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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 3322263 B1 (entsprechend
US 6 477 857 B und
US 6 574 987 B) offenbart. In der
JP 3322263 B1umfasst 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 Kühlkreislaufausbildung, offenbart in der
JP 3322263 B1 , 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 3322263 81 einen Kühlmittelkreislauf vor, bei dem nur ein Verdampfer zwischen dem flüssigen Kühlmittelauslass des Dampf-Flüssigkeitsseparators 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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US 6 449 964 B1 stellt ein System und Kühlverfahren bereit, bei dem eine erste Kühlmittel-Komponente (beispielsweise R-134a) in einem Kondensator umgewälzt wird, während eine andere Kühlmittel-Komponente oder Kühlmittel-Komponenten (beispielsweise R-32 und R -125) ohne Rückführung in den Verdampfer geleitet werden, um Verdampferdruck und die Wärmekapazität zu erhöhen.
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DE 103 57 801 A1 beschreibt ein Kühlkreislaufsystem mit Dampfkompression umfassend einen Kompressor zum Ansaugen und Komprimieren des Kühlmittels, einen Radiator, der Hochdruckkühlmittel kühlt, das vom Kompressor ausgetragen wird, einen ersten Verdampfer, bei dem Kühlmittel, nachdem es dekomprimiert wird, verdampft wird, einen zweiten Verdampfer, in dem Kühlmittel bei einem Druck verdampft, der geringer als der im ersten Verdampfer ist. Eine Schalteinrichtung schaltet zwischen einer ersten Zirkulation, bei welcher das Kühlmittel, nachdem es dekomprimiert wurde, in Umlauf zum ersten Verdampfer gesetzt wird und einer zweiten Zirkulation, bei welcher das Kühlmittel in Umlauf zum zweiten Verdampfer gesetzt wird.
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DIN 28 400 -2 bezieht sich auf Vakuumpumpen, Benennungen und Definitionen.
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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 Kühlkreislaufausbildung: 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. Der Verdampfer wird als zweiter Verdampfer zum Verdampfen des vom Drosselelement strömenden Kühlmittels verwendet, und ein erster Verdampfer wird hinter dem Ejektor angeordnet. In diesem Fall hat der erste Verdampfer eine Kühlmittelverdampfungstemperatur, die höher als die des zweiten Verdampfers liegt.
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Beispielsweise kann die Kühlkreislaufausbildung mit einer Vielzahl von Verdampfern vorgesehen sein.
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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 beschriebenen Kühlkreislaufausbildungen 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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Figurenliste
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in:
- 1 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
- 5 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
- 7 eine schematische Darstellung einer Kühlkreislaufausbildung mit einem Ejektor gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 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 Kühlkreislaufausbildung 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 Verzweigungspunkt 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 Unterkühleinrichtung 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 Ejektor 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 Unterkühleinrichtung 13c mit der Kühlmittelsaugöffnung 15b 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 des mit der Unterkühleinrichtung integrierten Kondensators 13. Der kondensierende Teil 13a 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 Kühlmittel bei hoher Geschwindigkeit abgestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch die Saugleistung des Kühlmittels aufgrund der Hochgeschwindigkeitsströmung von der Strahlöffnung der Düse15a 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 Unterkühleinrichtung 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.
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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 Unterkühleinrichtung 13c unterkühlt, und das Kühlmittel in unterkühlter flüssiger Phase strömt in den zweiten Verdampfer 19, nachdem es durch den Drosselmechanismus auf dem Kühlmittelweg 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 Unterkühleinrichtung 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 Unterkühleinrichtung 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 Kühlkreislaufausbildung 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 Unterkühleinrichtung 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 Kühlkreislaufausbildung 10 der dritten Ausführungsform, bei der ein Drosselmechanismus 22 zum Kreislaufaufbau der zweiten Ausführungsform an einer Anströmseite des Verzweigungspunktes 21 im Kühlmittelweg 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 Kühlkreislaufausbildung 10 der vierten Ausführungsform, bei der ein Drosselmechanismus 22 in Strömungsrichtung hinter dem Verzweigungspunkt 21 im Kühlmittelweg 14 angeordnet ist, verglichen mit der in 3 gezeigten Kühlkreislaufausbildung. Das heißt, der Drosselmechanismus 22 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 Kühlkreislaufausbildung 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 Unterkühleinrichtung 14c zur Kühlmittelsaugöffnung 15b befindet. Weiterhin befindet sich ein Dampf-Flüssigkeitsseparator 31 auf einer Abströmseite des Diffusors 15d des Ejektors 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 Unterkühleinrichtung 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 Kühlmittelsaugöffnung 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 operativ 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 Kühlkreislaufausbildung gesteigert wird.
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Da das Kühlmittel in gesättigter flüssiger Phase aus dem Dampf-Flüssigkeitsseparator 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.
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(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 Unterkühleinrichtung 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.
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(2) Als Kühlmittelkühlsystem für den kondensierenden Teil 13a und die Unterkühleinrichtung 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 die Unterkühleinrichtung 13c unter Verwendung latenter Wärme (Verdampfung latenter Wärme) kühlen, während die Phase des kühlenden Mediums verändert wird.
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(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.
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(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.
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(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 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.
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(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.
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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.
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(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.
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(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 13c, 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 Kühlmittelsaugöffnung 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 Unterkühleinrichtung 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.
