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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Kühlkreislaufausbildung
bzw. Kühlzykluseinrichtung,
im Folgenden Kühlkreislaufeinrichtung
genannt, mit einem Ejektor, der über
eine Kühlmittelentspannungs-
oder -dekompressionsfunktion und eine Kühlmitteleinlauffunktion verfügt.
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Beschreibung
der anderen Bauform
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Eine
Kühlkreislaufausbildung
vom Typ mit Dampfkompression unter Verwendung eines Ejektors ist
in der JP-B1-3322263 (entsprechend US-Patent Nr. 6,477,857 und US-Patent
Nr. 6,574,987) offenbart. In der JP-B1-3322263 umfasst die Kühlkreislaufausbildung
einen ersten Verdampfer, der abströmseitig zu Kühlmittelströmung eines
Ejektors angeordnet ist und als Kühlmitteldekompressionseinrichtung
und als Kühlmittelzirkulationseinrichtung dient;
ein Dampf-Flüssigkeitsseparator
ist an der Kühlmittelauslassseite
des ersten Verdampfers positioniert. Weiterhin ist ein zweiter Verdampfer
zwischen einem Auslass für
flüssiges
Kühl- bzw.
Kältemittel
des Dampf-Flüssigkeitsseparators
und einer Kühlmittelansaugöffnung des
Ejektors angeordnet.
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In
der Kühlmittelkreislaufausbildung,
offenbart in der JP-B1-3322263, die einen Druckabfall ausnutzt,
der durch eine Hochgeschwindigkeitsströmung des Kühlmittels verursacht wird,
wenn dieses aus einem Düsenteil
des Ejektors strahlartig austritt, wird ein Kühlmittel in der Dampfphase,
das vom zweiten Verdampfer abströmt,
abgezogen. Zusätzlich wird
die Geschwindigkeitsenergie des Kühlmittels bei der Expansion
umgewandelt in eine Druckenergie durch einen Druckerhöhungsteil
des Ejektors, um den Kühlmitteldruck
zu erhöhen,
so dass die Antriebskraft eines Kompressors gesenkt werden kann.
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Weiterhin
schlägt
die JP-B1-3322263 einen Kühlmittelkreislauf
vor, bei dem nur ein Verdampfer zwischen dem flüssigen Kühlmittelauslass des Dampf-Flüssigkeits separators
und der Kühlmittelansaugöffnung des
Ejektors positioniert oder angeordnet ist. Zusätzlich ist der Kühlmittelkreislauf
mit einem inneren Wärmeaustauscher
ausgestattet, der einen Wärmeaustausch
zwischen einem Niedrigdruck-Kühlmittel
in Form von Dampf, das aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator gegen den
Kompressor strömt,
und einem Hochdruckkühlmittel
an einer Kühlmittelauslassseite
eines Radiators vornimmt. In diesem Fall kann eine Enthalpiedifferenz
zwischen dem Kühlmitteleinlass
und dem -auslass des Verdampfers vergrößert werden. Wenn jedoch der
innere Wärmeaustauscher
vorgesehen ist, um die Enthalpiedifferenz zu vergrößern, wird
ein Überhitzungsgrad
des Kühlmittels
an der Kühlmittelansaugseite des
Kompressors aufgrund des Wärmeaustausches innerhalb
des inneren Wärmeaustauschers
vergrößert, wodurch
die Dichte des vom Kompressor abgezogenen Kühlmittels reduziert wird. Im
Ergebnis kann der Durchsatz (Mengendurchsatz) des vom Kompressor
ausgetragenen Kühlmittels
gesenkt und die Kühlkapazität des Verdampfers
kann auch vermindert werden.
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ZUSAMMENFASSENDE
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die oben geschilderten Probleme ist es ein Ziel der
vorliegenden Erfindung eine Kühlmittelkreislaufausbildung
vorzustellen, die die Kühlkapazität eines
Verdampfers verbessert ohne die Dichte eines in den Kompressor abgezogenen Kühlmittels
abzusenken.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kühlmittelkreislaufausbildung: einen
Kompressor zum Abziehen und Komprimieren von Kühlmittel; einen Kondensator
zum Kühlen
und Kondensieren von Hochdruckkühlmittel,
das aus dem Kompressor ausgetragen wird; einen hochdruckseitigen
Dampf-Flüssigkeitsseparator,
der an einer Kühlmittelauslassseite
des Kondensators angeordnet ist, um Kühlmittel vom Kondensator in dampfförmiges Kühlmittel
und flüssiges
Kühlmittel
zu trennen; eine Unterkühlungsausbildung
oder -vorrichtung (supercooling device), um das flüssige Kühlmittel
aus dem hochdruckseitigen Dampf-Flüssigkeitsseparator zu unterkühlen; einen
Ejektor mit einem Düsenteil
zum dekomprimieren von Kühlmittel aus
einem Teil in Strömungsrichtung
hinter der Kühlmittelauslassseite
des Kondensators, eine Kühlmittelansaugöffnung zum
Abziehen von Kühlmittel durch
eine Hochgeschwindigkeitsströmung
des Kühlmittels,
das vom Düsenteil
abgestrahlt wird, und einen Druckminderungsteil zum Vermischen des
von dem Düsenteil
abgestrahlten Kühlmittels
und dem Kühlmittel,
das aus der Kühlmittelsaugöffnung abgegeben
wird, und um Kühlmittel
unter Druck zu setzen, indem die Geschwindigkeit des Kühlmittels
reduziert wird; ein Drosselelement, welches das flüssige durch die
Unterkühlungsvorrichtung
unterkühlte
Kühlmittel dekomprimiert
oder entspannt; sowie einen Verdampfer zum Verdampfen des Kühlmittels.
Weiterhin ist der Verdampfer an einer Abströmseite des Drosselelementes
positioniert und mit der Kühlmittelansaugöffnung des
Ejektors verbunden.
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Nachdem
also das heruntergekühlte
oder unterkühlte
flüssige
Kühlmittel
aus der Unterkühlvorrichtung
im Drosselelement entspannt wurde, wird das dekomprimierte Kühlmittel
im Verdampfer verdampft. Somit kann das Kühlmittel im Verdampfer bei einem
Verdampfungsdruck verdampft werden, der niedriger als der Ansaugdruck
des Kompressors ist, und zwar aufgrund des drucksteigernden Effekts
des Ejektors, so dass die Kühlmittelverdampfungstemperatur
des Verdampfers herabgesetzt wird. Weiterhin kann die Enthalpiedifferenz
zwischen einem Kühlmitteleinlass
und einem Kühlmittelauslass
des Verdampfers aufgrund der Unterkühlung des Kühlmittels in der Unterkühlungsvorrichtung
vergrößert werden. In
diesem Fall lässt
sich die Kühlkapazität des Verdampfers
vergrößern, ohne
die Dichte des in den Kompressor gesaugten Kühlmittels herabzusetzen.
