量分配器16的另一个端部(例如,图2和图3中的右端部)处开口,而第二出口端口16c朝向圆柱形形状的径向方向在流量分配器16的圆柱形壁表面处开口。
流量分配器16位于喷射器14的喷嘴部14a的入口侧。如图2中所示,喷嘴部14a直接连接到第一出口端口16b。在本实施例中,流量分配器16和喷射器14以串联的方式在喷射器14的纵向方向上被布置成一行。此外,流量分配器16和喷射器壳体23形成为具有同轴延伸的恒定外径的圆柱形形状。即,流量分配器16的圆柱形外表面和喷射器壳体23的圆柱形外表面连续延伸以形成在上箱15b、18b上的单个圆柱形形状。
在本实施例中,节流机构17直接连接到第二出口端口16c,并且从流量分配器16的圆柱形外表面径向向外突出到上箱18b中。
蒸发器15、18的诸如管21、散热片22、箱15b、15c、18b、18c和类似部件的部件可以由具有充足热接触性能和钎焊性能的诸如铝的金属制成。蒸发器15、18的每一个部件都可以通过使用铝来模制而成。蒸发器15、18的临时安装结构被一体钎焊。
喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23由铝制成。在这种情况下,喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23可以通过钎焊与第一和第二蒸发器15、18成一体,以形成一体式蒸发器单元20。
喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23可以由除铝之外的材料制成。例如,喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23可以由树脂制成。在这种情况下,喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23可以通过使用诸如螺钉的固定装置而适当地固定到第一和第二蒸发器15、18,以形成一体式蒸发器单元20。
一体式蒸发器单元20设置有单个制冷剂入口24和单个制冷剂出口25,所述单个制冷剂入口和所述单个制冷剂出口位于第一和第二蒸发器15、18的上箱15b、18b的一个纵向端部(例如,图2和3的左端部)处。如图2中所示,制冷剂入口24被形成为与流量分配器16的入口端口16a连通,制冷剂出口25被形成为与第一蒸发器15的上箱15b连通。
分隔板28沿纵向方向在第一蒸发器15的上箱15b的内部空间中位于近似中心处,以将第一蒸发器15的上箱15b的内部空间分隔成在纵向方向上的一侧处的第一箱空间26和在纵向方向上的另一侧处的第二箱空间27。分隔板28例如通过钎焊固定到上箱15b的内壁表面。
第一箱空间26适于作为制冷剂收集箱部分,已经通过第一蒸发器15的管21的制冷剂从所述制冷剂收集箱部被收集,而第二箱空间27适应作为制冷剂分配箱部,制冷剂从所述制冷剂分配箱部被分配到第一蒸发器15的管21中。
分隔板31沿纵向方向在第二蒸发器18的上箱18b的内部空间中位于近似中心处,以将第二蒸发器18的上箱18b的内部空间分隔成在纵向方向上的一侧处的第一箱空间29和在纵向方向上的另一侧处的第二箱空间30。分隔板31例如通过钎焊固定到上箱18b的内壁表面。
第一箱空间29适于作为制冷剂分配箱部,制冷剂从所述制冷剂分配箱部被分配到第二蒸发器18的管21内,第二箱空间30适于作为制冷剂收集箱部30,已经通过第二蒸发器18的管21的制冷剂从所述制冷剂收集箱部被收集。
喷射器下游末端(例如,图2中的右端部分)被构造成形成喷射器14的出口部,并且开口到喷射器壳体23的内部空间内。使喷射器壳体23的内部空间与上箱15b的第二内部空间27连通,使得流出喷射器14的出口部的制冷剂通过喷射器壳体23的内部空间流入到上箱15b内的第二箱空间27内。使喷射器24的制冷剂吸入端口14b与第二蒸发器18的上箱18b的第二箱空间30连通。
接下来,以下说明一体式蒸发器单元中的制冷剂流动通道。如图2中所示,从制冷剂入口24流入到流量分配器16内的制冷剂流被分流成朝向喷射器14的喷嘴部14a流动的制冷剂的主流和朝向节流机构17流动的制冷剂的分流。
朝向喷射器14的喷嘴部14a流动的制冷剂主流通过喷射器14(即,喷嘴部14a→混合部14c→扩散部14d),并且被减压。流出喷射器14的被减压的低压制冷剂通过如箭头R1的方向所示经由喷射器壳体23的内部空间流入到第一蒸发器15的上箱15b的第二箱空间27内。
第二箱空间27内的制冷剂如箭头R2的方向所示在位于热交换芯体15a中的右侧部分处的管21内向下移动,以流入到下箱15c的右侧部分内。在下箱15c中,没有设置分隔板,因此制冷剂沿箭头R3的方向从下箱15c的右侧移动到所述下箱的左侧。
下箱15c中的左侧部分处的制冷剂沿箭头R4的方向在位于热交换芯体15a的左侧的管21向上移动,以流入到上箱15b的第一箱空间26内。制冷剂进一步沿箭头R5的方向流入到制冷剂出口25。
相反,在流量分配器16的圆柱形空间16d内朝向节流机构17流动的分支流的制冷剂被节流机构17减压,然后被减压的低压制冷剂(气液两相制冷剂)沿箭头R6的方向流入到第二蒸发器18的上箱17b的第一箱空间29内。
流入到第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29的制冷剂沿箭头R7的方向在位于热交换芯体18a的左侧的管21内向下移动,以流入到下箱18c的左侧部分内。在下箱18c中,没有设置左右分隔板,因此制冷剂沿箭头R8的方向从下箱18c的左侧移动到所述下箱的右侧。
下箱18c的右侧的制冷剂沿箭头R9的方向在位于热交换芯体18a的右侧的管21内向上移动,以流入到上箱18b的第二箱空间30内。因为喷射器14的制冷剂吸入端口14b与第二蒸发器18的上箱18b的第二箱空间30连通,因此第二箱空间30内的制冷剂从制冷剂吸入端口14b被吸入到喷射器14内。
一体式蒸发器单元20具有如上所述的制冷剂通道的结构。一体式蒸发器单元20可以被构造成在整个一体式蒸发器单元20中具有单个制冷剂入口24和单个制冷剂出口25。
以下说明第一实施例的喷射器制冷剂循环装置10的操作。当压缩机11通过电磁离合器11a被车辆发动机驱动时,被压缩机压缩并从所述压缩机排放的高温和高压制冷剂流入到散热器12内,使得高温制冷剂被外部空气冷却并冷凝。从散热器12流动的高压制冷剂通过热膨胀阀13。
热膨胀阀13调节阀门开度(制冷剂流量),使得第一蒸发器15的出口处的制冷剂(即,被压缩机11吸入的制冷剂)的过热度变成预定值,并且通过热膨胀阀13使高压制冷剂减压。已经通过热膨胀阀13的制冷剂(中间压力制冷剂)流入到设置在一体式蒸发器单元20内的制冷剂入口24中,并且进一步从入口端口16a流入到流量分配器16的圆柱形空间16d内。
流量分配器16的圆柱形空间16d内的制冷剂流被分流成通过第一出口端口16b流入到喷射器14的喷嘴部14a的制冷剂的主流,和通过第二出口端口16c流入到节流机构17的制冷剂的分支流。
流入到喷射器14内的制冷剂通过喷嘴部14a被减压和膨胀。因此,制冷剂的压能转化成喷嘴部14a处的动能,并且制冷剂以高速从喷嘴部14a的喷射端口喷射。此时,在喷嘴部14a的喷射端口处产生制冷剂的压降,从而从制冷剂吸入端口14b吸入已经通过第二蒸发器18的分支流的制冷剂(汽相制冷剂)。
