CN1821680A - 具有喷射器的蒸汽压缩循环 - Google Patents

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Abstract

第一蒸发器(215)设置在喷射器(214)的下游侧上,第二蒸发器(218)连接至喷射器(214)的制冷剂吸入口(214b)。第二蒸发器(218)的制冷剂蒸发温度低于第一蒸发器(215)的制冷剂蒸发温度。第一和第二蒸发器(215,218)用于冷却公共对象冷却空间(221),且一个接着一个排列在待冷却的空气的流向上。

Description

具有喷射器的蒸汽压缩循环
技术领域
本发明涉及包括喷射器和多个蒸发器的蒸汽压缩循环。
背景技术
包括喷射器和多个蒸发器的蒸汽压缩循环举例来说在日本专利No.3322263(相应于美国专利NO.6477857和美国专利NO.6574987)中作了描述。在所述蒸汽压缩循环中,如图7中所示,第一蒸发器215设置在喷射器214的下游侧和气液分离器230之间(充当制冷剂降压装置和制冷剂循环装置),且第二蒸发器218设置在气液分离器230的液相制冷剂出口和喷射器214的制冷剂吸入口214b之间。
在日本专利No.3322263的蒸汽压缩循环中,在从喷射器214的喷嘴部214a排放的制冷剂膨胀(expand)时高速制冷剂流引起的压降用于通过喷射器214的吸入口214b汲取从第二蒸发器218排放的气相制冷剂。同样,在喷射器214中的制冷剂膨胀时产生的制冷剂的速度能在扩散器部(增压部)214d转变成压能,以提高从喷射器214排放的制冷剂的压力。这样,增压的制冷剂供给压缩机212,因而可减少用于驱动压缩机212的驱动力。因此,可提高整个循环的操作效率。
并且,两个蒸发器215、218可用于从共同的空间吸收热量,从而冷却共同的空间,或可选地,可用于从不同的空间吸收热量,从而分别冷却不同的空间。并且,已知,这两个蒸发器215、218可用于冷却房间。
然而,日本专利No.3322263没有描述用于通过其冷却房间的这两个蒸发器215、218的具体配置。
发明内容
本发明克服了上述缺点。因此,本发明的一个目的是提供这样一种包括蒸发器的蒸汽压缩循环,所述蒸发器用于冷却公共对象冷却空间,且设置为提高蒸发器的可安装性。本发明的另一目的是提供这样一种包括蒸发器的蒸汽压缩循环,所述蒸发器显示提高的冷却性能。
为了实现本发明的目的,提供了一种蒸汽压缩循环,其包括压缩机、散热器、喷射器、第一蒸发器和第二蒸发器。压缩机汲取和压缩制冷剂。散热器使从压缩机排放的被压缩的高压制冷剂散热。喷射器包括喷嘴部、制冷剂吸入口、混合部和增压部。喷嘴部使散热器的下游侧上的制冷剂降压和膨胀。由于从喷嘴部排放的高速制冷剂流的作用,从制冷剂吸入口汲取制冷剂。从喷嘴部排放的高速制冷剂和从吸入口供给的被汲取的制冷剂在混合部中混合。增压部将通过混合部混合的被混合的制冷剂流的速度能转变成压能。第二蒸发器连接至喷射器的吸入口。第一蒸发器和第二蒸发器一体构成,以冷却流向公共对象冷却空间的气流。
附图说明
根据以下描述、所附权利要求书和附图,将更好地理解本发明以及另外的目的、其特性和优点,其中在附图中:图1示出根据本发明的第一实施例的车辆蒸汽压缩循环的结构的示意图;图2示出根据第一实施例的第一和第二蒸发器的集成结构的示意图;图3示出根据第二实施例的第一和第二蒸发器的集成结构的示意图;图4示出根据第三实施例的车辆蒸汽压缩循环的结构的示意图;图5示出根据第四实施例的车辆蒸汽压缩循环的结构的示意图;图6示出本发明的第一和第二蒸发器的集成结构的修改的示意图;以及图7示出现有技术的车辆蒸汽压缩循环的结构的示意图。
具体实施方式
(第一实施例)图1和2示出本发明的第一实施例。具体而言,图1示出蒸汽第一实施例的蒸汽压缩循环210应用于车辆制冷循环21O的示范性实例。在本实施例的循环210中,汲取和压缩制冷剂的压缩机211通过例如螺线管式离合器212、皮带等由车辆驱动引擎(未示出)驱动。
压缩机211可以是可变排量压缩机或固定排量压缩机。在可变排量压缩机的情形下,通过改变制冷剂的排量改变其排放率。在固定排量压缩机的情形下,通过螺线管式离合器212的反复连接和断开改变制冷剂的工作速率,调整其排放率。并且,当将电压缩机用作压缩机211时,通过调整电动机的转速,可调整制冷剂排放率。
散热器213设置在压缩机211的制冷剂出口侧上。散热器213在从压缩机211排放的高压制冷剂和通过冷却扇(未示出)向着散热器213吹的外部空气之间交换热量,从而冷却高压制冷剂。