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Beispielsweise
kann die Kühlkreislaufausbildung
mit einer Vielzahl von Verdampfern vorgesehen sein. Als Beispiel
wird der Verdampfer als erster Verdampfer zum Verdampfen des vom
Drosselelement strömenden
Kühlmittels
verwendet, und ein zweiter Verdampfer kann hinter dem Ejektor angeordnet
werden. In diesem Fall hat der zweite Verdampfer eine Kühlmittelverdampfungstemperatur,
die höher
als die des ersten Verdampfers liegt.
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Der
Ejektor kann so angeordnet werden, dass das flüssige von dem hochdruckseitigen Dampf-Flüssigkeitsseparator
abströmende
Kühlmittel
dem Düsenteil
des Ejektors zugeführt
wird. Alternativ kann der Ejektor so angeordnet werden, dass das
flüssige
aus der Unterkühlvorrichtung
strömende Kühlmittel
in den Düsenteil
des Ejektors eingeführt wird.
Alternativ kann der Ejektor so angeordnet sein, dass das aus dem
Kondensator strömende
Kühlmittel
in den Düsenteil
des Ejektors eingeführt
wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein niederdruckseitiger Dampf-Flüssigkeitsseparator
weiterhin in der Kühlkreislaufausbildung
an einer Abströmseite
des Ejektors angeordnet werden. In diesem Fall verfügt der niederdruckseitige
Dampf-Flüssigkeitsseparator über einen
Gaskühlmittelauslass,
der mit einer Kühlmittelansaugöffnung des
Kompressors verbunden ist. Weiterhin kann der niederdruckseitige Dampf-Flüssigkeitsseparator
mit einem flüssigen Kühlmittelauslass
mit einem Kühlmitteleinlass
des Verdampfers gekuppelt sein, und ein Rückschlagventil kann an einer
Abströmseite
des flüssigen
Kühlmittelauslasses
des niederdruckseitigen Dampf-Flüssigkeitsseparators
angeordnet sein, um es zu ermöglichen,
dass nur eine Kühlmittelströmung von
dem niederdruckseitigen Dampf-Flüssigkeitsseparator zum
Verdampfer stattfindet. Für
diesen Fall kann flüssiges
Kühlmittel
auch in den Verdampfer von dem niederdruckseitigen Dampf-Flüssigkeitsseparator eingeführt werden,
wodurch die Kühlkapazität des Verdampfers
verbessert wird.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verfügt der druckerhöhende Teil des
Ejektors über
einen Kühlmittelauslass,
der direkt mit einer Kühlmittelansaugöffnung des
Kompressors verbunden ist. Selbst in diesem Fall kann verhindert werden,
dass flüssiges
Kühlmittel
in den Kompressor strömt,
indem ein Öffnungsgrad
des Drosselelements verstellt wird.
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Bei
allen der oben beschrieben Kühlmittelkreislaufausbildungen
der vorliegenden Erfindung können
Ejektor und Drosselelement integriert werden, um eine integrierte
Einheit zu bilden. Weiterhin können
der Kondensator, der hochdruckseitige Dampf-Flüssigkeitsseparator
und die Unterkühlungseinrichtung
integriert sein, um eine integrierte Einheit zu bilden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Beispielsweise
Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden.
Diese zeigen in:
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1 eine
schematische Darstellung einer Kühlmittelkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Kühlmittelkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische Darstellung einer Kühlmittelkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung einer Kühlmittelkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 eine
schematische Darstellung einer Kühlmittelkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Darstellung einer Kühlmittelkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung;
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7 eine
schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung
mit einem Ejektor gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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8 ein
Mollier-Diagramm (p-h-Diagramm), das die Arbeitsweise der Kühlkreislaufausbildung
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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DETAILBESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt
ein Beispiel, bei dem eine Kühl(mittel)kreislaufausbildung 10 gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung bei einem Kühlsystem
für ein
Fahrzeug Anwendung findet. In der Kühlkreislaufausbildung 10 dieser
Ausführungsform
ist ein Kompressor zum Ansaugen und Komprimieren von Kühlmittel
unter Drehung durch einen Motor für ein nicht dargestelltes Fahrzeug über eine
Blockscheibe 12, einen Riemen oder dergleichen angetrieben.
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Beim
Kompressor 11 kann es sich entweder um einen variablen
Verdrängungskompressor
handeln, der in der Lage ist, die Kühlmittelaustragsfähigkeit
durch eine Veränderung
in der Austragskapazität zu
verstellen, oder einen Kompressor mit fester Verdrängung bzw.
einen Konstantkompressor (fixed displacement compressor), der in
der Lage ist, eine Kühlmittelaustragsleistung
zu verstellen, indem ein Arbeitsverhältnis des Kompressors unter
Verwendung des Lösens
einer elektro-magnetischen Kupplung verändert wird. Für einen
als Kompressor 11 verwendeten elektrischen Kompressor lässt sich
die Kühlmittelaustragsleistung
verstellen, indem man die Drehzahl eines Elektromotors steuert.
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Ein
unterkühlender
in der Ausbildung integrierter Kondensator 13 ist auf der
Kühlmittelaustragsseite
des Kompressors 11 angeordnet. Der in die Unterkühlausbildung integrierte
Kondensator 13 besteht aus einem kondensierenden Teil 13a (Kondensator),
einem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b und
einer Unterkühleinrichtung 13c.
Der kondensierende Teil 13a ist so ausgebildet, dass er
das Hochdruckkühlmittel
in der Dampfphase, das vom Kompressor 11 ausgetragen wird,
unter Verwendung von Außenluft
(Luft außerhalb
des Fahrzeuginneren) kondensiert, die von einem (nicht dargestellten)
Kühlgebläse geblasen
wird.
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Der
Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b,
der mit dem Auslass des kondensierenden Teils 13a verbunden
ist, ist so ausgelegt, dass er das vom Auslass des kondensierenden
Teils 13a strömende
Kühlmittel in
flüssiges
und dampfförmiges
Kühlmittel
trennt und das Kühlmittel
in der flüssigen
Phase zurückhält. Das Kühlmittel
in der flüssigen
Phase, d.h. das gesättigte flüssige Kühlmittel
strömt
aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b zur
Abströmseite.
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Auf
einem Auslassweg des Kühlmittels
in der flüssigen
Phase 13d des Dampf-Flüssigkeitsseparators 13b ist
ein Verzweigungspunkt 13e vorgesehen. Einer der durch den
Verzweiger 13e verzweigten Kühlmittelwege ist mit der Unterkühleinrichtung 13c verbunden.