从喷嘴部14a喷射的制冷剂和吸入到制冷剂吸入端口14b的制冷剂通过喷嘴部14a的下游侧的混合部14c汇合并混合,然后流入到扩散部14d。在扩散部14d中,通过扩大通路面积,制冷剂的速度(膨胀)能转化成压能,从而使制冷剂的压力增加。
流出喷射器14的喷嘴部14d的制冷剂流动通过第一蒸发器15内的由图2中的箭头R1-R5所示的制冷剂流动通道。在此期间,在第一蒸发器15的热交换芯体15a中,低温和低压制冷剂吸收来自沿箭头F1的方向被吹送的空气的热量,从而被蒸发。被蒸发的汽相制冷剂从单个制冷剂出口25吸入到压缩机11内,并且被压缩机11再次压缩。
从流量分配器16的第二出口端口16a朝向节流机构17流动的分支流的制冷剂被节流机构17减压以变成低压制冷剂(例如,气-液两相制冷剂)。低压制冷剂流动通过第二蒸发器18中的由图2的箭头R6-R9所示的制冷剂流动通道。在此期间,在第二蒸发器18的热交换芯体18a中,低温和低压制冷剂吸收来自已经通过第一蒸发器15的被吹送的空气的热量,从而被蒸发。在第二蒸发器18中蒸发的汽相制冷剂从制冷剂吸入端口14b吸入到喷射器14内。
如上所述,根据本实施例,喷射器14的扩散部14d的下游侧的制冷剂可以供应给第一蒸发器15,而分支流的制冷剂可以通过节流机构17供应给第二蒸发器18,使得第一和第二蒸发器15和18可以同时显示冷却作用。因此,由第一和第二蒸发器15和18冷却的空气可以吹送到将被冷却的空间,从而冷去将被冷却的空间。
此时,第一蒸发器15的制冷剂蒸发压力是已经通过扩散部14d增加的制冷剂的压力。相反,因为第二蒸发器18的出口侧连接到喷射器14的制冷剂吸入端口14b,因此已经在喷嘴部14a处被减压的制冷剂的最低压力可以作用在第二蒸发器18上。
因此,第二蒸发器18的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)可以比第一蒸发器15的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)低。相对于吹送空气的流动方向F1,其制冷剂蒸发温度较高的第一蒸发器15设置在上游侧,而其制冷剂蒸发温度较低的第二蒸发器18设置在下游侧。因此,可以确保第一蒸发器15的蒸发温度与吹送空气的温度之间的差和第二蒸发器18的制冷剂蒸发温度与吹送空气的温度之间的差。
因此,可以有效地显示第一和第二蒸发器15和18的冷却特性。因此,将被冷却的公共空间的冷却性能可以在第一和第二蒸发器15和18的组合下被有效改进。此外,在喷射器14内通过扩散部14d的加压作用增加了压缩机11的吸入制冷剂的压力,从而降低压缩机11的驱动功率。
在图1B中所示的莫理尔图中,实线显示本实施例的制冷剂循环的工作状态,点划线显示比较的制冷剂循环的工作状态,在所述比较的制冷剂循环中,制冷剂通过膨胀阀仅在等焓中被减压。在本实施例的制冷剂循环中的热膨胀阀13的出口处的制冷剂压力P1比比较示例中的制冷剂循环的热膨胀阀的出口处的制冷剂压力P2高。
本实施例的制冷剂循环中的热膨胀阀13的出口处的制冷剂干度D1小于比较示例中的制冷剂循环的热膨胀阀的出口处的制冷剂干度D2。因此,在本实施例中,流入到流量分配器16内的制冷剂变成气液两相制冷剂。如图4中所示,气液两相制冷剂在流量分配器16的圆柱形空间16d内由于所述制冷剂的重量而被分离成下侧的液态制冷剂和上侧的气态制冷剂。
因此,通过适当地设置流量分配器16的第二流动出口16c的位置和开口面积,可以适当地调节流入到节流机构17内的液态制冷剂的流量,从而适当地调节流入到节流机构17内的制冷剂的干度。因为可以适当地调节流入到节流机构17内的制冷剂的干度(入口干度),因此还可以适当地调节流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的干度。
例如,如图4中所示,可以将流量分配器16的圆形横截面的中心与第二出口端口16c之间沿上下方向的尺寸Ht做得更大,以将第二出口端口16c的位置设置在下侧。通过将第二出口端口16c的位置设置在流量分配器16的圆柱形壁表面中的下侧处,或/和通过将第二出口端口16的开口面积设置得更大,可使流入节流机构17内的液态制冷剂的流量变得更大,从而可以使流入到节流机构17内的制冷剂的干度更小。同时,流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的干度变得更大。
相反地,通过将第二出口端口16c的位置设置在流量分配器16的圆柱形壁表面中的上侧,或/和通过将第二出口端口16c的开口面积设置得较小,可使流入到节流机构17内的流量变得较小,从而可以使流入到节流机构17内的制冷剂的干度更大。同时,流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的干度变得较小。
如上所述,因为可调节节流机构17的入口侧处的制冷剂的干度和喷嘴部14a的入口侧处的干度,因此可以稳定地调节流入到节流机构17和喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的流量,从而根据喷射器制冷剂循环装置10的负载变化使喷射器14中的压力增加稳定。因此,在制冷剂循环装置10中可以有效地提高具有喷射器14的制冷剂循环的性能(例如,冷却能力,COP等)。
在本实施例中,流量分配器16适于作为用于将在圆柱形空间16d内流动的制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂的分离部分,并且还适于作为用于将在圆柱形空间16d内被分离的气液制冷剂分配到喷嘴部14a和第二蒸发器18中。
接下来,根据图5A和图5B说明节流机构17的详细结构。图5A示出了用作节流机构17的具体示例。如图5A中所示,例如,毛细管40、锥形喷嘴41、拉瓦尔喷嘴42或锥形-直线组合喷嘴43可以用作节流机构17。
毛细管40具有恒定内径,并且根据与制冷剂流的管摩擦调节流量。锥形喷嘴41和拉瓦尔喷嘴42被构造成根据制冷剂的密度变化改变所述喷嘴的内径。
例如,锥形喷嘴41的内径被形成为朝向制冷剂下游侧变小。拉瓦尔喷嘴42具有喉管部42a,制冷剂通道的内径在所述喉管部处变得最小,使得将制冷剂加速到超音速。
锥形-直线组合喷嘴43与其中锥形喷嘴41和毛细管40合并成一行的组合喷嘴相对应。具体地,锥形-直线组合喷嘴43形成为近似漏斗形状,以具有锥形部分43a和直线部分43b,在所述锥形部分中,内径朝向制冷剂流的下游减小,所述直线部分从锥形部分43的下游端延伸预定距离。直线部分43b具有基本上等于锥形部分43a的下游端处的内径的恒定内径。
图5B显示了用作节流机构的各个示例40-43的入口侧处的制冷剂的干度(入口干度)与制冷剂流量之间的关系。E1显示其中锥形喷嘴41或拉瓦尔喷嘴42用作节流机构17的示例,E2显示其中锥形-直线组合喷嘴43用作节流机构17的示例,而E3显示其中毛细管40用作节流机构17的示例。节流机构17的入口侧处的制冷剂干度根据喷射器制冷剂循环装置10中的负载变化而变化。因此,在其中负载变化较大的喷射器制冷剂循环装置10中,作为节流机构17,适当的是制冷剂流量相对于节流机构17的入口侧处的制冷剂干度的改变而具有小变化。
