DE102007057307B4

DE102007057307B4 - Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung und Dekompressionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007057307B4
Application number: DE102007057307.5A
Authority: DE
Inventors: Hideya Matsui; Hirotsugu Takeuchi; Haruyuki Nishijima; Etsuhisa Yamada; Gentarou Oomura; Ryoko Fujiwara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2027-11-29
Also published as: DE102007057307A1

Abstract

Kältekreislaufvorrichtung, umfassend:
einen Kompressor (1) zum Saugen von Kältemittel und Komprimieren des Kältemittels zu Hochdruckkältemittel;
einen Strahler (2) zum Abstrahlen von Wärme von dem aus dem Kompressor (1) ausgestoßenen Hochdruckkältemittel;
eine erste Drosseleinrichtung (3) zum Dekomprimieren des Kältemittels auf einer stromabwärtigen Seite des Strahlers (2);
eine Strömungsverteilungsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 115, 125, 126) mit Strömungswegen zum Verteilen eines Stroms des von der ersten Drosseleinrichtung (3) dekomprimierten Kältemittels in eine Vielzahl von Strömen;
einen Ejektor (5) zum Aufnehmen eines der von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten Kältemittels, um das Kältemittel von einem Düsenabschnitt (5a) einzuspritzen, um einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom zu bilden, und um das andere Kältemittel durch den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom von einem Ansaugabschnitt (5b) zu saugen; und
einen Verdampfer (8) zum Aufnehmen des anderen von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten Kältemittels, um das Kältemittel zu verdampfen, und um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des Ansaugabschnitts (5b) strömt,
wobei die Strömungsverteilungsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 115, 125, 126) einen Strömungswegverteilungsmechanismus (12, 13, 14, 22, 23, 24, 32, 33, 34, 42, 43, 44, 116, 117, 118, 125a - 125d und 126a - 126d) zum Verteilen des in sie strömenden Kältemittels nach einer vorbestimmten Menge hat, und
wobei die Strömungsverteilungsvorrichtung einen Wirbelströmungs-Ausbildungsabschnitt (13, 23, 25, 33, 35, 43, 45, 28, 117, 118) zum Verwirbeln des verteilten Kältemittelstroms hat, der einen Strömungsweg (13, 23, 25, 33, 35, 43, 45, 117) mit einem größeren Durchmesser des Strömungswegs als dem eines Strömungswegs auf der stromaufwärtigen Seite hat.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung mit einer Strömungsverteilungsvorrichtung und eine Dekompressionsvorrichtung zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel in der Kältekreislaufvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Eine Kältekreislaufvorrichtung, die einen Ejektor umfasst, der als eine Einrichtung zum Dekomprimieren von kondensiertem Kältemittel dient, ist herkömmlicherweise bekannt, wie zum Beispiel in JP 2005 -308384 A offenbart. Der Ejektor umfasst einen Düsenabschnitt zum Aufnehmen eines der Kältemittelströme, der von einem Verzweigungsabschnitt auf der stromabwärtigen Seite eines Strahlers verzweigt werden, und zum Einspritzen des Kältemittels mit hoher Geschwindigkeit, und einen Ansaugabschnitt zum Ansaugen des über einen Verdampfer verzweigten anderen Kältemittelstroms.
In der vorstehend erwähnten Kältekreislaufvorrichtung kann jedoch ein Düsenwirkungsgrad nachteilig verringert werden, wenn das zu einem Einlass des Düsenabschnitts des Ejektors geleitete Kältemittel ein unterkühltes flüssigphasiges Kältemittel ist. Wenn ein dampfförmig-flüssiges Zweiphasenkältemittel zu dem Einlass des Düsenabschnitts strömt, ist es von einem Standpunkt des Systemwirkungsgrads notwendig, den Kältemittelstrom geeignet zu verteilen und an die Düsenabschnittseite und die Ansaugabschnittseite zuzuführen, um das vorstehende Problem zu verbessern.
JP H08 159 617 A offenbart eine Kältekreislaufvorrichtung, die eine Dekompressionsvorrichtung (ein elektronisches Expansionsventil) zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels umfasst. Die Dekompressionsvorrichtung umfasst ein Nadelventil, das als ein Dekompressionsabschnitt zum einstellbaren Ändern einer Kältemitteldurchgangsfläche dient, und einen Wirbelströmungsgenerator (Kältemittelzulaufkammer), der auf der stromaufwärtigen Seite des Nadelventils angeordnet ist, zum Verwirbeln des Stroms des von dem Nadelventil dekomprimierten Kältemittels um die Axialrichtung der Nadel.
Der Wirbelströmungsgenerator verwirbelt den Kältemittelstrom, um dem Kältemittel zu ermöglichen, in den Dekompressionsabschnitt zu strömen. Dies vermeidet, dass das in den Dekompressionsabschnitt strömende Kältemittel direkt mit der Nadel in Kollision gerät und verringert Schwingungsgeräusche, die bei der Kollision des Kältemittels mit der Nadel auftreten können. Ferner wird das Kältemittel durch eine Zentrifugalkraft der Wirbelströmung in flüssige und dampfförmige Phasen getrennt, und das flüssigphasige Kältemittel, das eine höhere Wirbelgeschwindigkeit als das dampfphasige Kältemittel hat, wird tatsächlich gesiedet. Folglich verringert es einen Druckabfall, der zusammen mit der Expansion des dampfphasigen Kältemittels bewirkt werden kann.
Der Dekompressionsabschnitt ist in dieser Art von Dekompressionsvorrichtung geeignet, die Druckenergie des Kältemittels in dessen kinetische Energie umzuwandeln, wenn das Kältemittel dekomprimiert und expandiert wird. Ein Energieumwandlungswirkungsgrad des Dekompressionsabschnitts (auf den hier nachstehend als ηn Bezug genommen wird) ist durch die folgende Formel F1 definiert: $η n = ({Vn}^{2} / 2) / Δ ein$
wobei Vn eine Strömungsgeschwindigkeit von Kältemittel ist, das von dem Dekompressionsabschnitt dekomprimiert und expandiert wird, und Δien ein Abnahmebetrag der spezifischen Enthalpie pro Einheitsgewicht ist, wenn das Kältemittel isentrop dekomprimiert und expandiert wird. Der Dekompressionswirkungsgrad ηn entspricht im Allgemeinen einem so genannten Düsenwirkungsgrad, wenn der Dekompressionsabschnitt aus einer Düse gebildet ist.