在将普通碳氟化合物制冷剂用作循环210的制冷剂的情形下,循环210变成亚临界压力循环,在所述循环中,其高压没有超出临界压力。因此,散热器213充当冷凝器,用于冷凝制冷剂。相反,在使用例如二氧化碳(CO2)制冷剂等具有超出临界压力的高压的另一类型的制冷剂的情形下,循环210变成超临界循环。因此,在这种情形下,无需制冷剂的冷凝,冷凝器在超临界状态下散热。
喷射器214沿循环210中制冷剂流方向设置在散热器213的下游侧上。喷射器214用作用于使制冷剂降压的降压装置,且形成为动量传输泵,通过排放的高速工作流体的流体带走(entraining)作用执行流体传输(参看JIS Z 8126 Number 2.1.2.3)。
喷射器214包括喷嘴部214a和制冷剂吸入口214b。喷嘴部214a减少传输从散热器213排放的高压制冷剂的制冷剂通道的横截面面积,以等熵地使高压制冷剂降压和膨胀。吸入口214b设置在喷嘴部214a的制冷剂出口所处的空间中。吸入口214b汲取从下面描述的第二蒸发器218供给的气相制冷剂。
并且,混合部214c设置在制冷剂流向上的喷嘴部214a和吸入口214b的下游侧上。混合部214c使从喷嘴部214a输出的高速制冷剂流与通过吸入口214b汲取的制冷剂混合。充当增压部的扩散器部214d设置在制冷剂流向上的混合部214c的下游。扩散器部214d形成为逐渐提高制冷剂压力,即,扩散器部214d将制冷剂的速度能转变成压能。
第一蒸发器215连接至喷射器214的扩散器部214d的下游侧,且第一蒸发器215的下游侧连接至压缩机211的入口侧。
分支制冷剂通道(或简称为分支通道)216从循环210中位于喷射器214的上游侧上的分支点(散热器213和喷射器214之间的中间点)分支。分支通道216的下游侧连接至喷射器214的吸入口214b。在图1中,标号Z表示分支通道215的分支点。
计量装置(或充当计量装置的流速控制阀)217设置在分支通道216中。第二蒸发器218设置在计量装置217的下游侧上。计量装置217是用于调整向着第二蒸发器218供给的制冷剂流速的降压装置。具体而言,计量装置217可以是固定调节阀或节流阀,例如节流孔(orifice)等。可选地,计量装置217可以是电控制阀,由电力传动装置驱动,以调整控制阀的阀开口度(通道开口度)。
在本实施例中,两个蒸发器215、218一体构成(一体装配或一体形成),使得蒸发器215、218容纳在单个壳体219中。公共电动鼓风机220吹空气(将被冷却的空气)到壳体219中的空气通道,如图1中的箭头A所示的,使得被吹的空气由两个蒸发器215、218冷却。
由两个蒸发器215、218冷却的被冷却空气供给至公共对象冷却空间221,使得公共对象冷却空间221由这两个蒸发器215、218冷却。在这两个蒸发器215、218中,连接至位于喷射器214的下游侧上的主流道的第一蒸发器215设置在气流A的上游侧上,且连接至喷射器214的吸入口214b的第二蒸发器218设置在气流A的下游侧上。
在本实施例的循环210应用于车辆空气调节系统的制冷剂循环的情形下,车辆的车厢成为对象冷却空间221。在本实施例的循环210应用于制冷器和/或冷气机(或简称为制冷器/或冷气机)车辆的致冷循环的情形下,制冷器/冷气机的制冷器/冷气机空间成为对象冷却空间221。
接着,将参看图2描述这两个蒸发器215、218的集成结构的具体实例。在图2的实例中,这两个蒸发器215、218作为单个蒸发器结构集成在一起。因此,位于气流A中的上游侧上的第一蒸发器215构成单个蒸发器结构的上游侧部分。并且,位于气流A中的下游侧上的第二蒸发器218构成单个蒸发器结构的下游侧部分。
第一蒸发器215的结构和第二蒸发器218的结构基本相同。因此,第一蒸发器215具有热交换芯215a、上水箱215b和下水箱215c,且第二蒸发器218具有热交换芯218a、上水箱218b和下水箱218c。上和下水箱215b、215c、218b、218c分别设置在热交换芯215a、218a的上侧和下侧上。
热交换芯215a、218a具有包括多个垂直延伸管222和多个肋片223的层叠结构。每个肋片223都连接在相应的两个管222之间。在图2中,仅示出位于气流A的上游侧上的第一蒸发器215的热交换芯215a的管222和肋片223,而为了简洁起见没有示出第二蒸发器218的热交换芯218a的管222和肋片223。然而,应注意,如上面指出的,热交换芯215a、218a具有基本相同的结构。
管222构成制冷剂通道,且制成大体平坦的管,其中的每个都是平坦的,即,在气流方向A中大体变平。肋片223制成波纹状肋片,其中的每个都通过将薄板材料弯曲成波形而形成,且连接到相应管222的平面状外表面,以提高用于与空气交换的传热面面积。