在其中毛细管40用作节流机构17的示例E3中,与示例E1和示例E2相比较,如图5B的箭头C1所示,制冷剂流量的变化相对于节流机构17的入口侧处的制冷剂的变化相对较小。因此,当毛细管40用作节流机构17时,可以使喷射器制冷剂循环装置10的操作稳定。
通常,如示例E3中所示,当毛细管40用作节流机构17时,如图5A中所示,节流机构17中的整体长度(L)与内径(D)的比(L/D)变得相对较大,从而难以简单地减小一体式蒸发器单元20的整体尺寸。
如E1示例所示,当锥形喷嘴41或拉瓦尔喷嘴42用作节流机构17时,如图5A中所示,节流机构17中的整体长度(L)与内径(D)的比(L/D)变得相对较小,从而可以易于简单地减小一体式蒸发器单元20的整体尺寸。此外,在这种情况下,因为可以将制冷剂加速到超音速,因此可以提高第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29内的制冷剂分配性能。
然而,当锥形喷嘴41或拉瓦尔喷嘴42用作节流机构17时,如图5B的箭头C2所示,制冷剂流量的变化相对于节流机构17的入口侧处的制冷剂干度的变化相对较大,从而难以用于具有大负载变化的制冷剂循环装置。
相反,当锥形-直线组合喷嘴43用作节流机构17时,可以简单地减小一体式蒸发器单元20的整体尺寸,并且使喷射器制冷剂循环装置10的操作稳定。即,当锥形-直线组合喷嘴43用作节流机构17时,可以解决毛细管40和锥形喷嘴41或拉瓦尔喷嘴42中的以上问题。
锥形-直线组合喷嘴43与沿延伸方向将具有恒定内径的毛细管40与锥形喷嘴41的下游末端合并成一行的组合喷嘴相对应。在这种情况下,如图5B中的C3所示,制冷剂流量与节流机构17的入口侧处的制冷剂干度的变化在毛细管40的示例与锥形喷嘴41的示例之间的中间。此外,当锥形-直线组合喷嘴43用作节流机构17时,与其中毛细管40用作节流机构17的示例相比较,节流机构17中的整体长度(L)与内径(D)的比(L/D)可以更小。
在本实施例中,当锥形-直线组合喷嘴43用作节流机构17时,可以简单地减小一体式蒸发器单元20的整体尺寸,并且使喷射器制冷剂循环装置10的操作稳定。
根据本实施例,如图2中所示,喷射器14、第一蒸发器15、流量分配器16、节流机构17和第二蒸发器18一体安装以形成一体式蒸发器单元20,并从而对于一体式蒸发器单元20来说可以具有单个制冷剂入口24和单个制冷剂出口25。
因此,当喷射器制冷剂循环装置10安装到车辆时,用于整个一体式蒸发器单元20的单个制冷剂入口24连接到热膨胀阀13,用于整个一体式蒸发器单元20的单个制冷剂出口25连接到压缩机11的制冷剂吸入侧,从而完成管连接操作。
此外,如图2和图3中所示,喷射器14、流量分配器16和喷射器壳体23在上箱15b、18b的上表面成一体,并且沿纵向方向整体伸长,使得伸长方向与上箱15b、18b的纵向方向相对应。在图3的示例中,流量分配器16和喷射器壳体23被布置成一行,以在喷射器14的纵向方向上连续延伸。例如,流量分配器16的外壁表面和其内具有喷射器14的喷射器壳体23的外壁表面被构造成形成连续圆柱形形状,所述连续圆柱形形状在上箱15b、18b上沿喷射器14的纵向方向延伸。此外,如图3和图4中所示,节流机构17连接到设置在流量分配器16的圆柱形壁表面处的第二出口端口16c,并且延伸到第二蒸发器18的上箱18b。因此,可以使一体式蒸发器单元20的整体尺寸更小,并且可以简单紧凑地安装所述一体式蒸发器单元。
因此,可以提高到车辆的具有第一和第二蒸发器15、18的喷射器制冷剂循环装置10的安装性能,并且可以减小喷射器制冷剂循环装置10的部件数量,从而降低产品成本。
因为在一体式蒸发器单元20中使用于连接喷射器14、流量分配器16、节流机构17和第一和第二蒸发器15、18的连接通道长度最小,因此可以减小制冷剂通道中的压力损失,并且可以减小一体式蒸发器单元20内的低压制冷剂与所述低压制冷剂周围的大气的热交换量。因此,可以有效地提高第一和第二蒸发器15、18的冷却性能。
(第二实施例)
以下参照图6A和图6B说明本发明的第二实施例。在上述第一实施例中,单个节流机构17在流量分配器16的圆柱形壁表面的位置处连接到流量分配器16。即,第二出口端口16c位于流量分配器16的圆柱形壁表面中的一个位置处。然而,在第二实施例中,如图6A和6B中所示,多个节流机构17连接到流量分配器16的圆柱形壁表面。
如图6A和图6B中所示,多个节流机构17沿流量分配器16的圆柱形壁表面的轴向方向(例如,图6A中的左右方向)布置。具体地,多个节流机构17沿多个管21的布置方向布置,以在多个管21的布置方向上与连接到第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29的多个管21的位置相对应。因此,可以提高液态制冷剂到多个管21的分配性能。
例如,第二出口端口16c设置在流量分配器16的圆柱形壁表面的多个位置处,以沿流量分配器16的轴向方向布置,并且分别连接到多个节流机构17。
通过沿上下方向适当地改变节流机构17开口到流量分配器16内的开口位置,和/或通过适当地改变节流机构17的开口面积,可以适当地改变流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的流量Gn和经由第二蒸发器18流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的制冷器的流量Ge。在第二实施例中,用于喷射器制冷剂循环装置10的一体式蒸发器单元20的其它部件可以被形成为类似于上述第一实施例的部件。
(第三实施例)
以下参照图7A和图7B说明本发明的第三实施例,在上述第二实施例中,流量分配器16形成为大致具有恒定外径的简单圆柱形形状。然而,在第三实施例中,如图7A和7B中所示,螺旋形沟槽部分16e形成在流量分配器16的内圆柱形壁表面内,以从内圆柱形壁表面径向向外凹入成螺旋形形状,如图7A中所示。因此螺旋形突起部在与螺旋形沟槽部分16e相对应的位置处形成在外圆柱形壁表面上。
多个第二出口端口16c设置在流量分配器16的螺旋形沟槽部16e中,并且节流机构17通过调节多个第二出口端口16c的数量和开口面积而由所述多个第二出口端口构造而成。多个第二出口端口16c沿流量分配器16的轴向方向在螺旋形沟槽部16e中被布置成一行。流量分配器16的轴向方向与喷射器14的延伸方向相对应。
根据第三实施例,因为例如流入到流量分配器16的入口端口16a的气液两相制冷剂在在沿着流量分配器16的螺旋形沟槽部16e涡动的同时在流量分配器16中流动,因此在沟槽部分16e内形成液体膜。因此,可以使用流量分配器16中的离心力将制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂。
