DE102007019563A1

DE102007019563A1 - Rohrleitungskonstruktion mit Innenwärmetauscher und Kühlkreisvorrichtung damit

Info

Publication number: DE102007019563A1
Application number: DE102007019563A
Authority: DE
Inventors: Shun Kariya Kurata; Hideo Kariya Aizawa; Takahisa Kariya Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2007-11-15
Also published as: JP2007298196A; CN101063563B; US20070251265A1; CN101063563A

Abstract

Eine Rohrleitungskonstruktion für eine Kühlkreisvorrichtung enthält einen Innenwärmetauscher (160) und ein Bypassrohr (171), durch den ein Kältemittel am Innenwärmetauscher vorbeiströmt. Der Innenwärmetauscher weist einen ersten Strömungskanal (160a), in dem ein Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal (162), in dem ein Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression strömt, auf. Die Kühlkreisvorrichtung enthält mehrere niederdruckseitige Wärmetauscher (141, 142, 143) und die mehreren niederdruckseitigen Wärmetauscher sind so angeordnet, dass das Kältemittel aus einem Teil der niederdruckseitigen Wärmetauscher durch den zweiten Strömungskanal des Innenwärmetauschers strömt und das Kältemittel aus dem übrigen Teil der niederdruckseitigen Wärmetauscher durch das Bypassrohr am Innenwärmetauscher vorbeiströmt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrleitungskonstruktion mit einem Innenwärmetauscher und eine mit dieser versehene Kühlkreisvorrichtung.
Beschreibung anderer Bauformen
Als Rohrleitungskonstruktion, die mit einem Innenwärmetauscher versehen ist, ist eine Rohrleitung für eine Kühlkreisvorrichtung für eine Fahrzeug-Klimaanlage bekannt. Diese Rohrleitung für eine Kühlkreisvorrichtung hat zum Beispiel eine Doppelrohrkonstruktion als einen Innenwärmetauscher, wie in der JP-A-2001-277842 (entspricht dem US-Patent Nr. 6,866,090) beschrieben. Die Doppelrohrkonstruktion weist ein Hochdruckkältemittelrohr, das von einem Kompressor über einen Kondensator zu einem Verdampfapparat verläuft, und ein Niederdruckkältemittelrohr, das vom Verdampfapparat zum Kompressor verläuft, auf und ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass eines des Hochdruckkältemittelrohrs und des Niederdruckkältemittelrohrs in das andere wenigstens in einem Teil davon eingesetzt ist.
Hierdurch kann in der Doppelrohrkonstruktion Wärme zwischen dem Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel und dem Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel ausgetauscht werden und das aus dem Kondensator ausströmende Hochdruckkältemittel wird durch das Niederdruckkältemittel unterkühlt, um so eine dem Verdampfapparat zuzuführende Menge flüssigen Kältemittels zu erhöhen. Im Verdampfapparat wird, da die Menge des flüssigen Kältemittels größer wird, der Strömungswiderstand des Kältemittels geringer und eine Kühlkapazität im Verdampfapparat wird größer. Ferner wird das aus dem Verdampfapparat ausströmende Niederdruckkältemittel durch das Hochdruckkältemittel überhitzt, um so zu verhindern, dass das flüssige Kältemittel im Kompressor komprimiert wird.
In einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, die mit mehreren Verdampfapparaten zum Beispiel für einen Vordersitz und einen Rücksitz versehen ist (Doppel-Klimaanlagel, gibt es jedoch ein Problem, wenn ein Niederdruckkältemittelrohr von jedem der Verdampfapparate mit einem Niederdruckkältemittelrohr eines Doppelrohrteils in Verbindung steht, dass ein Druckverlust im Niederdruckkältemittelrohr des Doppelrohrteils in Abhängigkeit von der Form des Doppelrohrteils größer wird, wodurch eine Kühlkapazität geringer wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohrleitungskonstruktion und eine Kühlkreisvorrichtung vorzusehen, die einen Druckverlust eines Kältemittels in einem Niederdruckkältemittelrohr verringern können.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlkreisvorrichtung vorzusehen, die eine Kühlkapazität durch Reduzieren eines Druckverlusts eines Niederdruckkältemittels erhöhen kann.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung dient eine Rohrleitungskonstruktion einer Kühlkreisvorrichtung, die einen Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher zum Kühlen des vom Kompressor ausgegebenen Hochdruckkältemittels, eine Dekompressionseinheit zum Dekomprimieren des Hochdruckkältemittels aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher und einen ersten und einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher zum Verdampfen des in der Dekompressionseinheit dekomprimierten Niederdruckkältemittels enthält. Die Rohrleitungskonstruktion enthält einen Innenwärmetauscher und ein Bypassrohr, das einen Bypassströmungskanal definiert, durch den das Niederdruckkältemittel am Innenwärmetauscher vorbeiströmt. Der Innenwärmetauscher hat einen ersten Strömungskanal, in dem das Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal, in dem das Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression durch die Dekompressionseinheit strömt, und der erste und der zweite Strömungskanal sind vorgesehen, um Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel auszutauschen. Weiter enthält der erste Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des hochdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes erstes einlassseitiges Verbindungsteil an seinem einen Ende und ein mit einer Kältemitteleinströmseite der Dekompressionseinheit verbundenes erstes auslassseitiges Verbindungsteil an seinem anderen Ende, und der zweite Strömungskanal enthält ein mit einer Kältemittelausströmseite des ersten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes zweites einlassseitiges Verbindungsteil an seinem einen Ende und ein mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors verbundenes zweites auslassseitiges Verbindungsteil an seinem anderen Ende. Außerdem enthält der Bypassströmungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes einlassseitiges Bypassverbindungsteil an seinem einen Ende und ist mit dem zweiten auslassseitigen Verbindungsteil an seinem anderen Ende verbunden. Deshalb ist es möglich, einen Druckverlust in einem Niederdruckkältemittelrohr zu reduzieren, wodurch eine Reduzierung einer Kühlleistung aufgrund eines Druckverlustsanstiegs verhindert wird.
Zum Beispiel kann das erste auslassseitige Verbindungsteil zwei auslassseitige Verbindungsabschnitte enthalten, die mit einem ersten bzw. einem zweiten Dekompressionsabschnitt der Dekompressionseinheit verbunden sind. Alternativ kann der Innenwärmetauscher ein Doppelrohrteil sein, in dem ein Innenrohr durch ein Außenrohr läuft. In diesem Fall ist einer des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals ein Strömungskanal zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr und der andere davon ist ein Strömungskanal innerhalb des Innenrohrs.
Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Rohrleitungskonstruktion für eine Kühlkreisvorrichtung einen Innenwärmetauscher und ein Bypassrohr, das einen Bypassströmungskanal definiert, durch den ein Teil des Niederdruckkältemittels am Innenwärmetauscher vorbeiströmt. Der Innenwärmetauscher weist einen ersten Strömungskanal, in dem das Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal, in dem das Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression strömt, auf und der erste und der zweite Strömungskanal sind vorgesehen, um Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel auszutauschen. Deshalb kann ein Druckverlust auf der Niederdruckseite effektiv reduziert werden, wodurch die Kühlleistung verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Kühlkreisvorrichtung einen Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels; einen hochdruckseitigen Wärmetauscher zum Kühlen des vom Kompressor ausgegebenen Hochdruckkältemittels; mehrere Dekompressionseinheiten und niederdruckseitige Wärmetauscher, einen Innenwärmetauscher und ein Bypassrohr. Die Dekompressionseinheiten sind so angeordnet, dass sie das Hochdruckkältemittel auf ein Niederdruckkältemittel dekomprimieren, und die niederdruckseitigen Wärmetauscher sind jeweils stromab der Dekompressionseinheiten angeordnet, um das Niederdruckkältemittel aus den Dekompressionseinheiten zu verdampfen. Der Innenwärmetauscher besitzt einen ersten Strömungskanal, in dem das Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal, in dem das Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression strömt, und der erste und der zweite Strömungskanal sind vorgesehen, um Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel auszutauschen. Das Bypassrohr definiert einen Bypassströmungskanal, durch den das Niederdruckkältemittel am Innenwärmetauscher vorbeiströmt, und die mehreren niederdruckseitigen Wärmetauscher enthalten wenigstens einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher und einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher.
Im Innenwärmetauscher enthält der erste Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des hochdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes erstes einlassseitiges Verbindungsteil an seinem einen Ende sowie ein mit einer Kältemitteleinströmseite der Dekompressionseinheiten verbundenes erstes auslassseitiges Verbindungsteil an seinem anderen Ende. Weiter enthält der zweite Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des ersten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes zweites einlassseitiges Verbindungsteil an seinem einen Ende sowie ein mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors verbundenes zweites auslassseitiges Verbindungsteil an seinem anderen Ende. Außerdem enthält der Bypassströmungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes einlassseitiges Bypassverbindungsteil an seinem einen Ende und ist mit dem zweiten auslassseitigen Verbindungsteil an seinem anderen Ende verbunden. Demgemäß ist es für das Niederdruckkältemittel möglich, durch den Bypassströmungskanal am Innenwärmetauscher vorbeizu strömen, wodurch ein Druckverlust im Niederdruckkältemittel reduziert und die Kühlkapazität verbessert wird.
Zum Beispiel können die mehreren niederdruckseitigen Wärmetauscher weiter einen dritten niederdruckseitigen Wärmetauscher enthalten. In diesem Fall kann eine Kältemittelausströmseite des dritten niederdruckseitigen Wärmetauschers mit dem einlassseitigen Bypassverbindungsteil verbunden sein. Alternativ kann eine Kältemittelausströmseite des dritten niederdruckseitigen Wärmetauschers mit dem zweiten einlassseitigen Verbindungsteil des zweiten Strömungskanals des Innenwärmetauschers verbunden sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine schematische Darstellung einer Klimaanlage für ein Fahrzeug in einem ersten. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung einer Rohrleitungskonstruktion mit einem Innenwärmetauscher im ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist eine Perspektivansicht der gesamten Rohrleitungskonstruktion mit einem Innenwärmetauscher im ersten Ausführungsbeispiel.
4 ist eine Querschnittsansicht des Abschnitts IV in 3.
5 ist eine schematische Darstellung einer Kühlkreisvorrichtung im ersten Ausführungsbeispiel.
6 ist ein Mollier-Diagramm einer Kühlkreisvorrichtung.
7 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen einem Gesamtbiegewinkel eines Doppelrohrteils und einer Kühlkapazität.
8 ist ein Diagramm der Beziehungen zwischen einer Wärmetauschmenge, einem Druckverlust sowie einer Kühlkapazität und der Länge des Doppelrohrteils.
9 ist eine schematische Darstellung einer Kühlkreisvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Erstes Ausführungsbeispiel)
In diesem ersten Ausführungsbeispiel werden eine Rohrleitungskonstruktion 170 mit einem Innenwärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Kühlkreisvorrichtung 100A mit dieser typischerweise für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug (nachfolgend als Klimaanlage bezeichnet) 100 verwendet.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Fahrzeug durch eine Instrumententafel 3 in einen Motorraum 1, in dem ein Motor 10 für einen Fahrzeugantrieb montiert ist, und einen Fahrzeugraum 2 für Insassen getrennt. Von einer Kühlkreisvorrichtung 100A und Inneneinheiten 100B, 100C, die die Klimaanlage 100 bilden, ist ein Teil der Kühlkreisvorrichtung 100A (außer den Expansionsventilen 131, 132 und den Verdampfapparaten 141, 142 als niederdruckseitige Wärmetauscher) im Motorraum 1 angeordnet. Die Klimaanlage 100 in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Doppel-Klimaanlage, die mit zwei Inneneinheiten 100B, 100C für den Vordersitz und den Rücksitz des Fahrzeugs versehen ist. Die Inneneinheit 100B für den Vordersitz ist in einer Instrumententafel des Fahrzeugraums 2 angeordnet und die Inneneinheit 100C für den Rücksitz ist zwischen der hinteren Karosserie des Fahrzeugraums 2 und einer Innentafel angeordnet.
Die Inneneinheit 100B für den Vordersitz ist eine Einheit, in der ein Gebläse 102, der Verdampfapparat 141 und ein Heizkern 103 in einem Klimagehäuse 101 angeordnet sind. Das Gebläse 102 saugt wahlweise Außenluft (d.h. Luft außerhalb des Fahrzeugraums) und/oder Innenluft (d.h. Luft innerhalb des Fahrzeugraums) an und bläst die angesaugte Luft zum Verdampfapparat 141 und zum Heizkern 103. Der Verdampfapparat 141 ist ein kühlender Wärmetauscher, der beim später zu be schreibenden Betrieb der Kühlkreisvorrichtung 100A zum Kühlen von Luft durch Verdampfungswärme das Kältemittel in sich verdampft. Der Heizkern 103 ist ein Wärmetauscher zum Heizen, der die Luft mittels heißen Wassers (Motorkühlwasser) von einem Motor 10 als Wärmequelle heizt.
