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GEBIET DER ERFINGUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Einheit mit einer
Ejektorpumpe und einem Verdampfapparat für eine Kühlkreisvorrichtung sowie ihr
Herstellungsverfahren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
bekannt, die eine als Kältemitteldekompressionseinrichtung
und Kältemittelzirkulationseinrichtung dienende
Ejektorpumpe enthält.
Die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
ist zum Beispiel für
eine Fahrzeugklimaanlage oder ein Fahrzeugkühlsystem zum Kühlen und
Tiefkühlen
von Ladungen auf einem Fahrzeug oder dergleichen nützlich.
Die Kühlkreisvorrichtung
ist auch für
ein festes Kühlkreissystem, wie
beispielsweise eine Klimaanlage, einen Kühlraum oder einen Tiefkühlraum nützlich.
Diese Art von Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
ist zum Beispiel in der JP-B2-3322263 (entspricht den US-Patenten Nr.
6,477,857 und 6,574,987) offenbart.
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Die
JP-B2-3265649 beschreibt eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, die einen
auf einer Auslassseite einer Ejektorpumpe angeordneten ersten Verdampfapparat,
eine auf einer Auslassseite des ersten Verdampfapparats angeordnete Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
und einen zwischen einer Flüssigkältemittelauslassseite
der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
und einer Kältemittelansaugöffnung der
Ejektorpumpe angeordneten zweiten Verdampfapparat enthält. Ferner
sind die Ejektorpumpe, der erste Verdampfapparat und der zweite
Verdampfapparat als eine Einheit in der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
kombiniert.
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In
der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung ist
jedoch die Ejektorpumpe mit dem ersten und dem zweiten Verdampfapparat
außerhalb
des ersten und des zweiten Verdampfapparats kombiniert. In diesem Fall
ist ein Bauraum zum Montieren der Ejektorpumpe außerhalb
des ersten und des zweiten Verdampfapparats erforderlich, wodurch
die integrierte Einheit schwierig in einem begrenzten Raum des Fahrzeugs montiert
werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINGUNG
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In
Anbetracht der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine integrierte Einheit einer Ejektorpumpe und eines
Verdampfapparats vorzusehen, die in einem Fahrzeug mit einem kleinen
Bauraum montiert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Herstellungsverfahren einer integrierten Einheit einer
Ejektorpumpe und eines Verdampfapparats für eine Kühlkreisvorrichtung vorzusehen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine integrierte Einheit
für eine
Kühlkreisvorrichtung
eine Ejektorpumpe und einen Verdampfapparat, die miteinander kombiniert
sind. Die Ejektorpumpe hat ein Düsenteil,
das ein Kältemittel dekomprimiert,
und eine Kältemittelansaugöffnung, von
der ein Kältemittel
durch einen vom Düsenteil ausgestoßenen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom
angesaugt wird. Das vom Düsenteil
ausgestoßene
Kältemittel
und das von der Kältemittelansaugöffnung angesaugte
Kältemittel
werden vermischt und von einem Auslass der Ejektorpumpe ausgegeben.
Der Verdampfapparat ist so angeordnet, dass er das in die Kältemittelansaugöffnung zu
saugende Kältemittel
oder das vom Auslass der Ejektorpumpe ausgegebene Kältemittel
verdampft. Ferner enthält der
Verdampfapparat mehrere Rohre, die Kältemittelkanäle definieren,
durch die ein Kältemittel
strömt, und
einen Behälter,
der an einer Stirnseite der Rohre zum Verteilen des Kältemittels
in die Rohre oder zum Sammeln des Kältemittels aus den Rohren angeordnet
ist. Der Behälter
verläuft
in einer Behälterlängsrichtung,
die parallel zu einer Anordnungsrichtung der Rohre ist, der Behälter ist
mit einem Endabschnitt in der Behälterlängsrichtung versehen, und der
Endabschnitt hat einen Lochabschnitt zum Einfügen der Ejektorpumpe. Außerdem ist
die Ejektorpumpe von dem Lochabschnitt in einen Innenraum des Behälters eingesetzt.
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Weil
die Ejektorpumpe in den Behälter
des Verdampfapparats eingesetzt ist, kann die Größe der integrierten Einheit
klein gemacht werden, wodurch die Montierbarkeit der integrierten
Einheit in einem Fahrzeug verbessert ist.
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Zum
Beispiel enthält
der Verdampfapparat ein Verdampfapparatteil, das zum Verdampfen
des in die Kältemittelansaugöffnung zu
saugenden Kältemittels
angeordnet ist, und der Innenraum des Behälters enthält ein Raumteil zum Sammeln
des Kältemittels
aus den Rohren. Ferner ist die Ejektorpumpe in das Raumteil des
Innenraums des Behälters
eingesetzt, und die Kältemittelansaugöffnung steht
direkt mit dem Raumteil in Verbindung. Deshalb kann die Kältemittelansaugöffnung der
Ejektorpumpe direkt mit dem Behälter
des Verdampfapparats ohne Verwendung eines Rohrs verbunden werden.
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Ein
Anschlussblock kann in der Behälterlängsrichtung
am Endabschnitt des Behälters
angeordnet sein. In diesem Fall ist der Anschlussblock mit einem
Kältemitteleinlass
zum Einleiten des Kältemittels
und einem Kältemittelauslass
zum Ausgeben des Kältemittels
versehen, und der Lochabschnitt ist im Anschlussblock vorgesehen.
Alternativ kann ein Ejektorpumpenbefestigungselement zum Befestigen der
Ejektorpumpe konzentrisch zum Lochabschnitt im Behälter vorgesehen
sein. In diesem Fall wird die Ejektorpumpe an dem Ejektorpumpenbefestigungselement
befestigt und fixiert. Zum Beispiel enthält das Ejektorpumpenbefestigungselement
eine Befestigungsplatte, die im Behälter angeordnet ist, zum Befestigen
der Ejektorpumpe. Außerdem
kann eine Zwischenplatte zwischen dem Anschlussblock und dem Endabschnitt
des Behälters
in der Behälterlängsrichtung
angeordnet sein.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Kühlkreisvorrichtung einen Kompressor
zum Komprimieren eines Kältemittels;
einen Kühler
zum Kühlen
des Kältemittels aus
dem Kompressor; eine Ejektorpumpe, die ein Düsenteil zum Dekomprimieren
des Kältemittels
aus dem Kühler
und eine Kältemittelansaugöffnung,
von der das Kältemittel
durch einen vom Düsenteil
ausgestoßenen
Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom
angesaugt wird, hat; und einen Verdampfapparat, der zum Verdampfen
des in die Kältemittelansaugöffnung zu
saugenden Kältemittels
oder des von einem Auslass der Ejektorpumpe ausgegebenen Kältemittels
angeordnet ist. In diesem Fall enthält der Verdampfapparat mehrere
Rohre, die Kältemittelkanäle definieren,
durch welche ein Kältemittel
strömt,
und einen Behälter,
der an einer Stirnseite der Rohre zum Verteilen des Kältemittels
in die Rohre und zum Sammeln des Kältemittels aus den Rohren angeordnet ist.
Der Behälter
ist mit einem Lochabschnitt zum Einsetzen der Ejektorpumpe an einem
Endabschnitt in einer Behälterlängsrichtung
versehen, und die Ejektorpumpe ist von dem Lochabschnitt in einen
Innenraum des Behälters
eingesetzt. Demgemäß kann die Größe des Verdampfapparats
einschließlich
der Ejektorpumpe reduziert werden, wodurch die Montierbarkeit der
Kühlkreisvorrichtung
verbessert wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Herstellungsverfahren einer
integrierten Einheit für
eine Kühlkreisvorrichtung
einen Schritt des Zusammenbauens von Verdampfapparatelementen, um
eine Wärmetauscher konstruktion
zu bilden, die mehrere Rohre, die Kältemittelkanäle definieren,
durch die ein Kältemittel strömt, und
einen Behälter,
der an einer Stirnseite der Rohre angeordnet ist und in einer Behälterlängsrichtung
verläuft,
enthält;
einen Schritt des integralen Verlötens der Wärmetauscherkonstruktion; und
einen Schritt des Einsetzens einer Ejektorpumpe in den Behälter von
einer Seite eines Endabschnitts des Behälters in einer Behälterlängsrichtung
nach dem Löten.
Weil die Ejektorpumpe in das Rohr eingesetzt wird, nachdem die Wärmetauscherkonstruktion
bei einer hohen Temperatur gelötet
wird, kann eine Verschlechterung einer Genauigkeit des Düsenteils
der Ejektorpumpe aufgrund eines Hochtemperaturzustands während des
Lötens
verhindert werden.
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Zum
Beispiel kann ein Anschlussblock mit einem Lochabschnitt mit dem
Endabschnitt des Behälters
vor dem Löten
verbunden werden. In diesem Fall werden der Anschlussblock und die
Wärmetauscherkonstruktion
beim Löten
integral verlötet,
und die Ejektorpumpe wird nach dem Löten durch den Lochabschnitt
des Anschlussblocks in den Behälter
eingesetzt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Obige
sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Darin zeigen:
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1 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Perspektivansicht eines schematischen Aufbaus einer integrierten
Einheit für
die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
im ersten Ausführungsbeispiel;
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3 eine
Längsschnittansicht
eines Verdampfapparatbehälters
in der integrierten Einheit von 2;
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4 eine
schematische Querschnittsansicht des Verdampfapparatbehälters der
integrierten Einheit von 2;
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5 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
Vergleichsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels;
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6 eine
Perspektivansicht eines schematischen Aufbaus einer integrierten
Einheit gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Längsschnittansicht
eines Verdampfapparatbehälters
in der integrierten Einheit von 6;
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8 eine
schematische Querschnittsansicht des Verdampfapparatbehälters der
integrierten Einheit von 6;
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9 eine
Perspektivansicht eines schematischen Aufbaus einer integrierten
Einheit gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Längsschnittansicht
eines Verdampfapparatbehälters
in der integrierten Einheit von 9;
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11 eine
schematische Querschnittsansicht des Verdampfapparatbehälters der
integrierten Einheit von 9;
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12 eine
Perspektivansicht eines schematischen Aufbaus einer integrierten
Einheit gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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13 eine
Längsschnittansicht
eines Verdampfapparatbehälters
in der integrierten Einheit von 12;
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14 eine
schematische Querschnittsansicht des Verdampfapparatbehälters der
integrierten Einheit von 13;
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15 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht eines schematischen Aufbaus
einer integrierten Einheit gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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16 eine
Perspektivansicht eines schematischen Aufbaus der integrierten Einheit
gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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17 eine
schematische Längsschnittansicht
eines Teils eines Verdampfapparatbehälters der integrierten Einheit
auf einer Seite eines Anschlussblocks gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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18 eine
schematische Längsschnittansicht
eines Teils des Verdampfapparatbehälters der integrierten Einheit
auf einer dem Anschlussblock abgewandten Seite gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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19 eine
Querschnittsansicht des Verdampfapparatbehälters der integrierten Einheit
entlang der Linie XIX-XIX in 18;
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20 eine
schematische Perspektivansicht des Anschlussblocks und einer Zwischenplatte
der integrierten Einheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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21 eine
Seitenansicht des Anschlussblocks aus Sicht des Pfeils XXI von 20;
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22 eine
Perspektivansicht einer Ejektorpumpenbefestigungsplatte der integrierten
Einheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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23 eine
Perspektivansicht eines Abstandhalters der integrierten Einheit
gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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24 eine
Perspektivansicht einer Trennplatte der integrierten Einheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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25 eine
Perspektivansicht einer Kältemittelrückhalteplatte
der integrierten Einheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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26 eine
Schnittansicht eines Teils eines Verdampfapparatbehälters gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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27 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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28 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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29 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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30 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
zehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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31 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
elften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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32 ein
Kühlkreisdiagramm
einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einem
zwölften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 1 bis 5 beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel
wird ein Wärmetauscher
der vorliegenden Erfindung typischerweise für einen Kühlkreis einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung benutzt.
Eine Einheit für den
Kühlkreis
ist eine Wärmetauschereinheit,
wie beispielsweise eine mit einer Ejektorpumpe ausgestattete Verdampfapparateinheit.
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Diese
Einheit ist mit weiteren Komponenten des Kühlkreises, einschließlich eines
Kondensators, eines Kompressors und dergleichen, über eine
Rohrleitung verbunden, um eine Kühlkreisvorrichtung
mit einer Ejektorpumpe zu bilden. Die integrierte Einheit des Ausführungsbeispiels
wird für
ein Innengerät (z.B.
Verdampfapparat) zum Kühlen
von Luft verwendet. Die Einheit kann in anderen Ausführungsbeispielen
auch als ein Außengerät verwendet
werden.
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In
einer in 1 dargestellten Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 wird
ein Kompressor 11 zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels durch
einen Motor für
einen Fahrzeugantrieb (nicht dargestellt) über eine elektromagnetische
Kupplung 11a, einen Riemen oder dergleichen angetrieben.
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Als
Kompressor 11 kann entweder ein Verstellkompressor, der
ein Kältemittelausgabevermögen durch
eine Änderung
der Ausgabekapazität
einstellen kann, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung, der
ein Kältemittelausgabevermögen durch Verändern einer
relativen Einschaltdauer des Kompressors durch Einkoppeln und Auskoppeln
der elektromagnetischen Kupplung 11a einstellen kann, verwendet
werden. Falls ein elektrischer Kompressor als Kompressor 11 verwendet
wird, kann das Kältemittelausgabevermögen durch
Einstellen der Drehzahl eines Elektromotors eingestellt oder reguliert werden.
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Ein
Kühler 12 ist
auf einer Kältemittelausgabeseite
des Kompressors 11 angeordnet. Der Kühler 12 tauscht Wärme zwischen
dem vom Kompressor 11 ausgegebenen Hochdruckkältemittel
und einer durch einen Kühllüfter (nicht
dargestellt) geblasenen Außenluft
(d.h. Luft außerhalb
eines Raums eines Fahrzeugs) aus, um dadurch das Hochdruckkältemittel
zu kühlen.
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Als
Kältemittel
für die
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 im
Ausführungsbeispiel
wird ein Kältemittel
verwendet, dessen Hochdruck einen kritischen Druck nicht überschreitet,
wie beispielsweise ein Kältemittel
auf Flonbasis oder ein Kältemittel
auf HC-Basis, um so einen unterkritischen Dampfkompressionskreis
zu bilden. Daher dient der Kühler 12 als
ein Kondensator zum Kühlen
und Kondensieren des Kältemittels.
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Ein
Flüssigkeitsauffanggefäß 12a ist
auf einer Kältemittelauslassseite
des Kühlers 12 vorgesehen.
Das Flüssigkeitsauffanggefäß 12a hat
eine längliche
behälterartige
Form, wie im Stand der Technik bekannt, und bildet eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
zum Trennen des Kältemittels
in eine Dampf- und eine flüssige
Phase, um darin ein überschüssiges flüssiges Kältemittels
des Kühlkreises
zu speichern. An einem Kältemittelauslass
des Flüssigkeitsauffanggefäßes 12a wird
das flüssige
Kältemittel vom unteren
Teil des Innern in der behälterartigen Form
abgeleitet. In diesem Ausführungsbeispiel
ist das Flüssigkeitsauffanggefäß 12a integral
mit dem Kühler 12 ausgebildet.
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Der
Kühler 12 kann
eine bekannte Konstruktion haben, die einen ersten Wärmetauscher
zur Kondensation, der auf der kältemittelstromaufwärtigen Seite
positioniert ist, das Flüssigkeitsauffanggefäß 12a,
um das Kältemittel
aus dem ersten Wärmetauscher
zur Kondensation einleiten zu lassen und das Kältemittel in die Dampf- und
die flüssige
Phase trennen zu lassen, und einen zweiten Wärmetauscher zum Unterkühlen des
gesättigten
flüssigen
Kältemittels
aus dem Flüssigkeitsauffanggefäß 12a enthält.
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Ein
thermisches Expansionsventil 13 ist auf einer Auslassseite
des Flüssigkeitsauffanggefäßes 12a angeordnet.