管222和肋片223可选地在热交换芯215a、218a的左右方向上相继层叠。两个侧板215d、215e、218d、218e分别设置在热交换芯215a、218a的相对端,在管222和肋片223的层叠方向上(即,在热交换芯215a、218a的左右方向上)彼此相对,以加强热交换芯215a、218a。侧板215d、215e、218d、218e分别连接至左和右最外的波形肋片223,且也连接至上水箱和下水箱215b、215c、218b、218c。
第一蒸发器215的上水箱和下水箱215b、215c形成制冷剂通道空间,所述制冷剂通道空间独立于由第二蒸发器218的上水箱和下水箱218b、218c形成的制冷剂通道空间。第一蒸发器215的上水箱和下水箱215b、215c具有管啮合孔(未示出),热交换芯215a的管222的上端和下端连接至所述管啮合孔,使得管222的上端和下端与水箱215b、215c的内部空间连通。
类似地,第二蒸发器218的上水箱和下水箱218b、218c具有管啮合孔(未示出),热交换芯218a的管222的上端和下端连接至所述管啮合孔,使得管222的上端和下端与水箱218b、218c的内部空间连通。
以此方式,上水箱和下水箱215b、215c、218b、218c具有分配制冷剂流到相应的热交换芯215a、218a的作用,或具有收集来自管222的制冷剂流的作用。
将参看图2更具体地描述水箱215b、215c、218b、218c对制冷剂流的分配和收集。在图2中,喷射器214的下游侧上的低压制冷剂供入其中的入口224设置在第一蒸发器215的下水箱215c的左端,出口225设置在下水箱215c的右端。隔板226大体设置在下水箱215c的内部空间的纵向中心中,所述纵向中心中心在下水箱215c的内部空间的纵向上(在热交换芯215a的管222和肋片223的层叠方向上)。隔板226将下水箱215c的内部空间分成图2中的左区和右区。
这样,从入口224供给下水箱215c的内部的左区的低压制冷剂通过热交换芯215a的一组左侧管222在箭头“a”的方向上向上流动,接着在图2中箭头“b”的方向上从上水箱215b的内部中的左侧到右侧。
接着,现在位于上水箱215b的内部的右区上的制冷剂通过热交换芯215a的一组右侧管222在箭头“c”的方向上向下流动,进入图2中下水箱215c的内部的右区。接着,制冷剂从位于下水箱215c的右端中的出口225在图2中的箭头“d”的方向上排放,从而制冷剂流向压缩机211的吸入口侧。
相反,在第二蒸发器218中,经过分支通道216的计量装置217的低压制冷剂供入其中的入口227设置在上水箱218b的右端。并且,出口228设置在上水箱218b的右端。隔板229大体设置在上水箱218b的内部空间的纵向中心上,所述纵向中心中心在上水箱218b的内部空间的纵向上(在热交换芯218a的管222和肋片223的层叠方向上)。隔板229将上水箱218b的内部空间分成图2中的左区和右区。
因此,从入口227供入上水箱218b的内部的右区的低压制冷剂通过热交换芯218a的一组右侧管222在箭头“e”的方向上向上流动,接着在图2中箭头“f”的方向上从下水箱218c的内部中的右侧到左侧。
接着,现在位于下水箱218c的内部的左区上的制冷剂通过热交换芯218a的一组左侧管222在箭头“g”的方向上向上流动,进入图2中上水箱218b的内部的左区。接着,制冷剂从位于上水箱218b的左端中的出口228在图2中的箭头“h”的方向上排放,从而制冷剂流向喷射器214的吸入口214b侧。
接下来,将描述这两个蒸发器215、218的管222、肋片223和水箱215b、215c、218b、218c的具体整体结构。
充当肋片223的肋片的分离布置可分别提供给这两个热交换芯215a、218a,这两个热交换芯215a、218a在气流A中一个接着一个设置。可选地,充当肋片223的肋片的公共的单个布置可共同提供给两个热交换芯215a、218a。
类似地,充当管222的管的分离布置可分别提供给这两个热交换芯215a、218a,这两个热交换芯215a、218a在气流A中一个接着一个设置。可选地,充当管222的管的公共的单个布置可共同提供给两个热交换芯215a、218a。
