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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft einen Ejektorpumpenkreis mit einer Ejektorpumpe,
oder insbesondere einen Ejektorpumpenkreis, in dem das Kältemittel
an einem Punkt stromauf der Ejektorpumpe verzweigt und der effektiv
auf den Kühlkreis
eines Fahrzeugklimasteuersystems (Klimaanlage) anwendbar ist.
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2. Beschreibung anderer
Bauformen
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Das
Fahrzeugklimasteuersystem (Klimaanlage) verwendet im Allgemeinen
einen Kühlkreis,
in dem das Kältemittel
durch einen Kompressor komprimiert wird und nach Durchströmen eines
Kondensators durch ein Expansionsventil und einen Verdampfapparat
strömt
und die Klimaluft in dem Verdampfapparat mittels Verdampfung des
Kältemittels
gekühlt wird.
Als ein solcher Kühlkreis
ist ein Ejektorpumpenkreis mit einer vor dem Verdampfapparat angeordneten
Ejektorpumpe bekannt. Der Ejektorpumpenkreis wird zum Beispiel in
dem Fall verwendet, wenn die Kühlfunktion
zwei Temperaturbänder
zur Klimatisierung und Kühlung
(oder Kältespeicherung)
haben muss, in welchem Fall ein Kältemittel von niedrigerem Trockengrad
einem der Verdampfapparate zum Kühlen
zugeführt
wird, indem Vorteil aus der Ansaugkraft der Ejektorpumpe gezogen
wird, um dadurch eine Kühlfunktion
bei einer noch niedrigeren Temperatur zu erzielen.
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Ein
herkömmlicher
Kreisaufbau für
den Dampfkompressions-Kühlapparat
mit der Ejektorpumpe, d.h. den herkömmlichen Ejektorpumpenkreis,
wird nachfolgend unter Bezug auf 6 erläutert. Der
Kühlkreis 100 des
herkömmlichen
Ejektorpumpenkreises wird benutzt, um die Klimaluft im Klimasteuersystem
für Kraftfahrzeuge
zu kühlen.
Der Kühlkreis 100 enthält einen
Kompressor 1 zum Komprimieren des Kältemittels, einen Kondensator 2 zum Kühlen des
komprimierten Kältemittels,
eine Ejektorpumpe zum Ausstoßen
des Kältemittels
mit hoher Geschwindigkeit, die das Kältemittel durch einen Einlass 64 durch
die Sogwirkung des Einspritzens ansaugen kann, einen zweiten Verdampfapparat 8,
der mit einem Auslass 63 der Ejektor pumpe 6 verbunden ist,
um die Klimaluft durch Verdampfung des Kältemittels zu kühlen, eine
mit dem Kältemittelauslass des
zweiten Verdampfapparats 8 verbundene Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 4 und
einen ersten Verdampfapparat 7, der mit der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 4 verbunden
ist und zwischen dieser und dem Einlass 64 der Ejektorpumpe 6 angeordnet
ist. Im ersten Verdampfapparat 7 wird das Kältemittel
durch die Ejektorpumpe 6 eingesaugt. Das flüssige Kältemittel
wird deshalb durch einen Öffnungsmechanismus 5 dekomprimiert
und in zwei Phasen, Gas und Flüssigkeit,
von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 5 dem
ersten Verdampfapparat 7 zugeführt. Dieses Kältemittel
mit einem niedrigen Trockengrad und einem hohen Kühlvermögen wird für eine Niedertemperatur-Kühlfunktion
wie beispielsweise eine Kühlung
verwendet. Ein System oder eine Vorrichtung, die den Ejektorpumpenkreis
auf diese Weise nutzt, enthält
zwei Verdampfapparate, die in unterschiedlichen Temperaturzonen
verwendbar sind, und ist ausgebildet, um zwei Anwendungen, wie beispielsweise
Klimatisierung und Kühlung
(Kältespeicher),
zu dienen.