Das thermische Expansionsventil 13 ist eine Dekompressionseinheit
zum Dekomprimieren des flüssigen
Kältemittels
aus dem Flüssigkeitsauffanggefäß 12a und
enthält
ein Temperaturmessteil 13a, das in einem Kältemittelansaugkanal des
Kompressors 11 angeordnet ist.
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Das
thermische Expansionsventil 13 erfasst einen Überhitzungsgrad
des Kältemittels
auf der Kompressoransaugseite basierend auf der Temperatur und dem
Druck des ansaugseitigen Kältemittels des
Kompressors 11 und stellt einen Öffnungsgrad des Ventils (Kältemittelströmungsrate)
so ein, dass der Überhitzungsgrad
des Kältemittels
auf der Kompressoransaugseite zu einem vorbestimmten Wert wird,
der voreingestellt ist, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
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Eine
Ejektorpumpe 14 ist auf einer Kältemittelauslassseite des thermischen
Expansionsventils 13 angeordnet. Die Ejektorpumpe 14 ist
eine Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels
sowie eine Kältemittelzirkulationseinrichtung
(kinetische Vakuumpumpe) zum Zirkulieren des Kältemittels durch einen Sogeffekt
(Mitreißeffekt)
des mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßenen Kältemittelstroms.
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Die
Ejektorpumpe 14 enthält
ein Düsenteil 14a zum
weiteren Dekomprimieren und Ausdehnen des Kältemittels (des Mitteldruckkältemittels)
durch Einschränken
einer Pfadfläche
des durch das Expansionsventil 13 gelangten Kältemittels
auf ein kleines Niveau, sowie eine Kältemittelansaugöffnung,
die im gleichen Raum wie eine Kälte mittelstrahlöffnung des Düsenteils 14a angeordnet
ist, zum Ansaugen des Dampfphasenkältemittels aus einem später zu beschreibenden
zweiten Verdampfapparat 18.
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Ein
Mischer 14c ist am kältemittelstromabwärtigen Seitenteil
des Düsenteils 14a und
der Kältemittelansaugöffnung 14b zum
Vermischen eines Hochgeschwindigkeitskältemittelstroms aus dem Düsenteil 14a und
eines angesaugten Kältemittels
von der Kältemittelansaugöffnung 14b vorgesehen.
Ein Diffusor 14d, der als ein Druckerhöhungsabschnitt dient, ist auf
der kältemittelstromabwärtigen Seite des
Mischers 14c vorgesehen. Der Diffusor 14d ist
in einer solchen Weise ausgebildet, dass eine Pfadfläche des
Kältemittels
allgemein zur stromabwärtigen Seite
des Mischers 14c größer wird.
Der Diffusor 14d dient dem Erhöhen des Kältemitteldrucks durch Bremsen
des Kältemittelstroms,
d.h. dem Umwandeln der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels
in Druckenergie.
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Ein
erster Verdampfapparat 15 ist mit einem Auslass 14e (der
Spitze des Diffusors 14d) der Ejektorpumpe 14 verbunden.
Die Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 ist mit
einer Ansaugseite des Kompressors 11 verbunden.
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Andererseits
ist ein Kältemittelzweigkanal 16 vorgesehen,
der von einer Einlassseite der Ejektorpumpe 14 abzweigt.
Das heißt,
der Kältemittelzweigkanal 16 ist
an einer Position zwischen dem Kältemittelauslass
des thermischen Expansionsventils 13 und dem Kältemitteleinlass
des Düsenteils 14a der Ejektorpumpe 14 abgezweigt.
Die stromabwärtige Seite
des Kältemittelzweigkanals 16 ist
mit der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 verbunden. Ein Punkt Z zeigt einen Verzweigungspunkt des
Kältemittelzweigkanals 16 an.
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Im
Kältemittelzweigkanal 16 ist
eine Drossel 17 angeordnet. Auf der kältemittelstromabwärtigen Seite
der Drossel 17 ist ein zweiter Verdampfapparat 18 angeordnet.
Die Drossel 17 dient als eine Dekompressionseinheit, die
eine Funktion des Einstellens einer Kältemittelströmungsrate
in den zweiten Verdampfapparat 18 durchführt. Insbesondere
kann die Drossel 17 aus einer festen Drosselblende, wie
beispielsweise einem Kapillarrohr oder einer Öffnung, aufgebaut sein.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
sind zwei Verdampfapparate 15 und 18 in eine integrierte
Konstruktion mit einer später
zu beschreibenden Anordnung eingebaut. Diese zwei Verdampfapparate 15 und 18 sind
in einem nicht dargestellten Gehäuse aufgenommen, und
die Luft (zu kühlende
Luft) wird durch ein gemeinsames elektrisches Gebläse 19 durch
einen im Gehäuse
ausgebildeten Luftkanal in der Richtung eines Pfeils „A" geblasen, sodass
die geblasene Luft durch die zwei Verdampfapparate 15 und 18 gekühlt wird.
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Die
durch die zwei Verdampfapparate 15 und 18 gekühlte Luft
wird einem gemeinsamen zu kühlenden
Raum (nicht dargestellt) zugeführt.
Dies bewirkt, dass die zwei Verdampfapparate 15 und 18 den
gemeinsamen zu kühlenden
Raum kühlen.
Von diesen zwei Verdampfapparaten 15 und 18 ist
der mit einem Hauptstrompfad auf der stromabwärtigen Seite der Ejektorpumpe
verbundene erste Verdampfapparat 15 auf der stromaufwärtigen Seite
des Luftstroms A angeordnet, während
der mit der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 verbundene zweite Verdampfapparat 18 auf
der stromabwärtigen
Seite des Luftstroms A angeordnet ist.
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Wenn
die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 des
Ausführungsbeispiels
als ein Kühlkreis für eine Fahrzeug-Klimaanlage
benutzt wird, ist der Raum im Fahrzeugraum ein zu kühlender
Raum. Wenn die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 des
Ausführungsbeispiels
für einen
Kühlkreis
für ein Tiefkühlwagen
verwendet wird, ist der Raum im Tiefkühlraum und Kühlraum des
Tiefkühlwagens
der zu kühlende
Raum.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Ejektorpumpe 14, der erste und der zweite Verdampfapparat 15 und 18 und
die Drossel 17 in eine integrierte Einheit 20 kombiniert.
Es werden nun unter Bezug auf 2 bis 4 spezielle
Beispiele der integrierten Einheit 20 im Detail beschrieben. 2 ist
eine Perspektivansicht des schematischen Gesamtaufbaus der integrierten
Einheit 20, 3 ist eine Längsschnittansicht eines oberen
Behälterabschnitts (Verdampfapparatbehälter) des
ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18,
und 4 ist eine schematische Querschnittsansicht des
oberen Behälterabschnitts
des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18.
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Zuerst
wird nun Bezug nehmend auf 2 ein Beispiel
der integrierten Konstruktion mit den zwei Verdampfapparaten 15 und 18 erläutert. In
dem Ausführungsbeispiel
von 2 können
die zwei Verdampfapparate 15 und 18 integral in
eine komplett einzelne Verdampfapparatkonstruktion ausgebildet sein.
So bildet der erste Verdampfapparat 15 einen stromaufwärtigen Bereich
der einen Verdampfapparatkonstruktion in der Richtung des Luftstroms
A, während
der zweite Verdampfapparat 18 einen stromabwärtigen Bereich
der einen Verdampfapparatkonstruktion in der Richtung des Luftstroms
A bildet.
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Der
erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 18 haben
den gleichen Grundaufbau und enthalten Wärmetauschkerne 15a und 18a und
auf sowohl der oberen als auch der unteren Seite der Wärmetauschkerne 15a bzw. 18a positionierte
Behälter 15b, 15c, 18b und 18c.
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Die
Wärmetauschkerne 15a und 18a enthalten
jeweils mehrere Rohre 21, die in einer Rohrlängsrichtung
verlaufen. Das Rohr 21 entspricht einem Wärmequellenfluidkanal,
in dem ein Wärmequellenfluid
zum Durchführen
eines Wärmeaustausches
mit einem Wärmetauschmedium
strömt.
Einer oder mehrere Kanäle
zum Hindurchleiten eines Wärmetauschmediums,
insbesondere zu kühlender
Luft in diesem Ausführungsbeispiel,
sind zwischen diesen Rohren 21 ausgebildet.
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Zwischen
diesen Rohren 21 sind Rippen 22 so angeordnet,
dass die Rohre 21 mit den Rippen 22 verbunden
sein können.
Jeder der Wärmetauschkerne 15a und 18a ist
aus einem Schichtaufbau der Rohre 21 und der Rippen 22 aufgebaut.
Diese Rohre 21 und Rippen 22 sind in einer Querrichtung
der Wärmetauschkerne 15a und 18a abwechselnd
geschichtet. In anderen Ausführungsbeispielen
oder Beispielen kann auch eine andere geeignete Konstruktion ohne
die Rippen 22 in den Kernen 15a und 18a eingesetzt
werden.
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In 2 sind
nur einige der Rippen 22 gezeigt, aber tatsächlich sind
die Rippen 22 über
die gesamten Bereiche der Wärmetauschkerne 15a und 18a angeordnet,
und der Schichtaufbau mit den Rohren 21 und den Rippen 22 ist über die
gesamten Bereiche der Wärmetauschkerne 15a und 18a angeordnet.
Die geblasene Luft durch das elektrische Gebläse 19 kann durch Freiräume im Schichtaufbau
gelangen.
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Das
Rohr 21 bildet den Kältemittelkanal, durch
den ein Kältemittel
strömt,
und ist aus einem flachen Rohr mit einer flachen Querschnittsform
in der Luftströmungsrichtung
A gemacht. Die Rippe 22 ist eine Wellrippe, die durch Biegen
einer dünnen Platte
in einer wellenartigen Form gemacht ist, und ist mit einer flachen
Außenfläche des
Rohrs 21 verbunden, um einen Wärmetauschbereich der Luftseite
zu erweitern.
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Die
Rohre 21 des Wärmetauschkerns 15a und
die Rohre 21 des Wärmetauschkerns 18a bilden unabhängig die
jeweiligen Kältemittelkanäle. Die
Behälter 15b und 15c auf
der oberen und der unteren Seite des ersten Verdampfapparats 15 und
die Behälter 18b und 18c auf
der oberen und der unteren Seite des zweiten Verdampfapparats 18 bilden
unabhängig
die jeweiligen Kältemittelkanalräume.
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Jeder
der Behälter 15b, 15c, 18b, 18c des ersten
und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 erstreckt
sich in einer Anordnungsrichtung der Rohre 21. Zum Beispiel
ist in 2 die Anordnungsrichtung der Rohre 21 die
Links/Rechts-Richtung, welche senkrecht zur Luftströmungsrichtung
A ist.
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Die
Behälter 15b und 15c auf
der oberen und der unteren Seite des ersten Verdampfapparats 15 haben
Rohrpasslöcher
(nicht dargestellt), in welche obere und untere Enden des Rohrs 21 des
Wärmetauschkerns 15a eingesetzt
und befestigt werden, sodass die oberen und die unteren Enden des
Rohrs 21 mit dem Innenraum der Behälter 15b bzw. 15c in Verbindung
stehen.
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Analog
haben die Behälter 18b und 18c auf der
oberen und der unteren Seite des zweiten Verdampfapparats 18 Rohrpasslöcher (nicht
dargestellt), in welche obere und untere Enden des Rohrs 21 des
Wärmetauschkerns 18a eingesetzt
und befestigt werden, sodass die oberen und die unteren Enden des
Rohrs 21 beide mit dem Innenraum der Behälter 18b bzw. 18c in
Verbindung stehen.
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So
dienen die auf der oberen und der unteren Seite angeordneten Behälter 15b, 15c, 18b und 18c dem
Verteilen der Kältemittelströme auf die
jeweiligen Rohre 21 der Wärmetauschkerne 15a und 18a und
dem Sammeln der Kältemittelströme aus diesen
Rohren 21.
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Da
die zwei oberen Behälter 15b und 18b nebeneinander
liegen, können
die zwei oberen Behälter 15b und 18b integral
geformt werden. Das gleiche kann für die zwei unteren Behälter 15c und 18c gelten.
Es ist offensichtlich, dass die zwei oberen Behälter 15b und 18b unabhängig als
unabhängige Komponenten
geformt werden können
und dass Gleiches für
die zwei unteren Behälter 15c und 18c gelten
kann.
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Ein
für die
Verdampfapparatkomponenten, wie beispielsweise das Rohr 21,
die Rippe 22, die Behälter 15b, 15c, 18b und 18c,
geeignetes Material kann zum Beispiel Aluminium enthalten, welches
ein Metall mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit
und ausgezeichneter Löteigenschaft
ist. Durch Formen jeder Komponente aus dem Aluminiummaterial können die
Gesamtkonstruktionen des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15 und 18 mit
Löten integral
zusammengebaut werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
sind ein Kapillarrohr 17a oder dergleichen, das die Drossel 17 bildet,
und ein erster und ein zweiter Anschlussblock 23, 24,
die in 3 dargestellt sind, mit Löten integral mit dem ersten
und dem zweiten Verdampfapparat 15 und 18 zusammengebaut.
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Andererseits
hat die Ejektorpumpe 14 das Düsenteil 14a, in dem
ein feiner Kanal mit hoher Genauigkeit ausgebildet ist. Ein Löten der
Ejektorpumpe 14 kann eine Warmverformung des Düsenteils 14a bei
der hohen Temperatur beim Löten
(bei einer Löttemperatur
von Aluminium von etwa 600°C)
verursachen. Dies resultiert unvorteilhafterweise in der Tatsache,
dass die Form und das Maß oder
dergleichen des Kanals des Düsenteils 14a nicht
entsprechend einer vorbestimmten Konstruktion gehalten werden können.
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Daher
wird die Ejektorpumpe 14 mit der Verdampfapparatseite zusammengebaut,
nachdem der erste und der zweite Verdampfapparat 15 und 18,
der erste und der zweite Anschlussblock 23, 24 und
das Kapillarrohr 17a und dergleichen integral verlötet sind.
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Es
wird nun genauer eine Baugruppenkonstruktion mit der Ejektorpumpe 14,
dem Kapillarrohr 17a, dem ersten und dem zweiten Anschlussblock 23, 24 und
dergleichen erläutert.
Das Kapillarrohr 17a und der erste und der zweite Anschlussblock 23, 24 sind
aus dem gleichen Aluminiummaterial wie die Verdampfapparatkomponenten
gemacht. Wie in 3 dargestellt, ist der erste
Anschlussblock 23 durch Löten an einer Stirnseite der
oberen Behälter 15b, 18b des
ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 befestigt
und bildet einen Kältemitteleinlass 25 und
einen Kältemittelauslass 26 der
in 1 dargestellten integrierten Einheit 20.
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Der
Kältemitteleinlass 25 verzweigt
in der Dickenrichtung in der Mitte des ersten Anschlussblocks 23 in
einen Hauptkanal 25a, der als ein erster zum Einlass der
Ejektorpumpe 14 gerichteter Kanal dient, und einen Nebenkanal 16,
der als ein zum Einlass des Kapillarrohrs 17a gerichteter
zweiter Kanal dient. Dieser Teil des Nebenkanals 16 entspricht
einem Einlassteil des in 1 dargestellten Nebenkanals 16. Daher
ist ein Verzweigungspunkt Z von 1 innerhalb
des ersten Anschlussblocks 23 vorgesehen.
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Der
Kältemittelauslass 26 besteht
aus einem einfachen Kanalloch (rundes Loch oder dergleichen), das
den ersten Anschlussblock 23 in der Dickenrichtung durchdringt,
wie in 3 dargestellt.
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Der
erste Anschlussblock 23 wird mit der Stirnseite der oberen
Behälter 15b und 18b an
der linken Seite in 2 und 3 verlötet und
befestigt, sodass der Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 mit
einem Ende des Kapillarrohrs 17a verbunden ist. Der Einlass
des Kapillarrohrs 17a ist in dem Nebenkanal 16 an
einer Position stromab der Einlassseite des Düsenteils 14a im Hauptkanal 25a positioniert.
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Der
zweite Anschlussblock 24 ist im oberen Behälter 18b etwa
in einem Mittelteil in einer Behälterlängsrichtung
positioniert, um mit einer Innenwand des oberen Behälters 18b verlötet zu werden.