Eine Luftmischklappe 104 ist im Klimagehäuse 101 nahe des Heizkerns 103 angeordnet, und das Mischungsverhältnis zwischen der durch den Verdampfapparat 141 gekühlten Luft und der durch den Heizkern 103 geheizten Luft wird entsprechend einem Öffnungsgrad der Luftmischklappe 104 geändert, um so eine Fahrzeugraumtemperatur auf eine Solltemperatur zu regeln, die durch den Insassen eingestellt wird.
Andererseits ist die Inneneinheit 100C für den Rücksitz eine Einheit, in der ein Gebläse 109 und der Verdampfapparat 142 in einem Klimagehäuse 108 angeordnet sind. Das Gebläse 109 saugt Innenluft (d.h. Luft innerhalb des Fahrzeugraums) an und bläst die klimatisierte Luft zum Verdampfapparat 142. Der Verdampfapparat 142 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen, der beim später zu beschreibenden Betrieb der Kühlkreisvorrichtung 100A zum Kühlen der Luft durch die Verdampfungswärme zu diesem Zeitpunkt das Kältemittel in sich verdampft. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Inneneinheit 100C für den Rücksitz nicht mit dem Heizkern 103 und der Luftmischklappe 104 versehen, die in der Inneneinheit 100B für den Vordersitz vorgesehen sind.
Die Kühlkreisvorrichtung 100A ist mit einem Kompressor 110, einem Kondensator 120 als hochdruckseitiger Wärmetauscher, Expansionsventilen 131, 132 und den Verdampfapparaten 141, 142 versehen. Diese Teile sind miteinander durch eine Rohrleitung 150 verbunden, um einen geschlossenen Kreis zu bilden. Die Rohrleitungskonstruktion 170 mit einem Innenwärmetauscher dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist in einem Teil der Rohrleitung 150 angeordnet. Der Kondensator 120 ist ein hochdruckseitiger Wärmetauscher und wird auch als Kühler oder Gaskühler bezeichnet. Die Verdampfapparate 141, 142 sind niederdruckseitige Wärmetauscher und werden auch als Kühler oder Wärmeabsorber bezeichnet. Die Expansionsventile 131, 132 sind Druckverminderer und können als Drosseln, Ventile oder Ejektorpumpen vorgesehen sein. In der Kühlkreisvorrichtung 100A dieses Ausführungsbeispiels wird als ein Beispiel HFC134a als Kältemittel verwendet.
Der Kompressor 110 ist eine Fluidmaschine zum Komprimieren des Kältemittels in der Kühlkreisvorrichtung 100A in einen Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks und wird hier durch die Antriebskraft des Motors 10 angetrieben. D.h. eine Riemenscheibe 111 ist an der Antriebswelle des Kompressors 110 befestigt und die Antriebskraft des Motors 10 wird auf die Riemenscheibe 111 über eine Kurbelriemenscheibe 11 und einen Antriebsriemen 12 übertragen, wodurch der Kompressor 110 durch die Antriebskraft angetrieben wird. Die Riemenscheibe 111 ist mit einer magnetischen Kupplung (nicht dargestellt) zum Verbinden oder Trennen der Antriebswelle des Kompressors mit oder von der Riemenscheibe 111 versehen. Der Kondensator 120 ist ein Wärmetauscher, der mit der Ausgabeseite des Kompressors 110 verbunden ist, und dient dem Kondensieren und Verflüssigen des Kältemittels durch Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft.
Das Expansionsventil (nachfolgend als vorderes Expansionsventil bezeichnet) 131 und das Expansionsventil (nachfolgend als das hintere Expansionsventil bezeichnet) 132 sind Ventile zum Reduzieren des Drucks des aus dem Kondensator 120 ausströmenden Flüssigphasenkältemittels, um das Kältemittel auszudehnen, d.h. zum isentropischen Reduzieren des Drucks des Flüssigphasenkältemittels. Das Expansionsventil 131 und das Expansionsventil 132 sind an den Inneneinheiten 100B, 100C so angeordnet, dass sie mit den Verdampfapparaten 141, 142 in Kontakt stehen. Die Expansionsventile 131, 132 sind Expansionsventile des Temperaturtyps, die jeweils den Öffnungsgrad einer Drossel so steuern, dass der Überhitzungsgrad des aus den Verdampfapparaten 141, 142 ausströmenden Kältemittels (das zum Kompressor 110 zu saugende Kältemittel) auf einem bestimmten Wert liegt. Die Verdampfapparate 141, 142 sind wie oben beschrieben kühlende Wärmetauscher zum Kühlen von Luft, und die Kältemittelauslassseiten der Verdampfapparate 141, 142 sind mit der Ansaugseite des Kompressors 110 verbunden.
Die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher hat, wie in 2 dargestellt, ein Doppelrohrteil 160 und ein Bypassrohr 171. Das Doppelrohrteil 160 der Rohrleitung 150 bildet eine Doppelrohrkonstruktion wenigstens in der Hoch druckrohrleitung 151, durch welche das Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel aus dem Kompressor 110 strömt, und in der Niederdruckleitung 152, durch welche das Niedertemperatur-Niederdruckkältemittel aus dem Verdampfapparat 141 der Klimaeinheit 100B für den Vordersitz (nachfolgend als vorderer Verdampfapparat bezeichnet) zum Kompressor 110 strömt.
Das Bypassrohr 171 bildet einen Abschnitt der Niederdruckrohrleitung 152, durch welche das Niedertemperatur-Niederdruckkältemittel aus dem Kompressor 110 vom hinteren Verdampfapparat 142 der Klimaeinheit 100C für den Rücksitz zum Kompressor 110 in der Rohrleitung 150 strömt. Hierdurch strömt das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 152 am Doppelrohrteil (Wärmetauscher) 160 vorbei und strömt zum Kompressor 110.
Die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher wird im Detail unter Bezug auf 3 und 4 beschrieben. 3 ist die Außenansicht der Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher und 4 ist eine Querschnittsansicht des Abschnitts IV in 3. Das Doppelrohrteil 160 hat eine Gesamtlänge (Länge zwischen einem Punkt A und einem Punkt B in 3) von etwa 600 mm und ist mit einem geradlinig verlaufenden geraden Abschnitt 163a und mehreren Biegeabschnitten 163b (z.B. zwei Biegeabschnitte in diesem Ausführungsbeispiel) aufgebaut, um so die Störung mit dem Motor 10 und den anderen Teilen wie beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie zu vermeiden, und ist im Motorraum 1 montiert. Hierbei ist der Winkel des Biegeabschnitts 163b ein Winkel bezüglich des geraden Rohrabschnitts 163a (Winkel α, β in 3), und die Gesamtsumme der Winkel der jeweiligen Biegeabschnitte 163b ist definiert als der Gesamtbiegewinkel (Winkel (α + β) in 3). Der Gesamtbiegewinkel des Doppelrohrteils 160 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 160°.