Die Formel F1 zeigt, dass die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit Vn des dekomprimierten und expandierten Kältemittels den Dekompressionswirkungsgrad ηn verbessern kann. Außerdem wird der Dekompressionswirkungsgrad ηn des Dekompressionsabschnitts verbessert, wodurch das Kältemittel, das gerade dekomprimiert und expandiert wird, mit Überschallgeschwindigkeit strömt. Auf diese Weise kann das Kältemittel isentrop dekomprimiert und expandiert werden, wodurch der Abnahmebetrag der spezifischen Enthalpie bei der Dekompression und Expansion des Kältemittels vergrößert wird.
Wenn die Dekompressionsvorrichtung, wie in JP H08 159 617 A offenbart, auf eine Kältekreislaufvorrichtung angewendet wird, sollte eine Enthalpiedifferenz des Kältemittels (Kühlkapazität) zwischen einem Einlass und Auslass eines Verdampfers zum Verdampfen des dekomprimierten und expandierten Kältemittels vergrößert werden, um einen Kreislaufwirkungsgrad (die Leistungszahl) der Kältekreislaufvorrichtung zu verbessern.
Die Anwendung und der Betrieb der in JP H08 159 617 A offenbarten Dekompressionsvorrichtung für die Kältekreislaufvorrichtung verbessern den Kreislaufwirkungsgrad jedoch nicht im Vergleich zu dem Fall, in dem eine Dekompressionsvorrichtung angewendet wird, die keine Wirbelströmung in einer Kältemittelzulaufkammer erzeugt. Die Erfinder habend en Grund dafür studiert und herausgefunden, dass das Problem an dem aus dem Nadelventil aufgebauten Dekompressionsabschnitt liegt.
Wenn ein nadelähnlicher Ventilkörper (Nadel), wie etwa ein Nadelventil, in einem Kältemitteldurchgang im Inneren des Dekompressionsabschnitts angeordnet ist, bleibt das Kältemittel, das um den Innenumfang des Kältemitteldurchgangs wirbelt, an einem Teil des Außenumfangs der Nadel hängen, der nahe dem Innenumfang des Durchgangs ist, und strömt folglich entlang der Nadel. Das heißt, wenn das Kältemittel entlang der Nadel strömt, wird eine Wirbelströmungskomponente des Kältemittels geschwächt, dadurch kann sie die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels nicht ausreichend erhöhen.
Als ein Ergebnis kann die Dekompressionsvorrichtung, wie in JP H08 159 617 A offenbart, selbst wenn der Kältemittelstrom auf der stromaufwärtigen Seite des Dekompressionsabschnitts verwirbelt wird, den Dekompressionswirkungsgrad ηn nicht ausreichend verbessern. Wenn außerdem ein derartiger Dekompressionsabschnitt für die Kältekreislaufvorrichtung verwendet wird, kann er den Kreislaufwirkungsgrad nicht hinreichend verbessern.
In DE 10 2007 027 109 A1 ist seitens der Anmelderin eine weitere Kältemittelkreislaufvorrichtung mit einer integrierten Wärmetauschereinheit vorgeschlagen worden, welche einen Ejektor mit einem Düsenabschnitt zum Dekomprimieren von Kältemittel und eine Kältemittelsaugöffnung umfasst.
US 2006/0230765 A1 beschreibt ein Kälteerzeugungssystem mit einem Wirbelrohr.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorangehenden Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem hohen Kreislaufwirkungsgrad zur Verfügung zu stellen, die ein dampfförmig-flüssiges Zweiphasenkältemittel geeignet an eine Düsenabschnittseite und eine Ansaugabschnittseite eines Ejektors verteilt und zuführt.
Angesichts der vorangehenden Probleme ist es eine andere Aufgabe der Erfindung, einen Dekompressionswirkungsgrad ηn einer Dekompressionsvorrichtung zu verbessern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Kreislaufwirkungsgrad (Leistungszahl) in einer Kältekreislaufvorrichtung mit einer Dekompressionsvorrichtung zu verbessern.
Gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung: einen Kompressor zum Saugen von Kältemittel und Komprimieren des Kältemittels zu Hochdruckkältemittel; einen Strahler zum Abstrahlen von Wärme von dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Hochdruckkältemittel; eine erste Drosseleinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels auf einer stromabwärtigen Seite des Strahlers; eine Strömungsverteilungsvorrichtung mit Strömungswegen zum Verteilen eines Stroms des von der ersten Drosseleinrichtung dekomprimierten Kältemittels in eine Vielzahl von Strömen; einen Ejektor zum Aufnehmen eines der von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten Kältemittel, um das Kältemittel von einem Düsenabschnitt einzuspritzen, um einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom zu bilden, und um das andere Kältemittel durch den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom von einem Ansaugabschnitt zu saugen; und einen Verdampfer zum Aufnehmen des anderen von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten Kältemittels, um das Kältemittel zu verdampfen, und um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des Ansaugabschnitts strömt. Außerdem hat die Strömungsverteilungsvorrichtung einen Strömungswegverteilungsmechanismus zum Verteilen des in sie strömenden Kältemittels nach einer vorbestimmten Menge.
Gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung dekomprimiert die erste Drosseleinrichtung das Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers, um ein dampfförmig-flüssiges Zweiphasenkältemittel an die Seite des Ejektors zuzuführen, und der Strömungswegverteilungsmechanismus der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilt das Kältemittel. Auf diese Weise kann das dampfförmig-flüssige Zweiphasenkältemittel geeignet an die Düsenabschnittseite und die Ansaugabschnittseite des Ejektors verteilt werden. Dies kann den Wirkungsgrad der Kältekreislaufvorrichtung mit dem Ejektor verbessern.