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Der
in 6 dargestellte herkömmliche
Aufbau des Ejektorpumpenkreises, d.h. der Aufbau mit einer Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
im Ansaugabschnitt des Kompressors ist bekannt (ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 5/312421). Diese herkömmliche
Technik wird jedoch in Anbetracht der Tatsache, dass der erste Verdampfapparat das
durch den zweiten Verdampfapparat 8 erwärmte Hochtemperatur-Niederdruck-Kältemittel
nutzt, als etwas ineffizient angesehen. In diesem Ejektorpumpenkreis
wird es für
den ersten Verdampfapparat als effizienter erachtet, das Kältemittel
stromauf der Ejektorpumpe, d.h. am Auslass des Kondensators zu nutzen.
Es besteht Bedarf an einem solchen Hocheffizienz-Ejektorpumpenkreis.
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In
einer weiteren herkömmlichen
Technik (zum Beispiel ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2004-257694) ist ein Ejektorpumpenkreis vorgesehen, in dem ein
nicht durch den Kondensator kondensiertes Hochdruck-Gaskältemittel
in die Ejektorpumpe als Energiequelle eingeleitet wird. Diese herkömmliche
Technik unterscheidet sich jedoch von der Offenbarung dieser Erfindung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Situation entwickelt und
es ist deshalb die Aufgabe, einen Ejektorpumpenkreis vorzusehen,
in dem das Kältemittel
stromauf der Ejektorpumpe verzweigt wird und das Kühlvermögen durch
effizientes Nutzen des Verdampfapparats verbessert werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die Kosten des Ejektorpumpenkreises
zu reduzieren.
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Um
die obigen Aufgaben zu lösen,
ist gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ejektorpumpenkreis
(50, 60), der zum Wärmeaustausch ein Kältemittel
verwendet, vorgesehen, mit einem Kompressor (1) zum Komprimieren
des Kältemittels;
einem Kondensator (2) zum Kondensieren des komprimierten
Kältemittels;
einer stromab des Kondensators (2) angeordneten ersten
Drosselblende (3); einer Ejektorpumpe (61, die
stromab der ersten Drosselblende (3) angeordnet ist und
eine Saugkraft (Saugvermögen)
an ihrem Einlass (64) zeigen kann; einem ersten Verdampfapparat
(7) zum Wärmeaustausch
mit einem Außenfluid
durch Leiten des Kältemittels
durch den ersten Verdampfapparat, wobei ein Kältemittelauslass mit dem Einlass
(64) der Ejektorpumpe (6) verbunden ist; einem
Trockengrad-Einstellmechanismus (4), der zwischen die erste
Drosselblende (3) und die Ejektorpumpe (6) gesetzt
ist und mit der Ejektorpumpe (6) und dem ersten Verdampfapparat
(7) verbunden ist, um ihnen so das Kältemittel zuzuführen; und
einer zweiten Drosselblende (5), die stromab des Trockengrad-Einstellmechanismus 4 angeordnet
und mit diesem verbunden ist.
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Mit
diesem Aufbau mit dem Trockengrad-Einstellmechanismus stromauf der
Ejektorpumpe kann der Trockengrad des Kältemittels am Einlass des ersten
Verdampfapparats und am Einlass der Ejektorpumpendüse eingestellt
werden. Als Ergebnis kann das Kältemittel
am Einlass des ersten Verdampfapparats auf einem niedrigen Trockengrad
gehalten werden und der erste Verdampfapparat kann effizient für ein verbessertes
Kühlvermögen verwendet
werden. Ferner kann in Anbetracht der Tatsache, dass das Kältemittel
am Einlass der Ejektorpumpendüse
auf einem hohen Trockengrad gehalten werden kann (ein großes spezifisches
Volumen des Kältemittels
kann gehalten werden), der Durchmesser der Ejektorpumpendüse vergrößert und
die Herstellung der Ejektorpumpendüse vereinfacht werden. Somit können die Kosten
der Ejektorpumpeneinheit und damit die Kosten des Ejektorpumpenkreises
reduziert werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Ejektorpumpenkreis des ersten
Aspekts vorgesehen, ferner mit einem zweiten Verdampfapparat (81.