然而,第一蒸发器215的管222和第二蒸发器218的管222分别需要形成完全独立的制冷剂通道。因此,在使用管的整体单个布置的情形下,第一蒸发器215的制冷剂通道和第二蒸发器218的制冷剂通道需要通过设置在管中的相应隔壁彼此分离。在此情形下,由第一蒸发器215的管限定的制冷剂通道需要独立地连接至第一蒸发器215的上水箱和下水箱215b、215c的内部。同样,由第二蒸发器218的管限定的制冷剂通道也需要独立连接至第二蒸发器218的上水箱和下水箱218b、218c的内部。
并且,也可独立形成水箱215b、215c、218b、218c。可选地,两个上水箱215b、218b可一体构造,两个下水箱215c、218c可一体构造。然而,即使在这种情形下,上水箱215b、218b的内部空间也需要彼此独立形成,且下水箱215c、218c的内部空间也需要彼此独立形成。
此外,左右侧板215d、215e、218d、218e可彼此独立形成。可选地,两个左侧板215d、218d可一体形成为单个板,两个右侧板215e、218e可一体形成为单个板。
如上所述,当第一和第二蒸发器215、218的管222、肋片223、水箱215b、215c、218b、218c和侧板215d、215e、218d、218e构造成整体结构,可减少蒸发器215、218的部件数量,并且可减少制造成本。
管222、肋片223、水箱215b、215c、218b、218c和侧板215d、215e、218d、218e的特定材料优选为铝,其中铝是呈现优良的导热性和优良的可焊性的金属。然而,所述材料不限于铝,也可以是任何其他适合的材料。当第一和第二蒸发器215、218的每个部件都是由铝材料制成时,第一和第二蒸发器215、218可以通过焊接结合。
在本实施例中,在通过焊接装配第一和第二蒸发器215、218之后,喷射器214安装到第一和第二蒸发器215、218上,以使喷射器214与第一和第二蒸发器215、218集成。
如图2中所示,喷射器214形成为细长本体,其中喷嘴部214a、混合部214c和增压部214d一个接着另一个沿直线排列。因此,在本实施例中,喷射器214与热交换芯215a、218a的侧面一体装配,使得喷射器214的纵向平行于热交换芯215a、218a的侧面。
更具体地,喷射器214的纵向平行于热交换芯215a、218a的左侧板215d、218d设置,且喷射器214安装到左侧板215d、218d上。这里,喷射器214通过例如螺钉、金属弹簧夹或焊接(soldering)等紧固装置(未示出)紧固到侧板215d、218d。
利用喷射器214的上述装配结构,喷射器214的扩散器214d的出口可靠近下水箱215c的入口224设置,且喷射器214的吸入口214b可靠近上水箱218b的出口228设置。因此,可使得喷射器214和第一蒸发器215之间的制冷剂通道连接和喷射器214和第二蒸发器218之间的制冷剂通道连接简单。
并且,形成细长柱形本体的喷射器214的纵向沿第一和第二蒸发器215、218的热交换芯215a、218a的侧面设置,从而喷射器214将不会从第一和第二蒸发器215、218向外突出较多。结果,可使得第一和第二蒸发器215、218和喷射器214的整个大小紧凑。
接下来,将描述第一实施例的操作。当压缩机211由车辆引擎驱动时,制冷剂在压缩机211中被压缩。接着,高温高压制冷剂从压缩机211排放,并供给散热器213。在散热器213中,高温制冷剂由外部空气冷却,因此被冷凝。在分支点Z,从散热器213排放的高压液态制冷剂分成流向喷射器214的制冷剂流和流向分支通道216的制冷剂流。
使供给喷射器214的制冷剂流降压,且在喷嘴部214a膨胀。这样,将制冷剂的压能转变成喷嘴部214a的速度能,从而制冷剂以高速从喷嘴部214a的出口排放。由于制冷剂压力减少,通过吸入口214b汲取已经过分支通道216中的第二蒸发器218的制冷剂(气相制冷剂)。
从喷嘴部214a排放的制冷剂和通过吸入口214b被汲取的制冷剂在位于喷嘴部214a的下游侧上的混合部214c中混合,接着供给扩散器部214d。在扩散器部214d中,由于通道横截面面积增加,速度(膨胀)能转变成压能,从而制冷剂中的压力增加。
从喷射器214的扩散器部214d排放的制冷剂供给第一蒸发器215。在第一蒸发器中,当制冷剂在用图2中的箭头a-d表示的制冷剂流径中流动时,低温低压制冷剂从吹向箭头A的方向的空气吸收热量,因此被蒸发。在蒸发后,所述气相制冷剂被吸入压缩机211中,且再次在压缩机211中被冷却。
相反,供给分支通道216的制冷剂流在计量装置217中被降压,因此变成低压制冷剂。接着,将低压制冷剂供给第二蒸发器218。在第二蒸发器218中,当制冷剂在用图2中的箭头e-h表示的制冷剂流径中流动时,制冷剂从吹向箭头A的方向的空气吸收热量,因此被蒸发。在蒸发后,所述气相制冷剂通过吸入口214b被吸入喷射器214中。