Der Strömungswegverteilungsmechanismus umfasst einen ersten Strömungsdurchgang, um zu ermöglichen, dass das von der ersten Drosseleinrichtung dekomprimierte Kältemittel in ihn strömt, einen zweiten Strömungsdurchgang, der von dem ersten Strömungsdurchgang verzweigt, um dem Kältemittel zu ermöglichen, zu einer Seite des Verdampfers zu strömen, und einen dritten Strömungsdurchgang, der von dem ersten Strömungsdurchgang verzweigt, um dem Kältemittel zu ermöglichen, in Richtung einer Seite des Ejektors zu strömen. In diesem Fall sind der erste Strömungsdurchgang, der zweite Strömungsdurchgang und der dritte Strömungsdurchgang im Wesentlichen auf einer gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet. Außerdem ist ein Strömungswegdurchmesser (ϕd2) des zweiten Strömungsdurchgangs größer als ein Strömungswegdurchmesser (ϕd1) des ersten Strömungsdurchgangs und ferner größer als ein Strömungswegdurchmesser (ϕd3) des dritten Strömungsdurchgangs.
Der Strömungswegverteilungsmechanismus ist derart bereitgestellt, dass der Strömungswegdurchmesser des zweiten Strömungsdurchgangs größer als der Strömungswegdurchmesser des ersten Strömungsdurchgangs und ferner größer als der Strömungswegdurchmesser des dritten Strömungsdurchgangs ist. Dies kann den Durchsatz von in den dritten Strömungsdurchgang strömendem Kältemittel im Vergleich zu dem in den zweiten Strömungsdurchgang verringern, wodurch der Durchsatz des in den Düsenabschnitt des Ejektors strömenden Kältemittels beschränkt wird, wodurch , der Wirkungsgrad der Kältekreislaufvorrichtung verbessert wird.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung kann einen Wirbelströmungs-Ausbildungsabschnitt zum Verwirbeln des verteilten Kältemittelstroms haben. Da das flüssigphasige Kältemittel in diesem Fall zu einer Wirbelströmung ausgebildet werden kann, wird die relative Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in dem Strömungsweg groß, wodurch das Sieden des flüssigen Kältemittels gefördert wird und der Wirkungsgrad der Kältekreislaufvorrichtung erhöht wird.
Der Wirbelströmungs-Ausbildungsabschnitt umfasst bevorzugt einen Strömungsweg mit einem größeren Durchmesser als dem eines Strömungswegs auf der stromaufwärtigen Seite. In diesem Fall kann die einfache Struktur die Wirbelströmung bilden, welche die Verbesserung des Wirkungsgrads begründet. In der Strömungsverteilungsvorrichtung wird das Verhältnis des Strömungswegdurchmessers, der sich von der Vergrößerung des Strömungswegs befindet, zu dem nach der Vergrößerung auf einen gewünschten Wert eingestellt. Die Verwendung der Strömungsverteilungsvorrichtung kann einen Zunahmebetrag der relativen Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels durch die Wirbelströmung leicht einstellen.
Alternativ kann der Wirbelströmungs-Ausbildungsabsschnitt das Kältemittel, das in den Düsenabschnitt des Ejektors strömen soll, verwirbeln. In diesem Fall strömt das flüssigphasige wirbelnde Kältemittel in den Düsenabschnitt des Ejektors, um die relative Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels zu erhöhen, wodurch das Sieden des flüssigphasigen Kältemittels gefördert wird, wodurch der Düsenwirkungsgrad erhöht wird.
Der Strömungswegverteilungsmechanismus umfasst bevorzugt einen Strömungsdurchgang, der sich in der Richtung der Schwerkraft auf einer anderen Höhe befindet als der eines anderen Strömungswegs. In diesem Fall kann der Durchsatz des Kältemittels, das durch den Strömungsweg strömt, der sich auf der anderen Höhe in der Schwerkraftrichtung befindet, beschränkt werden, wodurch die einfache Struktur den Kältemittelstrom oder den Durchsatz an der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilen kann.
Gemäß einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Dekompressionsvorrichtung, die auf eine Kältekreislaufvorrichtung angewendet werden soll, einen Dekompressionsabschnitt zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel und einen auf einer stromaufwärtigen Seite des Dekompressionsabschnitts angeordneten Wirbelströmungsgenerator zum Verwirbeln des Kältemittels, das in den Dekompressionsabschnitt strömen soll. Außerdem ist der Dekompressionsabschnitt mit einer festen Drossel aufgebaut.
Da der Dekompressionsabschnitt aus der festen Drossel aufgebaut ist, bleibt das in den Dekompressionsabschnitt strömende Kältemittel nicht an einer Nadel oder ähnlichem hängen. Auf diese Weise wird die Wirbelströmungskomponente des Kältemittels nicht geschwächt, und das Kältemittel wird durch die Zentrifugalkraft in die dampfförmigen und flüssigen Phasen getrennt, um das flüssigphasige Kältemittel, das eine höhere Wirbelgeschwindigkeit als die des dampfphasigen Kältemittels hat, wirksam zu sieden.
Als ein Ergebnis wird ein Druckabfall zusammen mit der Expansion des dampfphasigen Kältemittels verringert, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Dekompressionsabschnitt strömenden Kältemittels erhöht werden kann, um einen Dekompressionswirkungsgrad des Dekompressionsabschnitts wirksam zu verbessern.
Der Wirbelströmungsgenerator umfasst einen Zulaufdurchgang, um das Kältemittel in ihn hinein strömen zu lassen, und einen Ablaufdurchgang, um das Kältemittel in eine andere Richtung ausströmen zu lassen als einer Zulaufrichtung des Kältemittels, das aus dem Zulaufdurchgang in ihn strömt. In diesem Fall kann das Ändern der Strömungsrichtung des Kältemittels das Kältemittel leicht verwirbeln und kann auch leicht den Wirbelströmungsgenerator bilden.
Der Wirbelströmungsgenerator hat einen zylindrischen Wirbelzylinder zum Verwirbeln des Kältemittels darin, der Zulaufdurchgang lässt das Kältemittel in dessen Umfangsrichtung in den Wirbelzylinder strömen, und der Ablaufdurchgang lässt das Kältemittel in einer axialen Richtung des Wirbelzylinders ausströmen.
Der Wirbelströmungsgenerator kann einen Kältemitteldurchgang haben, um das Kältemittel in ihn und aus ihm strömen zu lassen, und eine Spiralnut ist in einer Innenwandoberfläche des Kältemitteldurchgangs ausgebildet. Auf diese Weise kann die Bildung der Spiralnut auf der Innenwandoberfläche des Kältemitteldurchgangs auch das Kältemittel leicht verwirbeln.
Die Kältekreislaufvorrichtung mit dieser Dekompressionsvorrichtung kann den Dekompressionswirkungsgrad (ηn) des Dekompressionsabschnitts verbessern, um dadurch den Kreislaufwirkungsgrad (die Leistungszahl) der Kältekreislaufvorrichtung zu verbessern.