Das Doppelrohrteil 160 weist ein Außenrohr (entsprechend einer äußeren Rohrleitung) 161 und ein Innenrohr (entsprechend einer inneren Rohrleitung) 162 auf, die einzeln gebildet sind, und das Innenrohr 162 läuft durch das Außenrohr 161. Das Außenrohr 161 ist zum Beispiel ein Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von 22 mm und das Innenrohr 162 ist zum Beispiel ein Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von 19,1 mm. Das Außenrohr 161 ist mit dem Innenrohr 162 kombiniert und sein gesamter Umfang seines Endabschnitts ist dann im Durchmesser in der radialen Richtung nach innen zusammengezogen und mit der Umfangsfläche des Innenrohrs 162 luftdicht oder flüssigkeitsdicht verschweißt. So ist ein Raum zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 gebildet und wird als ein Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162 benutzt.
Flüssigkeitsrohrleitungen 164, 165, die das Äußere mit dem Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162 in Verbindung stehen lassen und aus Aluminium gemacht sind und einen Teil der Hochdruckrohrleitung 151 bilden, sind mit der Umfangswandfläche an beiden Endabschnitten (den Punkten A, B in 3) des Außenrohrs 161 verlötet. Die Flüssigkeitsrohrleitung 164 hat wenigstens einen oder mehrere Biegeabschnitte und verläuft zum Kondensator 120 und hat einen an ihrer Spitze angeordneten Anschluss 164b als einen Verbindungsabschnitt. Die Flüssigkeitsrohrleitung 165 hat wenigstens einen oder mehrere Biegeabschnitte und verläuft zum vorderen Expansionsventil 131 und hat einen an ihrer Spitze angeordneten Anschluss 165b.
Weiter verzweigt die Flüssigkeitsrohrleitung 165 an einem mittleren Punkt in der Längsrichtung (in 3 durch C dargestellter Mittelpunkt in diesem Ausführungsbeispiel) und weist eine damit mittels einer Dreiwege-Zweigverbindungsvorrichtung 169 verbundene Aluminium-Flüssigkeitsrohrleitung 168 auf. Die Flüssigkeitsrohrleitung 168 hat wenigstens einen oder mehrere Biegeabschnitte und verläuft zum hinteren Expansionsventil 132 und hat einen an ihrer Spitze angeordneten Anschluss 168b. Der Anschluss 164b ist mit der Ausströmseite des Kältemittels des Kondensator 120 verbunden und der Anschluss 165b ist mit der Einströmseite des Kältemittels des vorderen Expansionsventils 131 verbunden und der Anschluss 168b ist mit der Einströmseite des Kältemittels des hinteren Expansionsventils 132 verbunden. Hierdurch strömt das Hochdruckkältemittel durch die Flüssigkeitsrohrleitung 164, den Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162, die Flüssigkeitsrohrleitung 165 und die Flüssigkeitsrohrleitung 168.
Andererseits weist das Innenrohr 162 eine Saugrohrleitung 166 auf, die aus Aluminium gemacht ist und einen Teil der Niederdruckrohrleitung 152 bildet und die an ihrem Ende auf der Seite der Flüssigkeitsrohrleitung 165 angeordnet ist. Die Saugrohrleitung 166 hat einen an ihrem Ende angeordneten Anschluss 166a. Das Innenrohr 162 hat einen an seinem Ende auf der Seite der Flüssigkeitsrohrleitung 164 angeordneten Anschluss 167a.
Außerdem ist das mit dem Innern des Innenrohrs 162 in Verbindung stehende Bypassrohr 171 mit einem Punkt zwischen dem Schweißpunkt des Außenrohrs 161 und dem Anschluss 167a im Endabschnitt des Innenrohrs 162 (durch D in 3 dargestellter Mittelpunkt in diesem Ausführungsbeispiel) verbunden. Das Bypassrohr 171 ist zum Beispiel ein Rohr aus Aluminium mit einem Durchmesser von 12,7 mm und ist durch Löten mit dem Innenrohr 162 in der Form eines Buchstabens T verbunden. Das Bypassrohr 171 besitzt wenigstens einen oder mehrere Biegeabschnitte und verläuft zum hinteren Verdampfapparat 142 und hat einen an seiner Spitze angeordneten Anschluss 171a.
Der Anschluss 166a ist mit der Ausströmseite des Kältemittels des vorderen Verdampfapparats 141 verbunden, der Anschluss 167a ist mit der Einströmseite des Kältemittels des Kompressors 110 verbunden und der Anschluss 171a ist mit der Ausströmseite des hinteren Verdampfapparats 142 verbunden. So strömt das Niederdruckkältemittel durch die Saugrohrleitung 166, das Bypassrohr 171 und das Innenrohr 162.
Umfangsnuten 162c und eine Spiralnut 162a sind an der Oberfläche des Innenrohrs 162 entsprechend einem Bereich, in dem der Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162 gebildet ist, ausgebildet. Die Umfangsnuten 162c sind Nuten, die in Entsprechung zu Positionen gebildet sind, an denen die jeweilige Flüssigkeitsrohrleitung 164, 165 mit dem Außenrohr 161 verbunden ist, und die in der Umfangsrichtung des Innenrohrs 162 verlaufen. Die Spiralnut 162a ist eine Mehrfachnut, die mit den jeweiligen Umfangsnuten 162c verbunden ist und in der Spiralform in der Längsrichtung des Innenrohrs 162 zwischen den Umfangsnuten 162c verläuft. Randabschnitte 162b, die im Wesentlichen den Außendurchmesser des Innenrohrs 162 halten (tatsächlich zusammengezogen im Durchmesser) sind zwischen den Spiralnuten 162a gebildet. Die Umfangsnuten 162c und die Spiralnut 162a entsprechen den Nutabschnitten in der vorliegenden Erfindung und erweitern den Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162 und vergrößern die Oberfläche des Innenrohrs 162, um die Wärmetauschleistung zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel zu verbessern. Die Umfangsnuten 162c und die Spiralnut 162a können zum Beispiel durch ein Nutenwerkzeug gebildet werden.