Deshalb wird der Innenraum des oberen Behälters 18b in der Behälterlängsrichtung
in einen linken Raum 27 und einen rechten Raum 28 getrennt.
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Das
Kapillarrohr 17a ist im oberen Behälter 18b den zweiten
Anschlussblock 24 durchdringend angeordnet. Das heißt, das
stromabwärtige
Ende des Kapillarrohrs 17a ist im rechten Raum 28 des oberen
Behälters 18b geöffnet, wobei
es ein Stützloch 24a des
zweiten Anschlussblocks 24 durchdringt, wie in 3 dargestellt.
Die Außenumfangsfläche des
Kapillarrohrs 17a und eine Innenwandfläche des Stützlochs 24a sind durch
Löten abgedichtet, sodass
der linke und der rechte Raum 27, 28 beide voneinander
getrennt sind.
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Das
Düsenteil 14a der
Ejektorpumpe 14 ist aus einem rostfreien Metall wie beispielsweise
Kupfer gemacht, und die anderen Teile der Ejektorpumpe 14 außer dem
Düsenteil 14a,
wie beispielsweise der Mischer 14c und der Diffusor 14d,
sind aus einem metallischen Material wie beispielsweise Aluminium gemacht.
Die anderen Teile der Ejektorpumpe außer dem Düsenteil 14a, wie beispielsweise
der Mischer 14c und der Diffusor 14d, können jedoch
auch aus Kunstharz (nichtmetallisches Material) gemacht sein. Nach
einem Schritt des integralen Verlötens des ersten und des zweiten
Verdampfapparats 15 und 18 oder dergleichen, um
eine Wärmetauscherkonstruktion
zu bilden, wird die Ejektorpumpe 14 durch einen Lochabschnitt
mit dem Kältemitteleinlass 25 und
dem Hauptkanal 25a des ersten Anschlussblocks 23 in den
oberen Behälter 18b eingesetzt.
So ist in diesem Ausführungsbeispiel
ein Ejektorpumpeneinsetzlochabschnitt durch den Kältemitteleinlass 25 und
den Hauptkanal 25a des ersten Anschlussblocks 23 gebildet.
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Die
Spitze der Ejektorpumpe 14 in der in 3 dargestellten
Längsrichtung
entspricht dem Auslassteil 14e der in 1 dargestellten
Ejektorpumpe. Diese Ejektorpumpenspitze wird in das zylindrische
Ausnehmungsteil 24b des zweiten Anschlussblocks 14 eingesetzt,
um mittels eines O-Rings 29a luftdicht befestigt zu werden.
Die Ejektorpumpenspitze steht mit einem Verbindungslochabschnitt 24c des
zweiten Anschlussblocks 24 in Verbindung.
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Wie
in 3 dargestellt, ist an einer im Wesentlichen Mitte
des Innenraums des oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15 in der Behälterlängsrichtung eine Links/Rechts-Trennplatte 30 angeordnet,
die den Innenraum des oberen Behälters 15b in
der Behälterlängsrichtung
in zwei Räume, d.h.
den linken Raum 31 und den rechten Raum 32 trennt.
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Der
linke Raum 31 dient als Sammelbehälter zum Sammeln der durch
die mehreren Rohre 21 des ersten Verdampfapparats 15 geströmten Kältemittel. Der
rechte Raum 32 dient als Verteilerbehälter zum Verteilen des Kältemittels
auf die mehreren Rohre 21 des ersten Verdampfapparats 15.
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Der
Verbindungslochabschnitt 24c des zweiten Anschlussblocks 24 steht
mit dem rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des ersten
Verdampfapparats 15 durch ein Durchgangsloch 33a einer Zwischenwand 33 der
oberen Behälter 15b, 18b in Verbindung.
Die Zwischenwand 33 ist ein Wandelement zum Definieren
und Formen der oberen Behälter 15b, 18b.
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Das
in der Behälterlängsrichtung
linke Ende der Ejektorpumpe 14 (das linke Ende in 3)
entspricht dem Einlassteil des Düsenteils 14a von 1.
Dieses linke Ende wird unter Verwendung eines O-Rings 29b in
die Innenumfangsfläche
des Hauptkanals 25a eingepasst und daran luftdicht befestigt.
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Das
Befestigen der Ejektorpumpe 14 in ihrer Längsrichtung
kann mittels eines Befestigungselements wie beispielsweise einer
Schraube durchgeführt
werden. Der O-Ring 29a kann
in einem Nutabschnitt des zweiten Anschlussblocks 24 gehalten werden, und
der O-Ring 29b kann in einem Nutabschnitt des ersten Anschlussblocks 23 gehalten
werden.
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Der
erste Anschlussblocks 23 ist mit den Seitenwänden der
oberen Behälter 15b, 18b so
verbunden und verlötet,
dass der Kältemittelauslass 26 des ersten
Anschlussblocks 23 mit dem linken Raum 31 des
oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15 in Verbindung steht; dass der
Hauptkanal 25a des ersten Anschlussblocks 23 mit
dem linken Raum 27 des oberen Behälters 18b des zweiten
Verdampfapparats 18 in Verbindung steht; und dass der Nebenkanal 16 des
ersten Anschlussblocks 23 mit dem einen Endabschnitt des
Kapillarrohrs 17a in Verbindung steht. Ferner steht die
Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 mit dem linken Raum 27 des oberen
Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 in Verbindung.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
trennt der zweite Anschlussblock 24 den Innenraum des oberen
Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 in den linken und den rechten
Raum 27 und 28. Der linke Raum 27 dient
als der Sammelbehälter
zum Sammeln des durch die mehreren Rohre 21 des zweiten
Verdampfapparats 18 geströmten Kältemittels. Der rechte Raum 28 dient
als Verteilerbehälter zum
Verteilen des Kältemittels
auf die mehreren Rohre 21 des zweiten Verdampfapparats 18.
Die Ejektorpumpe 14 ist in eine dünne zylindrische Form geformt,
die in der axialen Richtung des Düsenteils 14a langgestreckt
ist. Die Ejektorpumpe 14 ist parallel zum oberen Behälter 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 angeordnet, sodass die Längsrichtung
der zylindrischen Form der Ejektorpumpe 14 der Längsrichtung
des oberen Behälters 18b entspricht.
Mit diesem Aufbau können
die Ejektorpumpe 14 und der zweite Verdampfapparat 18 kompakt
angeordnet werden, wodurch die Größe der integrierten Einheit 20 verringert
wird.
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Außerdem ist
die Ejektorpumpe 14 im linken Raum 27 angeordnet,
der als Sammelbehälter
im zweiten Verdampfapparat 18 benutzt wird, und die Kältemittelansaugöffnung 14b ist
direkt in den als Sammelbehälter
benutzten linken Raum 27 geöffnet. Das heißt, ein
Kältemittelsammeln
zum Sammeln des Kältemittels
aus den Rohren 21 und eine Kältemittelzufuhr zur Ansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 werden mittels eines einzigen Behälters durchgeführt. Deshalb
kann die Kühlkreisvorrichtung
effektiv die Anzahl von Kältemittelrohren
reduzieren.
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Außerdem sind
der erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 18 nebeneinander
angeordnet, und das stromabwärtige
Ende der Ejektorpumpe 14 ist angrenzend an den rechten Raum 32 (Verteilerbehälter) des
oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15 positioniert. Demgemäß kann,
selbst wenn die Ejektorpumpe 14 innerhalb des Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 angeordnet ist, das aus der
Ejektorpumpe 14 ausströmende
Kältemittel
mittels eines einfachen Kältemittelkanals
(z.B. der Verbindungslöcher 24c, 33a)
einfach dem ersten Verdampfapparat 15 zugeführt werden.
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Als
nächstes
werden Bezug nehmend auf 2 und 3 die Kältemittelkanäle in der
gesamten integrierten Einheit 20 beschrieben.
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Der
Kältemitteleinlass 25 des
ersten Anschlussblocks 23 ist in den Hauptkanal 25a und
den Nebenkanal 16 verzweigt. Das Kältemittel im Hauptkanal 25a des
ersten Anschlussblocks 23 gelangt durch die Ejektorpumpe 14 (das
Düsenteil 14a ⇒ den Mischer 14c ⇒ den Diffusor 14d)
und wird dekomprimiert. Das dekomprimierte Niederdruckkältemittel aus
der Ejektorpumpe 14 strömt über das
Verbindungsloch 24c des zweiten Anschlussblocks 24 und das
Durchgangsloch 33a der Zwischenwand in der Richtung des
Pfeils „a" in den rechten Raum 32 des oberen
Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15.
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Das
Kältemittel
im rechten Raum 32 bewegt sich in den Rohren 21 auf
der rechten Seite des Wärmetauschkerns 15a in
der Richtung des Pfeils „b" nach unten, um in
den rechten Teil des unteren Behälters 15c zu
strömen.
Im unteren Behälter 15c ist keine
Trennplatte vorgesehen, und so bewegt sich das Kältemittel von der rechten Seite
des unteren Behälters 15c zu
seiner linken Seite in der Richtung des Pfeils „c".
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Das
Kältemittel
auf der linken Seite des unteren Behälters 15c bewegt sich
in den Rohren 21 auf der linken Seite des Wärmetauschkerns 15a in
der Richtung des Pfeils „d" nach oben, um in
den linken Raum 31 des oberen Behälters 15b zu strömen. Das Kältemittel
strömt
weiter zum Kältemittelauslass 26 des
ersten Anschlussblocks 23 in der Richtung des Pfeils „e".
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Im
Gegensatz dazu wird das Kältemittel
im Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 zuerst
durch das Kapillarrohr 17a dekomprimiert, und dann strömt das dekomprimierte
Niederdruckkältemittel
(Flüssigkeit/Dampf-Zweiphasenkältemittel)
in der Richtung des Pfeils „f" in den rechten Raum 28 des
oberen Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18.
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Das
in den rechten Raum 28 des oberen Behälters 18b des zweiten
Verdampfapparats 18 strömende
Kältemittel
bewegt sich in den Rohren 21 auf der rechten Seite des
Wärmetauschkerns 18a in
der Richtung des Pfeils „g" nach unten, um in
den rechten Teil des unteren Behälters 18c zu
strömen.
Im unteren Behälter 18c ist
keine Rechts/Links-Trennplatte vorgesehen,
und daher bewegt sich das Kältemittel von
der rechten Seite des unteren Behälters 18c zu seiner
linken Seite in der Richtung eines Pfeils „h".
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Das
Kältemittel
auf der linken Seite des unteren Behälters 18c bewegt sich
in den Rohren 21 auf der linken Seite des Wärmetauschkerns 18a in
der Richtung des Pfeils „i" nach oben, um in
den linken Raum 27 des oberen Behälters 18b zu strömen. Da die
Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 mit dem linken Raum 27 in Verbindung
steht, wird das Kältemittel
im linken Raum 27 von der Kältemittelansaugöffnung 14b in
die Ejektorpumpe 14 gesaugt.
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Die
integrierte Einheit 20 hat die Konstruktion des Kältemittelkanals
wie oben beschrieben. Nur der eine Kältemitteleinlass 25 muss
im ersten Anschlussblock 23 vorgesehen sein, und nur der
eine Kältemittelauslass 26 muss
im ersten Anschlussblock 23 in der integrierten Einheit
vorgesehen sein.
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Es
wird nun eine Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wenn der Kompressor 11 durch einen Fahrzeugmotor angetrieben wird,
strömt
das durch den Kompressor 11 komprimierte und von ihm ausgegebene
Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel
in den Kühler 12,
wo das Hochtemperaturkältemittel
durch die Außenluft
gekühlt
und kondensiert wird. Das aus dem Kühler 12 strömende Hochdruckkältemittel
strömt
in das Flüssigkeitsauffanggefäß 12a,
in dem das Kältemittel
in die flüssige
und die Dampfphase getrennt wird. Das flüssige Kältemittel wird aus dem Flüssigkeitsauffanggefäß 12a abgezweigt
und gelangt durch das Expansionsventil 13.
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Das
Expansionsventil 13 stellt den Öffnungsgrad des Ventils (die
Kältemittelströmungsrate)
so ein, dass der Überhitzungsgrad
des Kältemittels
am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 (d.h. das durch
den Kompressor angesaugte Kältemittel)
zu einem vorbestimmten Wert wird, und das Hochdruckkältemittel
wird dekomprimiert. Das Kältemittel
nach Durchströmen
des Expansionsventils 13 (Mitteldruckkältemittel) strömt in den
im ersten Anschlussblock 23 der integrierten Einheit 20 vorgesehenen Kältemitteleinlass 25.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird der Kältemittelstrom
in den vom Hauptkanal 25a des ersten Anschlussblocks 23 zum
Düsenteil 14a der
Ejektorpumpe 14 gerichteten Kältemittelstrom und den vom
Kältemittelnebenkanal 16 des
ersten Anschlussblocks 23 zum Kapillarrohr 17a gerichteten
Kältemittelstrom aufgeteilt.
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Der
Kältemittelstrom
in die Ejektorpumpe 14 wird durch das Düsenteil 14a dekomprimiert
und ausgedehnt. Daher wird die Druckenergie des Kältemittels
am Düsenteil 14a in
die Geschwindigkeitsenergie umgewandelt, und das Kältemittel
wird von der Strahlöffnung
des Düsenteils 14a mit
hoher Geschwindigkeit ausgestoßen.
Hierbei saugt der Druckabfall des Kältemittels von der Kältemittelansaugöffnung 14b das
durch den zweiten Verdampfapparat 18 im Kältemittelnebenkanal 16 gelangte
Kältemittel (Dampfphasenkältemittel)
an.
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Das
vom Düsenteil 14a ausgestoßene Kältemittel
und das in die Kältemittelansaugöffnung 14b gesaugte
Kältemittel
werden durch den Mischer 14c stromab des Düsenteils 14a kombiniert,
um in den Diffusor 14d zu strömen. Im Diffusor 14d wird
die Geschwindigkeitsenergie (Expansionsenergie) des Kältemittels
durch Vergrößern der
Pfadfläche
in Druckenergie umgewandelt, was in einem erhöhten Druck des Kältemittels
resultiert.
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Das
aus dem Diffusor 14d der Ejektorpumpe 14 strömende Kältemittel
strömt
durch die Kältemittelströmungspfade,
die durch Pfeile „a" bis „e" in 2 angegeben
sind, im ersten Verdampfapparat 15. Während dieser Zeit absorbiert
das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel im Wärmetauschkern 15a des
ersten Verdampfapparats Wärme
von der in der Richtung eines Pfeils „a" geblasenen Luft, um so verdampft zu
werden. Das verdampfte Dampfphasenkältemittel wird von dem einen
Kältemittelauslass 26 in
den Kompressor 11 gesaugt und wieder komprimiert.
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Der
Kältemittelstrom
in den Kältemittelnebenkanal 16 wird
durch das Kapillarrohr 17a dekomprimiert, um zu einem Niederdruckkältemittel
(Flüssigkeit/Dampf-Zweiphasenkältemittel)
zu werden. Das Niederdruckkältemittel
strömt
durch die Kältemittelströmungspfade,
die durch die Pfeile „f" bis „i" von 2 angegeben
sind, im zweiten Verdampfapparat 18. Während dieser Zeit absorbiert
das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel im Wärmetauschkern 18a des
zweiten Verdampfapparats 18 Wärme von der durch den ersten
Verdampfapparat 15 gelangten geblasenen Luft, um verdampft
zu werden. Das verdampfte Dampfphasenkältemittel wird von der Kältemittelansaugöffnung 14b in
die Ejektorpumpe 14 gesaugt.
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Wie
oben beschrieben, kann gemäß dem Ausführungsbeispiel
das Kältemittel
stromab des Diffusors 14d der Ejektorpumpe 14 dem
ersten Verdampfapparat 15 zugeführt werden, und das Kältemittel
auf der Seite des Nebenpfades kann dem zweiten Verdampfapparat 18 über ein
Kapillarrohr (Drossel) 17a zugeführt werden, sodass der erste
und der zweite Verdampfapparat 15 und 18 zur gleichen
Zeit Kühlwirkungen
zeigen können.