Gemäß einem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor zum Komprimieren und Ausstoßen von Kältemittel; einen Strahler zum Abstrahlen von Wärme von dem Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor ausgestoßen wird; einen Verzweigungsabschnitt zum Verzweigen eines Stroms des Kältemittels auf einer Auslassseite des Strahlers; einen Ejektor mit einem festen Düsenabschnitt zum Dekomprimieren und Expandieren eines der von dem Verzweigungsabschnitt verzweigten Kältemittel, einer Kältemittelansaugöffnung zum Ansaugen des Kältemittels durch einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom, der von dem festen Düsenabschnitt eingespritzt wird, und einem Diffusorabschnitt zum Vermischen des von dem festen Düsenabschnitt eingespritzten Hochgeschwindigkeitskältemittelstroms mit dem Ansaugkältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung gesaugt wird, um einen Druck des Kältemittels zu erhöhen; eine feste Drossel zum Dekomprimieren und Expandieren des anderen von dem Verzweigungsabschnitt verzweigten Kältemittels; und einen ansaugseitigen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels auf einer stromabwärtigen Seite der festen Drossel, um das Kältemittel aus einer stromaufwärtigen Seite der Kältemittelansaugöffnung ausströmen zu lassen. Außerdem umfasst die Kältekreislaufvorrichtung einen ersten Wirbelströmungsgenerator, der auf einer stromabwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts und einer stromaufwärtigen Seite des festen Düsenabschnitts angeordnet ist, zum Wirbeln des Kältemittelstroms in den festen Düsenabschnitt und/oder einen zweiten Wirbelströmungsgenerator, der auf der stromabwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts und auf einer stromaufwärtigen Seite der festen Drossel angeordnet ist, um den Kältemittelstrom in die feste Drossel zu wirbeln.
Da die Kältekreislaufvorrichtung den ersten Wirbelströmungsgenerator und/oder den zweiten Wirbelströmungsgenerator umfasst, kann der Dekompressionswirkungsgrad (ηn) des Ejektors und/oder der festen Drossel verbessert werden, um dadurch den Kreislaufwirkungsgrad (die Leistungszahl) der Kältekreislaufvorrichtung zu verbessern.
15 zeigt Kältemittelzustände in der Kältekreislaufvorrichtung der Erfindung durch eine durchgezogene Linie und Kältemittelzustände in einer Kältekreislaufvorrichtung eines Vergleichsbeispiels (worauf hier nachstehend als eine „Vorrichtung des Vergleichsbeispiels“ Bezug genommen wird), das weder den ersten Wirbelströmungsgenerator noch den zweiten Wirbelströmungsgenerator umfasst.
Die Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels umfasst den ersten Wirbelströmungsgenerator, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des von dem festen Düsenabschnitt eingespritzten Kältemittelstroms im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels erhöht wird. Folglich entspricht ein Dekompressions-Expansionsprozess des Kältemittels in dem festen Düsenabschnitt der Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels einer Änderung von einem Punkt „e“ zu einem Punkt „f“ in 15. Dieser Dekompressions-Expansionsprozess kann im Vergleich zu einem Dekompressions-Expansionsprozess in einem festen Düsenabschnitt der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels, der einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt „f'“ in 15 entspricht, eine isentrope Kurve annähern, die in 15 durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen angezeigt ist. Auf diese Weise kann die Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels die spezifische Enthalpie des dekomprimierten und expandierten Kältemittels im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels um ein Maß Δi1 verringern.
Außerdem wird die Strömungsgeschwindigkeit des von dem festen Düsenabschnitt eingespritzten Kältemittelstroms hinreichend erhöht, so dass die Menge des von der Kältemittelansaugöffnung gesaugten Kältemittels erhöht werden kann. Dies kann den Betrag an zurückgewonnener Energie des Ejektors erhöhen und kann folglich, wie in 15 gezeigt, auch den Betrag der Druckerhöhung ΔP' des Kältemittels in dem Diffusorabschnitt in Bezug auf den Druckzunahmebetrag ΔP' in der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels erhöhen. Als ein Ergebnis kann ein Einlassdruck des Kompressors erhöht werden, um die Antriebsleistung des Kompressors zu verringern, wodurch der Kreislaufwirkungsgrad erhöht wird.
Die Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels umfasst den zweiten Wirbelströmungsgenerator, um die Strömungsgeschwindigkeit des von dem festen Düsenabschnitt eingespritzten Kältemittelstroms im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels zu erhöhen. In diesem Fall entspricht ein Dekompressions-Expansionsprozess des Kältemittels in der festen Drossel der Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt „k“ in 15. Dieser Dekompressions-Expansionsprozess kann im Vergleich zu einem Dekompressions-Expansionsprozess in einer festen Drossel der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels, der einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt „k'“ in 15 entspricht, die isentrope Kurve annähern, die durch die Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen angezeigt ist. Folglich kann die Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels die spezifische Enthalpie des dekomprimierten und expandierten Kältemittels im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels um ein Maß Δi2 verringern.
Als ein Ergebnis kann sie eine Enthalpiedifferenz des Kältemittels (Kühlkapazität) zwischen dem Einlass und dem Auslass des ansaugseitigen Verdampfers vergrößern, um den Kreislaufwirkungsgrad zu verbessern.
Die Kältekreislaufvorrichtung des dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung kann ferner einen ablaufseitigen Verdampfer zum Verdampfen des aus dem Ejektor strömenden Kältemittels umfassen. Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung ferner sowohl den ersten Wirbelströmungsgenerator als auch den zweiten Wirbelströmungsgenerator umfassen. In diesem Fall können der erste Wirbelströmungsgenerator, der zweite Wirbelströmungsgenerator und der Verzweigungsabschnitt integral als der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt ausgebildet sein. Folglich ist es möglich, die Größe der Kältekreislaufvorrichtung zu verringern.
Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt bedeutet einen Verzweigungsabschnitt mit einer Wirbelströmungserzeugungsfunktion, der als ein Verzweigungsabschnitt zum Verzweigen des Kältemittelstroms und auch als ein Wirbelströmungsgenerator zum Verwirbeln des Kältemittelstroms, der aus dem Verzweigungsabschnitt strömen soll, dient. Zum Beispiel umfasst der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt einen Zulaufdurchgang, um das Kältemittel in ihn einströmen zu lassen, einen von dem Zulaufdurchgang verzweigten ersten Ablaufdurchgang, um Kältemittel daraus ausströmen zu lassen, und einen von dem Zulaufdurchgang verzweigten zweiten Ablaufdurchgang, um Kältemittel daraus ausströmen zu lassen. Außerdem sind der erste Ablaufdurchgang und der zweite Ablaufdurchgang geeignet, das Kältemittel in eine andere Richtung als eine Zulaufrichtung des in den Zulaufdurchgang einströmenden Kältemittels ausströmen zu lassen. Folglich kann die Strömungsrichtung des Kältemittels leicht geändert werden, um das Kältemittel leicht zu verwirbeln und auf diese Weise leicht den Wirbelströmungserzeugungsabschnitt aufbauen.
Zum Beispiel können die axialen Richtungen des Zulaufdurchgangs, des ersten Ablaufdurchgangs und des zweiten Ablaufdurchgangs auf einer gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet sein. Außerdem sind ein Durchgangsdurchmesser (ϕd2) des ersten Ablaufdurchgangs und ein Durchgangsdurchmesser (ϕd3) des zweiten Ablaufdurchgangs derart ausgebildet, dass sie größer als ein Durchgangsdurchmesser (ϕd1) des Zulaufdurchgangs sind. In diesem Fall kann das aus dem Zulaufdurchgang in den ersten Ablaufdurchgang und den zweiten Ablaufdurchgang strömende Kältemittel leicht verwirbelt werden.
Da die axialen Richtungen der Zulaufrohrleitung, der ersten Ablaufrohrleitung und der zweiten Ablaufrohrleitung auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet sind, wird der Kältemittelstrom beim Verzweigen weniger durch die Schwerkraft beeinflusst, so dass das Kältemittel geeignet verzweigt werden kann. Der Begriff „gleiche horizontale Oberfläche“, wie er hier verwendet wird, kann neben der vollkommen gleichen horizontalen Oberfläche Oberflächen umfassen, die sich aufgrund eines Fehlers in der Verarbeitung oder bei der Montage ein wenig voneinander unterscheiden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das die Struktur einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß ersten bis vierten Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
2 ist eine Draufsicht, die die innere Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist eine in der Richtung des Pfeils III in 2 genommene Ansicht;
4 ist eine Draufsicht die eine innere Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung in der zweite Ausführungsform zeigt;
5 ist eine in der Richtung des Pfeils V in 4 genommene Ansicht;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Geschwindigkeitsvektor einer Wirbelströmung zeigt, die von einem Wirbelströmungsausbildungsabschnitt (Wirbelströmungsausbildungseinrichtung) in den ersten bis vierten Ausführungsformen ausgebildet wird;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Spiralnut in einem Strömungsweg zeigt, der den Wirbelströmungsausbildungsabschnitt (die Wirbelströmungsausbildungseinrichtung) bildet;
8 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung in der dritten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine in der Richtung des Pfeils IX in 8 genommene Ansicht;
10 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung in der vierten Ausführungsform zeigt;
11 ist eine in der Richtung des Pfeils XI in 10 genommene Ansicht;
12 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung in einer fünften Ausführungsform;
13 ist eine perspektivische Ansicht eines Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts in der fünften Ausführungsform;
14 ist eine entlang der Linie XIV-XIV in 13 genommene Schnittansicht;
15 ist ein Mollier-Diagramm, das Kältemittelzustände in der fünften Ausführungsform zeigt;
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts in einer sechsten Ausführungsform;
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts in einer siebten Ausführungsform;
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Wirbelströmungsgenerators in einer achten Ausführungsform;
19 ist eine perspektivische Ansicht eines Wirbelströmungsgenerators in einer neunten Ausführungsform; und
20 ist ein Diagramm, das Ergebnisse der Verbesserung eines Dekompressionswirkungsgrads ηn entsprechend Arten der Drosseleinrichtung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt ein Beispiel für eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor der Erfindung. Die Kältekreislaufvorrichtung umfasst einen Kompressor 1, einen Strahler 2 zum Abstrahlen von Wärme von einem Hochdruckkältemittel, das aus dem Kompressor 1 ausgestoßen wird, und eine Dekompressionseinheit 3, die als eine erste Drosseleinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers 2 dient. Die Kältekreislaufvorrichtung umfasst auch eine Strömungsverteilungsvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von Strömungsdurchgängen zum Verteilen des Stroms des von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierten Kältemittels in eine Vielzahl von Strömen.
Die Kältekreislaufvorrichtung umfasst auch einen Ejektor 5 zum Aufnehmen eines der von der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 verteilten Kältemittel, um das Kältemittel von einem Düsenabschnitt 5a einzuspritzen, um einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom zu bilden und um das andere Kältemittel durch den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom von einem Ansaugabschnitt 5b zu saugen. Die Kältekreislaufvorrichtung umfasst ferner einen zweiten Verdampfer 8 zum Aufnehmen des anderen von der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 verteilten Kältemittels, um das Kältemittel zu verdampfen, und zum Ausstoßen des Kältemittels in Richtung des Ansaugabschnitts 5b, und einen ersten Verdampfer 7 zum Aufnehmen des von dem Ejektor 5 ausgestoßenen Kältemittels und zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel und Außenluft. Der erste Verdampfer 7 und der zweite Verdampfer 8 sind in einem Gehäuse 11 bereitgestellt, so dass der erste Verdampfer 7 auf der stromaufwärtigen Seite positioniert ist. Zwangsweise von einem (nicht gezeigten) Gebläse zu beiden Verdampfern 7 und 8 geblasene Luft wird durch Austauschen von Wärme mit dem Kältemittel, gekühlt und strömt dann zu einem Raum, der klimatisiert werden soll.
Die Kältekreislaufvorrichtung umfasst einen internen Wärmetauscher 6 zum Austauschen von Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das zwischen dem Strahler 2 und der Dekompressionseinheit 3 strömt, und dem Niederdruckkältemittel, das in den Kompressor 1 gesaugt werden soll. Der Wärmeaustausch zwischen den Kältemitteln an dem internen Wärmetauscher 6 kühlt das Hochdruckkältemittel, das zwischen dem Strahler 2 und der Dekompressionseinheit 3 strömt, wodurch eine Enthalpiedifferenz (Kühlkapazität) des Kältemittels zwischen dem Kältemitteleinlass und Auslass des ersten Verdampfers 7 und des zweiten Verdampfers 8 jeweils erhöht wird.