In der Unterkühleinrichtung 13c wird
das gesättigte
flüssige
vom Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b strömende Kühlmittel
weiter gekühlt
und damit durch die Außenluft
(die Außenluft
des Fahrzeugs) gekühlt,
welche von einem nicht dargestellten Kühlgebläse geblasen wird.
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Nach
dieser Ausführungsform
sind der kondensierende Teil 13a, der Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b und
die Unterkühlausbildung 13c integral oder
einteilig in einer baulichen Konstruktion vereinigt. Diese eine
Montageanordnung kann eine Verbindungskonstruktion unter Verwendung
mechanischer Verbindungsmittel, beispielsweise einer Schraube oder
einer integrierten Verbindungskonstruktion oder dergleichen, wenn
Löten angewandt wird,
benutzen. Insbesondere können
bei der integrierten Verbindungskonstruktion mittels Löten jeweilige
Bauteile der drei Komponenten, nämlich
der kondensierende Teil 13a, der Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b und
die Unterkühleinrichtung 13c einteilig gleichzeitig
miteinander in einem Ofen zum Löten verbunden
werden, was Anlass für
eine gute Produktivität
gibt.
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Der
andere Kühlmittelweg 14,
der von dem oben genannten Verzweigungspunkt 13e abgeht,
ist mit dem Eingang einer Düse 15a eines
Ejektors 15 verbunden. Der Ejek tor 15 dient als
Dekompressionsmittel zum Dekomprimieren des Kühlmittels sowie als Kühlmittelumlaufmittel
(Transportpumpe mit kinetischem Momentum), um das Kühlmittel
durch Saugleistung aufgrund von Kühlmittelströmung, die bei hoher Geschwindigkeit
abgestrahlt wird, in Umlauf zu setzen.
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Der
Ejektor 15 umfasst die Düse 15a, um ein Hochdruckkühlmittel
im Wesentlichen isentrop zu dekomprimieren und zu expandieren, indem
ein Wegbereich des Hochdruckkühlmittels,
das vom Kühlmittelweg 14 strömt, auf
ein niedriges Niveau reduziert wird; eine Kühlmittelsaugöffnung 15b,
die in Verbindung mit einer Kühlmittelstrahlöffnung der
Düse 15a versehen
ist, um das Kühlmittel
(Kühlmittel
in der Dampfphase) von einem Auslass des zweiten Verdampfers 19 abzuziehen,
wird später
beschrieben.
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Weiterhin
ist auf der Abströmseite
der Düse 15a und
der Kühlmittelsaugöffnung 15b ein
Mischteil 15c vorgesehen, um das aus der Düse 15a austretende
Hochgeschwindigkeitskühlmittel
mit dem aus der Kühlmittelabsaugöffnung 15b angesaugten
Kühlmittel
zu vermischen. Ein Diffusor 15d, der als drucksteigernder
Teil dient, ist auf der Abströmseite
des Mischteils 15c vorgesehen. Der Diffusor 15d hat
eine Gestalt derart, dass er allmählich den Bahnbereich des Kühlmittels
vergrößert und
Funktion hat, die Kühlmittelströmung zu
verzögern,
um den Kühlmitteldruck
zu vergrößern, d.h.
eine Funktion, durch die die Geschwindigkeitsenergie des Kühlmittels
in Druckenergie umgewandelt wird. Ein erster Verdampfer 16 ist
mit einem Auslass des Diffusors 15d des Ejektors 15 verbunden,
und ein Auslass des ersten Verdampfers 16 ist mit einer
Saugseite des Kompressors 11 gekuppelt.
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Andererseits
ist die Abströmseite
der Unterkühlausbildung 13c mit
der Kühlmittelsaugöffnung 15c des
Ejektors über
einen Kühlmittelweg 17 gekoppelt.
Ein Drosselmechanismus 18 ist im Kühlmittelweg 17 und
der zweite Verdampfer 19 ist auf der Abströmseite des
Drosselmechanismus 18 vorgesehen.
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Der
Drosselmechanismus 18 ist ein Dekompressionsmittel, um
Kühlmittel
zu dekomprimieren oder entspannen, um einen Strömungsdurchsatz des Kühlmittels
zu verstellen, das in den zweiten Verdampfer 19 strömt und kann
konstruktionsmäßig aus einer
festen Drossel, beispielsweise einem Kapillarrohr oder einer Öffnung,
aufgebaut sein. Alternativ kann der Drosselmechanismus 18 aus
einer variablen Drossel bestehen, die den Öffnungsgrad eines Drosselwegs
(Strömungsweg)
entsprechend der Temperatur und dem Druck des Kühlmittels am zweiten Verdampfer 19 verändert. Bei
der variablen Drossel kann es sich um ein elektrisches Regelventil
handeln, das in der Lage ist, den Drosselwegöffnungsgrad (Ventilöffnungsgrad)
zu verstellen und dabei ein elektrisches Betätigungsglied zu benutzen.
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Der
Drosselmechanismus 18 sowie der Ejektor 15 können einstückig als
ein Dekompressionsmodul 20, der eine Konstruktionseinheit
bildet, konstruiert sein. Die Montage- oder Konstruktionseinheit
des Dekompressionsmoduls 20 kann auch eine Verbindungskonstruktion
unter Benutzung einer mechanischen Verbindungsausbildung, beispielsweise
einer Schraube oder dergleichen, oder eine integrierte Verbindungskonstruktion
unter Lötung
enthalten.
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In
dieser Ausführungsform
sind erster Verdampfer 16 und zweiter Verdampfer 19 so
ausgelegt, dass sie jeweils einzelne zu kühlende Räume kühlen. Beispielsweise wird der
erste Verdampfer 16 verwendet, um Luft zu kühlen, die
durch ein nicht dargestelltes elektrisches Gebläse geblasen wird, so dass das Innere
(beispielsweise die Fahrgastzelle) des Fahrzeugs gekühlt wird.
Die gekühlte
Luft (kalte Luft) wird durch das Gebläse in das Innere des Fahrzeugs
geblasen, so dass das Fahrzeuginnere gekühlt wird. Andererseits wird
der zweite Verdampfer 19 verwendet, um das Innere eines
auf dem Fahrzeug gelagerten Kühlers
beispielsweise zu kühlen.
Somit wird die innerhalb des Kühlmaschinencontainers
durch ein elektrisches Gebläse
(nicht dargestellt) geblasene Luft durch den zweiten Verdampfer 19 gekühlt, und die
gekühlte
Luft wird im Kreislauf wieder in den Kühler bzw. Kühlschrank (refrigerator) geführt, um
hierbei das Innere des Kühlapparats
zu kühlen.
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Auch
können
der erste Verdampfer 16 und der zweite Verdampfer 19 in
eine Kühleinheit
kombiniert werden (eine kombinierte Einheit der ersten und zweiten
Verdampfer 16 und 19), wodurch ein zu kühlender
gemeinsamer Raum gekühlt
werden kann.