如上所述,根据本实施例,可将喷射器214的扩散器部214d的下游侧上的制冷剂供给第一蒸发器215,也可将分支通道216中的制冷剂通过计量装置217供给第二蒸发器218。这样,第一和第二蒸发器215、218可同时执行其冷却操作。因此,由第一和第二蒸发器215、218冷却的冷却空气可排放入对象冷却空间221中,以冷却对象冷却空间221。
同时,第一蒸发器215的制冷剂蒸发压力是扩散器214d中的压力增加后的制冷剂压力,且第二蒸发器218的出口连接至喷射器214的吸入口214b。因此,就在喷嘴部214a中降压后的最低压力可施加给第二蒸发器218。
以此方式,可使得第二蒸发器218的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)低于第一蒸发器215的制冷剂蒸发压力。并且,具有较高制冷剂蒸发温度的第一蒸发器215设置在气体流向A中的上游侧上,具有较低制冷剂蒸发温度的第二蒸发器218设置在气体流向A中的下游侧上。因此,既可满足制冷剂蒸发温度和在第一蒸发器215处被吹的空气温度之间所要求的温差,又满足制冷剂蒸发温度和在第二蒸发器215处被吹的空气温度之间所要求的温差。
结果,可有效获得第一蒸发器215的冷却性能和第二蒸发器218的冷却性能。因此,通过第一和第二蒸发器215、218的组合,可有效提高用于冷却公共对象冷却空间的冷却性能。并且,通过扩散器部214d的压力增加操作提高压缩机221的进气压力,从而可减少驱动压缩机211所需要的驱动力。
并且,在本实施例的循环210中,在分支点Z分支的分支通道216连接至喷射器214的吸入口214b,且计量装置217和第二蒸发器218设置在分支通道216中。这样,气体和液体混合物的低压两相制冷剂可通过分支通道216供给第二蒸发器218。因此,不需要提供气液分离器,例如日本专利NO.33222263(相应于美国专利NO.6477857和美国专利NO.6574987)的气液分离器。
在其中设置上述气液分离器和使用例如CO2等具有超过临界压力的高循环压力的制冷剂的超临界循环的情形下,当循环的操作在高的外部温度之下停止时,除了高压侧外,循环的低压侧也变成临界状态。
因此,在重新开始循环操作时,气相制冷剂和液相制冷剂不能由气液分离器分离。因此,存在于气液分离器中的超临界状态的高温制冷剂供给第二蒸发器218,从而第二蒸发器218的冷却性能显著降低。相反,根据本实施例,高压制冷剂在喷射器214的上游侧上分叉,且所述分叉的制冷剂通过计量装置降压,以将低压制冷剂供给第二蒸发器218的入口侧。结果,即使在重新开始循环操作时,也能快速实现第二蒸发器218的冷却性能。
并且,在使用普通碳氟化合物制冷剂的亚临界循环(具有高循环压力但不超过临界压力的循环)中,循环的高压和低压之间的压力差在小循环热负荷条件下变得较小,从而减少了到喷射器214的输入。在此情形下,在日本专利NO.33222263中所述的循环中,通过第二蒸发器218的制冷剂流仅取决于喷射器214的制冷剂汲取性能。因此,当到喷射器214的输入减少时,喷射器214的制冷剂汲取性能降低,且第二蒸发器218的制冷剂流速降低。因此,难以获得第二蒸发器218的所需要的冷却性能。
相反,根据本实施例,高压制冷剂在喷射器214的上游侧上分支,且所述分支的制冷剂通过分支通道216进入喷射器214的吸入口214b。因此,分支通道216与喷射器214平行连接。
因此,除了喷射器214的制冷剂汲取性能之外,可利用压缩机211的制冷剂汲取性能和制冷剂排放性能在分支通道216中供应制冷剂。以此方式,即使在到喷射器214的输入减少,造成喷射器214的制冷剂汲取性能降低时,与日本专利NO.33222263中所述的循环相比,可减轻第二蒸发器218侧上的制冷剂流速的降低。因此,即使在低热负荷条件下,也可更容易地获得第二蒸发器的所要求的冷却性能。
并且,第二蒸发器218侧上的制冷剂流速可通过计量装置21独立调整,而不依赖喷射器214的作用。可通过压缩机211的制冷剂排放性能和喷射器214的计量特征的控制调整供给第一蒸发器215的制冷剂的流速。因此,根据第一蒸发器215的热负荷和第二蒸发器218的热负荷,可分别容易地调整供给第一蒸发器215的制冷剂的流速和供给第二蒸发器218的制冷剂的流速。
(第二实施例)在第一实施例中,喷射器214与热交换芯215a、218a的侧面一体装配,使得喷射器214的纵向平行于热交换芯215a、218a的侧面。在第二实施例中,如图3中所示,喷射器214与水箱215b、215c、218b、218c一体装配,使得喷射器214的纵向平行于水箱215b、215c、218b、218c。