Der zweite Verdampfapparat (8) ist mit der Ejektorpumpe
(6) verbunden und ihm wird von dieser das Kältemittel
zugeführt
und er kann deshalb Wärme
mit einem Außenfluid,
wie beispielsweise der Klimaluft, austauschen.
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In
diesem Aspekt erfüllt
das Vorsehen von zwei Verdampfapparaten die Anforderungen des Wärmeaustausches
in unterschiedlichen Temperaturbereichen zum Beispiel zum Kühlen und
Tiefkühlen
(Kältespeicher).
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung ist ein Ejektorpumpenkreis des ersten
oder zweiten Aspekts vorgesehen, bei welchem der Trockengrad-Einstellmechanismus
(4) das durch die erste Drosselblende (3) dekomprimierte
Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel
in ein Gas und eine Flüssigkeit
trennt und den Trockengrad des Kältemittels
einstellt, woraufhin das flüssige
Kältemittel
der zweiten Drosselblende (5) eingeleitet wird und dann das
Kältemittel
eines vorbestimmten hohen Trockengrades dem Einlass der Düse der Ejektorpumpe
(6) eingeleitet wird.
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Gemäß diesem
Aspekt wird das Kältemittel am
Einlass des ersten Verdampfapparats auf einem niedrigen Trockengrad
gehalten und der erste Verdampfapparat wird effizient genutzt, um
das Tiefkühlvermögen zu verbessern.
Weiter kann durch Halten des Kältemittels
am Einlass der Ejektorpumpendüse auf
einem hohen Trockengrad der Ejektorpumpendüsendurchmesser vergrößert werden,
um die Kosten der Ejektorpumpeneinheit zu reduzieren.
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Gemäß einem
vierten und einem fünften
Aspekt der Erfindung ist ein Ejektorpumpenkreis eines der ersten
bis dritten Aspekte vorgesehen, bei welchem der Trockengrad-Einstellmechanismus
(4) von einem Zentrifugen- oder einem Gravitationstyp ist.
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In
diesem Aspekt wird der in dem Ejektorpumpenkreis gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendete Trockengrad-Einstellmechanismus realisiert.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Ejektorpumpenkreis eines der
ersten bis fünften
Aspekte vorgesehen, der auf ein Fahrzeug anwendbar ist.
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In
diesem Aspekt werden die Anwendungen des Ejektorpumpenkreises gemäß der Erfindung
weiter realisiert.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Darstellung zum Erläutern
eines ersten Ausführungsbeispiels
des Ejektorpumpenkreises gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2A ist
eine Darstellung zum Erläutern des
Ejektorpumpenkreises gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
unter Bezug auf entsprechende Mollier-Diagramme.
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2B ist
ein Mollier-Diagramm, das Linien gleichen Trockengrades zeigt.
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2C ist
ein Mollier-Diagramm, das Linien gleichen spezifischen Volumens
zeigt.
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3 zeigt
verschiedene Arten von Trockengrad-Einstellmechnismus, wobei (a)
eine schematische Darstellung ist, (b) einen Zentrifugentyp zeigt, und
(c) einen Gravitationstyp zeigt.
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4 ist
eine schematische Darstellung zum Erläutern eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Ejektorpumpenkreises gemäß der Erfindung.
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5 ist
wie 2A eine Darstellung zum Erläutern eines Ejektorpumpenkreises
unter Bezug auf ein entsprechendes Mollier-Diagramm gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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6 ist
eine Darstellung zum Veranschaulichen des herkömmlichen Ejektorpumpenkreises.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
Ausführungsbeispiel
des Ejektorpumpenkreises gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail
erläutert. 1 ist
eine schematische Darstellung zum Erläutern eines ersten Ausführungsbeispiels des
Ejektorpumpenkreises gemäß der Erfindung.
In diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der Ejektorpumpenkreis mit dem Klimasteuersystem
eines Fahrzeugs verwendet. In 1 sind die
Komponenten identisch oder ähnlich
zu jenen des in 6 dargestellten herkömmlichen
Ejektorpumpenkreises jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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Der
in 1 dargestellte Ejektorpumpenkreis 50 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist einen Kompressor 1 zum Komprimieren
des Kältemittels,
einen Kondensator 2 zum Kondensieren eines Hochtemperatur/Hochdruck-Gaskältemittels,
einen ersten Drosselblendenmechanismus 3 zum Dekomprimieren
des Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittels
am Auslass des Kondensators 2, einen Trockengrad-Einstellmechanismus 4 zum Trennen
des durch den ersten Drosselblendenmechanismus 3 dekomprimierten
Kältemittels
in eine Flüssigkeit
und ein Gas und Einstellen seiner Trockenheit, einen zweiten Drosselblendenmechanismus
zum Dekomprimieren des aus dem Trockengrad-Einstellmechanismus 4 geleiteten
gesättigten flüssigen Kältemittels,
einen ersten Verdampfapparat 7 zum Verdampfen des durch
den zweiten Drosselblendenmechanismus 5 dekomprimierten
Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittels,
um dadurch Wärme mit
der Klimaluft (Außenfluid)
auszutauschen, eine Ejektorpumpe 6 zum Dekomprimieren des
Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittels
aus dem Trockengrad-Einstellmechanismus 4 und Ansaugen
des im ersten Verdampfapparat 7 verdampften Kältemittels, und
einen zweiten Verdampfapparat 8 zum Verdampfen des von
der Ejektorpumpe 6 zugeführten Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittels
und zum Wärmeaustausch
mit der Klimaluft (Außenfluid)
auf. Diese Komponenten sind durch eine Rohrleitung verbunden, wie
in 1 dargestellt.
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Es
wird nun die Funktionsweise des Ejektorpumpenkreises gemäß diesem
Ausführungsbeispiel, das
für den
Kühlvorgang
in dem Fahrzeugklimasteuersystem (Klimaanlage) verwendet wird, erläutert.
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Das
durch den Kompressor 1 komprimierte Kältemittel wird im Kondensator 2 durch
die Außenluft
(oder das Außenfluid)
in Temperatur und Druck erhöht,
gekühlt
und kondensiert und nach Expansion im ersten Drosselblendenmechanismus 3 teilweise
in eine Flüssigkeit
umgewandelt und in den Trockengrad-Einstellmechanismus 4 geleitet.
Im Trockengrad-Einstellmechanismus 4 wird das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel
in ein Gas und eine Flüssigkeit
getrennt. Der Trockengrad-Einstellmechanismus 4 ist in 3 dargestellt
und enthält,
wie in der schematischen Darstellung von 3(a) veranschaulicht,
ein Gehäuse 41,
einen Kältemitteleinlass 42,
einen Kältemittelauslass
für gesättigte Flüssigkeit 43 und
einen Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittelauslass 44.
Das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel
strömt
durch den Kältemitteleinlass 42 ein
und wird in zwei Phasen eines Gases und einer Flüssigkeit getrennt. Im Allgemeinen
bleibt jedoch das flüssige
Kältemittel
im unteren Teil des Gehäuses 41,
während
das Gaskältemittel im
oberen Teil des Gehäuses 41 gesammelt
wird. Der Kältemittel-
(oder Düsen-)
Einlass 62 der Ejektorpumpe 6 ist mit dem Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittelauslass 44 des
Trockengrad-Einstellmechanismus 4 verbunden, während der
Auslass für das
gesättigte
flüssige
Kältemittel 43 mit
dem Kältemitteleinlass
des ersten Verdampfapparats 7 verbunden ist.