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Nun
wird eine Betriebsweise der Kühlkreisausbildung
gemäß der ersten
Ausführungsform
beschrieben werden. Wird der Kompressor 11 durch einen
Fahrzeugmotor angetrieben, so strömt Kühlmittel in Dampfphase von
hohem Druck und hoher Temperatur, das komprimiert ist und durch
den Kompressor 11 ausgetragen wird, zunächst in einen Kondensierteil 13a der
zur Unterkühl-
oder Kälteeinrichtung gehört, die
mit dem Kondensator 13 integriert ist. Der kondensierende
Teil 13 kühlt
und kondensiert das Kühlmittel
in Dampfphase von hohem Druck und hoher Temperatur durch die Außenluft
(Luft außerhalb des
Fahrzeugs), das durch das Kühlgebläse geblasen
wird.
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Nach
Durchführung
durch den kondensierenden Teil 13a strömt das Kühlmittel in den Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b.
Der Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b trennt
das Kühlmittel,
das durch den kondensierenden Teil 13a kondensiert wurde,
in Dampf und flüssiges
Kühlmittel.
Das heißt, unter
Verwendung einer Dichtedifferenz zwischen dem Kühlmittel in Dampfphase und
dem Kühlmittel
in flüssiger
Phase wird das Kühlmittel
in Kühlmittel
in Dampfphase auf der oberen Seite des Innenraums des Dampf-Flüssigkeitsseparators 13b und
das Kühlmittel
in flüssiger
Phase auf der unteren Seite des Innenraums getrennt. Eine Grenzfläche zwischen dampfförmigen und
flüssigen
Kühlmitteln
wird innerhalb des Innenraums des Dampf-Flüssigkeitsseparators 13b gebildet,
so dass Kühlmittel
in gesättigter Dampfphase
zusammen mit Kühlmittel
von gesättigter
flüssiger
Phase im Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b existiert.
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Der
Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b ist
mit einem Auslassweg 13d für Kühlmittel in flüssiger Phase
versehen, um das Kühlmittel
in gesättigter Flüssigkeitsphase
abzuziehen. Der Auslassweg 13d für Kühlmittel in flüssiger Phase
ist mit dem Verzweigungspunkt 13e versehen, der die Strömung des Kühlmittels
in gesättigter
flüssiger
Phase in zwei Kühlmittelströme verzweigt.
Einer der Ströme
des gesättigten
Kühlmittels
in flüssiger
Phase wird in den Ejektor 15 durch den Kühlmittelweg 14 eingeführt. Das
andere der Kühlmittel
in gesättigter
flüssiger Phase
strömt
in die Unterkühleinrichtung 13c,
um unterkühlt
zu werden. Das heißt,
in der Unterkühleinrichtung 13c wird
das Kühlmittel
in gesättigter
flüssiger
Phase, das vom Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b abströmt, weiter
gekühlt,
um durch die Außenluft (Luft
außerhalb
des Fahrzeugs) unterkühlt
zu werden, die durch das nicht dargestellte Kühlgebläse geblasen wird.
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Das
in den Ejektor 15 strömende
Kühlmittel wird
dekomprimiert und durch die Düse 15a expandiert.
So wird die Druckenergie des Kühlmittels
in Geschwindigkeitsenergie an der Düse 15a umgewandelt.
Von einer Strahlöffnung
der Düse 15a wird
das Kühlmittel
bei hoher Geschwindigkeit abgestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt wird
durch die Saugleistung des Kühlmittels
aufgrund der Hochgeschwindigkeitsströmung von der Strahlöffnung der
Düse 15a das
Kühlmittel
(Kühlmittel
in Dampfphase) nach Durchtritt durch den zweiten Verdampfer 19 von
der hierin befindlichen Kühlmittelsaugöffnung 15b abgezogen.
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Das
strahlartig aus der Düse 15a austretende
Kühlmittel
und das in die Kühlmittelsaugöffnung 15b gesaugte
Kühlmittel
werden durch den Mischerteil 15c auf der Abströmseite der
Düse 15a vermischt und
strömen
in den Diffusor 15d. In diesem Diffusor 15d verzögert die
Expansion des Bereichs des Kühlmittels
die Kühlmittelgeschwindigkeit,
was zu einem Anstieg im Druck des Kühlmittels führt.
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Andererseits
wird das Kühlmittel
in unterkühlter
flüssiger
Phase nach Durchtritt durch die Unterkühlungsausbildung 13c durch
den Drosselmechanismus 18 im Kühlmittelweg 17 in
das Kühlmittel in
zwei Phasen von niedrigem Druck und aus Dampf-Flüssigkeit
bestehend, dekomprimiert. Das durch den Drosselmechanismus 18 dekomprimierte Kühlmittel
strömt
in den zweiten Verdampfer 19. Im zweiten Verdampfer 19 absorbiert
das Kühlmittel Wärme von
der durch ein elektrisches Gebläse
(nicht gezeigt) geblasenen Luft und verdampft dann. Das Kühlmittel
in Dampfphase wird nach Durchtritt durch den zweiten Verdampfer 19 von
der Kühlmittelsaugöffnung 15b in
den Ejektor 15 gesaugt.
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Das
Kühlmittel
von niedrigem Druck mit den zwei Phasen Dampf-Flüssigkeit, das aus dem Diffusor 15d des
Ejektors 15 strömt,
fließt
in den ersten Verdampfer 16. Im ersten Verdampfer 16 absorbiert das
Kühlmittel
von niedrigem Druck und niedriger Temperatur Wärme aus der vom Elektrogebläse geblasenen
Luft (nicht dargestellt) und verdampft dann. Das Kühlmittel
in der Dampfphase wird nach Durchgang durch den ersten Verdampfer 16 in
den Kompressor 11 gesaugt und dann wieder komprimiert.
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Wie
gemäß dieser
Ausführungsform
oben erwähnt,
kann das Kühlmittel
auf der Abströmseite des
Diffusors 15d des Ejektors 15 dem ersten Verdampfer 16 zugeleitet
werden, während
das Kühlmittel
auf dem Kühlmittelweg 17 durch
den Drosselmechanismus 18 dekomprimiert und dem zweiten
Verdampfer 19 geliefert werden kann. So können erster und
zweiter Verdampfer 16 und 19 die Kühleffekte gleichzeitig
zeigen.
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Jetzt
ist der Kühlmittelverdampfungsdruck des
ersten Verdampfers 16 ein Druck nach Druckbeaufschlagung
durch den Diffusor 15d, während die Auslassseite des
zweiten Verdampfers 19 mit der Kühlmittelsaugöffnung 15b des
Ejektors 15 verbunden wird. Dies kann den niedrigsten Druck
direkt nach Dekompression durch die Düse 15a an den zweiten
Verdampfer 19 legen.