Der Kompressor 1 ist angeordnet, um das Kältemittel anzusaugen, zu komprimieren und auszustoßen, und wird von einem Motor zum Fahrzeugbetrieb über eine elektromagnetische Kupplung und einen Riemen drehend angetrieben. Der verwendete Kompressor 1 ist zum Beispiel ein Taumelscheibenscheibenkompressor mit variabler Verdrängung, der eine Ausstoßkapazität nacheinander basierend auf einem Steuersignal von außen variabel steuert.
Der Kompressor 1 dieser Ausführungsform kann die Ausstoßkapazität durch Einstellung des Drucks in einer Taumelscheibenkammer kontinuierlich etwa zwischen 0% und 100% ändern. Das Verringern der Ausstoßkapazität auf etwa 0% kann den Kompressor 1 im Wesentlichen in einen Betriebsstoppzustand bringen. Aus diesem Grund kann eine Drehwelle des Kompressors 1 aus einer kupplungsfreien Struktur aufgebaut werden, die über eine Riemenscheibe und einen Riemen V dauernd mit dem Fahrzeugmotor gekoppelt ist.
Der Strahler 2 ist ein Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen dem von dem Kompressor 1 ausgestoßenen Hochdruckkältemittel und der Luft außerhalb des Fahrzeugraums, die von dem (nicht gezeigten) Gebläse zwangsweise geblasen wird, wodurch Wärme von dem Hochdruckkältemittel abgestrahlt wird, um das Kältemittel zu kondensieren.
Die Dekompressionseinheit 3 hat eine Funktion zum Dekomprimieren des Hochdruckkältemittels, dessen Wärme durch den Strahler 2 ausgetauscht wird, und sie ist zum Beispiel aus einem Durchsatzeinstellventil zum Einstellen des Durchsatzes des Kältemittels aufgebaut. Die Dekompressionseinheit 3 wird von einer (nicht gezeigten) Steuerung gesteuert, um zu ermöglichen, dass das Hochdruckkältemittel in den dampfförmig-flüssigen Zweiphasenzustand gebracht wird und dann in die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 strömt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die dampfförmig-flüssige Zweiphasenströmung entsprechend der Trockenheit oder Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels die Formen einer geschichteten Strömung, einer Spiralströmung, einer Schwallströmung oder ähnlicher an. Das Gaskältemittel befindet sich in der höheren Position, während das flüssige Kältemittel sich in der tieferen Position befindet, was die Form höherer und tieferer getrennter Strömungen darstellt. Die Dekompressionseinheit 3 kann ein elektrisches Durchsatzeinstellventil, das den Kältemitteldurchsatz variabel steuert, oder ein festes Durchsatzeinstellventil sein.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 ist ein Kubus oder ein rechteckiges Parallelepiped, in dem eine Vielzahl von Strömungsdurchgängen ausgebildet ist. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 hat einen Strömungswegverteilungsmechanismus zum Verteilen des von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierten Kältemittels und Einströmen in ihn mit einer vorbestimmten Menge oder Volumen. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 einen ersten Strömungsdurchgang 12, um das von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierte Kältemittel in ihn strömen zu lassen, und einen von dem ersten Strömungsdurchgang 12 verzweigten zweiten Strömungsdurchgang 13, um das Kältemittel von ihm zu dem zweiten Verdampfer 8 strömen zu lassen. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 umfasst auch einen von dem ersten Strömungsdurchgang 12 verzweigten dritten Strömungsdurchgang 14, um das Kältemittel aus ihm in Richtung der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen. Diese Strömungsdurchgänge bilden den Strömungswegverteilungsmechanismus.
Der erste Strömungsdurchgang 12, der zweite Strömungsdurchgang 13 und der dritte Strömungsdurchgang 14 erstrecken sich jeweils horizontal und sind, wie in 3 gezeigt, im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet. Kurz gesagt sind der erste Strömungsdurchgang 12 und der dritte Strömungsdurchgang 14 derart bereitgestellt, dass eine Strömungsweg-Mittellinie 15, die sich in der Axialrichtung des Strömungswegs des ersten Strömungsdurchgangs 12 erstreckt, im Wesentlichen identisch zu einer Strömungsweg-Mittellinie 16 ist, die sich in der Axialrichtung des Strömungswegs des dritten Strömungsdurchgangs 14 erstreckt. Ferner ist eine Strömungsweg-Mittellinie, die sich in der Axialrichtung des Strömungswegs des zweiten Strömungsdurchgangs 13 erstreckt, im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche mit der Strömungsweg-Mittellinie 15 und der Strömungsweg-Mittellinie 16 angeordnet. Das heißt, alle in der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 ausgebildeten Strömungsdurchgänge sind in Bezug auf die Schwerkraftrichtung auf der gleichen Höhe angeordnet.
Der erste Strömungsdurchgang 12, der zweite Strömungsdurchgang 13 und der dritte Strömungsdurchgang 14 sind alle Strömungsdurchgänge in einer im Wesentlichen zylindrischen Form, in der die Strömungswegdurchmesser jeweils ϕd1, ϕd2 und ϕd3 sind. Die Beziehungen zwischen Φd1, ϕd2 und ϕd3 sind wie folgt: ϕd2 > ϕd1 und ϕd2 > ϕd3. Das heißt, der Strömungswegdurchmesser ϕd2 des zweiten Strömungsdurchgangs ist größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd1 des ersten Strömungsdurchgangs und auch größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd3 des dritten Strömungsdurchgangs ausgebildet. Obwohl der zweite Strömungsdurchgang 13 und der dritte Strömungsdurchgang 14 von dem ersten Strömungsdurchgang 12, wie in 2 gezeigt, in einem rechten Winkel verzweigen, können beide Strömungsdurchgänge mit einem Abstand dazwischen, der in Richtung ihrer Enden symmetrisch erweitert ist, verzweigt werden.