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Das
in die Ejektorpumpe 6 strömende Kältemittel wird im Trockengrad-Einstellmechanismus 4 mit
einem flüssigen
Kältemittel
in eine Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenform
gemischt, wie später
beschrieben. Als Ergebnis des mit hoher Geschwindigkeit durch die
Düse der
Ejektorpumpe 6 strömenden
Kältemittels
zeigt die Ejektorpumpe 6 eine Ansaugkraft (Saugvermögen) und
saugt das Kältemittel
vom Einlass (Ansaugöffnung) 64 durch
den ersten Verdampfapparat 7 an. Der Kältemittelauslass 63 der
Ejektorpumpe 6 ist mit dem Kältemitteleinlass des zweiten Verdampfapparats 8 verbunden,
in den das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel
hohen Trockengrades strömt.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
tauschen der erste und der zweite Verdampfapparat 7, 8,
die beide in dem Kanal des Klimasteuersystems angeordnet sind, Wärme mit
der Klimaluft (Außenfluid)
aus und kühlen
so die Klimaluft. Im zweiten Verdampfapparat 8 wird das
Kältemittel durch
die Klimaluft (Außenfluid)
erwärmt
und verdampft, um dadurch die Klimaluft zu kühlen. Das durch den zweiten
Verdampfapparat 8 strömende Kältemittel
wird zum Kompressor 1 zurückgeleitet.
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Wie
oben beschrieben, wird das flüssige
Kältemittel,
das aus dem Auslass für
gesättigtes
flüssiges
Kältemittel 43 des
Trockengrad-Einstellmechanismus 4 ausgeströmt ist,
im zweiten Drosselblendenmechanismus 5 in eine Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenform
(allgemein von niedrigem Trockengrad) expandiert und dem ersten
Verdampfapparat 7 zugeführt,
in dem es durch die Klimaluft (Außenfluid) erwärmt und
verdampft wird, sodass die Klimaluft durch die Verdampfungswärme gekühlt wird.
Das durch den ersten Verdampfapparat 7 strömende Kältemittel strömt vom Einlass 64 durch
die Ansaugkraft der Ejektorpumpe 6 in die Ejektorpumpe 6 und
wird mit dem vom Kältemitteleinlass 62 einströmenden Kältemittel
vermischt und vom Kältemittelauslass 63 ausgegeben.
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Im
Kanal des Klimasteuersystems ist, wie in 1 dargestellt,
der zweite Verdampfapparat 8 unter dem Gesichtspunkt der
Wärmenutzungseffizienz vorzugsweise
stromauf des ersten Verdampfapparats 7 angeordnet. Nichtsdestotrotz
kann der zweite Verdampfapparat 8 alternativ auch stromab
oder neben dem ersten Verdampfapparat 7 angeordnet werden.
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Wie
aus einem Vergleich zwischen 1 und 6 ersichtlich,
haben der herkömmliche
Ejektorpumpenkreis und der Ejektorpumpenkreis gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungen
(oder die Trockengrad-Einstellmechanismen) an unterschiedlichen
Positionen angeordnet.
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2A ist
eine Darstellung zum Erläutern des
Ejektorpumpenkreises gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
mit einem entsprechenden Mollier-Diagramm. 2B zeigt
das Mollier-Diagramm mit Linien gleichen Trockengrades. In 2B nimmt die
Seite links neben der Linie der gesättigten Flüssigkeit einen flüssigen Zustand
an und die Seite rechts neben der Linie gesättigten Dampfes nimmt einen
Gaszustand an.
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2C ist
ein Mollier-Diagramm ähnlich 2B und
zeigt eine Linie gleichen spezifischen Volumens. In 2C wird
das Volumen nach rechts stetig größer. Diese Darstellung (2C)
zeigt, dass gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ein Betrieb mit einem großen
spezifischen Volumen des in der Ejektorpumpe 6 strömenden Kältemittels
eine Vergrößerung des
Düsendurchmessers
der Ejektorpumpe 6 erlaubt. Man erkennt aus 2A,
dass der erste Verdampfapparat 7 einen weiten Enthalpiewert
von der Nähe
des zweiten Drosselblendenmechanismus 5 zur Nähe des zweiten
Verdampfapparats 8 entlang der Abszisse annehmen kann,
d.h. dass der Trockengrad über
einen weiten Bereich eingestellt werden kann. In dem in 6 dargestellten
Stand der Technik ist im Gegensatz dazu der erste Verdampfapparat 7 stromab
des zweiten Verdampfapparats 8 angeordnet, und deshalb
kann der Trockengrad nur bis in die Nähe des zweiten Verdampfapparats
eingestellt werden.