在沟槽部分16e内生成的液体膜经由适于作为节流机构17的多个第二出口端口16c流入到第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29内。因此,与上述第二实施例类似,可以提供来自流量分配器16的液态制冷剂到第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29的分配性能。第一箱空间29适于作为第二蒸发器18的上箱18b中的制冷剂分配箱部。因此,可以提高到第二蒸发器18的热交换芯体18a的与上箱18b的第一箱空间29连通的多个管21的液态制冷剂的分配性能。通过适当地改变适于作为节流机构17的第二出口端口16c的数量或/和开口面积,可以适当地改变流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的流量Gn和流入到第二蒸发器18内的制冷剂的流量Ge。在第三实施例中,可以使用于喷射器制冷剂循环装置10的一体式蒸发器单元20的其它部件形成为类似于上述第一实施例的部件。
(第四实施例)
以下参照图8A和图8B说明本发明的第四实施例。在上述实施例中,入口端口16A例如设置在流量分配器16的纵向端部处以朝向流量分配器16的轴向方向开口。此外,在上述第三实施例中,螺旋形沟槽部16e设置在流量分配器16的内圆柱形壁表面中,使得在所述流量分配器16内流动的气液制冷剂在涡动的同时被分离成气态制冷剂和液态制冷剂。然而,在第四实施例中,入口端口16a设置在与流量分配器16的圆形横截面的中心偏移的位置处,以使气液制冷剂在流量分配器16的圆柱形空间16d内涡动。
例如,如图8A和图8B中所示,入口端口16a在与流量分配器16的圆形横截面的中心分开尺寸D1的位置处设置在流量分配器16a中,使得流入到入口端口16a内的气液制冷剂在流量分配器16中涡动。
在图8A和图8B的示例中,流量分配器16的入口端口16a在靠近纵向端部的位置处设置在流量分配器的圆柱形壁表面上,使得气液制冷剂沿圆柱形壁表面的切向方向流入到流量分配器16中,从而使流入到流量分配器16内的制冷剂涡动。
通过适当地改变流量分配器16的入口端口16a的位置,可以适当地改变液体膜在流量分配器16的轴向方向上的宽度(液体膜宽度)和液体膜在流量分配器16的径向方向上的厚度(液体膜厚度),并从而可以适当地改变流入到喷射器14的喷嘴部14a内的制冷剂的流量Gn和经由第二蒸发器18流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的制冷剂的流量Ge。在第四实施例中,可以使用于喷射器制冷剂循环装置10的一体式蒸发器单元20的其它部件类似于上述第一实施例的部件。
(第五实施例)
以下参照图9A和图9B说明本发明的第五实施例。在上述第五实施例中,入口端口16a设置在与流量分配器16的圆形横截面的中心偏移的位置处,以使气液制冷剂在流量分配器16中涡动。在第五实施例中,如图9A和图9B中所示,流量分配器16的入口端口16a的形状被形成为非圆形,使得从入口端口流动的气液两相制冷剂在流量分配器16中涡动。在图9A和图9B中所示的示例中,入口端口16a设置在纵向端部中以沿轴向方向开口,并且入口端口16a的开口形状近似于D形。
通过适当地改变流量分配器16的入口端口16a的非圆形形状,可以适当地改变流量分配器16中的液体膜宽度和液体膜厚度,并从而可以适当地改变流入到喷射器14的喷嘴部14a的制冷剂的流量Gn和经由第二蒸发器18流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的制冷剂的流量Ge。在第五实施例中,可以使用于喷射器制冷剂循环装置10的一体式蒸发器单元20的其它部件类似于上述第一实施例的部件。
(第六实施例)
以下参照图10说明本发明的第六实施例。在上述第二实施例中,多个节流机构17连接到流量分配器16以提供节流功能和制冷剂分配功能。然而,在第六实施例中,如图10中所示,仅单个节流机构17设置在流量分配器16中,以提供节流功能和制冷剂分配功能。
单个节流机构17由锥形喷嘴或毛细管形成,并且设置在流量分配器16中的下部处,以平行于流量分配器16的轴向方向延伸。此外,空间部分44在流量分配器16中的节流机构17的下游设置在下部处,以沿流量分配器16的轴向方向从节流机构17的下游端直接延伸到下游。此外,流量分配器16的多个第二出口端口16c在面对空间部分44的位置处设置在流量分配器16的圆柱形壁表面中。流量分配器16的多个第二出口端口16c沿流量分配器16的轴向方向(喷射器纵向方向)被布置成一行。
因此,在流量分配器16的底侧处被分离的液态制冷剂通过节流机构17、空间部分44和多个第二出口端口16c,从而在流量分配器16内实现由节流机构17提供的节流功能和制冷剂分配功能。通过适当地改变第二出口端口16c的数量或/或开口面积,可以适当地改变流入到喷射器14的喷嘴部14a的制冷剂的流量Gn和经由第二蒸发器18流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的制冷剂的流量Ge。在第六实施例中,可以使用于喷射器制冷剂循环装置10的一体式蒸发器单元20的其它部件形成为类似于上述第一实施例的部件。
(第七实施例)
以下参照图11说明本发明的第七实施例。在第七实施例中,如图11中所示,制冷剂储存构件50设置在第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29中,以提供分配到多个管21内的制冷剂的分配性能,而制冷剂储存构件51设置在第一蒸发器15的上箱15b的第二箱空间27内,以提高分配到多个管21的制冷剂的分配性能。在一体式蒸发器单元20中,第一蒸发器15的上箱15b的第二箱空间27适于作为第一制冷剂分配箱部,而第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29适于作为第二制冷剂分配箱部。
制冷剂储存构件50位于第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29内,并且形成为具有沿轴向方向延伸的山峰(折叠线)和在山峰两侧的两个矩形板的山状折叠形状。制冷剂储存构件50位于第二蒸发器18的上箱18b的第一箱空间29中,使得折叠线与上箱18b的第一箱空间29的纵向方向相对应,并且朝向与管21相对的一侧突出。
如图12B中所示,制冷剂储存构件50的下端部钎焊到限定第一箱空间29的上箱18b的内表面。在节流机构17内被减压的制冷剂流入到第二箱空间29的制冷剂储存构件50的上空间内,并且液态制冷剂60储存在用作第二蒸发器18的制冷剂分配箱部的第二箱空间29内的制冷剂储存构件50的两个下端部处。
如图12A中所示,多个孔状部50a设置在制冷剂储存构件50的顶部。当储存在制冷剂储存构件50的下端部处的制冷剂60增加并且达到孔状部50a时,制冷剂从制冷剂储存构件50的孔状部50a溢出,以朝向管21降落,从而流动通过管21。多个孔状部50a沿箱纵向方向布置在制冷剂储存构件50的顶部中。在图11中,孔状部50a的底部的虚线由点划线表示。如图11中所示,孔状部50a设置在制冷剂储存构件50中,使得孔状部50a的开口面积当朝向用作第二蒸发器18的制冷剂分配箱部的第一箱空间29的制冷剂入口部时变得更小。
位于用作第一蒸发器15的制冷剂分配箱部的上箱15b的第一箱空间27内的制冷剂储存构件51具有类似于位于第二蒸发器18的制冷剂分配箱部的第一箱空间29内的制冷剂储存构件50的结构。制冷剂储存构件51被形成为具有沿轴向方向延伸的山峰(折叠线)和在山峰两侧的两个矩形板的山状折叠形状。制冷剂储存构件51位于第一蒸发器15的上箱15b的第二箱空间27内,使得折叠线与上箱15b的第二箱空间27的纵向方向相对应,并且朝向与管21相对的一侧突出。此外,制冷剂储存构件51的下端部钎焊到限定用作第一蒸发器15的制冷剂分配箱部的第二箱空间27的上箱15b的内表面。