更具体地,在图3的示范性实例中,喷射器214与上水箱215b、218b的顶面一体装配,使得喷射器214的纵向平行于上水箱215b、218b的顶面。用于将喷射器214紧固到上水箱215b、218b的顶面的紧固装置可与第一实施例的紧固装置相同。
接下来,将描述第一和第二蒸发器215、218的制冷剂通道结构。在第一蒸发器215中,隔板226设置在上水箱215b中,以将上水箱215b的内部空间分成图3中的左区和右区。入口224设置在上水箱215b的顶面的右区中,且喷射器214的扩散器部214d的下游侧通道连接至入口224。并且,出口225设置在上水箱215b的左区的侧面中。
从入口224供给上水箱215b的右区的制冷剂依次通过热交换芯215a的右区、下水箱215c、热交换芯215a的左区和上水箱215b的左区,且从出口225向着压缩机221的入口排放,如图3中的箭头i、k、m和n所表示的。
在第二蒸发器215中,类似于第一实施例,隔板229设置在上水箱218b中,以将上水箱218b的内部空间分成图3中的左区和右区。入口227设置在上水箱218b的右区的后表面中,且设置在分支通道216的计量装置217的下游侧上的连接管216a连接至入口227。
从入口227供给上水箱218b的右区的制冷剂依次通过热交换芯218a的右区、下水箱218c、热交换芯218a的左区和上水箱218b的左区,且供给喷射器214的吸入口214b,如图3中的箭头p、q、r和s所表示的。
在第二实施例中,喷射器214的位置和第一和第二蒸发器215、218的制冷剂通道结构与第一实施例的制冷剂通道结构不同。然而,第一和第二蒸发器215、218关于空气流向A的设置和循环210的通道结构与第一实施例相同。因此,在第二实施例中也获得类似于第一实施例的优点。
(第三实施例)在第一和第二实施例中,设置了在喷射器214的上游侧上分支且连接至喷射器214的吸入口214b的分支通道216,且第二蒸发器218设置在分支通道216中。然而,在第三实施例中,没有设置分支通道216。
更确切地说,在第三实施例中,如图4中所示,气液分离器230设置在第一蒸发器215的下游侧上,以将包含气体和液体混合物的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂。气液分离器230的气相制冷剂出口连接至压缩机211的入口,气液分离器230的液相制冷剂出口通过分支的制冷剂通道(或简称为分支通道)231连接至喷射器214的吸入口214b。计量装置217和第二蒸发器218设置在分支通道231中。
第一和第二蒸发器215、218关于空气流向A的设置与第一和第二实施例相同。因此,具有较高制冷剂蒸发温度的第一蒸发器215设置在空气流向上的上游侧上,具有较低制冷剂蒸发温度的第二蒸发器218设置在空气流向A上的下游侧上。第一和第二蒸发器215、218通过图2或3中所示的结构集成。
即使在第三实施例中,通过具有不同制冷剂蒸发温度的第一和第二蒸发器215、218的组合有利地提高了用于冷却对象冷却空间221的冷却性能。
(第四实施例)在第四实施例中,第一和第二实施例的循环结构被修改。具体而言,如图5中所示,第四实施例的循环结构包括第一和第二低压通道232、233,所述第一和第二低压通道232、233从喷射器214的下游侧分支,且连接至压缩机211的输入侧。并且,第一和第二低压通道232、233平行设置。所述循环结构进一步包括第一和第二分支制冷剂通道(或简称为第一和第二分支通道)216c、216d,所述第一和第二分支制冷剂通道在喷射器214的上游侧分支,且连接至喷射器214的吸入口214b。
这两个第一蒸发器215f、215g分别设置在喷射器214的下游侧上的第一和第二低压通道232、233中。两个计量装置217a、217b分别设置在第一和第二分支通道216c、216d中,且两个第二蒸发器218f、218g分别设置在计量装置217a、217b的下游侧上。
在第四实施例中,第一蒸发器215f和第二蒸发器218f一体构造(一体装配或一体形成),且容纳在单个公共壳体219a中。如图5中的箭头A1所示的,普通的电动鼓风机(未示出,但相应于图1的鼓风机220)将空气(待冷却的空气)吹入壳体219a中的空气通道中,使得被吹的空气由两个蒸发器215f、218f冷却。
类似地,第一蒸发器215g和第二蒸发器218g一体构造、一体装配、或一体形成,且容纳在单个公共壳体219b中。如图5中的箭头A2所示的,普通的电动鼓风机(未示出,但相应于图1的鼓风机220)将空气(待冷却的空气)吹入壳体219b中的空气通道中,使得被吹的空气由两个蒸发器215g、218g冷却。