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3 zeigt,
dass verschiedene Arten des Trockengrad-Einstellmechanismus 4 verwendet
werden können. 3(a) ist eine schematische Darstellung
und 3(b) und (c) zeigen den Zentrifugentyp bzw.
den Gravitationstyp. Bei dem in 3(b) dargestellten
Zentrifugentyp des Trockengrad-Einstellmechanismus 4 ist
der untere Teil eine Seitenansicht und der obere Teil eine Draufsicht
des Querschnitts. Das Kältemittel
strömt
vom ersten Drosselblendenmechanismus 3 durch den Kältemitteleinlass 42 ein. Wie
in 3(b) dargestellt, ist der Kältemitteleinlass 42 bevorzugt
in einer solchen Weise angeordnet, dass das Kältemittel aus der tangentialen
Richtung des zylindrischen Körpers 41 am
Außenumfang
am oberen Teil des zylindrischen Körpers 41 einströmt. Als
Ergebnis strömt
das einströmende
Kältemittel entlang
der Wand des zylindrischen Körpers 41 und wird
der Zentrifugalkraft unterworfen. Diese Zentrifugalkraft lässt das
flüssige
Kältemittel
von hoher spezifischer Dichte außen sammeln und das gasförmige Kältemittel
im mittleren Abschnitt sammeln. Das flüssige Kältemittel ist schwer und wird
deshalb im unteren Teil des Gehäuses 41 gesammelt.
Daher ist der Auslass für
gesättigtes
flüssiges
Kältemittel 43 bevorzugt
in Richtung der Tangentialrichtung des zylindrischen Gehäuses am
Außenumfang
des unteren Teils des Körpers
ausgebildet. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
ist der mit dem zweiten Verdampfapparat 8 verbundene Auslass 44 für gesättigtes
Gaskältemittel
(oder Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel),
wie in 3(b) dargestellt, am oberen
mittleren Abschnitt im Gehäuse 41 mit
seinem stromaufwärtigen vorderen
Ende oben angeordnet. Deshalb nimmt das meiste einströmende Kältemittel im
Wesentlichen die Form eines Gases an. Das mit dem Auslass für gesättigtes
Gaskältemittel 44 verbundene
Rohr ist vorzugsweise in einer solchen Weise angeordnet, dass es
durch den unteren Teil des Gehäuses 41 dringt.
Diese Anordnung macht es möglich,
ein Flüssigkeitsrückführloch 45 an
dem Rohr des Auslasses 44 in der Nähe des unteren Teils des Gehäuses auszubilden.
Das flüssige
Kältemittel gelangt
von diesem Flüssigkeitsrückführloch 45 in das
mit dem Auslass für
gesättigtes
Gaskältemittel 44 verbundene
Rohr. Das aus dem Auslass für
gesättigtes
Gaskältemittel 44 ausströmende Kältemittel nimmt
deshalb zwei Phasen an und wird dem zweiten Verdampfapparat 8 zugeführt, sodass
nur das flüssige
Kältemittel
darin verdampft werden kann. Das Gehäuse 41 kann auch eine
andere Form, wie beispielsweise einen Konus, haben.
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3(c) ist eine Seitenansicht eines Trockengrad-Einstellmechanismus 4 eines
Gravitationstyps. Dieser Typ hat vorzugsweise einen Kältemitteleinlass 42 an
seinem oberen Ende. Wie in 3(c) gezeigt,
ist vorzugsweise ein Schirm oder ein deckelförmiger Schirm 46 unmittelbar
unter dem Kältemitteleinlass 42 diesem
gegenüber
im Gehäuse 41 angeordnet,
sodass das einströmende
Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel auf den Schirm 46 trifft, um
dadurch das Kältemittel
in Gas- und Flüssigphasen
zu trennen. Das flüssige
Kältemittel
haftet am Schirm 46 und wird nach dem Heruntertropfen im
unteren Teil des Gehäuses 41 gesammelt.