Der Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162 in diesem Ausführungsbeispiel entspricht einem ersten Strömungskanal des Innenwärmetauschers und das Innenrohr 162 entspricht einem zweiten Strömungskanal des Innenwärmetauschers. Der Anschluss 164b entspricht einem ersten einlassseitigen Verbindungsteil in der Rohrleitungskonstruktion 170. Der Anschluss 165b entspricht einem ersten auslassseitigen Verbindungsabschnitt in der Rohrleitungskonstruktion 170. Der Anschluss 168b entspricht einem ersten auslassseitigen Verbindungsteil in der Rohrleitungskonstruktion 170. Der Anschluss 166a entspricht einem zweiten einlassseitigen Verbindungsteil in der Rohrleitungskonstruktion 170. Der Anschluss 167a entspricht einem zweiten auslassseitigen Verbindungsteil in der Rohrleitungskonstruktion 170. Der Anschluss 171a entspricht einem einlassseitigen Bypassverbindungsteil in der Rohrleitungskonstruktion 170.
Eine Anschlusseinheit als ein Verbindungsteil in diesem Ausführungsbeispiel bedeutet eine Einheit, die ein Operator befestigen oder lösen kann, wie beispielsweise eine durch Schrauben oder Muttern zu befestigende Anschlusseinheit oder eine Schnellanschlusseinheit mit Eingriffsklauen. Die Anschlusseinheiten in diesem Ausführungsbeispiel sind Einheiten zum Verbinden von Strömungskanälen ohne das Erfordernis einer Verbindungsarbeit, die eine hohe Temperatur oder Flamme beinhaltet wie beispielsweise Löten und Schweißen. Die an den in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten Positionen verwendeten Anschlusseinheiten befestigen, lösen und ersetzen eine herkömmlich verfügbare Rohrleitungskonstruktion 170. In diesem Ausführungsbeispiel sind Rohrleitungsteile einschließlich des Innenwärmetauschers und des Bypassrohrs als ein Teil vorgesehen, sodass das Bypassrohr 171 mit dem Innenrohr 162 durch eine Verbindungsarbeit mittels Flamme wie beispielsweise Löten verbunden ist. Das Bypassrohr 171 kann jedoch mit dem Innenrohr 162 auch durch eine lösbare Verbindungseinheit wie beispielsweise eine Schraube oder eine Mutter verbunden werden.
Als nächstes werden die Funktionsweise und die Wirkung basierend auf dem obigen Aufbau Bezug nehmend auf 5 und 6 beschrieben. 5 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus der Kühlkreisvorrichtung 100A und 6 ist ein Mollier-Diagramm eines unterkühlten Zustandes und eines überhitzten Zustandes in dem Doppelrohrteil 160.
Wenn der Insasse eine Klimatisierung, zum Beispiel einen Kühlbetrieb, anfordert, wird die elektromagnetische Kupplung des Kompressors 110 eingerückt, um so durch den Motor 10 angetrieben zu werden. In diesem Fall saugt der Kompressor 110 das Kältemittel aus den Verdampfapparaten 141, 142 und komprimiert das Kältemittel und gibt das Kältemittel dann als Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel an den Kondensator 120 (Kältemittelkühler) aus. Das Hochdruckkältemittel wird durch den Kondensator 120 gekühlt, kondensiert und verflüssigt. Das Kältemittel wird am Kältemittelauslass des Kondensators 120 in eine im Wesentlichen flüssige Phase gebracht.
Das kondensierte und verflüssigte Kältemittel strömt aus der Flüssigkeitsrohrleitung 164 durch den Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr und die Flüssigkeitsrohrleitung 165 und erreicht das vordere Expansionsventil 131. Dann verzweigt das Kältemittel am Punkt C in der Flüssigkeitsrohrleitung 165 und strömt durch die Flüssigkeitsrohrleitung 168 und erreicht das hintere Expansionsventil 132. Das Kältemittel wird in den Expansionsventilen 131, 132 im Druck vermindert, wodurch es ausgedehnt und dekomprimiert wird, und wird in den Verdampfapparaten 141, 142 verdampft. In den Verdampfapparaten 141, 142 wird die hindurchströmende Luft durch die Verdampfung des Kältemittels gekühlt.
Das im vorderen Verdampfapparat 141 verdampfte Sättigungsgas-Kältemittel strömt als Niedertemperaturkältemittel durch die Ansaugrohrleitung 166 und das Innenrohr 163 des Doppelrohrteils 160 und kehrt zum Kompressor 110 zurück. Andererseits strömt das Sättigungsgas-Kältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 durch das Bypassrohr 171 und gelangt am Punkt D in das Innenrohr 162 und kehrt zum Kompressor 110 zurück. Auf diese Weise strömt das Sättigungsgas-Kältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 am Doppelrohrteil (Innenwärmetauscher) 160 vorbei.
Hierbei wird im Doppelrohrteil 160 Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel ausgetauscht, wodurch das Hochdruckkältemittel gekühlt und das Niederdruckkältemittel erwärmt wird. D.h. das aus dem Kondensator 120 ausströmende Flüssigphasenkältemittel wird durch das Doppelrohrteil 160 weiter unterkühlt, wodurch es noch weiter auf eine niedrigere Temperatur gebracht wird. Außerdem wird das aus dem vorderen Verdampfapparat 141 ausströmende Sättigungsgas-Kältemittel durch das Doppelrohrteil 160 weiter erwärmt, wodurch es in ein überhitztes Gaskältemittel gebracht wird.
Wie oben beschrieben, wird in diesem Ausführungsbeispiel von dem Niederdruckkältemittel aus dem vorderen und dem hinteren Verdampfapparat 141, 142 zum Kompressor 110 nur das Niederdruckkältemittel aus dem vorderen Verdampfapparat 141 durch das Doppelrohrteil (Innenwärmetauscher) 160 geleitet und das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 wird an dem Doppelrohrteil 160 vorbeigeleitet, um durch das Bypassrohr 171 zum Kompressor 110 zu strömen. Daher ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem das Niederdruckkältemittel von beiden Verdampfapparaten 141, 142 durch das Doppelrohrteil 160 geleitet wird, möglich, einen Anstieg des Druckverlusts in der Niederdruckrohrleitung 152 und im Innenrohr 162 zu verhindern und damit eine Verringerung der Kühlkapazität in der Kühlkreisvorrichtung 100A zu verhindern. Außerdem ist es möglich, auch die Wärmetauschmenge im Doppelrohrteil 160 zu verringern und damit einen Temperaturanstieg im Niederdruckkältemittel zu verhindern. Daher ist es möglich, einen Anstieg der Innentemperatur und der Ausgabetemperatur im Kompressor 110 zu verhindern und so einen Abfall der Haltbarkeit der Teile des Kompressors 110, der durch Wärme verursacht wird, zu verhindern.