第一蒸发器215f和第二蒸发器218f的集成和第一蒸发器215g和第二蒸发器218g的集成可由图2或图3中所示的结构实现。喷射器214可与第一和第二蒸发器215f、218f的集成结构和第一和第二蒸发器215g、218g的集成结构的任何想要的一个一体装配。
由壳体219a中的两个蒸发器215f、218f冷却的冷却空气供给公共对象冷却空间(未示出)中,使得公共对象冷却空间由两个蒸发器215f、218f冷却。
类似地,由壳体219b中的两个蒸发器215g、218g冷却的冷却空气供给公共对象冷却空间(未示出)中,使得公共对象冷却空间由两个蒸发器215g、218g冷却。
壳体219a的对象冷却空间和壳体219b的对象冷却空间彼此独立地形成。壳体219a的对象冷却空间举例来说可以是车辆的车厢,壳体219b的对象冷却空间举例来说可以是制冷器/制冷机车辆的制冷器/制冷机空间。
在第四实施例中,具有较高制冷剂蒸发温度的每个第一蒸发器215f、215g都设置在相应空气流向A1、A2上的上游侧上,且具有较低制冷剂蒸发温度的第二蒸发器218f、218g都设置在相应空气流向A1、A2上的下游侧上。
(其它实施例)本发明不限于上述实施例,且如下面讨论的,可以各种方式进行修改。
(1)在图1和5中所示的第一和第四实施例的循环210中,没有设置气液分离器,所述气液分离器用于将包含气体和液体混合物的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂,且将多余的制冷剂作为液体制冷剂收集。然而,例如,用于将包含气体和液体混合物的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂并收集液相制冷剂的气液分离器可设置在散热器213的出口侧,从而将液相制冷剂从气液分离器供给喷射器214。并且,用于将包含气液混合物的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂并将多余制冷剂作为液相制冷剂收集的气液分离器(收集器)可设置在压缩机211的入口侧,从而将气相制冷剂从气液分离器供给压缩机211的入口。
(2)在上述的每个实施例中,都描述了车辆制冷循环。然而,本发明不限于车辆制冷循环,也可同样应用于设置为固定的固定制冷循环。
(3)在上述的每个实施例中,没有指定制冷剂的类型。然而,应注意,上述实施例的制冷剂可以是碳氟化合物制冷剂(包括含氯氟烃制冷剂),例如氯化碳氢化合物(HC)制冷剂等含氯氟烃制冷剂的替代物、或二氧化碳(CO2),它们可用在蒸汽压缩类型超临界循环和蒸汽压缩类型亚临界循环的任一中。
这里,应注意,含氯氟烃是由碳、氟、氯和氢组成的有机化合物的类名,且广泛用作制冷剂。并且,碳氟化合物制冷剂包括氢氯氟碳化合物(HCFC)制冷剂、氢氟碳化合物(HFC)制冷剂,它们不会破坏臭氧层,因此称为含氯氟烃的替代物。
氯化碳氢化合物(HC)制冷剂是一种包括氢和碳的制冷剂,且天然存在。HC制冷剂包括R600a(异丁烯)、R290(丙烷)等。
(4)在上述每个实施例中,其中调整喷嘴部214a的制冷剂通道的横截面面积即调整喷嘴部214a中的制冷剂流速的流速可变类型喷射器可用作喷射器214。
(5)与上述每个实施例相比,具有较高制冷剂蒸发温度的第一蒸发器215、215f、215g可设置在气体流向A、A1、A2中的下游侧上,具有较低制冷剂蒸发温度的第二蒸发器218、218f、218g可设置在气体流向A1、A2中的上游侧上。
(6)参看图6,第一蒸发器215和第二蒸发器218可通过穿过喷射器214的制冷剂管道340彼此连接。更具体地,第二蒸发器218的出口可通过管道340的部分连接至喷射器214的吸入口214b,且喷射器214的扩散器部214b的出口可通过管道340的另一部分连接至第一蒸发器215的入口。在此情形下,如图6中所示,第一和第二蒸发器215、218可一体构造,使得预定空间形成在第一蒸发器215和第二蒸发器218之间,且制冷剂管道340一体连接在第一和第二蒸发器215、218之间,同时限制第一和第二蒸发器215、218之间的分离。
另外的优点和修改对本领域的技术人员是显然的。因此,本发明不限于示出和描述的具体细节、代表性设备和说明性实例。

Claims (12)