Der Auslass für
gesättigtes
flüssiges
Kältemittel 43 ist
im unteren Teil des Gehäuses 41 ausgebildet,
und das stromaufwärtige
Ende des Auslasses für
gesättigtes
Gaskältemittel
(oder Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel) 44 ist
vorzugsweise oben unter dem Schirm 46 am oberen mittleren
Abschnitt des Gehäuses
angeordnet. Das Flüssigkeitsrückführloch 45 ist
wie bei dem oben beschriebenen Mechanismus des Zentrifugentyps vorzugsweise
an dem mit dem Auslass für gesättigtes
Gaskältemittel 44 verbundenen
Rohr in der Nähe
des unteren Teils des Gehäuses
ausgebildet, sodass das flüssige
Kältemittel
mit dem aus dem Auslass für
gesättigtes
Gaskältemittel 44 ausströmenden Gaskältemittel
vermischt wird. Das Gehäuse 41 kann
zylindrisch, rechtwinklig, parallelepipedisch oder von irgendeiner
anderen Form mit einem polygonalen Querschnitt sein.
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4 ist
eine Darstellung zum Erläutern
des Ejektorpumpenkreises gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 5 ist wie 2A eine
Darstellung zum Erläutern
des Ejektorpumpenkreises gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
mit einem entsprechenden Mollier-Diagramm. In 4 und 5 sind
die Komponenten identisch oder ähnlich
zu jenen des in 1 dargestellten Ejektorpumpenkreises
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel jeweils
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Ejektorpumpenkreis 60 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
weist nicht den im ersten Ausführungsbeispiel
enthaltenen zweiten Verdampfapparat 8 auf. Das aus der
Ejektorpumpe 6 ausströmende
Kältemittel
wird deshalb direkt in das mit der Ansaugseite des Kompressors 1 verbundene
Rohr eingeleitet.
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Der
Kältemitteleinlass
und der Kältemittelauslass
des ersten Verdampfapparats 7 sind mit dem zweiten Drosselblendenmechanismus 5 bzw.
dem Einlass (Ansaugöffnung) 64 der
Ejektorpumpe 6 verbunden, wie bei dem Aufbau gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Ebenso kann man aus 5 wie im ersten Ausführungsbeispiel
einfach erkennen, dass der Trockengrad des in den ersten Verdampfapparat
eingeleiteten Kältemittels über einen
weiten Bereich eingestellt werden kann. Die übrigen Komponenten des Aufbaus
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
sind ähnlich
den entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels, und sie werden deshalb
nicht weiter erläutert.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel
kann der Trockengrad-Einstellmechanismus 4 vom Zentrifugen-
oder vom Gravitationstyp sein.
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Als
Nächstes
werden die Wirkungen und Funktionen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
erläutert.
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Vom
Ejektorpumpenkreis gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird erwartet, die nachfolgend beschriebenen
Wirkungen und Funktionen zu erzeugen.
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Der
Ejektorpumpenkreis gemäß diesem Ausführungsbeispiel,
in dem seine stromaufwärtige Seite
in Zweige getrennt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das durch
den ersten Drosselblendenmechanismus 3 dekomprimierte Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel
durch den Trockengrad-Einstellmechanismus 4 in Gas- und Flüssigphasen
getrennt wird und das gesättigte
flüssige
Kältemittel
nach einer solchen Einstellung des Trockengrades in den zweiten
Drosselblendenmechanismus 5 eingeleitet wird, sodass ein
Kältemittel
mit einem vorbestimmten hohen Trockengrad zum Einlass der Ejektorpumpendüse geleitet
wird.
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Dieses
Merkmal macht es möglich,
den Trockengrad des Kältemittels
am Einlass des ersten Verdampfapparats 7 und am Einlass
der Ejektorpumpendüse
einzustellen.
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Als
Ergebnis kann das Kältemittel
am Einlass des ersten Verdampfapparats auf einem niedrigen Trockengrad
gehalten werden, und der erste Verdampfapparat 7 kann effizient
für ein
verbessertes Kühlvermögen des
Ejektorpumpenkreises genutzt werden.