Zum Beispiel beträgt gemäß Experimenten der Erfinder in einem Fall; wenn die Strömungsrate des Niederdruckkältemittels aus dem vorderen Verdampfapparat 141 100 kg/h beträgt und die Strömungsrate des Niederdruckkältemittels aus dem hinteren Verdampfapparat 142 50 kg/h beträgt, wenn das Niederdruckkältemittel von sowohl dem vorderen Verdampfapparat 141 als auch dem hinteren Verdampfapparat 142 durch das Doppelrohrteil 160 geleitet wird, ein Druckverlust im Doppelrohrteil 160 30 kPa und die Wärmetauschmenge 800 W und eine Ausgabe temperatur im Kompressor 110 105 Grad. Wenn dagegen das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 am Doppelrohrteil 160 vorbeigeleitet wird, wird ein Druckverlust im Doppelrohrteil 160 auf 20 kPa verringert und die Wärmetauschmenge wird auf 600 W verringert und eine Ausgabetemperatur im Kompressor 110 wird auf 100 Grad verringert.
Der Gesamtbiegewinkel des Doppelrohrteils 160 in diesem Ausführungsbeispiel beträgt etwa 160°. Wenn jedoch der Gesamtbiegewinkel des Doppelrohrteils 160 nicht geringer als 160° ist, wie in 7 dargestellt, wird die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher der vorliegenden Erfindung eingesetzt, um das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 am Doppelrohrteil 160 vorbeizuleiten. Hierdurch ist es möglich, eine Kühlkapazität im Vergleich zu einem Fall, in dem das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 nicht am Doppelrohrteil 160 vorbeiströmt, zu verbessern. Außerdem wird, wenn der Gesamtbiegewinkel des Doppelrohrteils 160 vergleichsweise groß ist, der gerade Abstand zwischen dem Punkt A und dem Punkt B des Doppelrohrteils 160 kurz und damit kann die Länge des das Doppelrohrteil 160 umgehenden Rohrs 171 kürzer gemacht werden. So ist es möglich, das Bypassrohr 171 einfach im Motorraum 1 anzuordnen. In 7 und 8 zeigt Gr = 210 kg/h eine Kältemittelströmungsrate, wenn das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 das Doppelrohrteil 160 passiert, und Gr = 150 kg/h zeigt eine Kältemittelströmungsrate im Doppelrohrteil 160, wenn das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 am Doppelrohrteil 160 vorbeiströmt.
8 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen der Länge des Doppelrohrteils 160 und der Wärmetauschmenge im Doppelrohrteil 160, einem Druckverlust in der Niederdruckrohrleitung 152, einem Druckverlust im Innenrohr 162 und der Kühlkapazität der Kühlkreisvorrichtung 100A durch Vergleichen eines Aufbaus, bei dem das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 am Doppelrohrteil 160 vorbeiströmt (am Doppelrohrteil vorbei) mit einem Aufbau, bei dem das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 nicht am Doppelrohrteil 160 vorbeiströmt (durch das Doppelrohrteil). Demgemäß kann man feststellen, dass, wenn die Länge des Doppelrohrteils 160 länger wird, die Kühlkapazität von einem Punkt nahe 600 mm wegen eines Anstiegs des Druckverlusts geringer wird. Während die Länge des Doppelrohrteils 160 in diesem Ausführungsbeispiel 600 mm beträgt, ist es möglich, wenn die Länge der Doppelrohrlänge vergleichsweise lang ist und 600 mm oder mehr beträgt, den Druckverlust zu verhindern und einen Abfall der Kühlkapazität zu reduzieren, indem die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um das Niederdruckkältemittel am Doppelrohrteil 160 vorbeizuleiten.
In diesem Ausführungsbeispiel strömt das Hochdruckkältemittel durch den Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162, und das Niederdruckkältemittel strömt durch das Innenrohr 162, sodass das Innenrohr 162, durch welches das Niederdruckkältemittel strömt, durch das Außenrohr 161 verdeckt ist. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass eine vom Motor 10 und dergleichen abgestrahlte Wärme vom Niederdruckkältemittel im Innenrohr 162 aufgenommen wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 9 beschrieben. Im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher auf die Kühlkreisvorrichtung 100A der Doppel-Klimaanlage 100 angewendet, die mit den zwei Verdampfapparaten 141, 142 für den Vordersitz und den Rücksitz versehen ist. Im Gegensatz dazu wird in diesem Ausführungsbeispiel die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher der vorliegenden Erfindung auf eine Kühlkreisvorrichtung 200A einer Klimaanlage für ein Fahrzeug (Dreifach-Klimaanlage) angewendet, die mit drei Verdampfapparaten 141, 142 und 243 für den Vordersitz, den Rücksitz bzw. eine Kühlbox versehen ist.
Die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher in diesem Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie in dem in 2 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, und der Kondensator 120, der Kompressor 110, das vordere Expansionsventil 131, der vordere Verdampfapparat 141 sind mit den Anschlüssen 164b, 167a, 165b bzw. 166a verbunden. Die die Hochdruckrohrleitung 151 bildende Rohrleitung 250, die zum hinteren Expansionsventil 132 verläuft, ist mit dem Anschluss 168b an der Spitze der Flüssigkeitsrohrleitung 168 ver bunden und diese Rohrleitung 250 verzweigt an einem in 9 dargestellten Punkt E, und die Verzweigungsrohrleitung 251 ist mit einem Expansionsventil 233 und einem Verdampfapparat 243 für eine Kühlbox verbunden. Hierdurch strömt das aus der Flüssigkeitsrohrleitung 168 ausströmende Hochdruckkältemittel durch die Rohrleitung 250, 251 und erreicht das hintere Expansionsventil 132 und das Expansionsventil 233 auf der Seite des Verdampfapparats 243 für die Kühlbox.
Außerdem ist die die Niederdruckrohrleitung 152 vom hinteren Verdampfapparat 142 bildende Rohrleitung 253 mit dem Anschluss 171a an der Spitze des Bypassrohrs 171 verbunden. Die die Niederdruckrohrleitung 152 vom Verdampfapparat 243 für die Kühlbox bildende Rohrleitung 254 ist mit der Rohrleitung 253 an einem in 9 dargestellten Punkt F verbunden. Hierdurch strömt das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 und dem Verdampfapparat 243 für die Kühlbox in das Bypassrohr 171. Der übrige Aufbau der Klimaanlage für ein Fahrzeug kann in diesem Ausführungsbeispiel gleich dem des ersten Ausführungsbeispiels sein.