来自喷射器14的扩散部14d的制冷剂流入到第二箱空间27的制冷剂储存构件51的上空间内,并且液态制冷剂存储在用作第一蒸发器15的制冷剂分配箱部的第二箱空间27内的制冷剂储存构件51的两个下端部处。
多个孔状部分51a设置在制冷剂储存构件51的顶部。当储存在制冷剂储存构件51的下端部处的制冷剂增加并且达到孔状部51a时,制冷剂从制冷剂储存构件51的孔状部51a溢出,以朝向管21降落,从而流动通过管21。多个孔状部51a沿箱纵向方向布置在制冷剂储存构件51的顶部中。在图11中,孔状部51a的底部的虚线由点划线表示。如图11中所示,孔状部51a设置在制冷剂储存构件51中,使得孔状部51a的开口面积当朝向用作第一蒸发器15的制冷剂分配箱部的第二箱空间27的制冷剂入口部分时变得更小。
在本实施例中,因为制冷剂分配构件50、51分别设置在第一蒸发器15和第二蒸发器18的第一和第二制冷剂分配箱部(27、29)中,因此可提高流入到多个管21的制冷剂的分配性能,从而使温度分布均匀。
在本实施例中,制冷剂储存构件50、51分别设置在用作第一和第二蒸发器15、18的第一和第二制冷剂分配箱部的箱空间27、29中。然而,制冷剂储存构件50、51中的任一个可以设置在本用作第一和第二蒸发器15、18的第一和第二制冷剂分配箱部的箱空间27、29中相应的一个中。
图13A-16B显示根据第七实施例的制冷剂储存构件50、51的修改示例。图13A和图13B显示为本发明的第七实施例的第一修改示例的制冷剂储存52。如图13A和图13B中所示,制冷剂储存构件52沿上下方向与制冷剂储存箱构件50、51相反地设置在适于作为制冷剂分配箱部的第一箱空间29中。因此,制冷剂储存构件52具有谷状折叠形状,所述谷状折叠形状具有在谷线两侧的两个矩形板。在这种情况下,多个孔状部52a形成在制冷剂储存构件52的倾斜表面中。
当第一修改示例的制冷剂储存构件52用于第一或第二蒸发器15、18的制冷剂分配箱部中时,将液态制冷剂就储存在制冷剂储存构件52的谷状部中。然后,当储存在制冷剂储存构件52的谷状部处的制冷剂增加并且达到孔状部52a时,制冷剂从孔状部52a溢出以朝向管21降落,从而流动通过管21。代替多个孔状部52a,切割部可以设置在制冷剂储存构件52中,所述切割部中的每一个都沿制冷剂储存构件52的副方向(minor direction)被切割。
图14A和图14B显示了为本发明的第七实施例的第二修改示例的制冷剂储存构件53。如图14A和图14B中所示,制冷剂储存构件53是具有多个孔状部53a的平坦矩形板,所述多个孔状部沿与制冷剂分配箱部的箱纵向方向相对应的制冷剂储存构件53的主方向布置。多个孔状部53a中的每一个都沿制冷剂储存构件53的副方向位于制冷剂储存构件53中的中心区域处。在制冷剂储存构件53中副方向垂直于主方向。
当第七实施例的第二修改示例的制冷剂储存构件53用于第一或第二蒸发器15、18的制冷剂分配箱部中时,液态制冷剂就储存在制冷剂储存构件53的上表面上,然后就朝向管21降落,从而流动通过管21。
图15A和图15B显示了为本发明的第七实施例的第三修改示例的制冷剂储存构件54。如图15A和图15B中所示,制冷剂储存构件54是具有多个孔状部54a的平坦矩形板,所述多个孔状部沿与制冷剂分配箱部的箱纵向方向相对应的制冷剂储存构件54的主方向布置。多个孔状部54a中的每一个都位于制冷剂储存构件54沿制冷剂储存构件54的副方向的端部处。在制冷剂储存构件54中副方向垂直于主方向。
当第七实施例的第三修改示例的制冷剂储存构件54用于第一或第二效发器15、18的制冷剂分配箱部中时,液态制冷剂就储存在制冷剂储存构件54的上表面上,然后朝向管21降落,从而流动通过管21。代替多个孔状部54a,可以形成切割部,所述切割部中的每一个都沿副方向在制冷剂储存构件54的端部处被切割。
图16A和图16B显示了为本发明的第七实施例的第四修改示例的制冷剂储存构件55。如图16A和图16B中所示,制冷剂储存构件55是具有多个孔状部55a的平坦矩形板,所述多个孔状部沿与制冷剂分配箱部的箱纵向方向相对应的制冷剂储存构件55的主方向布置。多个孔状部53a中的两行位于制冷剂储存构件53沿制冷剂储存构件55的副方向的两个端部处。在制冷剂储存构件55中副方向垂直于主方向。
当第七实施例的第四修改示例的制冷剂储存构件55用于第一或第二蒸发器15、18的制冷剂分配箱部中时,液态制冷剂就储存在制冷剂储存构件55的上表面上,然后朝向管21降落,从而流动通过管21。代替多个孔状部55a,可以形成切割部,所述切割部中的每一个都沿副方向在制冷剂储存构件55的端部处被切割。
在第七实施例中和第七实施例的修改中,一体式蒸发器单元20的其它部件可以类似于上述第一实施例的部件。
(第八实施例)
以下参照图17A-19说明本发明的第八实施例和修改示例。在上述第一实施例中,节流机构17设置在流量分配器16的外部。然而,在第八实施例和第八实施例的修改示例中,节流机构17设置流量分配器16的内部。
如图17A和图17B所示,流量分配器16设置有漩涡生成部70和主体部71,所述漩涡生成部被构造成使从入口端口16A流动的制冷剂产生漩涡运动,所述主体部在其内限定圆柱形空间16d,具有生成的漩涡运动的制冷剂在所述圆柱形空间内流动。
主体部71适于作为用于将制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂的气液分离部,并且还适于作为用于将已分离的制冷剂分配到喷嘴部14a和第二蒸发器18的制冷剂分配部分。如图17B中所示,主体部71是具有近似恒定直径的圆筒,并且与喷射器14同轴设置。
在图17A和图17B的示例中,漩涡生成部70是被构造成遮盖圆柱形主体部71的一个端部的帽构件。因此,漩涡生成部70可以与圆柱形主体部71分开形成。图17B显示了圆柱形主体部71和适于作为圆柱形主体部71的帽构件的漩涡生成部70的分解状态。
如图18中所示,圆柱形主体部71由三层结构构造而成,在所述三层结构中,内圆筒711、中间圆筒712和外圆筒713沿径向方向彼此重叠。内圆筒711与喷射器14的喷嘴部14a一体模制,而外圆筒13与喷射器14的主体构件14e一体模制。
如图17B中所示,喷射器14的主体部14e是用于形成喷射器14的混合部14c和扩散部14d的构件。喷嘴形成构件14f容纳在主体构件14e中,以形成喷射器14的喷嘴部14a。
如图18中所示,节流机构17形成为内圆筒711与中间圆筒712之间的螺旋形毛细管。具体地,螺旋形沟槽形成为从中间圆筒712的内壁表面凹入,从而形成内圆筒711与中间圆筒712之间的螺旋形毛细管通道72。螺旋形毛细管通道72适于作为用于给制冷剂减压的毛细管,并且节流机构17通过使用螺旋形毛细管通道72构造而而成。
与螺旋形毛细管通道72连通的入口孔711a设置在内圆筒711内,并且用作毛细管入口端口,制冷剂从所述毛细管入口端口引入到螺旋形毛细管通道72内。与螺旋形毛细管通道72连通的出口孔713a设置在外圆筒713中,并且用作毛细管出口端口,已经通过螺旋形毛细管通道72的制冷剂从所述毛细管出口端口流出。在图18的这个示例中,孔713a还适于作为流量分配器16的第二出口端口16c,使得流出孔713a的制冷剂流入到第二蒸发器18的上箱18b内。