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Somit
kann der Kühlmittelverdampfungsdruck
(Kühlmittelverdampfungstemperatur)
des zweiten Verdampfers 19 geringer als der des ersten
Verdampfers 16 um einen Betrag gemacht werden, der einem
Druckbeaufschlagungseffekt des Diffusors 15d entspricht.
Bei dieser Ausführungsform
wird, da der erste Verdampfer 16 verwendet wird, um das
Innere (die Fahrgastzelle) des Fahrzeugs zu kühlen, und der zweite Verdampfer 19 verwendet
wird, um den auf dem Fahrzeug angebrachten Kälteapparat zu kühlen, die
Kühltemperatur
für den
am Fahrzeug gelagerten Kälteapparat
(Kühlschrank)
kleiner als die des Inneren des Fahrzeugs gemacht werden.
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Somit
kann der Kühlbetrieb
des Fahrzeuginneren und der Kühlbetrieb
für die
Kühlung
gleichzeitig wohl in hohen wie in niedrigen Temperaturbereichen
ablaufen. Da jetzt der Saugdruck des Kompressors 11 durch
den Druckbeaufschlagungseffekt des Diffusors 15d des Ejektors 15 vergrößert werden kann,
lässt sich
die Kompressionsarbeit durch den Kompressor 11 um den Betrag
vermindern, der dem Druckbeaufschlagungseffekt entspricht, was einen leistungseinsparenden
Effekt zeitigt. Zusätzlich
kann der Strömungsdurchsatz
des Kühlmittels
des zweiten Verdampfers 19 unabhängig durch den Drosselmechanismus 18 eingestellt
werden, ohne dass er von der Funktion des Ejektors 15 abhängt.
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Da
der zweite Verdampfer 19 parallel zum Ejektor 15 angeordnet
wird, kann das Kühlmittel
im zweiten Verdampfer 19 in Zirkulation versetzt werden,
wobei nicht nur die Fähigkeit
des Kühlmittels aufgrund
des Ejektors 15 zu saugen, sondern auch die Kühlmittelsaug-
und -austragsfähigkeit
des Kompressors 11 zur Anwendung gebracht werden. Selbst wenn
der Eintrag in den Ejektor 15 gering ist, kann doch der
Kühlmitteldurchsatz
des zweiten Verdampfers 19 und die Kühlleistung des zweiten Verdampfers 19 vorteilhaft
leicht sichergestellt werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird weiterhin das Kühlmittel
in gesättigter
flüssiger
Phase aus dem Auslass des Separators 13b in Dampfphase
durch die Unterkühlvor richtung 13c unterkühlt, und
das Kühlmittel
in unterkühlter
flüssiger
Phase strömt
in den zweiten Verdampfer 19, nachdem es durch den Drosselmechanismus
auf dem Drosselweg 17 dekomprimiert wurde. Hierdurch kann
eine Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des zweiten
Verdampfers 19 um einen Betrag vergrößert werden, der der Unterkühlung der
Unterkühlausbildung 13c entspricht,
wodurch die Kühlkapazität des zweiten
Verdampfers 19 verbessert wird.
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8 ist
ein p-h-Diagramm (Mollier-Diagramm) der Kühlkreislaufausbildung 10.
Wie in 8 gezeigt, wird eine Enthalpiedifferenz ΔH aufgrund der
Unterkühlausbildung 13c hervorgerufen,
so dass die Enthalpiedifferenz im Verdampfer 19 vergrößert wird.
Das heißt,
eine durch den Ejektor 15 wieder gewonnene Expansionsverlustenergie
kann vergrößert werden,
so dass die Leistung der Kühlkreisausbildung 10 gesteigert
wird.
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Da
die Unterkühlausbildung
oder der Kälteapparat 13c so
ausgelegt ist, dass er das Hochdruckkühlmittel durch Außenluft
kühlt,
anstatt einer Kreislaufkonstruktion, die einen inneren Wärmeaustauscher
benutzt, kann eine Abnahme in der Dichte des durch den Kompressor
angesaugten Kühlmittels
und eine Abnahme im Austragsdurchsatz durch den Kompressor (Massendurchsatz)
nicht erfolgen. Das Ergebnis bei dieser Ausführungsform ist, dass die Kühlkapazität des zweiten
Verdampfers 19 vergrößert werden
kann, ohne dass eine Abnahme in der Kreislaufeffizienz (COP) hervorgerufen
wird.
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Da
das Kühlmittel
in der gesättigten
flüssigen Phase
aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b in den
Ejektor 15 eingeführt
wird, kann das Kühlmittel
in der gesättigten
flüssigen
Phase konstant in den Ejektor 15 strömen, so dass eine stabile Ejektorleistung erhalten
werden kann. Daher kann verhindert werden, dass das COP aufgrund
der Dampf-Flüssigkeitsverteilungsdifferenz
beeinträchtigt
werden kann.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine
Kühl(mittel)kreislaufausbildung 10 der zweiten
Ausführungsform
soll nun mit Bezug auf 2 beschrieben werden.
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Bei
der ersten Ausführungsform
ist der Verzweigungspunkt 13e im Auslassweg 13d des
Kühlmittels
in der flüssigen
Phase zwischen dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b und
der Unterkühlausbildung 13c vorgesehen,
und die Kühlmittelströmung in
gesättigter
flüssiger
Phase wird in die beiden Ströme
am Verzweigungspunkt 13e verzweigt, derart, dass das Kühlmittel
in gesättigter
flüssiger
Phase aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b ausströmt und in
den Ejektor 15 über
den Kühlmittelweg 14 geht.
Bei dieser zweiten Ausführungsform
wird ein Verzweigungspunkt 21 im Kühlmittelweg 17 an
der Auslassseite der Unterkühleinrichtung 13c,
wie in 2 gezeigt, vorgesehen, und das unterkühlte Kühlmittel
in flüssiger
Phase strömt
von dem Verzweigungspunkt 21 in die Düse 15a des Ejektors 15 über den
Kühlmittelweg 14.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
wird das Kühlmittel
in flüssiger
Phase, das durch die Unterkühleinrichtung 13c unterkühlt wurde,
dekomprimiert sowohl durch den Drosselmechanismus 18 wie die
Düse 15a des
Ejektors 15 und wird durch die ersten und zweiten Verdampfer 16 und 19 verdampft. Bei
dieser Ausführungsform
wird, da das unterkühlte Kühlmittel
in die Düse 15a des
Ejektors 15 eingeführt wird,
die Enthalpiedifferenz zwischen Einlass und Auslass des ersten Verdampfers 16 ebenfalls
vergrößert, und
die Kühlkapazität des ersten
Verdampfers 16 kann weiterhin gesteigert werden.