Im Fall der Klimaanlage für ein Fahrzeug, die mit drei Verdampfapparaten 141, 142 und 143 wie in diesem Ausführungsbeispiel versehen ist, wird, wenn das gesamte Niederdruckkältemittel aus den drei Verdampfapparaten 141, 142 und 143 durch das Doppelrohrteil 160 geleitet wird, ein Druckverlust in der Niederdruckrohrleitung 142 größer, sodass eine Kühlkapazität vermindert wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird von dem Niederdruckkältemittel, das aus den jeweiligen Verdampfapparaten 141, 142 und 143 für den Vordersitz, den Rücksitz und die Kühlbox zum Kompressor 110 strömt, nur das Niederdruckkältemittel aus dem vorderen Verdampfapparat 141 durch das Doppelrohrteil (Wärmetauscher) 160 geleitet und das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 und dem Verdampfapparat 243 für die Kühlbox wird am Doppelrohrteil 160 vorbeigeleitet, um zum Kompressor 110 zu strömen. Hierdurch ist es möglich, einen Anstieg des Druckverlusts in der Niederdruckrohrleitung 152 zu verhindern und damit einen Abfall der Kühlkapazität zu verhindern. Außerdem wird auch die Wärmetauschmenge im Doppelrohrteil 160 geringer. Demgemäß ist es möglich, einen Anstieg der Innentemperatur und Ausgabetemperatur im Kompressor 110 zu verhindern und damit einen solchen Abfall der Haltbarkeit der Teile des Kompressors 110, der durch Wärme verursacht wird, zu verhindern.
(Weitere Ausführungsbeispiele)
Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sein werden. Zum Beispiel wird im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel das Niederdruckkältemittel aus dem vorderen Verdampfapparat 141 durch das Doppelrohrteil 160 geleitet und das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 und dem Verdampfapparat 243 für die Kühlbox wird am Doppelrohrteil 160 vorbeigeleitet. Der Aufbau ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern zum Beispiel kann auch das Niederdruckkältemittel aus dem vorderen Verdampfapparat 141 und dem Verdampfapparat 243 für die Kühlbox durch das Doppelrohrteil 160 geleitet werden und nur das Niederdruckkältemittel aus dem hinteren Verdampfapparat 142 kann am Doppelrohrteil 160 vorbeigeleitet werden.
Die Spiralnut 162a des Innenrohrs 162 in den jeweiligen Ausführungsbeispielen ist nicht auf diese Konstruktion beschränkt, sondern es ist nur notwendig, dass die Spiralnut 162a die Wärmetauschleistung zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel verbessern kann, und daher kann zum Beispiel auch eine gerade Nut, die in der Längsrichtung des Innenrohrs 162 verläuft, anstelle der Spiralnut 162a eingesetzt werden.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind das Außenrohr 161, das Innenrohr 162 und das Bypassrohr 171 aus Aluminium gemacht, aber sie können auch aus Eisen oder Kupfer gemacht werden. Außerdem hat das Doppelrohrteil 160 den Aufbau mit dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162, die separat voneinander ausgebildet sind. Anstelle dieser Konstruktion kann jedoch das Doppelrohrteil 160 auch aus einem extrudierten Doppelrohr gebildet werden, bei dem das Außenrohr 161 und das Innenrohr 162 gleichzeitig durch Extrusion gebildet werden, sodass sie einen Verbindungsabschnitt haben.
Der Innenwärmetauscher 160 ist in den obigen Ausführungsbeispielen als das Doppelrohr mit dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 aufgebaut, aber er kann auch aus parallelen Rohren aufgebaut sein.
Außerdem können anstelle dieser Konstruktion die Flüssigkeitsrohrleitungen 164, 165, 168 und das Bypassrohr 171 gerade Rohre sein, wenn die geraden Rohre keine negative Auswirkung in einer Kombination mit den zugehörigen Teilen haben.
In den obigen Ausführungsbeispielen ist die Rohrleitungskonstruktion 170 mit dem Innenwärmetauscher der vorliegenden Erfindung jeweils auf die Klimaanlage für ein Fahrzeug 100 angewendet, aber sie kann auch auf eine Haushaltsklimaanlage angewendet werden. Wenn der Innenwärmetauscher als das Doppelrohrteil 160 in der Haushaltsklimaanlage konstruiert ist, kann das Doppelrohrteil 160 unter den Umständen benutzt werden, dass die Außenumgebungstemperatur des Außenrohrs 161 niedriger als in dem Fall des Motorraums 1 ist, bei dem das Doppelrohrteil 160 für ein Fahrzeug verwendet wird. Daher kann das Niederdruckkältemittel in Abhängigkeit von der Wärmetauschleistung zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel durch den Strömungskanal 160a zwischen dem Innen- und dem Außenrohr 161, 162 geleitet werden und das Hochdruckkältemittel kann durch das Innenrohr 162 geleitet werden.
Die Rohrleitung in diesem Ausführungsbeispiel kann auch auf eine Kühlkreisvorrichtung mit überkritischem Druck, die zum Beispiel Kohlendioxid als Kältemittel verwendet, angewendet werden. In der Kühlkreisvorrichtung mit überkritischem Druck wird ein hochdruckseitiger Wärmetauscher als ein Kältemittelkühler verwendet und das Expansionsventil wird als ein Druckregelventil zum Vermindern des Kältemitteldrucks benutzt.
Solche Änderungen und Modifikationen sollen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Rohrleitungskonstruktion für eine Kühlkreisvorrichtung, die einen Kompressor (110) zum Komprimieren eines Kältemittels, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher (120) zum Kühlen des vom Kompressor ausgegebenen Hochdruckkältemittels, eine Dekompressionseinheit (131, 132) zum Dekomprimieren des Hochdruckkältemittels aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher und einen ersten und einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (141, 142) zum Verdampfen des in der Dekompressionseinheit dekomprimierten Niederdruckkältemittels enthält, wobei die Rohrleitungskonstruktion aufweist: einen Innenwärmetauscher (160), der einen ersten Strömungskanal (160a), in dem das Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal (162), in dem das Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression durch die Dekompressionseinheit strömt, aufweist, wobei der erste und der zweite Strömungskanal vorgesehen sind, um Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel auszutauschen; und ein Bypassrohr (171), das einen Bypassströmungskanal definiert, durch den das Niederdruckkältemittel am Innenwärmetauscher vorbeiströmt, wobei der erste Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des hochdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes erstes einlassseitiges Verbindungsteil (164b) an seinem einen Ende und ein mit einer Kältemitteleinströmseite der Dekompressionseinheit verbundenes erstes auslassseitiges Verbindungsteil (165b, 168b) an seinem anderen Ende enthält, wobei der zweite Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des ersten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes zweites einlassseitiges Verbindungsteil (166a) an seinem einen Ende und ein mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors verbundenes zweites auslassseitiges Verbindungsteil (167a) an seinem anderen Ende enthält, und wobei der Bypassströmungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes einlassseitiges Bypassverbindungsteil (171a) an seinem einen Ende enthält und an seinem anderen Ende mit dem zweiten auslassseitigen Verbindungsteil (167a, D) verbunden ist.