从流量分配器16的入口端口16a流动的制冷剂在漩涡生成部70中流动,使得将在制冷剂中生成漩涡运动,然后在涡动的同时在主体部71的圆柱形空间16d内流动。通过使用漩涡流的离心力,将在主体部71的圆柱形空间16d内流动的制冷剂分离成在圆柱形空间16d的径向中心侧的气态制冷剂和在圆柱形空间16d的径向外侧的液态制冷剂。
分离的液态制冷剂沿着圆柱形主体部71的内壁表面涡动的同时流动,并从毛细管入口孔711a流入到毛细管通道72。已经在毛细管通道72内被减压的制冷剂从毛细管出口孔713a流入到第二蒸发器18的上箱18b的制冷剂分配箱部内。
根据本实施例,因为节流机构17由螺旋形毛细管通道72构造而成,因此如图5B的箭头C1所示可以减少制冷剂流量的变化相对于节流机构17的入口侧处的制冷剂干度的变化。
相反,节流机构17形成为毛细管,从而节流机构17的整体长度(L)与内径(D)的比(L/D)变得更大。然而,在本实施例中,因为节流机构17由设置在流量分配器16内的螺旋形毛细管通道72构造而成,因此可以使一体式蒸发器单元20的整体尺寸变小。
图19显示了本发明的第八实施例的修改示例。在图19的示例中,螺旋形毛细管通道72设置在内圆筒711的外壁表面上,从而形成节流机构17。
在第八实施例和第八实施例的修改示例中,一体式蒸发器单元20的其它部件可以类似于上述第一实施例的部件。
(第九实施例)
以下参照图20A和图20B说明本发明的第九实施例。在上述第八实施例中,流量分配器16的圆柱形主体部71由三层结构构造而成。然而,在第九实施例中,如图20A和图20B中所示,圆柱形主体部71由双层结构构造而成,在所述双层结构中,内圆筒711和外圆筒713沿径向方向相互重叠。
图20A显示了圆柱形主体部71的示例,其中,内圆筒711与喷射器14的喷嘴形成部14f分开形成,并且喷嘴形成部14f配合到内圆筒711中。在图20A的圆柱形主体部71中,外圆筒713与喷射器14的主体构件14e一体模制。螺旋形沟槽形成在内圆筒711的外壁表面上,以从内圆筒711的外壁表面凹入,以形成内圆筒711与外圆筒713之间的螺旋形毛细管通道72。
图20B显示圆柱形主体部71的另一个示例,其中喷嘴形成构件14f具有近似等于外圆筒713的内径的外径,并且喷嘴形成构件14f配合到外圆筒713内。在图20B的示例中,内圆筒711可以与喷嘴形成构件14f一体模制,或者可以与喷嘴形成构件14f分开模制。
在第九实施例中,因为由螺旋形毛细管通道72构造而成的节流机构17设置在流量分配器16中,因此可以获得在第八实施例中所述的相同的作用。此外,因为圆柱形主体部71由双层结构构造而成,并且螺旋形毛细管通道72设置在内圆筒711与外圆筒713之间,因此可以在圆柱形主体部71中容易地形成螺旋形毛细管通道72。螺旋形沟槽可以设置在外圆筒713的内壁表面中以形成内圆筒711与外圆筒713之间的螺旋形毛细管通道72。
当内圆筒711与喷嘴形成构件14f分开模制时,可以将喷嘴形成构件14f的模制长度做得更短,从而容易精确地形成喷嘴形成构件14f。在第九实施例中,一体式蒸发器单元20的其它部件可以类似于上述第八实施例的部件。
(第十实施例)
以下参照图21说明本发明的第十实施例。在上述第九实施例中,单个螺旋形毛细管通道72设置在内圆筒711与外圆筒713之间。在第十实施例中,如图21中所示,多个毛细管通道形成在内圆筒711与外圆筒713之间。
在图21的示例中,多个毛细管通道72的入口侧连接到沿内圆筒711的整个圆形周边设置的圆形沟槽711b,而多个毛细管通道72的出口侧连接到沿内圆筒711的整个圆形周边设置的圆形沟槽711c。多个吸入孔711a设置在内圆筒711的圆形沟槽711b内以沿内圆筒711的圆周方向布置。
在本实施例中,多个毛细管通道72分别单独设置,并且近似平行地延伸。因此,可以减少每一个毛细管通道的长度,从而缩短流量分配器16的主体部71的整体长度。此外,因为可以使每一个毛细管通道72的长度缩短,因此在不受限于螺旋形形状的情况下可以根据毛细管通道72的数量和每一个毛细管通道72的长度将毛细管通道72近似形成直线。
此外,即使当毛细管通道72中的一个被杂质或类似物堵塞以损坏制冷剂流时,因为制冷剂可以流动通过其它毛细管通道72,因此在不受堵塞的毛细管通道72的影响的情况下基本上可以获得制冷剂的减压。
在本实施例中,毛细管通道72的出口侧连接到沿着内圆筒711的整个周边延伸的单个圆形沟槽711c,从而容易地将位置与设置在外圆筒713中的出口孔713a配合。
在本实施例中,通过适当地设定毛细管通道72的数量,可以适当地控制经由第二蒸发器18流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的制冷剂的流量Ge与流入到喷射器14的喷嘴部14a的制冷剂的流量Gn。
因为多个入口孔711a沿圆周方向在多个位置处设置在圆形沟槽711b中,因此可以将来自漩涡生成部70的制冷剂均匀地引入到毛细管通道72内。
因此,可以使沿着内圆筒711的外壁表面流动的液态制冷剂的液体膜整体更薄,从而防止当液态制冷剂流动通过毛细管通道72时气态制冷剂由于液体膜的不同厚度而进行蜿曲流动。因此,可以增加流入到喷射器14的制冷剂吸入端口14b的制冷剂的流量Ge与流入到喷射器14的喷嘴部14a的制冷剂的流量Gn的比(Ge/Gn)。
(第十一实施例)
以下参照图22A和图22B说明本发明的第十一实施例。在第十一实施例中,如图22B中所示,流量分配器16与喷射器14一体形成。
具体地,流量分配器16的圆柱形外单元由喷射器14的主体构件14e形成,并且管部分14g在喷嘴形成构件14f的入口侧处与喷嘴形成构件14f一体形成。流量分配器16的入口端口16a和出口端口16c设置在主体构件14e的圆柱形壁表面中。出口端口16c形成为孔板形状或喷嘴形状,以适于作为节流机构17。
通过使用漩涡流的离心力在流量分配器16中将从入口端口16a流动的气液制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂。与第四实施例类似,漩涡生成部设置在流量分配器16的入口侧处,使得将漩涡运动施加到在圆柱形主体部14e中流动的制冷剂。因此,富含气态的制冷剂在流量分配器16的圆柱形空间16d中在主体构件14e的径向中心侧处流动,并且经由喷嘴形成构件14f的管部分14g被引入到喷嘴的喷嘴部14a。
另一方面,富含液态的制冷剂在沿着主体构件24e的内周边表面涡动的同时在流量分配器16的圆柱形空间16d内流动,并且从设置在主体构件14e的圆柱形壁表面中的出口端口16c被引入到第二蒸发器18的上箱18b的制冷剂分配箱部内。
因此,管部分14g可以适于作为用于分隔富含气态的制冷剂和富含液态的制冷剂的分隔壁,从而将富含气态的制冷剂和富含液态的制冷剂彼此分离。
在本实施例中,管部分14g设置在喷嘴形成构件14f的入口侧部分处,使得流量分配器与喷射器14一体形成。因此,可以容易地形成喷射器14与流量分配器16之间的一体式结构。此外,通过简单地形成主体构件14e的圆柱形壁表面内的出口端口16c而使节流机构17与喷射器14一体形成。