So kann die gekühlte Luft
durch sowohl den ersten als auch den zweiten Verdampfapparat 15 und 18 in
einen zu kühlenden Raum
geblasen werden, wodurch der zu kühlende Raum gekühlt wird.
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Zu
dieser Zeit ist der Kältemittelverdampfungsdruck
des ersten Verdampfapparats 15 der Druck des Kältemittels,
der durch den Diffusor 14d erhöht worden ist. Im Gegensatz
dazu kann, da die Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 18 mit der
Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 verbunden ist, der niedrigste Druck des
Kältemittels,
das am Düsenteil 14a dekomprimiert
worden ist, auf den zweiten Verdampfapparat 18 wirken.
-
So
kann der Kältemittelverdampfungsdruck (die
Kältemittelverdampfungstemperatur)
des zweiten Verdampfapparats 18 niedriger als der Kältemittelverdampfungsdruck
(die Kältemittelverdampfungstemperatur)
des ersten Verdampfapparats 15 sein. Bezüglich der
Strömungsrichtung
A der geblasenen Luft ist der erste Verdampfapparat 15,
dessen Kältemittelverdampfungstemperatur
hoch ist, auf der stromaufwärtigen
Seite angeordnet, und der zweite Verdampfapparat 18, dessen
Kältemittelverdampfungstemperatur
niedrig ist, ist auf der stromabwärtigen Seite angeordnet. Sowohl
eine Differenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur
des ersten Verdampfapparats 15 und der Temperatur der geblasenen
Luft als auch eine Differenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur
des zweiten Verdampfapparats 18 und der Temperatur der
geblasenen Luft können
gesichert werden.
-
Daher
können
beide Kühlleistungen
des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15 und 18 effektiv
gezeigt werden. Deshalb kann die Kühlleistung des gemeinsamen
zu kühlenden
Raums in der Kombination des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15 und 18 effektiv
verbessert werden. Ferner erhöht
die Wirkung der Druckerhöhung
durch den Diffusor 14d den Druck des Ansaugkältemittels
des Kompressors 11, wodurch die Antriebsenergie des Kompressors 11 vermindert
wird.
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Die
Kältemittelströmungsrate
auf der Seite des zweiten Verdampfapparats 18 kann durch
das Kapillarrohr (Drossel) 17 unabhängig eingestellt werden, ohne
von der Funktion der Ejektorpumpe 14 abzuhängen, und
die Kältemittelströmungsrate
in den ersten Verdampfapparat 15 kann durch eine Drosselkennlinie
der Ejektorpumpe 14 eingestellt werden. So können die
Kältemittelströmungsraten
in den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15 und 18 einfach entsprechend
den jeweiligen Wärmelasten
des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15 und 18 eingestellt
werden.
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Für eine kleine
Wärmelast
des Kreises wird der Unterschied zwischen Hoch- und Niederdrücken im
Kreis klein, und auch die Eingangsleistung der Ejektorpumpe 14 wird
klein. In dem in der JP-B2-3322263 offenbarten Kreis hängt die
durch den zweiten Verdampfapparat 18 gelangende Kältemittelströmungsrate
nur von dem Kältemittelansaugvermögen der
Ejektorpumpe 14 ab. Dies resultiert in einer verminderten
Eingangsleistung der Ejektorpumpe 14, einer Verschlechterung
des Kältemittelansaugvermögens der
Ejektorpumpe 14 und einem Abfall der Kältemittelströmungsrate
des zweiten Verdampfapparats 18, was es schwierig macht,
die Kühlleistung
des zweiten Verdampfapparats 18 zu sichern.
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Im
Gegensatz dazu wird in diesem Ausführungsbeispiel das durch das
Expansionsventil 13 gelangte Kältemittel stromauf des Düsenteils 14a der Ejektorpumpe 14 verzweigt,
und das abgezweigte Kältemittel
wird durch den Kältemittelnebenkanal 16 in
die Kältemittelansaugöffnung 14b gesaugt,
sodass der Kältemittelnebenkanal 16 parallel
zur Ejektorpumpe 14 geschaltet ist.
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So
kann das Kältemittel
dem Kältemittelnebenkanal 16 nicht
nur mittels des Kältemittelansaugvermögens der
Ejektorpumpe 14 sondern auch der Kältemittelansaug- und -ausgabevermögen des Kompressors 11 zugeführt werden.
Dies kann das Abfallmaß der
Kältemittelströmungsrate
auf der Seite des zweiten Verdampfapparats 18 im Vergleich
zu dem im Patentdokument 1 offenbarten Kreis selbst beim Auftreten
eines Phänomens
wie dem Abfall der Eingangsleistung der Ejektorpumpe 14 und
der Verschlechterung des Kältemittelansaugvermögens der Ejektorpumpe 14 reduzieren.
Demgemäß kann selbst in
dem Umstand einer niedrigen Wärmelast
die Kühlleistung
des zweiten Verdampfapparats 18 einfach gesichert werden.
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5 zeigt
ein Vergleichsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels, in dem die
Ejektorpumpe 14, der erste Verdampfapparat 15,
der zweite Verdampfapparat 18 und die Drossel 17 (Kapillarrohr 17a als feste
Drosselblende) jeweils separat ausgebildet und unabhängig an
einer Karosserie unter Verwendung von Rohrleitungen befestigt sind.
In diesem Fall sind Verbindungsrohre, die mit der Einlassseite und
der Auslassseite der Ejektorpumpe 14 verbunden sind, Verbindungsrohre,
die mit der Einlassseite und der Auslassseite der Drossel 17 verbunden
sind, ein Verbindungsrohr zum Verbinden der Auslassseite des zweiten
Verdampfapparats 18 und der Kältemittelansaugöffnung 14b,
usw. im Vergleich zur integrierten Einheit 20 des ersten
Ausführungsbeispiels
zusätzlich
erforderlich. Als Ergebnis wird eine Rohrleitungskonstruktion der
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
komplex, und eine Montierbarkeit der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 ist
verschlechtert.
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Im
Gegensatz dazu sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
die Ejektorpumpe 14, der erste und der zweite Verdampfapparat 15, 18 und
das Kapillarrohr 17a als eine Konstruktionseinheit, d.h.
die integrierte Einheit 20 zusammengebaut, und die integrierte
Einheit 20 ist mit dem einen Kältemitteleinlass 25 und
dem einen Kältemittelauslass 26 versehen. Als
Ergebnis wird, wenn die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 im
Fahrzeug montiert wird, die mit den verschiedenen Komponenten (14, 15, 18, 17a)
versehene integrierte Einheit 20 als Ganzes so angeschlossen,
dass der eine Kältemitteleinlass 25 mit
der Kältemittelauslassseite
des Expansionsventils 13 verbunden wird und der eine Kältemittelauslass 26 mit
der Kältemittelansaugseite
des Kompressors 11 verbunden wird.
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Ferner
kann, weil die Ejektorpumpe 14 und das Kapillarrohr 17a im
Behälterteil
(Verdampfapparatbehälterteil)
des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 angeordnet
sind, die Größe der integrierten
Einheit 20 kleiner und einfach gemacht werden, wodurch
der Bauraum der integrierten Einheit 20 verbessert wird.
Als Ergebnis kann im ersten Ausführungsbeispiel
die Montierbarkeit der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
im Fahrzeug verbessert werden, und die Verbindungskanallänge zum
Verbinden der Ejektorpumpe 14, des Kapillarrohrs 17a und
des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 kann
im Vergleich zum Vergleichsbeispiel von 5 effektiv
reduziert werden. Weil die Verbindungskanallänge zum Verbinden der Ejektorpumpe 14,
des Kapillarrohrs 17a und des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 in
der integrierten Einheit 20 minimal gemacht ist, kann ein Druckverlust
im Kältemittelkanal
verringert werden, und eine Wärmetauschmenge
des Niederdruckkältemittels
in der integrierten Einheit 20 mit seiner Umgebung kann
verringert werden. Demgemäß kann die Kühlleistung
des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 effektiv
verbessert werden.
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Weil
die Kältemittelauslassseite
des zweiten Verdampfapparats 18 mit der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 ohne ein Rohr verbunden ist, kann der Verdampfungsdruck
des zweiten Verdampfapparats 18 um einen Druck entsprechend
dem durch das Rohr bewirkten Druckverlust niedriger gemacht werden,
wodurch die Kühlleistung des
zweiten Verdampfapparats 18 ohne Erhöhen der vom Kompressor verbrauchten
Energie verbessert werden kann.
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Weil
die Ejektorpumpe 14 in dem Verdampfapparatbehälterteil
mit einem Niedertemperaturzustand angeordnet ist, ist es weiter
unnötig,
ein Wärmeisolationselement
an der Ejektorpumpe 14 anzubringen.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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In
dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist das Kapillarrohr 17a zwischen
dem Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 der integrierten
Einheit 20 und der Kältemitteleinlassseite des
zweiten Verdampfapparats 18 angeordnet, sodass das Kältemittel
vom Kältemitteleinlass
des zweiten Verdampfapparats 18 durch das Kapillarrohr 17a dekomprimiert
wird. Im zweiten Ausführungsbeispiel
wird jedoch das Kapillarrohr 17a nicht als Dekompressionseinrichtung
des zweiten Verdampfapparats 18 verwendet, wie in 6 bis 8 dargestellt,
und stattdessen ist ein festes Drosselloch 17a, wie beispielsweise
eine Öffnung,
zum Begrenzen einer Pfadfläche
auf ein vorbestimmtes Niveau im Nebenkanal 16 des ersten
Anschlussblocks 23 vorgesehen. Gleichzeitig ist im zweiten
Ausführungsbeispiel ein
Verbindungsrohr 160, dessen Kanaldurchmesser größer als
jener des Kapillarrohrs 17a ist, an der Position des Kapillarrohrs 17a des
ersten Ausführungsbeispiels
angeordnet.
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Eine
integrierte Einheit 2 des zweiten Ausführungsbeispiels hat die gleichen
Kältemittelkanäle wie das
erste Ausführungsbeispiel,
mit der einzigen Ausnahme, dass das durch das feste Drosselloch 17b,
das im Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 ausgebildet
ist, dekomprimierte Niederdruckkältemittel
durch das Verbindungsrohr 160 in den rechten Raum 28 eines
oberen Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 eingeleitet wird. So kann die
Anwendung der integrierten Einheit 20 des zweiten Ausführungsbeispiels
die gleiche Funktionsweise und Wirkung wie das erste Ausführungsbeispiel
zeigen.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Obwohl
im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel die Ejektorpumpe 14 und
das Kapillarrohr 17a in einem gemeinsamen Behälter, d.h.
im oberen Behälter 18b des
zweiten Verdampfapparats 18, angeordnet sind, ist in einem
dritten Ausführungsbeispiel,
wie in 9 bis 11 dargestellt, nur das Kapillarrohr 17a im
oberen Behälter 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 angeordnet, während die
Ejektorpumpe 14 in einem weiteren speziellen Behälterraum 24 angeordnet
ist.
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Im
dritten Ausführungsbeispiel
ist zusammen mit dem Entfernen der Ejektorpumpe 14 aus
dem Innern des oberen Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 auch der im ersten Ausführungsbeispiel
eingesetzte zweite Anschlussblock 24 weggelassen. Stattdessen
ist eine Trennplatte 35 in der Behälterlängsrichtung etwa im Mittelteil
des oberen Behälters 18b angeordnet
und zum Trennen des Innenraums des oberen Behälters 18b in einen
linken Raum 27 und einen rechten Raum 28 ausgebildet. Die
Spitze des Kapillarrohrs 17a ist ausgebildet, um die Trennplatte 35 zu
durchdringen, um so mit dem rechten Raum 28 des oberen
Behälters 18b in
Verbindung zu stehen.
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Der
oben beschriebene weitere Behälterraum 34 bildet
einen speziellen Raum zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 und
ist in der Zwischenposition zwischen dem oberen Behälter 15b des
ersten Verdampfapparats 15 und dem oberen Behälter 18b des zweiten
Verdampfapparats 18 angeordnet, wie in 11 dargestellt.
Der Behälterraum 34 hat
eine zylindrische Form, die sich in der Längsrichtung beider Behälter 15b und 18b erstreckt.
Dieser spezielle Behälterraum 34 hat
seine Wandfläche
integral mit den oberen Behältern 15b und 18b ausgebildet.
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Die
Ejektorpumpe 14 und der zylindrische spezielle Behälterraum 34 erstrecken
sich bis zur kältemittelstromabwärtigen Seite
(rechte Seite) entfernt von den Trennplatten 30 und 35 für die beiden
Behälter 15b und 18b,
wie in 10 dargestellt. Der Auslassteil
der Ejektorpumpe 14 (Auslassteil des Diffusors 14d)
steht mit dem rechten Raum 32, der als Verteilerbehälter des
oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15 dient, durch ein Durchgangsloch
(Querloch) 34a, das die Umfangswand des speziellen Behälterraums 34 durchdringt,
in Verbindung.
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Analog
steht auch die Kältemitteleinlassöffnung 14 der
Ejektorpumpe 14 durch ein Durchgangsloch (Querloch) 34b,
das die Umfangswand des speziellen Behälterraums 34 durchdringt,
mit dem linken Raum 27 in Verbindung, der als ein Sammelbehälter des
oberen Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 dient.
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Im
dritten Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile ähnlich
jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels gemacht sein.
In dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann man in
der integrierten Einheit 20 mit der im speziellen Behälterraum 34 angeordneten
Ejektorpumpe 14 den gleichen Kältemittelströmungspfad wie
im ersten Ausführungsbeispiel
erhalten. Dies kann die gleiche Funktionsweise und Wirkung wie im ersten
Ausführungsbeispiel
zeigen.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Das
vierte Ausführungsbeispiel
ist eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels, wobei das
Kapillarrohr 17a des dritten Ausführungsbeispiels weggelassen
ist und stattdessen das feste Drosselloch 17b und das Verbindungsrohr 160,
die im zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben sind, ebenfalls eingesetzt werden.
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Das
heißt,
im vierten Ausführungsbeispiel ist,
wie in 12 bis 14 dargestellt,
das als Dekompressionseinrichtung dienende feste Drosselloch am
Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 ausgebildet,
und die stromabwärtige
Seite des festen Drossellochs 17b steht durch das Verbindungsrohr 160 mit
dem rechten Raum 28 des oberen Behälters 18b des zweiten
Verdampfapparats 18 in Verbindung. Im vierten Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile ähnlich
jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels gemacht sein.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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15 bis 25 zeigen
das fünfte
Ausführungsbeispiel,
das man durch verschiedene Modifikationen an der kombinierten Konstruktion
mit der Ejektorpumpe 14 und dem Kapillarrohr 17a sowie
der Trennkonstruktion im Behälter
der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiele erhält.
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15 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der integrierten Einheit 20 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, 16 ist
eine schematische Perspektivansicht des Aufbaus eines Kältemittelkanals
der integrierten Einheit 20, 17 ist
eine Schnittansicht eines Teils eines oberen Verdampfapparatbehälters auf
einer Seite des ersten Anschlussblocks 23, 18 ist
eine Schnittansicht eines Teils gegenüber dem ersten Anschlussblock 23 im
oberen Verdampfapparatbehälter,
und 19 ist eine Schnittansicht des oberen Verdampfapparatbehälters entlang
der Linie XIX-XIX in 18.
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Im
fünften
Ausführungsbeispiel
sind, wie in 15 und 19 dargestellt,
die zwei oberen Behälter 15b und 18b in
ein rohrseitiges (unteres) Halbelement 40 und ein nicht-rohrseitiges (oberes)
Halbelement 41 getrennt, die in der Längsrichtung des Behälters (in
der Anordnungsrichtung der Rohre) verlaufen, und diese zwei Halbelemente 40 und 41 sind integral
kombiniert, sodass zwei in der Behälterlängsrichtung (Rohranordnungsrichtung)
verlaufende zylindrische Formen parallel zueinander hinten und vorne
in der Luftströmungsrichtung
A angeordnet sind. Die Stirnseiten der zwei zylindrischen Formen
in der Behälterlängsrichtung
(z.B. die rechten Enden von 18) sind
mit einem Deckel 43 verschlossen. Dies bildet zwei obere
Behälter 15b und 18b.