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Nach
der zweiten Ausführungsform
können die
anderen Teile der Kühlkreisausbildung 10 der 2 ähnlich wie
die der Kühlkreisausbildung 10 der oben
beschriebenen ersten Ausführungsform
ausgebildet sein.
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(Dritte Ausführungsform)
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3 zeigt
eine Kühl(mittel)kreislaufausbildung 10 der
dritten Ausführungsform,
bei der ein Drosselmechanismus 22 zum Kreislaufaufbau der zweiten
Ausführungsform
an einer Anströmseite
des Verzweigungspunktes 21 im Strömungsweg 17 hinzugefügt ist.
Als Drosselmechanismus 22 kann entweder eine feste Drossel
oder eine variable Drossel Verwendung finden. Nach der dritten Ausführungsform
können
drei aus Drosselmechanismus 18, Drosselmechanismus 22 und
Ejektor 15 integral als Dekompressionsmodul 20 gestaltet
werden.
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Wird
ein thermisches Expansionsventil oder ein elektrisches Expansionsventil
als Beispiel für
den Drosselmechanismus 22 verwendet, um den Grad der Überhitzung des
Kühlmittels
am Auslass des ersten Verdampfers 16 auf einen bestimmten
Wert zu kontrollieren, kann ein Rücklauf flüssigen Kühlmittels zum Kompressor 11 verlässlich verhindert
werden. Nach der dritten Ausführungsform
können
die anderen Teile ähnlich
denen der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform gestaltet sein.
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(Vierte Ausführungsform)
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4 zeigt
eine Kühl(mittel)kreislaufausbildung 10 der
vierten Ausführungsform,
bei der ein Drosselmechanismus 22 in Strömungsrichtung
hinter dem Verzweigungspunkt 21 im Strömungsweg 14 angeordnet
ist, verglichen mit der in 3 gezeigten Kühlkreislaufausbildung.
Das heißt,
der Drosselmechanismus 21 ist im Kühlmittelweg 14 zwischen
dem Verzweigungspunkt 21 und dem Ejektor 15 positioniert.
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Bei
der vierten Ausführungsform
kann, wenn das thermische Expansionsventil oder elektrische Expansionsventil
als Beispiel für
den Drosselmechanismus 22 in Frage kommen, um den Grad
der Überhitzung
des Kühlmittels
am Auslass des ersten Verdampfers 16 auf einen vorbestimmten
Wert zu regeln, akkurat verhindert werden, dass flüssiges Kühlmittel
zum Kompressor 11 zurückgeleitet
wird.
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(Fünfte Ausführungsform)
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5 zeigt
eine Kühl(mittel)kreislaufausbildung 10 der
fünften
Ausführungsform,
bei der ein Kühlmittelweg 14 anströmseitig
zur Düse 15a des Ejektors 15 mit
einem Auslassweg (einem Einlasswegteil des Dampf-Flüssigkeitsseparators 13b) 13f des
kondensierenden Teils 13a verbunden ist. Daher wird bei
der fünften
Ausführungsform
ein Verzweigungspunkt 13g im Auslassweg 13f des
kondensierenden Teils 13a vorgesehen, nachdem die Kühlmittelströmung, die
durch den Auslass des kondensierenden Teils 13a gegangen
ist, sich in zwei Ströme verzweigt
hat. Einer der verzweigten Ströme
geht in den Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b,
der andere in den Ejektor 15 über den Kühlmittelweg 14. Das
heißt, der
Kühlmittelweg 14 ist
mit einem Teil zwischen dem kondensierenden Teil 13a und
dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b so
verbunden, dass das Kühlmittel
aus dem kondensierenden Teil 13a in die Düse 15a des
Ejektors 15 über
den Kühlmittelweg 14 geht.
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Das
Kühl- bzw.
Kältemittel
am Austritt aus dem kondensierenden Teil 13a befindet sich
oft in einem Dampf-Flüssigkeits-Zweiphasenzustand
mit einem gewissen Grad von Trockenheit abhängig von einer Änderung
im Kreislaufbetriebszustand. Jedoch befindet sich das Kühlmittel
insgesamt in einem zweiphasigen Dampf-Flüssigkeitszustand mit einem
kleinen Grad an Trockenheit nahe dem gesättigten Zustand der flüssigen Phase.
Selbst in diesem Fall wird die Ejektorleistung bei dieser Ausführungsform
nicht großartig
beeinträchtigt,
verglichen mit der ersten Ausführungsform.
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Bei
der fünften
Ausführungsform
kann ein Drosselmechanismus 22 im Kühlmittelweg 14 zwischen
dem Verzweigungspunkt 13g und der Düse 15a des Ejektors 15 vorgesehen
sein. Bei der fünften Ausführungsform
können
die anderen Teile ähnlich denen
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ausgebildet sein.
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(Sechste Ausführungsform)
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6 zeigt
eine Kühlkreislaufausbildung 10 gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Kühlkreislaufausbildung 10 dieser Ausführungsform
ist mit einem Verdampfer 19 ausgestattet, der sich im Kühlmittelweg 17 von
der Unterkühl-
oder Kälteeinrichtung 14c zur
Kühlmittelsaugöffnung 15b befindet.
Weiterhin befindet sich ein Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 auf
einer Abströmseite
des Diffusors 15d des Ejektros 15, so dass aus dem
Ejektor 15 strömendes
Kühlmittel
in den Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 fließt. Der Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 verfügt über einen Auslass
von Kühlmittel
in Gasform gekoppelt mit der Kühlmittelsaugöffnung des
Kompressors 11 und einen Auslass für Kühlmittel in flüssiger Form
gekoppelt mit der Kühlmitteleintrittsseite
des Verdampfers 19. Ein Rückschlagventil 32 ist
vorgesehen, derart, dass flüssiges
Kühlmittel
von dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 nur
gegen den Verdampfer 19 strömt.
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Ist
der Kompressor 11 angetrieben, so strömt Kühlmittel von hohem Druck und
hoher Temperatur in Dampfphase, das komprimiert ist und durch den Kompressor 11 ausgetragen
wird, in den kondensierenden Teil 13a der zu dem mit der
Unterkühlvorrichtung
integrierten Kondensator 13 gehört. Der kondensierende Teil 13a kühlt und
kondensiert das Kühlmittel
von hoher Temperatur und hohem Druck in der Dampfphase durch die
Außenluft
(Luft außerhalb
des Fahrzeugs, welches durch ein Kühlgebläse beaufschlagt wird).
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Nachdem
das Kühlmittel
den kondensierenden Teil 13a durchsetzt hat, strömt es in
den Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b.
