-
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.
-
US 2003/0066301 A1 beschreibt einen Ejektorpumpenkreis zum Wärmeaustausch mit einem Kältemittel, umfassend einen Kompressor, einen Kondensator, eine stromab des Kondensators angeordnete erste Drosselblende zum Expandieren des Kältemittels, eine Ejektorpumpe, die stromab der ersten Drosselblende angeordnet ist, einen ersten Verdampfapparat zum Wärmeaustausch mit einem Außenfluid, wobei ein Kältemittelauslass mit dem Einlass der Ejektorpumpe verbunden ist, einen Trockengrad-Einstellmechanismus, der mit der Ejektorpumpe und dem ersten Verdampfapparat verbunden ist, und eine zweite Drosselblende, die stromab des Trockengrad-Einstellmechanismus und stromauf des ersten Verdampfapparates angeordnet ist.
-
DE 197 08 428 A1 offenbart einen Öl/Kältemittel-Kreislauf mit Verdichter, bei dem sich der Öl-Kältemittelabscheider stromauf von einem Injektor befindet.
-
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.
-
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 Ejektorpumpe 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.
-
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
JP H05-312421 A ). 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.
-
In einer weiteren herkömmlichen Technik (zum Beispiel ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr.
JP 2004-257694 A ) 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.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
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.
-
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die Kosten des Ejektorpumpenkreises zu reduzieren.
-
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 (6), 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.
-
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.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Ejektorpumpenkreis des ersten Aspekts vorgesehen, ferner mit einem zweiten Verdampfapparat (8). Der zweite Verdampfapparat (8) ist mit der Ejektorpumpe (8) verbunden und ihm wird von dieser das Kältemittel zugeführt und er kann deshalb Wärme mit einem Außenfluid, wie beispielsweise der Klimaluft, austauschen.
-
In diesem Aspekt erfüllt das Vorsehen von zwei Verdampfapparaten die Anforderungen des Wärmeaustausches in unterschiedlichen Temperaturbereichen zum Beispiel zum Kühlen und Tiefkühlen (Kältespeicher).
-
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.
-
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.
-
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.
-
In diesem Aspekt wird der in dem Ejektorpumpenkreis gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Trockengrad-Einstellmechanismus realisiert.
-
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Ejektorpumpenkreis eines der ersten bis fünften Aspekte vorgesehen, der auf ein Fahrzeug anwendbar ist.
-
In diesem Aspekt werden die Anwendungen des Ejektorpumpenkreises gemäß der Erfindung weiter realisiert.
-
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Darstellung zum Erläutern eines ersten Ausführungsbeispiels des Ejektorpumpenkreises gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
2A ist eine Darstellung zum Erläutern des Ejektorpumpenkreises gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezug auf entsprechende Mollier-Diagramme.
-
2B ist ein Mollier-Diagramm, das Linien gleichen Trockengrades zeigt.
-
2C ist ein Mollier-Diagramm, das Linien gleichen spezifischen Volumens zeigt.
-
3 zeigt verschiedene Arten von Trockengrad-Einstellmechnismus, wobei (a) eine schematische Darstellung ist, (b) einen Zentrifugentyp zeigt, und (c) einen Gravitationstyp zeigt.
-
4 ist eine schematische Darstellung zum Erläutern eines zweiten Ausführungsbeispiels des Ejektorpumpenkreises gemäß der Erfindung.
-
5 ist wie 2A eine Darstellung zum Erläutern eines Ejektorpumpenkreises unter Bezug auf ein entsprechendes Mollier-Diagramm gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
6 ist eine Darstellung zum Veranschaulichen des herkömmlichen Ejektorpumpenkreises.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
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.
-
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 5 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.
-
Es wird nun die Funktionsweise des Ejektorpumpenkreises gemäß diesem Ausführungsbeispiel, das für den Kühlvorgang in dem Fahrzeugklimasteuersystem (Klimaanlage) verwendet wird, erläutert.
-
Das durch den Kompressor 1 komprimierte, in Temperatur und Druck erhöhte Kältemittel wird im Kondensator 2 durch die Außenluft (oder das Außenfluid), 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Als Nächstes werden die Wirkungen und Funktionen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert.
-
Vom Ejektorpumpenkreis 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird erwartet, die nachfolgend beschriebenen Wirkungen und Funktionen zu erzeugen.
-
Der Ejektorpumpenkreis 50 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 64 geleitet wird.
-
Dieses Merkmal macht es möglich, den Trockengrad des Kältemittels am Einlass des ersten Verdampfapparats 7 und am Einlass der Ejektorpumpendüse 64 einzustellen.
-
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.
-
Weiter kann in Anbetracht der Tatsache, dass das Kältemittel am Einlass der Ejektorpumpendüse 64 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 6 und daher des Ejektorpumpenkreises 50 zu reduzieren.
-
Vom Ejektorpumpenkreis 60 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird erwartet, im Wesentlichen die gleichen Wirkungen und Funktionen wie das erste Ausführungsbeispiel zu erzeugen.
-
(Weitere Ausführungsbeispiele)
-
In den obigen Ausführungsbeispielen ist der Ejektorpumpenkreis 50, 60 gemäß dieser Erfindung als eine Anwendung zum Kühlen der Klimaluft in einem Klimasteuersystem beschrieben. Als Alternative kann der Ejektorpumpenkreis 50, 60 als ein System zur Klimatisierung und Kältespeicherung oder Tiefkühlung verwendet werden, in welchem Fall einer der zwei Verdampfapparate 7, 8 (normalerweise der zweite Verdampfapparat 8) zur Klimatisierung benutzt wird und der andere Verdampfapparat 7, 8 (normalerweise der erste Verdampfapparat 7) zur Kältespeicherung (Tiefkühlung) oder für andere Anwendungen als eine Kühlung in einer Klima- oder Tiefkühleinheit verwendet werden kann.
-
Auch ist der Ejektorpumpenkreis 50, 60 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.
-
In den oben beschriebenen oder in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Trockengrad-Einstellmechanismus 4 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.
-
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.
-
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.