在第十一实施例中,一体式蒸发器单元20的其它部件可以类似于上述第一实施例的部件。
(第十二实施例)
以下参照图23A和图24D说明本发明的第十二实施例。在上述第十一实施例中,流量分配器16和喷射器14的一体构件被构造成使得制冷剂在喷射器14的主体构件14e内涡动的同时流动。然而,在第十二实施例中,如图23A和图23B中所示,流量分配器16由喷嘴形成构件14f构造而成,使得制冷剂在喷射器14的喷嘴形成构件14f内涡动的同时在流量分配器16中流动。
如图23A和图23B中所示,使喷嘴形成构件14f从主体构件14e突出,并且入口端口16a和出口端口16c设置在突出的喷嘴形成构件14f的的圆柱形壁表面中。
图23A显示其中适于作为节流机构17的出口端口16c是孔板的示例,而图23B显示适于作为节流机构17的出口端口16c被形成为喷嘴形状。
通过使用漩涡流的离心力在流量分配器16中将从入口端口16a流动的气液制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂。因此,富含气态的制冷剂在喷嘴形成构件14f中在喷嘴形成构件14f的径向中心侧处用作喷嘴形成构件的部分中流动,被引入到喷嘴形成构件14f的喷嘴部14a中,并且从喷嘴部14a的制冷剂喷射端口被喷射到喷射器14的混合部14c中。
另一方面,富含液态的制冷剂在沿着喷嘴形成构件14f的内周边表面涡动的同时在喷嘴形成构件14f中在适于作为流量分配器16的部分中流动,并且经由设置在突出的喷嘴形成构件14f的圆柱形壁表面中的出口端口16c被引入到第二蒸发器18的上箱18b的制冷剂分配箱部中。
根据本实施例,因为流量分配器16由喷嘴形成构件14f构造而成,而没有使用管构件,因此可以容易地形成流量分配器16和喷射器14的一体式结构。
图24A-24D显示适于作为不同于节流机构17的节流阀的出口端口16c的具体示例。图24A显示其中单个直线通道连接到流量分配器16以具有出口端口16c的示例,图24B显示其中锥形-直线喷嘴组合构件连接到流量分配器16以具有出口端口16c的示例,图24C显示其中孔板直线通道组合构件连接到流量分配器16以具有出口端口16c的示例,而图24D显示其中毛细管连接到流量分配器16以具有出口端口16c的示例。
在图24A-24D的示例中,出口端口16c朝向喷嘴形成构件14f的径向外侧开口,而入口端口16a沿轴向方向开口。然而,类似于图23A和图23B的示例,入口端口16a可以在径向方向上在喷嘴形成构件14f内开口。
(其它实施例)
虽然已经参照附图结合本发明的优选实施例充分说明了本发明,但是要注意的是各种改变和修改对本领域的技术人员是显而易见的。
(1)至少在上述第一实施例中,喷射器14容纳在喷射器壳体23中,并且其中具有喷射器14的喷射器壳体23连接到第一和第二蒸发器15、18的上箱15b、18b的外表面。然而,可以省略喷射器壳体23,并且喷射器14可以直接连接到上箱15b、18b的外表面,而无需使用喷射器壳体23。
(2)在上述实施例中,喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23安装到第一和第二蒸发器15、18的上箱15b、18b的上表面。然而,除了上箱15b、18b之外,喷射器14、流量分配器16、节流机构17和喷射器壳体23可以安装到第一和第二蒸发器15、18的表面,例如,第一和第二蒸发器15、18的侧面。
(3)虽然在上述各个实施例中,已经说明了其中制冷剂是其高压不超过临界压力的基于氟的制冷剂、基于HC的制冷剂等类似制冷剂的蒸汽压缩亚临界制冷剂循环,但是本发明可以应用于采用其高压超过临界压力的诸如二氧化碳(CO2)的制冷剂的蒸汽压缩超临界制冷剂循环。
在超临界制冷剂循环中,仅被压缩机11排放的制冷剂在超临界状态下在散热器12处耗散热量,并因此不会冷凝。
(4)虽然在上述实施例中,示例性喷射器14是具有带有一定通路面积的喷嘴部14a的固定喷射器,但是用于使用的喷射器14可以是具有可变喷嘴部的可变喷射器,所述可变喷嘴部的通路面积可调节。
例如,可变喷嘴部可以是被构造成通过使用电致动器控制插入到调节可变喷嘴部的通道内的针的位置来调节通路面积的机构。
(5)虽然在第一实施例和类似实施例中,本发明应用到适于冷却车辆内部和适于冷冻机和制冷机的制冷剂循环装置,但是其制冷剂蒸发温度较高的第一蒸发器15和其制冷剂蒸发温度较低的第二蒸发器18可以用于冷却车辆室内不同的区域(例如,车辆室内前排座侧区、和所述车辆室内后排座侧区)。可选地或另外地,其制冷剂蒸发温度较高的第一蒸发器15和其制冷剂蒸发温度较低的第二蒸发器18可以用于冷却冷冻机和制冷机。即,冷冻机和制冷机的冷冻室可以通过其制冷剂蒸发温度较高的第一蒸发器15冷却,而冷冻机和制冷机的冷藏室可以通过其制冷剂蒸发温度较低的第二蒸发器18冷却。
(6)虽然在第一实施例和类似实施例中,热膨胀阀13和感温部件13a与用于喷射器制冷剂循环装置的一体式蒸发器单元20分开设置,但是热膨胀阀13和感温部件13a可以整体并入用于喷射器制冷剂循环装置10的一体式蒸发器单元20内。
(7)要认识的是虽然在上述各个实施例中,已经说明了用于车辆的制冷剂循环装置,但是本发明可以不仅可以应用到车辆,而且可以以相同的方式应用到固定制冷循环或类似循环。
(8)在上述实施例中,如果在组合时没有任何矛盾时可以适当地组合任意两个或更多个实施例或所述实施例的修改示例。
例如,当流量分配器16适于作为用于将在所述流量分配器内流动的制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂的气液分离部分和用于将已分离的制冷剂分配到喷嘴部41a和第二蒸发器18内的制冷剂分配部分时,并且当流量分配器16和喷射器14沿喷射器14的纵向方向布置成一行时,可以适当地改变蒸发器单元20的其它结构,而不受限于上述实施例的每一个示例。
这种改变和修改将被理解为在如所附权利要求限定的本发明的范围内。
Claims (19)
1.一种用于制冷剂循环装置的蒸发器单元,包括:
喷射器(14),所述喷射器设置有被构造成给制冷剂减压的喷嘴部(14a)、和制冷剂吸入端口(14b),制冷剂通过从所述喷嘴部喷射的高速制冷剂流从所述制冷剂吸入端口被吸入,其中,从所述喷嘴部喷射的制冷剂和从所述制冷剂吸入端口吸入的制冷剂混合,并且混合的制冷剂从所述喷射器的出口排出;
第一蒸发器(15),所述第一蒸发器连接到所述喷射器的出口以蒸发流出所述喷射器的出口的制冷剂;
第二蒸发器(18),所述第二蒸发器连接到所述制冷剂吸入端口以蒸发将从所述制冷剂吸入端口吸入到所述喷射器内的制冷剂;
流量分配器(16),所述流量分配器连接到所述喷嘴部的制冷剂入口侧,并且沿制冷剂流位于所述第二蒸发器上游的位置处,并且所述流量分配器被构造成调节分配给所述喷嘴部的制冷剂的流量(Gn)和分配给所述第二蒸发器的制冷剂的流量(Ge);和
节流机构(17),所述节流机构设置在所述流量分配器与所述第二蒸发器之间,以给流入到所述第二蒸发器的所述制冷剂减压,其中,
所述喷射器、所述第一蒸发器、所述第二蒸发器、所述流量分配器和所述节流机构一体安装;
所述流量分配器适于作为气液分离部和制冷剂分配部,所述气液分离部用于将在所述流量分配器内流动的制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂,所述制冷剂分配部用于将分离的制冷剂分配到所述喷嘴部和所述第二蒸发器内;以及