1.一种蒸汽压缩循环,包括:压缩机(211),所述压缩机汲取和压缩制冷剂;散热器(213),所述散热器使从压缩机(211)排放的压缩的高压制冷剂散热;喷射器(214),包括:喷嘴部(214a),使散热器(213)的下游侧上的制冷剂减压和膨胀;制冷剂吸入口(214b),利用从喷嘴部(214a)排放的高速制冷剂流的作用,从所述制冷剂吸入口汲取制冷剂;混合部(214c),从喷嘴部(214a)排放的高速制冷剂和从喷嘴部(214a)供给的汲取的制冷剂通过所述混合部混合;以及增压部(214b),将通过混合部(214c)混合的被混合的制冷剂流的速度能转变成压能;第一蒸发器(215),连接至喷射器(214)的下游侧;以及第二蒸发器(218),连接至喷射器(214)的吸入口(214b),其中第一蒸发器(215)和第二蒸发器(218)一体构造,以冷却流向公共对象冷却空间(221)的气流。
2.根据权利要求1所述的蒸汽压缩循环,其中第一蒸发器(215)和第二蒸发器(218)彼此连接,以形成连续结构。
3.根据权利要求2所述的蒸汽压缩循环,其中第一蒸发器(215)和第二蒸发器(218)通过焊接结合在一起。
4.根据权利要求2所述的蒸汽压缩循环,其中第一蒸发器(215)和第二蒸发器(218)通过穿过喷射器(214)的制冷剂管道(340)彼此连接。
5.根据权利要求1所述的蒸汽压缩循环,其中第一蒸发器(215)和第二蒸发器(221)在气流中串联设置。
6.根据权利要求5所述的蒸汽压缩循环,其中:第二蒸发器(218)的制冷剂蒸发温度低于第一蒸发器(215)的制冷剂蒸发温度;第一蒸发器(215)设置在气流的上游侧上;以及第二蒸发器(218)设置在气流的下游侧上。
7.根据权利要求1所述的蒸汽压缩循环,其中所述第一和第二蒸发器(215,218)的每个都包括:热交换芯(215a,218a),具有包括多个管(222)和多个肋片(223)的层叠结构,其中每个管(222)都形成制冷剂通道,且所述肋片(223)连接至管(222)的外表面,以提高用于与气流交换热量的传热面面积;以及至少一个水箱(215b,215c,218b,218c),所述多个管(222)的末端连接至所述水箱,以关于多个管(222)分配和收集制冷剂。
8.根据权利要求7所述的蒸汽压缩循环,其中第一蒸发器(215)的多个管(222)、多个肋片(223)和至少一个水箱(215b,215c)、以及第二蒸发器218的多个管(222)、多个肋片(223)和至少一个水箱(218b,218c)通过焊接一体装配。
9.根据权利要求7所述的蒸汽压缩循环,其中:喷射器(214)形成为细长本体,其中所述喷射器(214)的喷嘴部(214a)、混合部(214c)和增压部(214d)沿直线排列;喷射器(214)的纵向平行于第一和第二蒸发器(215,218)的至少之一的热交换芯(215a,218a)的侧面;以及喷射器(214)与第一和第二蒸发器(215,218)的至少之一的热交换芯(215a,218a)的侧面一体装配。
10.根据权利要求7所述的蒸汽压缩循环,其中:喷射器(214)形成为细长本体,其中所述喷射器(214)的喷嘴部(214a)、混合部(214c)和增压部(214d)沿直线排列;喷射器(214)的纵向平行于第一和第二蒸发器(215,218)的至少一个的至少一个水箱(215b,215c,218b,218c)的纵向;以及所述喷射器(214)与下述至少之一一体装配:第一蒸发器(215)的至少一个水箱(215b,215c,218b,218c)的一个;以及第二蒸发器(218)的至少一个水箱(215b,215c,218b,218c)的一个。
11.根据权利要求1所述的蒸汽压缩循环,进一步包括:分支制冷剂通道(216),在喷射器(214)的上游侧上的分支点分支,且延伸至喷射器(214)的吸入口(214b);以及计量装置(217),插在分支制冷剂通道(216)中,其中所述第二蒸发器(218)位于计量装置(217)的下游侧上。
12.根据权利要求1所述的蒸汽压缩循环,进一步包括气液分离器(230),所述气液分离器设置在第一蒸发器(215)的下游侧上,以将制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂,其中:气液分离器(230)的气相制冷剂出口连接至压缩机(211)的入口;气液分离器(230)的液相制冷剂出口通过分支制冷剂通道(231)连接至喷射器(214)的吸入口(214b);蒸汽压缩循环进一步包括插在分支制冷剂通道(231)中的计量装置(217);以及第二蒸发器(218)设置在计量装置(217)的下游侧上。
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