Rohrleitungskonstruktion nach Anspruch 1, bei welcher das erste auslassseitige Verbindungsteil zwei auslassseitige Verbindungsabschnitte (165b, 168b) enthält, die mit einem ersten bzw. einem zweiten Dekompressionsabschnitt (131, 132) der Dekompressionseinheit verbunden sind.
Rohrleitungskonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Innenwärmetauscher ein Doppelrohrteil (160) ist, in dem ein Innenrohr (162) durch ein Außenrohr (161) läuft, und einer des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals ein Strömungskanal (160a) zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ist und ein anderer davon ein Strömungskanal innerhalb des Innenrohrs (162) ist.
Rohrleitungskonstruktion nach Anspruch 3, bei welcher das Doppelrohrteil einen oder mehrere Biegeabschnitte (163b) enthält und ein Gesamtbiegewinkel aller Biegewinkel des Biegeabschnitts 160° oder mehr beträgt.
Rohrleitungskonstruktion nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher das Doppelrohrteil eine Länge von 600 mm oder mehr besitzt.
Rohrleitungskonstruktion nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher der erste Strömungskanal ein Strömungskanal (160a) zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ist und der zweite Strömungskanal ein Strömungskanal innerhalb des Innenrohrs (162) ist.
Rohrleitungskonstruktion nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welcher das Doppelrohrteil eine an einer Außenfläche des Innenrohrs vorgesehene Nut (162a) aufweist.
Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (110) zum Komprimieren eines Kältemittels; einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (120) zum Kühlen des vom Kom pressor ausgegebenen Hochdruckkältemittels; mehreren Dekompressionseinheiten (131, 132, 133) und niederdruckseitigen Wärmetauschern (141, 142, 143), wobei die Dekompressionseinheiten zum Dekomprimieren des Hochdruckkältemittels auf ein Niederdruckkältemittel angeordnet sind und die niederdruckseitigen Wärmetauscher jeweils stromab der Dekompressionseinheiten angeordnet sind, um das Niederdruckkältemittel aus den Dekompressionseinheiten zu verdampfen; einem Innenwärmetauscher (160), der einen ersten Strömungskanal (160a), in dem das Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal (162), in dem das Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression strömt, aufweist, wobei der erste und der zweite Strömungskanal vorgesehen sind, um Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel auszutauschen; und einem Bypassrohr (171), das einen Bypassströmungskanal definiert, durch den das Niederdruckkältemittel am Innenwärmetauscher vorbeiströmt, wobei der erste Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des hochdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes erstes einlassseitiges Verbindungsteil (164b) an seinem einen Ende und ein mit einer Kältemitteleinströmseite der Dekompressionseinheiten verbundenes erstes auslassseitiges Verbindungsteil an seinem anderen Ende enthält, wobei die mehreren niederdruckseitigen Wärmetauscher wenigstens einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (141) und einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (142) enthalten, wobei der zweite Strömungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des ersten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes zweites einlassseitiges Verbindungsteil (166a) an seinem einen Ende und ein mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors verbundenes zweites auslassseitiges Verbindungsteil (167a) an seinem anderen Ende enthält, und wobei der Bypassströmungskanal ein mit einer Kältemittelausströmseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers verbundenes einlassseitiges Bypassverbindungsteil (171a) an seinem einen Ende enthält und an seinem anderen Ende mit dem zweiten auslassseitigen Verbindungsteil verbunden ist.
Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die mehreren niederdruckseitigen Wärmetauscher ferner einen dritten niederdruckseitigen Wärmetauscher (243) enthalten und eine Kältemittelausströmseite des dritten niederdruckseitigen Wärmetauschers mit dem einlassseitigen Bypassverbindungsteil verbunden ist.
Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die mehreren niederdruckseitigen Wärmetauscher ferner einen dritten niederdruckseitigen Wärmetauscher (243) enthalten und eine Kältemittelausströmseite des dritten niederdruckseitigen Wärmetauschers mit dem zweiten einlassseitigen Verbindungsteil des zweiten Strömungskanals des Innenwärmetauschers verbunden ist.
Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher das erste auslassseitige Verbindungsteil zwei auslassseitige Verbindungsabschnitte (165b, 168b) enthält, von denen einer mit einem Teil der mehreren Dekompressionseinheiten verbunden ist und der andere mit dem anderen Teil der mehreren Dekompressionseinheiten verbunden ist.
Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei welcher der Innenwärmetauscher ein Doppelrohrteil (160) ist, in dem ein Innenrohr (162) durch ein Außenrohr (161) läuft, und einer des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals ein Strömungskanal (160a) zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ist und der andere davon ein Strömungskanal innerhalb des Innenrohrs (162) ist.
Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher das Doppelrohrteil einen oder mehrere Biegeabschnitte (163b) enthält und ein Gesamtbiegewinkel aller Biegewinkel des Biegeabschnitts 160° oder mehr beträgt.
Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher das Doppelrohrteil eine Länge von 600 mm oder mehr besitzt.
Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei welcher der erste Strömungskanal ein Strömungskanal (160a) zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ist und der zweite Strömungskanal ein Strömungskanal innerhalb des Innenrohrs (162) ist.
Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, bei welcher wenigstens einer der niederdruckseitigen Wärmetauscher zum Kühlen eines Raums eines Fahrzeugs verwendet wird.
Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, bei welcher das Kältemittel HFC134a ist.
Rohrleitungskonstruktion für eine Kühlkreisvorrichtung, mit einem Innenwärmetauscher (160), der einen ersten Strömungskanal (160a), in dem ein Hochdruckkältemittel vor seiner Dekompression strömt, und einen zweiten Strömungskanal (162), in dem ein Niederdruckkältemittel nach seiner Dekompression strömt, aufweist, wobei der erste und der zweite Strömungskanal vorgesehen sind, um Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel auszutauschen; und einem Bypassrohr (171), das einen Bypassströmungskanal definiert, durch den ein Teil des Niederdruckkältemittels am Innenwärmetauscher vorbeiströmt.