Der Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b trennt das
Kühlmittel,
das durch den kondensierenden Teil 13a kondensiert wurde
in Dampf und flüssiges
Kühlmittel.
Das heißt, unter
Ausnutzung einer Differenz in der Dichte zwischen dem Kühlmittel
in der Dampfphase und dem Kühlmittel
in der flüssigen
Phase wird das Kühlmittel in
Kühlmittel
in der Dampfphase an der Oberseite des Innenraums des Dampf-Flüssigkeitsseparators 13b und
das Kühlmittel
in der flüssigen
Phase im unteren Teil des Innenraums getrennt.
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Ähnlich der
ersten Ausführungsform
ist der Kühlmittelauslassweg
der flüssigen
Phase 13d mit dem Verzweigungspunkt 13e versehen,
der die Strömung
des Kühlmittels
in der gesättigten
flüssigen Phase
in zwei Kühlmittelströme verzweigt.
Einer der gesättigten
Kühlmittelströme in der
flüssigen
Phase wird in den Ejektor 15 über den Kühlmittelweg 14 eingeführt. Der
andere der Kühlmittelströme in der
gesättigten
flüssigen
Phase wird in die Unterkühlvorrichtung 13c eingeführt, um
unterkühlt
zu werden.
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Das
in den Ejektor 15 strömende
Kühlmittel wird
dekomprimiert und expandiert durch die Düse 15a. Das im Strahl
aus der Düse 15a austretende Kühlmittel
und das in die Kühlmittelsaugöftnung 15b eingesaugte
Kühlmittel
werden durch den Mischerteil 15c auf der Abströmseite der
Düse 15a vermischt und
strömen
in den Diffusor 15d. In diesem Diffusor 15d verzögert die
Expansion des Kühlmittelwegbereiches
die Kühlmittelgeschwindigkeit,
was zu einem Anstieg im Druck des Kühlmittels führt.
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Andererseits
wird das Kühlmittel
in unterkühlter
flüssiger
Phase nach Durchgang durch die Unterkühlvorrichtung 13c durch
den Drosselmechanismus 18 im Kühlmittelweg 17 in
das Kühlmittel
von niedrigem Druck und in zwei Phasen dampfförmigflüssig dekomprimiert. Das durch
den Drosselmechanismus 18 dekomprimierte Kühlmittel
strömt
in den Verdampfer 19. Zusätzlich kann das flüssige Kühlmittel
aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 in
den Verdampfer 19 durch das Rückschlagventil 32 fließen. Somit
kann die Kühlkapazität des Verdampfers 19 ausreichend
unter Verwendung des Kühlmittels aus
dem Drosselmechanismus 18 und des flüssigen Kühlmittels aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 vergrößert werden.
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Das
Rückschlagventil 32 kann
ein variables Ventil sein, welches den Öffnungsgrad des Durchlasses
verstellen kann. In diesem Fall kann der Drosselmechanismus ope rativ
mit dem Rückschlagventil 32 entsprechend
dem Überhitzungsgrad
am Kühlmittelauslass
des Verdampfers 19 verknüpft werden.
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Das
aus dem Verdampfer 19 fließende Kühlmittel wird in den Ejektor 15 über die
Saugöffnung 15b gesaugt
und mit dem Kühlmittel
vermischt, das aus der Düse 15a strahlartig
in den Mischerteil 15 austritt. Das aus dem Diffusor 15d des
Ejektors 15 ausströmende
Kühlmittel
fließt
in den Dampf-Flüssigkeitsseparator 31,
und das Kühlmittel
in dampfförmiger
Phase, das im Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 abgetrennt
wurde, wird in den Kompressor 11 gesaugt und dann wieder
komprimiert.
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Wie
oben erwähnt,
kann gemäß der Ausführungsform
das Kühlmittel
auf dem Kühlmittelweg 17 durch
den Drosselmechanismus 18 dekomprimiert und dem Verdampfer 19 zugeleitet
werden, während das
flüssige
Kühlmittel
im Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 in
den Verdampfer 19 durch die Saugwirkung des Ejektors eingeführt werden
kann. So kann der Verdampfer 19 den Kühleffekt unabhängig von
der Leistungsfähigkeit
der Ejektorsaugwirkung zeitigen.
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Weiterhin
kann eine durch den Ejektor 15 rückgewonnene Expansionsverlustenergie
vergrößert werden,
so dass die Leistung der Kühlmittelkreislaufausbildung
gesteigert wird.
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Da
das Kühlmittel
in gesättigter
flüssiger Phase
aus dem Dampfphasenseparator 13b in den Ejektor 15 eingeführt wird,
kann das Kühlmittel
in gesättigter
flüssiger
Phase konstant in den Ejektor 15 strömen, so dass eine stabile Ejektorleistung
erreicht werden kann. Somit kann das COP der Kühlkreisausbildung effektiv
gesteigert werden.
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(Siebte Ausführungsform)
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7 zeigt
eine Kühlkreislaufausbildung 10 gemäß der siebten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der Kühlkreislaufausbildung 10 der siebten
Ausführungsform
wird der in der ersten Ausführungsform
beschriebene erste Verdampfer 16 nicht benutzt, und nur
ein Verdampfer 19 ist positioniert. In der siebten Ausführungsform
können
die anderen Teile ähnlich
denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ausgebildet sein.
Selbst in diesem Fall kann die Kühlkapazität des Verdampfers 19 effektiv
unabhängig
von der Ejektorleistung vergrößert werden.
In der Kühlkreisausbildung 10 der 7 ist
der Auslass des Ejektors 15 direkt mit der Kühlmittelsaugöffnung des
Kompressors 11 verbunden. Selbst in diesem Fall kann verhindert
werden, dass flüssiges
Kühlmittel
in den Kompressor 11 aus dem Ejektor 15 strömt, indem
in geeigneter Weise der Öffnungsgrad
des Drosselmechanismus 18 eingestellt wird.
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In
der Kühlkreisausbildung 10 in
der 7 kann ein niederdruckseitiger Dampf-Flüssigkeitsseparator
zwischen dem Kühlmittelauslass
des Diffusors 15d des Ejektors 15 und der Kühlmittelsaugöffnung des
Kompressors 12 vorgesehen sein.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt, andere Modifikationen und Abänderungen können an den offenbarten Ausführungsformen
wie nachstehend erläutert,
vorgenommen werden.
- (1) Bei den oben genannten
Ausführungsformen wird
die Kühlkreisausbildung
für ein
luftgekühltes System
benutzt, bei dem das Kühlmittel
(Kältemittel)
im kondensierenden Teil 13a und die Unterkühlvorrichtung 13c durch
Außenluft
(Fluid) gekühlt
wird. Jedoch kann die Kühlkreisausbildung für ein wassergekühltes System
Anwendung finden, bei dem Wasser als Fluid verwendet werden kann.