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Wie
in 19 dargestellt, hat das rohrseitige Halbelement 40 einen
etwa W-förmigen
Schnitt, den man durch integrales Formen jeweiliger rohrseitiger Halbteile
der zwei oberen Behälter 15b und 18b erhält. Das
nicht-rohrseitige Halbelement 41 hat etwa einen M-förmigen Schnitt,
den man durch integrales Formen der jeweiligen nicht-rohrseitigen Halbteile der
zwei oberen Behälter 15b und 18b erhält.
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Im
fünften
Ausführungsbeispiel
ist das Kapillarrohr 17a an einem talartigen Teil im Mittelbereich des
im Wesentlichen M-förmigen
Schnitts des oberen Halbelements von den zwei oberen Behältern 15b und 18b platziert,
und das Kapillarrohr 17a ist integral mit der Außenfläche der
oberen Behälter 15b und 18b verlötet, wie
in 19 dargestellt.
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Die
Auslassseite (z.B. die rechte Seite in 15 und 16)
des Kapillarrohrs 17a ist in einem Durchgangsloch 43a des
Deckels 43, der die andere Seite des oberen Behälters 18b in
der Behälterlängsrichtung
verschließt,
eingesetzt, wie in 18 veranschaulicht, und im rechten
Raum 28 geöffnet,
um mit dem rechten Raum 28 in Verbindung zu stehen.
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Im
fünften
Ausführungsbeispiel
ist, wie in 17 dargestellt, eine Zwischenplatte 44 zwischen dem
ersten Anschlussblock 23 und einer Stirnseite jedes oberen
Behälters 15b und 18b in
der Behälterlängsrichtung
angeordnet, und der erste Anschlussblock 23 ist integral
mit den Stirnseiten der oberen Behälter 15b und 18b mit
der dazwischen aufgenommenen Zwischenplatte 44 verlötet.
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So
ist die Zwischenplatte wie die Verdampfapparatkomponenten, das Kapillarrohr 17a und
der erste Anschlussblock 23 ebenfalls aus einem Aluminiummaterial
gemacht. Die Zwischenplatte 44 bildet zusammen mit dem
Anschlussblock 23 den Kältemittelkanal,
wie später
beschrieben, und dient dem Halten und Befestigen eines Endes der
Ejektorpumpe 14 in der Behälterlängsrichtung (eines Endes des
Düsenteils 14a).
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Im
ersten Anschlussblock 23 des fünften Ausführungsbeispiels sind, wie in 20 und 21 dargestellt,
ein Kältemitteleinlass 25 und
ein Kältemittelauslass 26 der
integrierten Einheit 20 vorgesehen, und es ist ein spezieller
Lochabschnitt 45 zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 in
den Verdampfapparatbehälter
vorgesehen.
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Der
spezielle Lochabschnitt 45 zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 hat
eine runde Form und ist zur Seite des linken Behälterraums 27 im oberen
Behälter 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 geöffnet. Der linke Behälterraum 27 bildet
einen Behälterraum
auf der Kältemittelsammelseite
im zweiten Verdampfapparat 18.
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In
der Zwischenplatte 44 ist ein zylindrisches Teil 46,
das dem Lochabschnitt 45 konzentrisch gegenüberliegt,
ausgebildet. Wie in 17 und 20 dargestellt,
ragt dieses zylindrische Teil 46 von einer plattenförmigen Basis
der Zwischenplatte 44 in einer zylindrischen Weise in den
linken Behälterraum 27 des
oberen Behälters 18b und
hat seine vorstehende Spitze integral mit einem Flanschteil 46a ausgebildet, das
zum Innendurchmesser in einer Ringform gebogen ist.
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Der
Innendurchmesser des Flanschteils 46a kann etwas größer als
der maximale Außendurchmesser
des Diffusors 14d der Spitze der Ejektorpumpe 14 eingestellt
sein, und die Spitze der Ejektorpumpe 14 kann in den linken
Behälterraum 27 des
oberen Behälters 18b durch
den Lochabschnitt 45 des ersten Anschlussblocks 23 und
das zylindrische Teil 46 der Zwischenplatte 44 eingesetzt
werden.
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Wie
in 17 dargestellt, ist an der Außenumfangsfläche der
Einlassseite (der Seite des Düsenteils 14a)
in der Längsrichtung
der Ejektorpumpe 14 eine Nut 14e zum Anbringen
eines O-Rings 29b ausgebildet, die in Ringform in radialer
Richtung nach außen
ragt. Die Nut 14e steht mit dem Flanschteil 46a der
Spitze des zylindrischen Teils 46 der Zwischenplatte 44 in
Eingriff. Das heißt,
der Eingriff der O-Ring-Nut 14e mit dem Flanschteil 46a der
Zwischenplatte 44 kann die Position des Einsetzens der Ejektorpumpe 14 definieren.
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Der
O-Ring 29b ist elastisch gegen die Innenumfangsfläche des
zylindrischen Teils 46 gedrückt, wodurch die einlassseitige
Außenumfangsfläche der
Ejektorpumpe 14 abgedichtet wird, womit eine direkte Verbindung
des oben beschriebenen Hauptkanals 25a mit dem linken Behälterraum 27 verhindert
wird.
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Eine
Nut 46b (s. 20) ist an einer vorbestimmten
Position des Flanschteils 46a in einer Umfangsrichtung
ausgebildet. Ein an der Außenumfangsfläche der
Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung verlaufender Vorsprung
(nicht dargestellt) ist in die Nut 46b eingepasst, wodurch
die Drehung der Ejektorpumpe 14 verhindert wird, was eine
Definition einer Montageposition der Ejektorpumpe 14 in
der Umfangsrichtung ermöglicht.
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Bezug
nehmend auf 20 und 21 ist eine
vertiefte Nut 47, die in eine V-Form gebogen ist, auf der
Seite der Zwischenplatte 44 im ersten Anschlussblock 23 ausgebildet.
Der Kältemitteleinlass 25 steht
mit dem einen Ende der vertieften Nut 47 in Verbindung.
In der Mitte näher
zum anderen Ende der vertieften Nut 47 steht der Lochabschnitt 45 mit dem
zylindrischen Teil 46 der Zwischenplatte 44 in Verbindung.
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Wie
in 20 dargestellt, hat die Zwischenplatte 44 eine
vertiefte Nut 48 gegenüber
der vertieften Nut 47 des ersten Anschlussblocks 23.
Eine Kombination beider vertiefter Nuten 47 und 48 vergrößert die
Querschnittsfläche
des Kältemittelkanals. Die
vertiefte Form der vertieften Nut 48 ist zum Beispiel in 15 und 20 dargestellt.
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Von
dem durch die vertiefte Nut 47 des ersten Anschlussblocks 23 gebildeten
Kältemittelkanal bildet
ein zum zylindrischen Teil 46 der Zwischenplatte 44 gerichteter
Kanalteil den Hauptkanal 25a. So bildet eine Öffnung der
Innenseite des zylindrischen Teils 46 eine hauptkanalseitige Öffnung 49 (siehe 17),
die mit dem Hauptkanal 25a in Verbindung steht.
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Von
dem durch die vertiefte Nut 47 gebildeten Kältemittelkanal
bildet ein Kanalteil auf der Seite des anderen Endes 47a entfernt
von der gegenüberliegenden
Position des zylindrischen Teils 46 den Nebenkanal 16.
Andererseits ist eine runde nebenkanalseitige Öffnung 50 der Zwischenplatte 44 an
einem Teil gegenüber
dem Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 geöffnet, um
mit dem Nebenkanal 16 in Verbindung zu stehen.
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Die Öffnung 50 ist
mit Löten
luftdicht mit dem einlassseitigen Ende (dem linken Ende von 15) des
Kapillarrohrs 17a verbunden. Das auslassseitige Ende des
Kapillarrohrs 17a (das rechte Ende von 15)
ist in eine U-Form gebogen, um in das Durchgangsloch 43a des
Deckels 43 eingesetzt zu werden, der die andere Seite des
oberen Behälters 18b in
der Behälterlängsrichtung
verschließt,
wie in 18 dargestellt, und ist im rechten
Raum 28 des oberen Behälters 18b geöffnet. Eine
Dichtungsverbindung ist zwischen der Außenumfangsfläche des Kapillarrohrs 17a und
dem Durchgangsloch 43 des Deckels 43 durch Löten gebildet.
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In
der Zwischenplatte 44 ist eine kältemittelauslassseitige Öffnung 51 an
einem Teil gegenüber dem
Kältemittelauslass 26 des
ersten Anschlussblocks 23 und zur Seite des linken Raums 31 des oberen
Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15 geöffnet. Der linke Raum 31 steht
mit dem Kältemittelauslass 26 über die Öffnung 51 der
Zwischenplatte 44 in Verbindung.
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Mehrere
erste Nasen 52, die von der Zwischenplatte 44 zu
den Verdampfapparaten 15, 18 ragen, sind mit den
oberen Behältern 15b und 18b verstemmt
und an ihnen befestigt, sodass die Zwischenplatte 44 vor
dem Verlöten
vorläufig
an der Verdampfapparatseite befestigt werden kann. Mehrere zweite Nasen 53,
die von der Zwischenplatte 44 zum ersten Anschlussblock 23 ragen,
werden mit dem ersten Anschlussblock 23 verstemmt und fixiert,
sodass der erste Anschlussblock 23 vor dem Verlöten vorläufig über die
Zwischenplatte 44 an der Seite des Verdampfapparats befestigt
werden kann.
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Eine
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 ist ein Element entsprechend
dem zweiten Anschlussblock 24 des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 ist in einer im
Wesentlichen Mitte der Behälterlängsrichtung
des Innenraums des oberen Behälters 18b des
zweiten Verdampfapparats 18 angeordnet und an der Innenwandfläche des
oberen Behälters 18b angelötet.
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Die
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 hat ein integral ausgebildetes
zylindrisches Teil 54a, wie in 17, 18 und 22 dargestellt.
Die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 dient dem Anpassen
und Befestigen des Diffusors 14d der Ejektorpumpe 14 am
Innenumfang des zylindrischen Teils 54a, wobei der Innenraum
des oberen Behälters 18b in
den linken Raum 27 und den rechten Raum 28 getrennt
wird. Das eingepasste Teil zwischen dem zylindrischen Teil 54a und
dem Diffusor 14d wird mit einem O-Ring 29a abgedichtet
(siehe 17).
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Eine
von der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 nach oben ragende
Nase 54b (Klauenteil, siehe 22) dringt
durch ein schlitzartiges Loch 55 (siehe 18)
an der Oberseite des oberen Behälters 18b und
ist mit dem oberen Behälter 18b verstemmt
und an ihm befestigt. Dies kann die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 vor
dem Löten
vorläufig
am oberen Behälter 18b fixieren.
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Eine
Trennplatte 56 ist im wesentlichen Mittelteil des rechten
Raums 28 des oberen Behälters 18b in
der vertikalen Richtung angeordnet. Diese Trennplatte 56 ist
ein im Wesentlichen plattenartiges Element, das vollständig in
der Behälterlängsrichtung des
oberen Behälters 18b verläuft, wie
in 24 dargestellt, und ist mit der Innenwandfläche des
oberen Behälters 18b verlötet.
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Der
rechte Raum 28 des oberen Behälters 18b ist durch
die Trennplatte 56 vertikal in zwei Räume getrennt, nämlich einen
oberen Raum 28a und einen unteren Raum 28b.
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Ein
gebogenes Teil 56a, das im rechten Winkel nach oben gebogen
ist, ist an einem der Längsenden
der Trennplatte 56 (z.B. am rechten Ende von 18 und 24)
ausgebildet, welches Ende auf der Auslassseite des Kapillarrohrs 17a positioniert ist.
Eine Nase 56b (Klauenteil) ist ausgebildet, die von der
Spitze des gebogenen Teils 56a nach oben ragt. Die Nase 56b durchdringt
das schlitzartige Loch 57 (siehe 18) an
der Oberseite des oberen Behälters 18b und
ist mit dem oberen Behälter 18b verstemmt
und an ihm befestigt.
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So
kann die Trennplatte 56 vor dem Anlöten vorläufig an dem oberen Behälter 18b fixiert
werden. Auch lässt
das Vorsehen eines in 18 gezeigten vorbestimmten Abstandes
zwischen dem gebogenen Teil 56a der Trennplatte 56 und
dem Auslassende des Kapillarrohrs 17a das Auslassende des
Kapillarrohrs 17a mit dem unteren Raum (Kältemittelverteilungsraum) 28b des
rechten Raums 28 in Verbindung stehen.
-
Rippen 56c,
die jeweils ins Innere des gebogenen Teils 56a der Trennplatte 56 ragen,
in einer Dreiecksform (siehe 24) sind
ausgehämmert. Dies
gewährleistet
die Steifigkeit des gebogenen Teils 56a der Trennplatte 56,
wodurch eine Änderung des
gebogenen Winkels verhindert wird.
-
Ein
gebogenes Teil 56d, das im rechten Winkel nach unten gebogen
ist, ist am anderen Längsende
der Trennplatte 56 (am linken Ende von 18 und 24)
ausgebildet, welches Ende auf der Seite der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 positioniert ist.
Das gebogene Teil 56d ist mit der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 und
dem rohrseitigen Halbelement 40 des oberen Behälters 18b in
Kontakt und mit beiden Elementen 54 und 40 verlötet.
-
Die
Spitze der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung (ein Auslass des
Diffusors 14d) durchdringt das zylindrische Teil 54a der
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54, um in den oberen Raum 28a des
rechten Raums 28 im oberen Behälter 18b zu ragen,
sodass der Auslass des Diffusors 14d direkt mit dem Innern
des oberen Raums 28a in Verbindung steht.
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In
der Trennplatte 56 ist ein bogenförmiges vertieftes Teil 56e angrenzend
an das gebogene Teil 56d so ausgebildet, dass es nach unten
vertieft ist. Der untere Teil auf der Auslassseite des Diffusors 14d der
Ejektorpumpe 14 ist auf das bogenförmige vertiefte Teil 56e gepasst.
Im Anschluss an das bogenförmige
vertiefte Teil 56e ist ein Führungsteil 56f an
der Trennplatte 56 ausgebildet. Dieses Führungsteil 56f ist
in einer schrägen
Bogenform ausgebildet und zum ruhigen Führen des Stroms eines aus dem Auslass
des Diffusors 14d strömenden
Kältemittels ausgebildet.
-
Der
obere Raum 28a des rechten Raums 28 im oberen
Behälter 18b steht
mit dem rechten Raum (Kältemittelverteilungsraum) 32 des
oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfapparats 15 über das Verbindungsloch 58 in
Verbindung (siehe 18 und 19). Mehrere
Verbindungslöcher 58 (vier
Löcher in
einem gezeigten Beispiel) sind entlang der Längsrichtung des Behälters ausgebildet,
wie in 18 dargestellt.
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Dieses
Verbindungsloch 58 ist an einem Verbindungsteil zwischen
den zwei oberen Behältern 15b und 18b ausgebildet,
wie in 19 dargestellt. Insbesondere
ist eine flache Plattenfläche 60,
die in der Mitte des im Wesentlichen W-förmigen Schnitts des rohrseitigen
Halbelements 40 der zwei oberen Behälter 15b und 18b ausgebildet
ist, mit Löten
an einer flachen Plattenfläche 61 verbunden,
die in der Mitte des im Wesentlichen M-förmigen Schnitts des nicht-rohrseitigen
Halbelements 41 der zwei oberen Behälter 15b und 18b ausgebildet
ist. In diesem Zusammenhang sind mehrere nach oben vertiefte Vertiefungen
an der flachen Plattenfläche 61 des nicht-rohrseitigen
Halbelements 41 ausgebildet, und der durch diese Vertiefungen
und die flache Plattenfläche 60 des
rohrseitigen Halbelements 40 eingeschlossene Raum bildet
das Verbindungsloch 58.