Wenn der Strömungswegdurchmesser ϕd2 des zweiten Strömungsdurchgangs größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd1 des ersten Strömungsdurchgangs und auch größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd3 des dritten Strömungsdurchgangs ausgebildet ist, kann der Durchsatz des in den dritten Strömungsdurchgang 14 strömenden Kältemittels im Vergleich zu dem Fall, in dem diese Strömungsdurchgänge derart ausgebildet sind, dass die den gleichen Strömungswegdurchmesser haben, verringert werden. Auf diese Weise ist der Strömungswegverteilungsmechanismus derart aufgebaut, dass er die erforderliche Beziehung zwischen dem Strömungsweg, in dem der Kältemitteldurchsatz gedrosselt werden soll, und dem Strömungsweg, in dem der Kältemitteldurchsatz erhöht werden soll, erfüllt. Dies kann die Kältekreislaufvorrichtung mit einem optimalen Durchsatzverhältnis mit einem guten Wirkungsgrad bereitstellen. Der vorstehend beschriebene Strömungswegverteilungsmechanismus maximiert einen Leistungskoeffizienten des Systems, wobei der Düsenwirkungsgrad des Ejektors und die Kühlkapazität des Verdampfers berücksichtigt werden.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 hat den vorstehend erwähnten Strömungswegverteilungsmechanismus, um die ungleichmäßige Verteilung des dampfphasigen Kältemittels und des flüssigphasigen Kältemittels aufgrund der Schwerkraft in dem zweiten Strömungsdurchgang 13 und dem dritten Strömungsdurchgang 14 jeweils zu verringern, so dass Schwankungen mit einer derartigen ungleichmäßigen Verteilung symmetrisch ausgebildet werden können. Dies kann Einflüsse aufgrund- der dampfförmig-flüssigen Zweiphasenströmung verringern, wobei das Kältemittel in einem gewünschten Verhältnis verteilt wird: Zum Beispiel tritt die ungleichmäßige Verteilung des dampfphasigen Kältemittels und des flüssigphasigen Kältemittels in jedem Strömungsweg in der gleichen Weise auf. Selbst wenn der Betriebszustand des Kreislaufs geändert wird, ändern sich die ungleichmäßigen Verteilungszustände in den jeweiligen Strömungswegen auf die gleiche Weise.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 hat einen Wirbelströmungsbildungsabschnitt (eine Wirbelströmungsbildungseinrichtung) zum Verwirbeln des Stroms des verteilten Kältemittels. Der Wirbelströmungsbildungsabschnitt ist derart aufgebaut, dass er einen Strömungsweg mit einem größeren Durchmesser des Strömungswegs als dem eines Strömungswegs auf der stromaufwärtigen Seite hat. Der Wirbelströmungsbildungsabschnitt dieser Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass der Strömungswegdurchmesser ϕd2 des zweiten Strömungsdurchgangs 13 größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd1 des ersten Strömungsdurchgangs 12 ist, welcher der Strömungsweg auf der stromaufwärtigen Seite ist.
6 , ist eine perspektivische Ansicht, die einen Geschwindigkeitsvektor einer von dem Wirbelströmungsbildungsabschnitt gebildeten Wirbelströmung 26 zeigt. Wenn das dampfförmig-flüssige Zweiphasenkältemittel, das in den ersten Strömungsdurchgang 12 geströmt ist, in den zweiten Strömungsdurchgang 13 strömt, wird die radial nach außen auf den Strömungsweg wirkende Zentrifugalkraft, wie in 6 gezeigt, entlang der vergrößerten Innenwandoberfläche des zweiten Strömungsdurchgangs 13 radial nach vorne angewendet, wodurch sie zum Auftreten des effektiven Geschwindigkeitsvektors V beiträgt. Zu diesem Zeitpunkt wirbelt das Kältemittel hauptsächlich. Dies liegt daran, dass das flüssige Kältemittel dazu neigt, durch die Trägheitskraft beeinflusst zu werden.
Der Geschwindigkeitsvektor V ist eine resultierende Kraft einer Geschwindigkeitsvektorkomponente V1 in der Axialrichtung des Strömungswegs und einer Geschwindigkeitsvektorkomponente V2 in der radialen Richtung des Strömungswegs. Da der Durchsatz des durch den Strömungsweg strömenden Kältemittels sich ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins des Auftretens der Wirbelströmung nicht ändert, ist die Geschwindigkeitsvektorkomponente V1 gleich einer Geschwindigkeitsvektorkomponente in der axialen Richtung des Strömungswegs bei nicht vorhandener Wirbelströmung. Das heißt, ein Absolutwert V der tatsächlichen Kältemittelgeschwindigkeit beim Auftreten der Wirbelströmung ist groß im Vergleich zu einem Absolutwert einer Geschwindigkeit des Kältemittels, das die Schnittfläche des Strömungswegs in dem rechten Winkel durchläuft, wenn die Wirbelströmung nicht erzeugt wird.
Wenn die Wirbelströmung erzeugt wird, wird folglich die relative Kältemittelströmungsgeschwindigkeit in dem Strömungsweg groß und neigt dazu, eine Störung von der Wandoberfläche im Inneren des Strömungswegs zu erhalten, wodurch das Sieden des flüssigen Kältemittels gefördert wird. Wenn in dem dampfförmig-flüssigen Zweiphasenkältemittel die Wirbelströmung oder eine Mischströmung auftritt, werden die Kältemitteltröpfchen aufgeteilt, wodurch eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem flüssigen und dampfförmigen Kältemittel verringert wird, und folglich nähern sich die Ströme in dem Strömungsweg einem homogenen Strom an. Auf diese Weise neigt das flüssige Kältemittel dazu, gesiedet zu werden, wodurch der Leistungskoeffizient des Systems verbessert wird.
Der Wirbelströmungsbildungsabschnitt kann aus einer Spiralnut 28 aufgebaut sein, die, wie in 7 gezeigt, auf der Innenwandoberfläche des Strömungswegs ausgebildet ist. Wenn das Kältemittel durch den Strömungsweg mit der Spiralnut 28 strömt, strömt das Kältemittel derart, dass es zu der Spiralnut 28 geführt wird, wodurch die Wirbelströmung 26, wie in 6 gezeigt, gebildet wird. Anstelle der Spiralnut 28 kann der Wirbelströmungsbildungsabschnitt aus einer Spiralrippe mit der gleichen Spiralform aufgebaut werden, die von der Innenwandoberfläche des Strömungswegs nach innen vorsteht.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 ist aus dem gleichen Material wie dem einer Kältemittelrohrleitung (zum Beispiel Aluminium) gefertigt. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 kann durch Schneiden aus einem Aluminiumblock oder durch Aluminiumdruckgießen oder Schmieden hergestellt werden, um den Strömungsweg mit der gewünschten Abmessung und Form wie vorstehend beschrieben zu bilden. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 kann aus Messing oder Kupfer gefertigt sein. Der erste Strömungsdurchgang 12, der zweite Strömungsdurchgang 13 und der dritte Strömungsdurchgang 14 der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 sind jeweils hartgelötet und mit den jeweiligen Kältemittelrohrleitungen verbunden.