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Weiter
kann in Anbetracht der Tatsache, dass das Kältemittel am Einlass der Ejektorpumpendüse auf einem
hohen Trockengrad gehalten werden kann (ein großes spezifisches Volumen des
Kältemittels
kann gesichert werden) (2C), der
Durchmesser der Ejektorpumpendüse
vergrößert werden
(das Kältemittel
kann selbst bei einem großen
Durchmesser mit hoher Geschwindigkeit strömen), und die Ejektorpumpendüse kann
einfach hergestellt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Kosten jeder
Ejektorpumpe und daher des Ejektorpumpenkreises zu reduzieren.
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Vom
Ejektorpumpenkreis gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird erwartet, im Wesentlichen die gleichen
Wirkungen und Funktionen wie das erste Ausführungsbeispiel zu erzeugen.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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In
den obigen Ausführungsbeispielen
ist der Ejektorpumpenkreis gemäß dieser
Erfindung als eine Anwendung zum Kühlen der Klimaluft in einem
Klimasteuersystem beschrieben. Als Alternative kann der Ejektorpumpenkreis
als ein System zur Klimatisierung und Kältespeicherung oder Tiefkühlung verwendet
werden, in welchem Fall einer der zwei Verdampfapparate (normalerweise
der zweite Verdampfapparat 8) zur Klimatisierung benutzt
wird und der andere Verdampfapparat (normalerweise der erste Verdampfapparat)
zur Kältespeicherung
(Tiefkühlung)
oder für
andere An wendungen als eine Kühlung
in einer Klima- oder Tiefkühleinheit
verwendet werden kann.
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Auch
ist der Ejektorpumpenkreis gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
er ist nicht nur als ein Kühlkreis
anwendbar, in welchem der Wärmetauscher
(erster Verdampfapparat 7 im ersten Ausführungsbeispiel)
einen Kühlenergie
des Kühlkreises
verwendenden Innenwärmetauscher
bildet, sondern auch als ein Heizkreis (beispielsweise ein Wärmetauscher
für die
Wärmequelle
des Heizvorgangs bei der Klimatisierung) mit dem eine Wärmeenergie
zuführende
Wärmequelle
bildenden Außenwärmetauscher
oder als ein reversibel als ein Kühl- oder Heizkreis betreibbarer
Wärmepumpenkreis.
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In
den oben beschriebenen oder in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
ist der Trockengrad-Einstellmechanismus nicht auf einen Zentrifugen-
oder Gravitationstyp beschränkt,
sondern kann irgendeine dem Fachmann bekannte Gas/Flüssigkeit-Trennkonstruktion
enthalten. Weiter können
der Kältemitteleinlass 41,
der Auslass für
gesättigtes
flüssiges
Kältemittel 43,
der Auslass für
gesättigtes
Gaskältemittel 44 und
das Flüssigkeitsrückführloch 45 an
beliebigen Positionen außer
den in den obigen Ausführungsbeispielen
beschriebenen angeordnet werden, sofern die erforderlichen Funktionen
des Trockengrad-Einstellmechanismus, beispielsweise die Gas/Flüssigkeit-Trennfunktion,
gezeigt werden können.
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Obwohl
die Erfindung in den Ausführungsbeispielen
oben als eine Anwendung auf ein Kraftfahrzeug-Klimasteuersystem
erläutert
ist, kann die Erfindung auch eine Anwendung als ein Kühltransporter,
ein Kühlbehälter oder
dergleichen Tiefkühleinheit
finden. Ferner sind die Anwendungen dieser Erfindung nicht auf Fahrzeuge
und Klimasteuersysteme beschränkt.
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Daneben
sind nur die erforderlichen minimalen Komponenten dieser Erfindung
mit den obigen Ausführungsbeispielen
und den die Ausführungsbeispiele
zeigenden Zeichnungen beschrieben oder erläutert. Nichtsdestotrotz können entsprechend
den erforderlichen Funktionen oder Vorgängen zusätzlich auch andere Komponenten
als in den beschriebenen Ausführungsbeispielen
verwendet werden.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
sind Beispiele der Erfindung, und diese Erfindung ist nicht auf
diese Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern ist nur durch die Beschreibung in den anhängenden
Ansprüchen
definiert und kann auch zu anderen als den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
führen.
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Während die
Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken
beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen
daran durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne das Grundkonzept
und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.