In diesem Fall werden der kondensierende Teil 13a und die
Unterkühlvorrichtung 13c durch Wasser
derart gekühlt,
dass das zuzuführende Wasser
erwärmt
werden kann.
- (2) Als Kühlmittelkühlsystem
für den
kondensierenden Teil 13a und die Unterkühlvorrichtung 13c kann
ein Adsorptionskühlsystem
Anwendung finden. Das Adsorptionskühlsystem ist so ausgelegt, dass
es eine Phase (verdampfende oder kondensierende) eines Kühlmediums
wie Wasser verändert
und kann den kondensierenden Teil 13a und den unterkühlenden
Teil 13c unter Verwendung latenter Wärme (Verdampfung latenter Wärme) kühlen, während die
Phase des kühlenden
Mediums verändert
wird.
- (3) Die oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen sind anhand eines
Beispiels erläutert,
bei dem der erste Verdampfer 16 auf der Hochtemperaturseite
und der zweite Verdampfer 19 auf der Niedertemperaturseite
vorgesehen ist. In den ersten bis fünften Ausführungsformen jedoch lässt sich ähnlich der
siebten Ausführungsform
die Erfindung auf eine Kreislaufkonstruktion anwenden, bei der der
erste Verdampfer 16 nicht vorgesehen ist und nur der zweite
Verdampfer 19 der Niederdruckseite vorkommt. Weiterhin
kann der erste Verdampfer 19 auf der Hochtemperaturseite
nicht auf der Abströmseite
des Ejektors 15, sondern parallel zum Ejektor 15 angeordnet
werden. In diesem Fall muss eine im ersten Verdampfer 16 zugeordnete
Drosseleinrichtung zusätzlich zum
Ejektor 15 angeordnet werden.
- (4) Obwohl die Beschreibung der oben genannten ersten bis fünften Ausführungsformen
auf das Beispiel gerichtet ist, bei dem sowohl der erste Verdampfer 16 auf
der Hochtemperaturseite wie der zweite Verdampfer 19 auf
der Niederdruckseite vorgesehen sind, lässt sich die Erfindung auch anwenden
auf eine Kreislaufkonstruktion, die mit einem dritten Verdampfer
versehen ist, um das Kühlmittel
bei der gleichen Verdampfungstemperatur zu verdampfen, wie die des
ersten Verdampfers 16 auf der Hochtemperaturseite, und
zwar zusätzlich
zu diesen Verdampfern 16 und 19.
- (5) Bei den oben erwähnten
Ausführungsformen sind
der Drosselmechanismus 18 und der Ejektor 15 integral
in eine Baukonstruktion wie einem Dekompressionsmodul 20 eingebaut,
der Dekompressionsmodul 20 kann aber weiter in den zweiten Verdampfer 19 (Verdampfer 19)
eingebaut sein. Weiterhin können
beide Verdampfer 16 und 19 integral als ein Bauteil
verwirklicht werden, und der Dekompressionsmodul 20 kann
weiter in beide Verdampfer 16 und 19 eingebaut
bzw. diesen einverleibt sein.
- (6) Bei den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen kann ein elektrisches
Regelventil, wie ein elektromagnetisches Ventil, zum Öffnen und
Schließen
eines Weges auf jedem der Kühlmittelwege 14 auf
der Seite des ersten Verdampfers 16, wie dem Kühlmittelweg 17,
auf der Seite des zweiten Verdampfers 19 vorgesehen sein,
wodurch frei die Kühlmittelströmung zum ersten
Verdampfer 16 oder die zum zweiten Verdampfer 19 gewählt werden.
- Wenn der Drosselmechanismus 18 des Kühlmittelweges 17 aus
dem elektrischen Regelventil besteht, kann der Drosselmechanismus 18 selbst verwendet
werden als und dienen als Ventilmittel zum Öffnen und Schließen dieses
Weges. In ähnlicher
Weise kann in der Kreislaufkonstruktion der vierten Ausführungsform
(4), wenn der Drosselmechanismus 22 für den Kühlmittelweg 14 als elektrisches
Regelventil ausgebildet ist, der Drosselmechanismus 22 selbst
verwendet werden als und dienen als Ventilmittel zum Öffnen und Schließen des
Weges.
- (7) Obwohl bei den oben genannten Ausführungsformen als ein Beispiel
für den
Ejektor 15 ein fester Ejektor mit fester Düse 15a mit
konstantem Wegbereich verwendet wird, kann ein variabler Ejektor
mit einer variablen Düse
mit einstellbarer Wegfläche
als Ejektor 15 Verwendung finden. Insbesondere soll darauf
hingewiesen werden, dass als variable Düse ein Mechanismus verwendet werden
kann, der so ausgelegt ist, dass er den Wegbereich einstellt, indem
eine Nadel in den Weg der variablen Düse eingesetzt und die Position
der Nadel durch ein elektrisches Betätigungsglied kontrolliert werden
kann.
- (8) Bei der sechsten Ausführungsform
wird die Konstruktion des Dampf-Flüssigkeitsseparators 31 und
des Rückschlagventils 32 in
der Verzweigungskonstruktion verwendet, wo der Verzweigungspunkt
zwischen dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b und
der Unterkühleinrichtung 17c,
die beispielsweise in 1 gezeigt ist, vorgesehen ist.
Die Konstruktion des Dampf-Flüssigkeitsseparators 31 und
des Rückschlagventils 32 kann
jedoch in der Verzweigungskonstruktion verwendet werden, wie sie
in irgend einer der 2 bis 5 gezeigt
ist. Auch kann in den Kühlkreislaufausbildungen
der 2 bis 5 der erste Verdampfer 16,
wie in 7 gezeigt, wegfallen. In diesem Fall kann der
Kühlmittelauslass
des Diffusors 15d des Ejektors 15 direkt mit der
Kühlmittelsaugöftnung des
Kompressors 12 gekuppelt werden, oder ein Empfänger zum
Abtrennen von dampfförmigen
und flüssigen
Kühlmitteln
und zum Speichern überschüssigen flüssigen Kühlmittels hierin
kann zwischen dem Diffusor 15d des Ejektors 15 und
der Kühlmittelsaugöffnung des
Kompressors 11 vorgesehen werden.
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Weiterhin
kann bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der kondensierende
Teil 13a, der Dampf-Flüssigkeitsseparator 13b und
die Unterkühlausbildung
bzw. Kälteausbildung 13c getrennt
voneinander konstruiert sein. In ähnlicher Weise können Drosselmechanismus 18 und
Ejektor 15 getrennt von einander gebaut werden.
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Solche Änderungen
und Modifikationen sind als im Rahmen der vorliegenden Erfindung
liegend, definiert durch die beiliegenden Ansprüche, anzusehen.