所述流量分配器和所述喷射器沿所述喷射器的纵向方向布置成一行。
2.根据权利要求1所述的蒸发器单元,其中:
所述第一蒸发器和所述第二蒸发器在空气流动方向上被布置成彼此相邻;
所述第一蒸发器和所述第二蒸发器中的每一个都包括多个管(21)和箱(15b、18b),制冷剂在所述多个管内流动,所述箱设置在所述管的一个端侧,并且沿箱纵向方向延伸以将制冷剂分配到所述管内或者从所述管收集制冷剂;以及
所述喷射器、所述流量分配器和所述节流机构安装到所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的所述箱的与所述管相对的一侧的外表面。
3.根据权利要求2所述的蒸发器单元,其中:
所述第一蒸发器的所述箱(15b)设置有第一制冷剂分配箱部(27),流出所述喷射器的制冷剂在所述第一制冷剂分配箱部中分配到所述第一蒸发器(15)的所述管(21)内;以及
所述第二蒸发器的所述箱(18b)设置有第二制冷剂分配箱部(29),通过所述节流机构被减压的制冷剂在所述第二制冷剂分配箱部中分配到所述第二蒸发器(18)的所述管(21)内,
所述蒸发器单元还包括:
制冷剂储存构件(50,51,52,53,54,55),所述制冷剂储存构件位于所述第一制冷剂分配箱部和所述第二制冷剂分配箱部(27,29)中的至少一个内,以储存液态制冷剂,
其中,所述制冷剂储存构件被构造成使得从所述制冷剂储存构件溢出的制冷剂流入到所述管内。
4.根据权利要求1所述的蒸发器单元,其中:
所述第一蒸发器(15)包括第一制冷剂分配箱部(27)和制冷剂在其中流动的多个管(21),所述第一制冷剂分配箱部被设置成将流出所述喷射器的制冷剂分配到所述第一蒸发器的所述管内;而
所述第二蒸发器(18)包括第二制冷剂分配箱部(29)和制冷剂在其中流动的多个管(21),所述第二制冷剂分配箱部被设置成将通过所述节流机构被减压的制冷剂分配到所述第二蒸发器的所述管内;以及
所述蒸发器单元还包括:
制冷剂储存构件(50,51,52,53,54,55),所述制冷剂储存构件位于所述第一制冷剂分配箱部和所述第二制冷剂分配箱部中的至少一个内,以储存液态制冷剂,
其中,所述制冷剂储存构件被构造成使得从所述制冷剂储存构件溢出的制冷剂流入到所述管内。
5.根据权利要求1所述的蒸发器单元,其中:
所述喷射器、所述第一蒸发器、所述第二蒸发器、所述流量分配器和所述节流机构被钎焊为一体单元。
6.根据根据权利要求1-5中任一项所述的蒸发器单元,还包括:
喷射器壳体(23),所述喷射器容纳在所述喷射器壳体内,
其中,所述喷射器、所述第一蒸发器、所述第二蒸发器、所述流量分配器、所述节流机构和所述喷射器壳体一体安装。
7.根据权利要求6所述的蒸发器单元,其中:
所述喷射器、所述第一蒸发器、所述第二蒸发器、所述流量分配器、所述节流机构和所述喷射器壳体安装到所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的所述箱的与所述管相对的一侧的外表面。
8.根据权利要求6所述的蒸发器单元,其中:
所述流量分配器(16)具有圆柱形外壁表面;
所述喷射器壳体(23)具有圆柱形外壁表面;以及
所述流量分配器的所述圆柱形外壁表面和所述喷射器壳体的所述圆柱形外壁表面被布置成一行以沿所述喷射器的所述纵向方向连续延伸。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的蒸发器单元,其中:
所述节流机构是具有近似漏斗形状的锥形-直线组合喷嘴(43);以及
所述锥形-直线组合喷嘴由锥形部分(43a)和直线部分(43)构造而成,在所述锥形部分中,内径沿制冷剂流朝向下游减小,所述直线部分具有恒定内径并且从所述锥形部分(43a)的下游端延伸。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的蒸发器单元,其中:
所述流量分配器被构造成具有圆柱形空间部(16d)、第一出口端口(16b)、和第二出口端口(16c),所述圆柱形空间部沿水平方向延伸,所述第一出口端口设置在所述圆柱形空间部的轴向端部处,使得在所述圆柱形空间部内的制冷剂经由所述第一出口端口朝向所述喷嘴部流动,所述第二出口端口设置在所述圆柱形空间部的圆柱形壁表面中,使得在所述圆柱形空间部内的制冷剂经由所述第二出口端口朝向所述节流机构流动。
11.根据权利要求10所述的蒸发器单元,其中:所述第二出口端口设置在比所述第一出口端口(16b)低的位置处。
12.根据权利要求10所述的蒸发器单元,其中:所述喷嘴部具有直接连接到所述第一出口端口的入口端口。
13.根据权利要求10所述的蒸发器单元,其中:所述节流机构直接连接到所述第二出口端口。
14.根据权利要求10所述的蒸发器单元,其中:所述流量分配器被构造成使得制冷剂在所述圆柱形空间部中流动以在所述圆柱形空间部内涡动。
15.根据权利要求1-5中任一项所述的蒸发器单元,其中:
所述流量分配器包括限定圆柱形空间部(16d)的圆柱形壁部;
所述圆柱形壁部由彼此重叠的多个层(711,712,713)构造而成;以及
所述节流机构由螺旋形沟槽(72)构造而成,所述螺旋形沟槽设置在所述圆柱形壁部的相邻层之间。
16.根据权利要求1-5中任一项所述的蒸发器单元,其中:
所述流量分配器包括圆柱形壁部和漩涡生成部(70),所述圆柱形壁部内限定圆柱形空间部(16d),所述漩涡生成部被构造成在从入口端口(16a)流入到所述圆柱形空间部(16d)内的制冷剂中生成漩涡运动;以及
所述节流机构设置在所述圆柱形壁部中。
17.根据权利要求16所述的蒸发器单元,其中:
所述喷射器包括主体构件(14e),所述主体构件限定混合部(14c),从所述喷嘴部(14a)喷射的制冷剂和从所述制冷剂吸入部(14b)吸入的制冷剂在所述混合部内混合,并且所述主体构件限定扩散部(14d),混合的制冷剂的压力在所述扩散部内通过将混合的所述制冷剂的动能转化成混合的所述制冷剂的压能而增加;
所述喷嘴部由喷嘴形成构件(14f)构造而成;以及
所述喷嘴形成构件设置在所述主体构件内,并且所述圆柱形壁部与所述主体构件一体模制。
18.根据权利要求16所述的蒸发器单元,其中:
所述流量分配器的所述圆柱形壁部由互相重叠的多个层(711,712,713)构造而成;以及
所述节流机构设置在所述流量分配器的圆柱形壁部中的相邻层之间。
19.根据权利要求1-5中任一项所述的蒸发器单元,其中:
所述喷射器包括主体构件(14e),所述主体构件限定混合部(14c),从所述喷嘴部(14a)喷射的制冷剂和从所述制冷剂吸入部(14b)吸入的制冷剂在所述混合部内混合,并且所述主体构件限定扩散部(14d),混合的制冷剂的压力在所述扩散部中通过将混合的所述制冷剂的动能转化成混合的所述制冷剂的压能而增加;
所述喷嘴部由与所述主体构件(14e)成一体的喷嘴形成构件(14f)构造而成;以及
所述流量分配器(16)由所述喷嘴形成构件(14f)在所述喷嘴部上游的位置处构造而成。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120704 Termination date: 20220112 |