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17 zeigt
einen Zustand, in dem die Ejektorpumpe 14 durch den Lochabschnitt 45 zum
Einsetzen der Ejektorpumpe des ersten Anschlussblocks 23 und
das Loch (die hauptkanalseitige Öffnung 49) des
zylindrischen Teils 46 der Zwischenplatte 44 in den
oberen Behälter 18b eingesetzt
ist. Nach dem Einsetzen der Ejektorpumpe 14 wird ein Abstandhalter 62 in
den Lochabschnitt 45 zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 des
ersten Anschlussblocks 23 eingesetzt, und danach passt
ein Außengewinde 63a an der
Außenumfangsfläche eines
zylindrischen Stopfens 63 zu einem Innengewinde an der
Innenumfangsfläche
des Lochabschnitts 45 zum Einsetzen der Ejektorpumpe.
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Der
Abstandhalter 62 hat ein Vorsprungstück 62b, das integral
ausgebildet ist und von einem ringförmigen Hauptkörper 62a vertikal
vorsteht, wie in 23 dargestellt. Das heißt, das
Vorsprungstück 62b ragt
in der Längsrichtung
der Ejektorpumpe 14 vor, wie in 17 dargestellt.
Das Vorsprungstück 62b stößt gegen
das einlassseitige Ende (das linke Ende von 17) der
Längsrichtung
der Ejektorpumpe 14, wodurch die Ejektorpumpe 14 in
der Längsrichtung
befestigt wird.
-
Das
Vorsprungstück 62b hat
eine solche Form, die nur von einem Teil des Hauptkörpers 62a in
der Umfangsrichtung vorsteht. Daher ist das Vorsprungstück 62b an
einem Teil des Innern des Lochabschnitts 45 für das Ejektorpumpeneinsetzen
positioniert, welcher Teil dem Kältemitteleinlass 25 gegenüberliegt,
wie in 17 dargestellt. Das Vorsprungstück 62 stört nicht
den Kältemittelstrom
zwischen dem Hauptkanal 25a des ersten Anschlussblocks 23 und
der hauptkanalseitigen Öffnung 49 im
zylindrischen Teil 46 der Zwischenplatte 44.
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Da
der Hauptkörper 62a des
Abstandhalters 62 in einer Ringform ausgebildet ist, wird
die Umfangskante eines ringförmigen
Mittellochs 62c gefasst und der Abstandhalter 62 wird
in den Lochabschnitt 45 eingesetzt, sodass der Abstandhalter 62 einfach
und genau montiert werden kann.
-
Der
Stopfen 63 enthält
ein vertieftes Eingriffsteil 63b mit einer hexagonalen
Form oder dergleichen zum Eingriff eines Werkzeugs an seiner äußeren Stirnfläche (siehe 15 und 17),
und ein O-Ring 29c ist an der Außenumfangsfläche der
Spitze entfernt vom Außengewinde 63a angeordnet.
Der O-Ring 29c ist elastisch gegen die Innenumfangsfläche des
Lochabschnitts 45 für
den Ejektorpumpeneinsatz des ersten Anschlussblocks 23 gedrückt, wodurch
zwischen dem Stopfen 63 und dem Lochabschnitt 45 für den Ejektorpumpeneinsatz
abgedichtet wird.
-
Andererseits
ist in der wesentlichen Mitte des unteren Raums 28b des
rechten Raums 28 im oberen Behälter 18b in der vertikalen
Richtung eine Kältemittelrückhalteplatte 64 angeordnet.
Die Kältemittelrückhalteplatte 64 ist
ein Kältemittelspeicherelement,
das mit der Innenwandfläche
des oberen Behälters 18b zu
verlöten
ist. Wie in 25 dargestellt, ist die Kältemittelrückhalteplatte 64 ein
plattenartiges Element mit einem bergartigen Abschnitt, die sich
in der Längsrichtung
des oberen Behälters 18b erstreckt.
Im Scheitelteil des bergartigen Schnitts der Kältemittelrückhalteplatte 64 sind
mehrere Löcher 64a zum
Beispiel in einer rechtwinkligen Form in der Längsrichtung des oberen Behälters 18b ausgestanzt.
-
Der
untere Raum 28b dient als verteilerseitiger Behälterraum
zum Verteilen des Kältemittels
zu den oberen Öffnungen
der mehreren Rohre 21, wie in 18 dargestellt.
Die Kältemittelrückhalteplatte 64 speichert
das flüssige
Kältemittel
des Flüssigkeit/Dampf-Zweiphasenkältemittels
aus dem Kapillarrohr 17a in einem talartigen Abschnitt 65,
der auf zwei Seiten des bergartigen Schnitts der Platte ausgebildet
ist (19) und lässt
das flüssige
Kältemittel aus
mehreren rechtwinkligen Löchern 54a fallen,
wodurch das Kältemittel
gleichmäßig auf
die Öffnungen an
den oberen Enden der mehreren Rohre 21 verteilt wird.
-
Wie
in 21 dargestellt, sind zwei Schraublöcher 66 im
Zwischenteil zwischen dem Kältemitteleinlass 25 und
dem Kältemittelauslass 26 auf
der Seite gegenüber
den Behältern 15b und 18b der
Verdampfapparate 15 und 18 (auf der Außenfläche) im ersten
Anschlussblock 23 ausgebildet. Die Benutzung der Schraublöcher 66 kann
die Kühlkreiskomponenten,
zum Beispiel das thermische Expansionsventil 13 und den
ersten Anschlussblock 23, durch Schrauben sichern.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist jedes Element des Kapillarrohrs 17a, des ersten Anschlussblocks 23,
der Zwischenplatte 44, der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54,
der Trennplatte 56 und der Kältemittelrückhalteplatte 64 integral
mit den Verdampfapparaten 15 und 18 verlötet und
ist daher aus einem Aluminiummaterial gemacht wie im Fall der Verdampfapparatkomponenten
(z.B. das Rohr 21, die Rippe 22, die Behälter 15b, 15c, 18b und 18c und dergleichen).
-
Dagegen
sind der Abstandhalter 62 und der Stopfen 63 Komponenten
zum Zusammenbau der Ejektorpumpe 14, die nach einem integralen
Verlöten eines
kombinierten Elements mit den Verdampfapparaten 15 und 18 montiert
wird. Somit ist es nicht notwendig, das Material für den Abstandhalter 62 und den
Stopfen 63 für
das Löten
auszuwählen,
und das Material des Abstandhalters 62 und des Stopfens 63 ist
nicht auf das Aluminiummaterial beschränkt. Der Abstandhalter 62 und
der Stopfen 63 können
aus verschiedenen metallischen Materialien einschließlich Aluminiummaterial
oder aus Kunstharzmaterial gemacht sein. Weiter kann die Ejektorpumpe 14 aus dem
gleichen Material wie im ersten Ausführungsbeispiel gemacht sein.
-
Es
wird nun ein Verfahren zum Herstellen der integrierten Einheit 20 des
Ausführungsbeispiels
im Detail beschrieben. Zuerst werden in einem Montageschritt die
Verdampfapparate 15 und 18 vorläufig zu
einer vorbestimmten Konstruktion des Wärmetauschers zusammengebaut.
In diesem Montageschritt werden nicht nur die inhärenten Verdampfapparatkomponenten,
einschließlich
der Behälter 15b, 15c, 18b, 18c,
der Rohre 21, der Rippen 22 und dergleichen, sondern
auch andere Komponenten, einschließlich des ersten Anschlussblocks 23,
der Zwischenplatte 44, der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54,
der Trennplatte 56 und der Kältemittelrückhalteplatte 64 an
den jeweiligen Positionen zusammengebaut. Und der zusammengebaute
Körper
wird mittels einer geeigneten Lehre, wie beispielsweise eines Drahts
gehalten.
-
Dann
wird in einem Lötschritt
die durch die Lehre gehaltene Verdampfapparatbaugruppe integral
verlötet.
In diesem Lötschritt
wird die Verdampfapparatbaugruppe in einen Ofen zum Löten transportiert,
wo die Baugruppe für
eine vorbestimmte Zeit im Ofen auf eine Löttemperatur (auf eine Temperatur, die
etwas höher
als der Schmelzpunkt eines Aluminiumlötfüllmetalls ist) geheizt, sodass
das Aluminiumlötfüllmetall
geschmolzen wird. Danach wird die Verdampfapparatbaugruppe aus dem
Ofen genommen und dann gekühlt.
-
Dies
kann die Verbindungsteile der Verdampfapparate 15 und 18 integral
mit dem Aluminiumlötfüllmetall
verbinden, wodurch jede Komponente der Verdampfapparate 15 und 18 zu
der integrierten Konstruktion zusammengebaut wird.
-
Dann
wird ein Montageschritt der Ejektorpumpe 14 durchgeführt. In
der im oben beschriebenen Lötschritt
verlöteten
Verdampfapparatbaugruppe sind der Abstandhalter 62 und
der Stopfen 63, dargestellt in 17, noch
nicht montiert.
-
In
diesem gelöteten
Zustand sind der Lochabschnitt 45 für den Ejektorpumpeneinsatz
des ersten Anschlussblocks 23, das zylindrische Teil 46 der Zwischenplatte 44 und
das zylindrische Teil 54a der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 koaxial
in der Längsrichtung
der Ejektorpumpe (in der Längsrichtung
des Behälters 18b)
angeordnet, und der Lochabschnitt 45 für den Ejektorpumpeneinsatz
ist nach außen
geöffnet.
So kann die Ejektorpumpe 14 von dem Lochabschnitt 45 durch
das Innere des zylindrischen Teils 46 der Zwischenplatte 44 in
den Behälter 18b eingesetzt
werden.
-
Das
Auslassteil des Diffusors 14d, das an der Spitze der Ejektorpumpe 14 positioniert
ist, wird in die Innenumfangsseite des zylindrischen Teils 54a der
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 eingepasst. Wenn ein
Maß des
Einsetzens der Ejektorpumpe 14 einen vorbestimmten Wert
erreicht, stößt ein ringförmiger Vorsprung
um die an der Außenumfangsfläche des
Düsenteils 14a ausgebildete
O-Ring-Nut 14e, die am Fuß der Ejektorpumpe 14 positioniert
ist, gegen das an der Spitze des zylindrischen Teils 46 der
Zwischenplatte 44 ausgebildete Flanschteil 46a,
welches den Einschub der Ejektorpumpe 14 stoppt. Dies kann
die Einschubposition der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung
auf eine vorbestimmte Position definieren und einstellen.
-
Ein
Passteil zwischen dem Außenumfang der
Spitze der Ejektorpumpe 14 und dem zylindrischen Teil 54a der
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 sowie ein Passteil zwischen
dem Außenumfang der
Fußseite
der Ejektorpumpe 14 und dem zylindrischen Teil 46 der
Zwischenplatte 44 werden mit den O-Ringen 29a bzw. 29b abgedichtet.
-
Bei
der oben beschriebenen Einsetzarbeit der Ejektorpumpe 14 wird
ein an der Außenumfangsfläche des
am Fuß der
Ejektorpumpe 14 positionierten Düsenteils 14a ausgebildeter
Vorsprung (nicht dargestellt) in die am Flansch 46a der
Zwischenplatte 44 ausgebildete Nut 46b (siehe 20)
eingepasst, sodass die Montageposition der Ejektorpumpe 14 in der
Umfangsrichtung (Drehrichtung) auf die vorbestimmte Position gesetzt
werden kann. Insbesondere ist diese vorbestimmte Position eine solche
Position, dass die Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 von der Ejektorpumpe 14 nach unten
gerichtet ist, wie in 16 und 17 dargestellt.
Dies kann die Umfangsposition (Drehposition) der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 konstant auf eine geeignete Position fixieren,
die zur oberen Endöffnung
des Rohrs 21 im Behälterraum 27 gerichtet
ist.
-
Wie
oben beschrieben, wird nach dem Einsetzen der Ejektorpumpe 14 der
Abstandhalter 62 in den Lochabschnitt 45 für den Ejektorpumpeneinsatz des
ersten Anschlussblocks 23 eingesetzt, und das Außengewinde 63a des
Stopfens 63 wird mit dem Innengewinde des Lochabschnitts 45 verschraubt.
So wird der Abstandhalter 62 gegen die Spitze des Stopfens 63 gedrückt, wodurch
die Spitze des Vorsprungstücks 62b des
Abstandhalters 62 gegen die Stirnseite des Düsenteils 14a der
Ejektorpumpe 14 gedrückt
wird.
-
Dies
kann die Längsrichtungsposition
der Ejektorpumpe 14 fixieren. Das heißt, die Längsrichtungsposition der Ejektorpumpe 14 kann
durch das Anschlagteil zwischen dem ringförmigen Vorsprung der O-Ring-Nut 14e und
dem Flanschteil 46a sowie durch das Anschlagteil zwischen
dem Vorsprungstück 62b des
Abstandhalters 62 und der Stirnseite des Düsenteils 14a der
Ejektorpumpe 14 sicher fixiert werden.
-
Beide
Enden der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung sind durch das
Passteil zwischen dem zylindrischen Teil 54a der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 und
dem zylindrischen Teil 46 der Zwischenplatte 44 gehalten.
Damit können
beide Enden der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung
bezüglich
der Radialrichtung sicher befestigt werden.
-
Der
Kältemittelströmungspfad
der gesamten integrierten Einheit 20, die wie oben beschrieben konstruiert
und hergestellt ist, wird nun in mehr Einzelheiten Bezug nehmend
auf 16 bis 18 erläutert. Der
Kältemitteleinlass 25 des
ersten Anschlussblocks 23 ist in den Hauptkanal 25a und
den Nebenkanal 16 verzweigt. Das Kältemittel im Hauptkanal 25a gelangt
durch die hauptkanalseitige Öffnung 49 innerhalb des
zylindrischen Teils 46 der Zwischenplatte 44 und
wird dann durch die Ejektorpumpe 14 dekomprimiert (Düsenteil 14a ⇒ Mischer 14c ⇒ Diffusor 14d).
Das dekomprimierte Niederdruckkältemittel
strömt
in den oberen Raum 28a des rechten Raums 28 in
dem stromab positionierten oberen Behälter 18b des zweiten
Verdampfapparats 18.
-
Danach
strömt
das Kältemittel
in den rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des stromauf
positionierten ersten Verdampfapparats 15 durch die mehreren
Verbindungslöcher 58,
wie durch den Pfeil „a" angegeben.
-
Das
Kältemittel
im rechten Raum 32 wird auf die Rohre 21 im rechten
Teil eines stromaufwärtigen Wärmetauschkerns 15a verteilt
und bewegt sich durch die mehreren Rohre 21 nach unten,
wie durch einen Pfeil „b" angegeben, um in
den rechten Teil im unteren Behälter 15c zu
strömen.
Im unteren Behälter 15c ist
keine Trennplatte vorgesehen, und daher bewegt sich das Kältemittel
vom rechten Teil des unteren Behälters 15c in
seinen linken Teil, wie durch einen Pfeil „c" angegeben.
-
Das
Kältemittel
des linken Teils des unteren Behälters 15c bewegt
sich durch die Rohre 21 des linken Teils des stromaufwärtigen Wärmetauschkerns 15a nach
oben, wie durch einen Pfeil „d" angegeben, um in
den linken Raum 31 des oberen Behälters 15b zu strömen. Ferner
strömt
das Kältemittel vom
linken Raum 31 in den Kältemittelauslass 26 des ersten
Anschlussblocks 23, wie durch einen Pfeil „e" angegeben.
-
Dagegen
wird das Kältemittel
im Nebenkanal 16 des ersten Anschlussblocks 23 zuerst
durch das Kapillarrohr 17a dekomprimiert. Das dekomprimierte Niederdruckkältemittel
(Flüssigkeit/Dampf-Zweiphasenkältemittel)
strömt
in den unteren Raum 28b des rechten Raums 28 des
oberen Behälters 18b des zweiten
Verdampfapparats 18, wie durch einen Pfeil „f" angegeben.
-
Das
flüssige
Kältemittel
von den in den unteren Raum 28b strömenden Kältemitteln wird vorübergehend
in den auf der linken und der rechten Seite der bergartigen Kältemittelrückhalteplatte 56 positionierten
talartigen Abschnitten 65 (siehe 19) gespeichert,
und etwas flüssiges
Kältemittel
strömt über ein
rechtwinkliges Loch 54a nahe dem Scheitel der bergartigen
Kältemittelrückhalteplatte 64,
um nach unten zu fallen.
-
Das
Flüssigkeit/Dampf-Zweiphasenkältemittel
mit dem aus dem rechtwinkligen Loch 54a fallenden flüssigen Kältemittel
bewegt sich durch die Rohre 21 des rechten Teils des stromabwärtigen Wärmetauschkerns 18a nach
unten, wie durch einen Pfeil „g" angegeben, um in
den rechten Teil im unteren Behälter 18c zu
strömen.
Im unteren Behälter 18c ist keine
Trennplatte vorgesehen, und das Kältemittel bewegt sich von der
rechten Seite des unteren Behälters 18c zur
linken Seite, wie durch einen Pfeil „h" angegeben.
-
Das
Kältemittel
des linken Teils des unteren Behälters 18c bewegt
sich durch die Rohre 21 des linken Teils des stromabwärtigen Wärmetauschkerns 18a nach
oben, wie durch einen Pfeil „i" angegeben, um in
den linken Raum 27 des oberen Behälters 18b zu strömen. Da
die Kältemittelansaugöffnung 14b der Ejektorpumpe 14 mit
dem linken Raum 27 in Verbindung steht, wird das Kältemittel
im linken Raum 27 von der Kältemittelansaugöffnung 14b in
die Ejektorpumpe 14 gesaugt.
-
Die
integrierte Einheit 20 hat die Kältemittelströmungspfadkonstruktion
wie oben beschrieben. Nur ein Kältemitteleinlass 25 muss
im ersten Anschlussblock 23 der gesamten integrierten Einheit 20 vorgesehen
sein, und auch nur ein Kältemittelauslass 26 muss
im ersten Anschlussblock 23 vorgesehen sein.
-
Es
werden nun die Funktionsweise und die Wirkung des Ausführungsbeispiels
beschrieben.
- (1) Da die Ejektorpumpe 14 ausgebildet
ist, um in den Verdampfapparatbehälter 18b eingesetzt
zu werden, kann der Innenraum des Verdampfapparatbehälters effektiv
als ein Installationsraum der Ejektorpumpe 14 verwendet
werden, wodurch eine Reduzierung des Einbauraums der integrierten
Einheit 20 mit der Ejektorpumpe 14 und den Verdampfapparaten 15 und 18 ermöglicht wird.
Außerdem wird
die Ejektorpumpe 14 nach einem integralen Verlöten des
ersten und des zweiten Verdampfapparats 15 und 18 in
den Verdampfapparatbehälter 18b eingesetzt.
Dies kann Nachteile vermeiden, einschließlich einer Verschlechterung der
Maßgenauigkeit
der Ejektorpumpe durch eine thermische Verformung des Ejektorpumpendüsenteils 14a bei
der hohen Temperatur beim Löten.
- (2) Da der Lochabschnitt 45 zum Einsatz der Ejektorpumpe 14 mit
dem schraubenartigen Stopfen 63 verschlossen wird, kann
ein Anbringen und Lösen
des Stopfens 63 das Anbringen und Lösen sowie das Austauschen der
Ejektorpumpe 14 vereinfachen.
- (3) Da die Ejektorpumpe 14 in den am Auslass des Kältemittelstroms
positionierten Raum 27 zum Sammeln der Kältemittelströme im Behälter des
zweiten Verdampfapparats 18 auf der stromabwärtigen Seite
eingesetzt wird, steht die Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 direkt mit dem Raum 27 in Verbindung
(ist zu diesem geöffnet),
wodurch das am zweiten Verdampfapparat 18 auf der stromabwärtigen Seite verdampfte
Kältemittel
direkt in die Kältemittelansaugöffnung 14b gesaugt
werden kann.
Daher werden keine Rohre oder dergleichen für einen
Kältemittelansaugkanal
in die Kältemittelansaugöffnung 14b benötigt. Dies
kann die Kältemittelkanalkonstruktion
vereinfachen, wobei die Kühlleistung
des stromabwärtigen
Verdampfapparats 18 durch Vermindern des Druckverlusts des
angesaugten Kältemittelstroms
verbessert wird.
Eine Kältemittelverdampfungstemperatur
des zweiten Verdampfapparats 18 zum Verdampfen des angesaugten
Kältemittels
der Ejektorpumpe 14 ist niedriger als jene des ersten Verdampfapparats 15 zum
Verdampfen des angesaugten Kältemittels
aus der Ejektorpumpe 14. Ferner kann der zweite Verdampfapparat 18 stromab
des ersten Verdampfapparats 15 angeordnet sein. Der erste
und der zweite Verdampfapparat 15 und 18 können beide
eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Luft gewährleisten,
wodurch die Luft effektiv gekühlt
wird.
- (4) Da der Kältemitteleinlass 25 und
der Kältemittelauslass 26 sowie
der Lochabschnitt 45 zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 in
dem einen Anschlussblock 23 (dem ersten Anschlussblock 23) ausgebildet
sind, kann der Lochabschnitt 45 bei niedrigen Kosten vorgesehen
werden.
- (5) Da die vertiefte Nut 47 sowie die Kältemittelkanäle 25a und 16 in
einen Anschlussblock geformt werden, kann der eine Anschlussblock 23 auch als
ein Kältemittelkanalbildungselement
dienen, was in einer Verkleinerung und in niedrigen Kosten resultiert.
- (6) Insbesondere werden die Kältemittelkanäle 25a und 16 durch
Kombinieren des ersten Anschlussblocks 23 und der Zwischenplatte 44 gebildet.
Daher kann, selbst wenn die Kältemittelkanäle 25a und 16 eine
komplizierte Konstruktion haben, wie beispielsweise eine V-artig
gekrümmte Form,
wie in 20 dargestellt, die Kombination beider
Elemente 23 und 44 die Kältemittelkanäle 25a und 16 einfach
bilden.
- (7) Die vertiefte Nut 47 des ersten Anschlussblocks 23 bildet
den Hauptkältemittelkanal 25a zum
Verbinden des Kältemitteleinlasses 25 mit der
Einlassseite des Ejektorpumpendüsenteils 14a,
und den Nebenkanal 16 zum Verbinden des Kältemitteleinlasses 25 mit
der Einlassseite des Kapillarrohrs 17a. Auch platziert
die Nut 47 die Verbindungsposition des Nebenkanals 16 mit
der Einlassseite des Kapillarrohrs 17a auf der kältemittelstromabwärtigen Seite
entfernt von der Verbindungsposition des Hauptkältemittelkanals 25a mit
der Einlassseite des Ejektorpumpendüsenteils 14a.
So
kann das flüssige
Kältemittel
mit einer großen Dichte
und einer großen
Trägheitskraft
von dem Kältemittelstrom
aus dem Kältemitteleinlass 25 eher
in die Einlassseite des Kapillarrohrs 17a als die Einlassseite
des Ejektorpumpendüsenteils 14a strömen. Als
Ergebnis kann eine Steuerfunktion der Kältemittelströmungsrate
durch das Kapillarrohr 17a gut gezeigt werden. Dieser Effekt
kann auch bei Verwendung der festen Drossel 17b (siehe 7),
wie beispielsweise einer Öffnung,
als eine Drosseleinheit anstelle des Kapillarrohrs 17a gezeigt
werden.
- (8) In der Zwischenplatte 44 ist das zylindrische Teil 46 ausgebildet,
in das die Ejektorpumpe 14 eingepasst und fixiert werden
kann. Die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 ist im Behälter 18b angeordnet.
Auch ist die Ejektorpumpe 14 in das zylindrische Teil 54a der
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 eingepasst und befestigt.
So
können
zwei Teile der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung auf der Seite des
Verdampfapparatbehälters 18b befestigt
werden, wodurch die Ejektorpumpe 14 stabil befestigt wird.
Ferner kann, da bei dem Einsetzvorgang der Ejektorpumpe 14 das
zylindrische Teil 54a das Einsetzen der Ejektorpumpe führt, der
Einsetzvorgang der langgestreckten Ejektorpumpe 14 ebenfalls
einfach ausgeführt
werden. Das zylindrische Teil 46 der Zwischenplatte 44 und
die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 bilden Ejektorpumpenbefestigungsmechanismen,
die auf der koaxialen Linie des Lochabschnitts 45 für den Ejektorpumpeneinsatz
positioniert sind. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel zwei Ejektorpumpenbefestigungsmechanismen
an zwei Teilen der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung
ausgebildet sind, kann auch nur ein Ejektorpumpenbefestigungsmechanismus
an der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung vorgesehen werden.
- (9) Im zylindrischen Teil 46 der Zwischenplatte 44 ist
die Nut 46b ausgebildet, in welche der Vorsprung (nicht
dargestellt) der Ejektorpumpenseite 14 eingepasst wird,
um die Drehung der Ejektorpumpe 14 zu verhindern, wodurch
die Anordnungsposition der Ejektorpumpe in der Umfangsrichtung definiert
wird. Dies kann die Position der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 konstant an einer geeigneten vorbestimmten Position
in der Konstruktion des Kältemittelströmungspfades
fixieren.
Im fünften
Ausführungsbeispiel
bildet die Kombination der Nut 46b des zylindrischen Teils 46 der Zwischenplatte 44 mit
dem Vorsprung der Ejektorpumpenseite 14 eine Drehverhinderungseinrichtung
zum Einstellen der Montageposition der Ejektorpumpe 14 in
der Umfangsrichtung. Die oben beschriebene Drehverhinderungseinrichtung
kann jedoch auch im Passteil zwischen dem zylindrischen Teil 54a der
Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 und der Ejektorpumpe 14 und nicht
im Passteil zwischen dem zylindrischen Teil 46 der Zwischenplatte 44 und
der Ejektorpumpe 14 vorgesehen sein.
Die oben beschriebene
Drehverhinderungseinrichtung kann auch an sowohl der Zwischenplatte 44 als
auch der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 vorgesehen
werden.
- (10) Da der Lochabschnitt 45 zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 auf
der Seite mit dem daran ausgebildeten Kältemitteleinlass 25 von
den Längsseiten
des Verdampfapparatbehälters
angeordnet ist, kann das Kältemittel
aus dem Kältemitteleinlass 25 durch
einen kurzen Kanal in das Ejektorpumpendüsenteil 14a eingeleitet
werden. So kann das Kältemittel
aus dem Kältemitteleinlass 25 in
das Ejektorpumpendüsenteil 14a eingeleitet
werden, wobei der Druckverlust des Kältemittels vermindert wird.
- (11) Bezug nehmend auf 15 bilden
die Rohre 21 in einem Bereich X einen kältemittelauslassseitigen Kanal
(einen Kältemittelkanal,
wie durch den Pfeil „i" von 16 angegeben),
der auf der linken Seite der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 angeordnet
ist und der mit dem linken Raum 27 des Behälters 18b in
Verbindung steht. Im Gegensatz dazu bilden die Rohre 21 in
einem Bereich Y einen kältemitteleinlassseitigen
Kanal (einen Kältemittelkanal,
wie durch den Pfeil „g" von 16 angegeben),
der auf der rechten Seite der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 angeordnet
ist und der mit dem unteren Raum 28b des rechten Raums 28 des
Behälters 18b in
Verbindung steht. Die Anzahl der Rohre 21 auf der Kältemittelauslassseite
(die gesamte Querschnittsfläche
der Kanäle),
wie durch den Bereich X angegeben, die mit dem linken Raum 27 des
Behälters 18b in
Verbindung stehen, ist größer als
die Anzahl der Rohre 21 auf der Kältemitteleinlassseite (die
gesamte Querschnittsfläche
der Kanäle),
wie durch den Bereich Y angegeben, die mit dem unteren Raum 28b des
rechten Raums 28 des Behälters 18b in Verbindung
stehen.
-
Daher
wird die Längslänge des
linken Raums 27 größer als
jene des rechten Raums 28, sodass ein Raum zum Einsetzen
der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung vergrößert werden
kann. Dies kann die Länge
der Ejektorpumpe 14 vergrößern, wodurch die Ejektorpumpenleistung
verbessert wird.
-
Die
Trockenheit des durch die kältemittelauslassseitigen
Rohre 21 im Bereich X strömenden Kältemittels ist größer als
jene des durch die kältemitteleinlassseitigen
Rohre 21 im Bereich Y strömenden Kältemittels. Das spezifische
Volumen des Kältemittels
wird mit steigender Trockenheit des Kältemittels größer, was
schließlich
in einem größeren Druckverlust
des Kältemittelstroms
resultiert. Da jedoch in dem Ausführungsbeispiel die Anzahl der
kältemittelauslassseitigen
Rohre 21, wie durch den Bereich X angegeben, größer als
jene der kältemitteleinlasseitigen
Rohre 21, wie durch den Bereich Y angegeben, ist, wird
die gesamte Querschnittsfläche
der Kanäle der
kältemittelauslassseitigen
Rohre 21 des Bereichs X größer als jene der kältemitteleinlassseitigen
Rohre 21 des Bereichs Y, was einen Anstieg des Druckverlusts
des Kältemittelstroms
vermeiden kann.
-
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
-
In
dem oben beschriebenen fünften
Ausführungsbeispiel
ist die gesamte Konstruktion der Ejektorpumpe 14 separat
von dem Verdampfapparatbehälter 18b vorgesehen.
Im sechsten Ausführungsbeispiel
ist jedoch ein Teil der Ejektorpumpe 14 integral auf der
Seite des Verdampfapparatbehälters 18b ausgebildet.
-
26 zeigt
einen Teil der integrierten Einheit des sechsten Ausführungsbeispiels,
und nur einen von 17 verschiedenen Teil. Im sechsten Ausführungsbeispiel
ist der als Druckerhöhungsabschnitt
der Ejektorpumpe 14 dienende Diffusor 14d aus
dem Aluminiummaterial integral mit der Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 des
fünften
Ausführungsbeispiels
ausgebildet.
-
Das
Mittelloch des Diffusors 14d hat eine solche Form, dass
seine Kanalquerschnittsfläche
zur stromabwärtigen
Seite allgemein größer wird.
Dagegen ist die Außenumfangsform
des Diffusors 14d eine zylindrische Form. Am stromaufwärtigen Ende des
Diffusors 14d ist ein vergrößertes zylindrisches Teil 14f ausgebildet.
-
Andererseits
ist auf der Seite der Ejektorpumpe 14 der Mischer 14c mit
einer langgestreckten zylindrischen Form von dem Düsenteil 14a ausgebildet,
aber der Diffusor 14d ist nicht ausgebildet. Stattdessen
ist der O-Ring 29a in das stromabwärtige Ende des Mischers 14c eingepasst
und durch dieses gehalten.
-
Im
sechsten Ausführungsbeispiel
wird die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54, mit welcher der
Diffusor 14d integral ausgebildet ist, in den Behälter 18b als
eine Komponente der Verdampfapparatseite 18 vor dem Löten eingebaut
und mit der Seite des Verdampfapparats 18 integral verlötet.
-
Nach
dem Lötschritt
der Verdampfapparate 15 und 18 wird die Ejektorpumpe 14 in
den linken Raum 27 des Behälters 18b eingesetzt,
sodass das stromabwärtige
Ende des Mischers 14c der Ejektorpumpe 14 (ein
Halteelement des O-Rings 29a) in den Innenumfang des vergrößerten zylindrischen
Teils 14f am stromaufwärtigen
Ende des Diffusors 14d eingepasst wird.
-
Dies
bewirkt, dass der O-Ring 29a elastisch gegen den Innenumfang
des vergrößerten zylindrischen
Teils 14f gedrückt
wird, wodurch der Passabschnitt abgedichtet wird. Gleichzeitig kann
das stromabwärtige
Ende des Mischers 14c der Ejektorpumpe 14 über den
Diffusor 14d und die Ejektorpumpenbefestigungsplatte 54 an
dem Behälter 18b befestigt werden.
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Das
sechste Ausführungsbeispiel
kann die gleiche Konstruktion wie das in 17 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel
haben, außer
dass der Mischer 14c und der Diffusor 14d der
Ejektorpumpe 14 separat ausgebildet sind und dass beide
Elemente 14c und 14d ineinander gepasst und miteinander verbunden
werden, und daher wird auf eine weitere Beschreibung verzichtet.
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Gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel ist
der Diffusor 14d separat von dem Mischer 14c ausgebildet,
und daher muss der Diffusor 14d nicht durch das zylindrische
Teil 46 der Zwischenplatte 44 gelangen. Daher
kann der Außendurchmesser
des Diffusors 14d größer als
der Innendurchmesser des zylindrischen Teils 46 sein, wodurch
die Wirkung der Erhöhung
des Kältemitteldrucks
durch den Diffusor 14d verbessert wird.
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Das
Trennen des Diffusors 14d vom Mischer 14c kann
die Gesamtlänge
der Ejektorpumpe 14 in der Längsrichtung verkürzen, wodurch
das Einsetzen der Ejektorpumpe 14 vereinfacht wird.
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Da
der Diffusor 14d integral mit den Verdampfapparaten 15 und 18 verlötet wird,
wird der Diffusor 14d beim Löten einer Hochtemperaturumgebung
unterzogen. Der Diffusor 14d benötigt kein hochgenaues Größenmanagement,
welches im Düsenteil 14a erforderlich
ist. Selbst eine Verschlechterung der Maßgenauigkeit, die im Diffusor 14d durch die
thermische Verformung beim Löten
verursacht werden kann, bewirkt kein praktisches Problem.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
wird der Kreis des Expansionsventiltyps mit dem Flüssigkeitsauffanggefäß 12a auf
der Auslassseite des Kühlers 12 und
dem Expansionsventil 13 auf der Auslassseite des Flüssigkeitsauffanggefäßes 12a eingesetzt.
Im siebten Ausführungsbeispiel
ist jedoch, wie in 27 dargestellt, ein Speicher 70 vorgesehen,
der als eine Flüssigkeit/Dampf-Trennvorrichtung
zum Trennen des Kältemittels
in eine flüssige
und eine Dampfphase auf der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 und
zum Speichern des überschüssigen Kältemittels
in der Form von Flüssigkeit
dient. Das Dampfphasenkältemittel
wird aus dem Speicher 70 in die Ansaugseite des Kompressors 11 abgeleitet.
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In
dem Speicherkreis der 27 ist eine Flüssigkeit/Dampf-Grenzfläche zwischen
dem Dampfphasenkältemittel
und dem Flüssigphasenkältemittel
im Speicher 70 gebildet, und daher ist es nicht notwendig,
den Überhitzungsgrad
des Kältemittels
am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 durch das Expansionsventil 13 wie
im ersten Ausführungsbeispiel
zu steuern.
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Da
das Flüssigkeitsauffanggefäß 12a und das
Expansionsventil 13 im Speicherkreis weggelassen sind,
kann der Kältemitteleinlass 25 der
integrierten Einheit 20 direkt mit der Auslassseite des
Kühlers 12 verbunden
werden. Der Kältemittelauslass 26 der integrierten
Einheit 20 kann mit der Einlassseite des Speichers 70 verbunden
werden, und die Auslassseite des Speichers 70 kann direkt
mit der Ansaugseite des Kompressors 11 verbunden werden.
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Im
siebten Ausführungsbeispiel
kann irgendeine Konstruktion der oben beschriebenen integrierten
Einheit 20 für
die integrierte Einheit 20 des Kühlkreises (Speicherkreis) von 27 verwendet werden.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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Das
achte Ausführungsbeispiel
ist eine Modifikation des siebten Ausführungsbeispiels. Wie in 28 dargestellt,
ist der Speicher 70 integral in die integrierte Einheit 20 als
ein Element eingebaut. Der Auslassteil des Speichers 70 bildet
den Kältemittelauslass 26 der
gesamten integrierten Einheit 20. Im achten Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile ähnlich
dem oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiel gemacht sein.
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(Neuntes Ausführungsbeispiel)
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In
jedem der oben beschriebenen ersten bis achten Ausführungsbeispiele
ist der auf der Einlassseite der Ejektorpumpe 14 abzweigende
Nebenkanal 16 mit der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 verbunden, und die Drossel 17 und
der zweite Verdampfapparat 18 sind im Nebenkanal 16 angeordnet.
Im neunten Ausführungsbeispiel
ist jedoch, wie in 29 dargestellt, der als Flüssigkeit/Dampf-Trennvorrichtung
dienende Speicher 70 an der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 angeordnet,
der Nebenkanal 16 ist zum Verbinden des Flüssigphasenkältemittel-Auslassteils 70a des Speichers 70 mit
der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 vorgesehen, und die Drossel 17 und
der zweite Verdampfapparat 18 sind im Nebenkanal 16 angeordnet.
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Im
neunten Ausführungsbeispiel
bilden die Ejektorpumpe 14, der erste und der zweite Verdampfapparat 15 und 18,
die Drossel 17 und der Speicher 70 eine integrierte
Einheit 20. In der gesamten integrierten Einheit 20 ist
ein Kältemitteleiniass 25 am Einlass
der Ejektorpumpe 14 vorgesehen, der mit dem Auslass des
Kühlers 12 verbunden
ist.
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In
der gesamten integrierten Einheit 20 ist ein Kältemittelauslass 26 am
Dampfphasenkältemittelauslass
des Speichers 70 vorgesehen und mit der Ansaugseite des
Kompressors 11 verbunden.
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Im
neunten Ausführungsbeispiel
kann jede oben beschriebene integrierte Konstruktion der Ejektorpumpe 14 mit
dem ersten und dem zweiten Verdampfapparat 15, 18 für die integrierte
Einheit 20 des Kühlkreises
von 29 verwendet werden.
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(Zehntes Ausführungsbeispiel)
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Jedes
der ersten bis neunten Ausführungsbeispiele
enthält
den mit der Auslassseite der Ejektorpumpe 14 verbundenen
ersten Verdampfapparat 15 und den mit der Kältemittelansaugöffnung 14b der Ejektorpumpe 14 verbundenen
zweiten Verdampfapparat 18. Im zehnten Ausführungsbeispiel
ist jedoch, wie in 30 dargestellt, eine integrierte
Einheit 20 in der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 mit nur
einem Verdampfapparat 18, der mit der Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 verbunden ist, aufgebaut.
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Die
integrierte Einheit 20 des zehnten Ausführungsbeispiels ist mit der
Ejektorpumpe 14, dem Verdampfapparat 18, der Drossel 17 und
dem Speicher 70 aufgebaut. Die integrierte Einheit als
gesamte Einheit hat einen Kältemitteleinlass 25 und
einen Kältemittelauslass 26.
Das heißt,
das zehnte Ausführungsbeispiel
entspricht der Einheit des neunten Ausführungsbeispiels, in dem der
erste Verdampfapparat 15 nicht vorgesehen ist.
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Im
zehnten Ausführungsbeispiel
wird das aus der Ejektorpumpe 14 ausströmende Kältemittel direkt in den Speicher 70 eingeleitet,
wobei das getrennte flüssige
Kältemittel
im Speicher 70 dem Verdampfapparat 18 über die
Drossel 17 zugeführt
wird. Dann wird das verdampfte Kältemittel
des zweiten Verdampfapparats 18 in die Kältemittelansaugöffnung 14b der
Ejektorpumpe 14 gesaugt.
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(Elftes Ausführungsbeispiel)
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In
jedem der oben beschriebenen ersten bis neunten Ausführungsbeispiele
ist die Drossel 17 in die integrierte Einheit 20 integriert.
Im elften Ausführungsbeispiel
ist jedoch, wie in 31 dargestellt, die integrierte
Einheit 20 aus dem ersten und dem zweiten Verdampfapparat 15 und 18 und
der Ejektorpumpe 14 aufgebaut, und die Drossel 17 ist
separat von der integrierten Einheit unabhängig vorgesehen.
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Auch
im elften Ausführungsbeispiel
ist weder auf der Hochdruckseite noch auf der Niederdruckseite des
Kreises die Flüssigkeit/Dampf-Trennvorrichtung
angeordnet, wie in 31 dargestellt.
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(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
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32 zeigt
das zwölfte
Ausführungsbeispiel,
in dem der als Flüssigkeit/Dampf-Trennvorrichtung
dienende Speicher 70 im Vergleich zum elften Ausführungsbeispiel
auf der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 vorgesehen
und integral in der integrierten Einheit 20 integriert
ist. Das heißt,
im zwölften
Ausführungsbeispiel
bilden die Ejektorpumpe 14, der erste und der zweite Verdampfapparat 15 und 18 und
der Speicher 70 die integrierte Einheit 20, und
die Drossel 17 ist separat von der integrierten Einheit 20 unabhängig vorgesehen.
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Im
zwölften
Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile ähnlich
dem oben beschriebenen achten Ausführungsbeispiel gemacht sein.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Es
ist selbstverständlich,
dass die Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt ist
und dass verschiedene Modifikationen an den Ausführungsbeispielen wie folgt
vorgenommen werden können.
- (1) Im ersten Ausführungsbeispiel werden beim integralen
Zusammenbauen jeder Komponente der integrierten Einheit 20 die
Komponenten außer
der Ejektorpumpe 14, d.h. der erste Verdampfapparat 15,
der zweite Verdampfapparat 18, der Anschlussblock 23,
das Kapillarrohr 17a und dergleichen, integral miteinander
verlötet.
Der integrale Zusammenbau dieser Komponenten kann auch durch verschiedene
Befestigungseinrichtungen außer
Löten durchgeführt werden,
beispielsweise Verschrauben, Verstemmen, Verschweißen, Verkleben
und dergleichen.
Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel die beispielhafte
Befestigungseinrichtung der Ejektorpumpe 14 das Verschrauben
ist, kann eine beliebige Befestigungseinrichtung außer dem
Verschrauben verwendet werden, sofern die Befestigungseinrichtung
keine thermische Verformung bewirkt. Insbesondere kann die Befestigungseinrichtung
wie beispielsweise Verstemmen oder Verkleben verwendet werden, um
die Ejektorpumpe 14 zu befestigen.
- (2) Obwohl in den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen der unterkritische
Dampfkompressionskühlkreis
beschrieben worden, in dem das Kältemittel
eines auf Flonbasis, eines auf HC-Basis oder dergleichen ist, dessen
Hochdruck den kritischen Druck nicht übersteigt, kann die Erfindung
auch auf einen überkritischen
Dampfkompressionskühlkreis
angewendet werden, der ein Kältemittel
wie beispielsweise Kohlendioxid (CO2) verwendet,
dessen Hochdruck den kritischen Druck überschreitet.
Man beachte,
dass im überkritischen
Kreis nur das durch den Kompressor ausgegebene Kältemittel Wärme im überkritischen Zustand am Kühler 12 abstrahlt
und daher nicht kondensiert. So kann das auf der Hochdruckseite
angeordnete Flüssigkeitsauffanggefäß 12a keine
Flüssigkeit/Dampf-Trennwirkung
des Kältemittels
und keine Rückhaltewirkung
des überschüssigen flüssigen Kältemittels
zeigen. Wie in 27 bis 30 dargestellt,
kann der überkritische
Kreis eine Konstruktion mit dem Speicher 70 am Auslass
des ersten Verdampfapparats 15 als Niederdruck-Flüssigkeit/Dampf-Trennvorrichtung
haben.
- (3) Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen die Drossel 17 durch
das feste Drosselloch 17b, wie beispielsweise das Kapillarrohr 17a oder
die Öffnung,
gebildet ist, kann die Drossel 17 auch durch ein elektrisches
Regelventil gebildet werden, dessen Ventilöffnung (ein Öffnungsgrad
einer Kanalverengung) durch einen elektrischen Stellantrieb einstellbar
ist. Die Drossel 17 kann aus einer Kombination der festen
Drossel, wie beispielsweise des Kapillarrohrs 17a und des
festen Drossellochs 17b, und eines elektromagnetischen
Ventils gebildet werden.
- (4) Obwohl in den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen die beispielhafte
Ejektorpumpe 14 eine feste Ejektorpumpe mit einem Düsenteil 14a mit einer
bestimmten Pfadfläche
ist, kann die Ejektorpumpe 14 in der Praxis auch eine variable
Ejektorpumpe mit einem variablen Düsenteil, dessen Pfadfläche einstellbar
ist, sein.
Zum Beispiel kann das variable Düsenteil ein Mechanismus sein,
das ausgebildet ist, um die Pfadfläche durch Steuern der Position
einer in einen Kanal des variablen Düsenteils eingesetzten Nadel
mittels des elektrischen Stellantriebs einzustellen.
- (5) Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel
und dergleichen die Erfindung auf die Kühlkreisvorrichtung zum Kühlen des
Innenraums des Fahrzeugs und für
den Tiefkühlraum
und den Kühlraum
angewendet ist, können
der erste Verdampfapparat 15, dessen Kältemittelverdampfungstemperatur
hoch ist, und der zweite Verdampfapparat 18, dessen Kältemittelverdampfungstemperatur niedrig
ist, beide auch zum Kühlen
unterschiedlicher Bereiche im Raum des Fahrzeugs verwendet werden
(z.B. einen Bereich auf einer Vordersitzseite im Raum des Fahrzeugs
und einen Bereich auf einer Rücksitzseite
darin).
Alternativ oder zusätzlich
können
der erste Verdampfapparat 15, dessen Kältemittelverdampfungstemperatur
hoch ist, und der zweite Verdampfapparat 18, dessen Kältemittelverdampfungstemperatur
niedrig ist, beide auch zum Kühlen
des Tiefkühlraums
und des Kühlraums
verwendet werden. Das heißt,
eine Kühlkammer
des Tiefkühlraums
und des Kühlraums
kann durch den ersten Verdampfapparat 15 gekühlt werden, dessen
Kältemittelverdampfungstemperatur
hoch ist, während
eine Tiefkühlkammer
des Tiefkühlraums
und des Kühlraums
durch den zweiten Verdampfapparat 18 gekühlt werden
kann, dessen Kältemittelverdampfungstemperatur
niedrig ist.
- (6) Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel
und dergleichen das thermische Expansionsventil 13 und
das Temperaturmessteil 13a separat von der Einheit für die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
vorgesehen sind, können
das thermische Expansionsventil 13 und das Temperaturmessteil 13a auch
integral in die Einheit für
die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung
integriert sein. Zum Beispiel können
ein Mechanismus zum Aufnehmen des thermischen Expansionsventils 13 und des
Temperaturmessteils 13a im Anschlussblock 23 der
integrierten Einheit 20 verwendet werden. In diesem Fall
ist der Kältemitteleinlass 25 zwischen
dem Flüssigkeitsauffanggefäß 12a und dem
thermischen Expansionsventil 13 positioniert, und der Kältemittelauslass 26 ist
zwischen dem Kompressor 11 und einem Kanalteil, an dem das
Temperaturmessteil 13a eingebaut ist, positioniert.
- (7) Es ist offensichtlich, dass, obwohl in den obigen jeweiligen
Ausführungsbeispielen
die Kühlkreisvorrichtung
für das
Fahrzeug beschrieben worden ist, die Erfindung nicht nur auf das
Fahrzeug angewendet werden kann, sondern in gleicher Weise auch
auf einen festen Kühlkreis
oder dergleichen.
- (8) Im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und fünften Ausführungsbeispiel
wird die Ejektorpumpe 14 in den Verdampfapparatbehälter 18b von
dem Lochabschnitt 45 des Anschlussblocks 23 eingesetzt.
Jedoch kann ein Lochabschnitt zum Einsetzen der Ejektorpumpe 14 auch mit
einem Deckel versehen sein, der einen Endabschnitt der Verdampfapparatbehälter 15b, 15c, 18b, 18c in
einer Behälterlängsrichtung
abdeckt. Zum Beispiel kann der Deckel 43 zum Verschließen der
rechten Enden der oberen Behälter 15b, 18b mit
dem Ejektorpumpeneinsetzloch oder einem Kapillarrohreinsetzloch
versehen sein.
- (9) In den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen sind die Behälter 15b, 15c, 18b und 18c des ersten
Verdampfapparats 15 und des zweiten Verdampfapparats 18 sowohl
auf der oberen als auch der unteren Seite des ersten Verdampfapparats 15 angeordnet,
d.h. der erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 18 sind
vertikal angeordnet. Alternativ können der erste Verdampfapparat
und der zweite Verdampfapparat 18 auch in einer geneigten
Weise bezüglich
der vertikalen Richtung angeordnet werden.
Solche Änderungen
und Modifikationen liegen selbstverständlich im Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert
ist.