Die mit dem dritten Strömungsdurchgang 14 verbundene Kältemittelrohrleitung ist mit dem Ejektor 5 verbunden. Der Ejektor 5 dient als eine Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels und auch als Kältemittelumwälzeinrichtung für den Fluidtransport, um zuzulassen, dass das Kältemittel unter Verwendung einer Ansaugwirkung (Verhakungseffekt) des mit hoher Geschwindigkeit eingespritzten Kältemittelstroms zirkuliert.
Der Ejektor 5 umfasst den Düsenabschnitt 5a zum Aufnehmen eines der von der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 verteilten Kältemittel und zum isentropen Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels durch Drosseln der Durchgangsfläche auf ein kleineres Maß, und den Ansaugabschnitt 5b, der in Verbindung mit einer Kältemitteleinspritzöffnung des Düsenabschnitts 5a angeordnet ist, zum Ansaugen des dampfphasigen Kältemittels von dem zweiten Verdampfer 8.
Auf der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 5a und der Kältemittelansaugöffnung 5b ist ein Mischabschnitt bereitgestellt, um den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom von dem Düsenabschnitt 5a mit dem Kältemittel, das von dem Ansaugabschnitt 5b gesaugt wird, zu vermischen. Ein Diffusorabschnitt, der als ein Druckerhöher dient, ist auf der stromabwärtigen Seite des Mischabschnitts angeordnet. Der Diffusorabschnitt ist in einer derartigen Form ausgebildet, dass die Durchgangsfläche des Kältemittels allmählich vergrößert wird, und hat eine Wirkung zur Verringerung der Geschwindigkeit des Kältemittelstroms, um den Kältemitteldruck zu erhöhen, das heißt, eine Funktion zum Umwandeln der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in dessen Druckenergie.
Ein erster Verdampfer 7 ist in der Kältemittelströmungsrichtung auf der stromabwärtigen Seite des Diffusorabschnitts angeschlossen. Der erste Verdampfer 7 ist ein Wärmeabsorber zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel und Luft, die zwangsweise geblasen wird, um das Kältemittel zu verdampfen, wobei sich eine Wärmeabsorptionswirkung zeigt.
Der Sammler 9 ist in der Kältemittelströmungsrichtung auf der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 7 angeschlossen. Der Sammler 9 ist ein Dampf-/Flüssigkeitsabscheider zum Trennen des Kältemittels in dampfförmige und flüssige Phasen. Die Auslassseite für das dampfphasige Kältemittel des Sammlers 9 ist über den internen Wärmetauscher 6 mit der Ansaugseite des Kompressors 1 verbunden.
Eine Kapillare 4, die als zweite Drosseleinrichtung dient, ist in der Kältemittelrohrleitung angeordnet, die mit dem zweiten Strömungsdurchgang 13 verbunden ist. Der zweite Verdampfer 8 ist ebenfalls in der Kältemittelrohrleitung auf der stromabwärtigen Seite weg von der Kapillare 4 angeordnet. Die Kapillare 4 stellt den Durchsatz von in den zweiten Verdampfer 8 strömendem Kältemittel ein und dekomprimiert das Kältemittel. Die Kapillare 4 ist aus einem engen Rohr, das in einer spiralförmigen Weise gewunden ist, ausgebildet. Die zweite Drosseleinrichtung kann aus einer festen Drossel, wie etwa einer kleinen Öffnung, aufgebaut sein.
Der zweite Verdampfer 8 ist ein Wärmeabsorber zum Verdampfen des Kältemittels, um die Wärmeabsorptionswirkung zu zeigen. In dieser Ausführungsform sind der erste Verdampfer 7 und der zweite Verdampfer 8 zu einer integrierten Struktur montiert. Insbesondere sind Bestandteile des ersten Verdampfers 7 und des zweiten Verdampfers 8 aus Aluminium gefertigt und durch Hartlöten mit der integrierten Struktur verbunden.
Eine (nicht gezeigte) Steuerung ist aus dem wohlbekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und dessen peripherer Schaltung aufgebaut. Die Steuerung steuert Arbeitsgänge verschiedener Bestandteile durch Ausführen verschiedener Arten von Berechnungen und Verarbeitungen basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm. Die Steuerung empfängt Eingaben aus Erfassungssignalen von verschiedenen Sensorgruppen und verschiedenen Bediensignalen von einem (nicht gezeigten) Bedienfeld. Das Bedienfeld ist mit einem Temperatureinstellschalter zum Einstellen einer Kühltemperatur eines zu kühlenden Raums und einem Klimatisierungsbedienschalter oder ähnlichem zum Ausgeben eines Bedienbefehlssignals für den Kompressor 1 versehen.
Nun wird der Betrieb dieser Ausführungsform mit der vorstehend erwähnten Anordnung nachstehend beschrieben. Wenn ein Klimatisierungsbedienschalter eingeschaltet wird, wird eine elektromagnetische Kupplung des Kompressors 1 basierend auf der Steuerausgabe von der Steuerung mit Strom versorgt, so dass die elektromagnetische Kupplung in einen Verbindungszustand gebracht wird, um zu ermöglichen, dass eine Drehantriebskraft von dem Motor für den Fahrzeugbetrieb an den Kompressor 1 übertragen wird.
Wenn von der Steuerung basierend auf dem Steuerprogramm ein Steuerstrom In an ein elektromagnetisches Kapazitätssteuerventil des Kompressors 1 ausgegeben wird, saugt der Kompressor 1 das dampfphasige Kältemittel an, komprimiert es und stößt es aus.
Das von dem Kompressor 1 komprimierte und ausgestoßene dampfphasige Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel strömt in den Strahler 2. In dem Strahler 2 wird das Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel von der Außenluft gekühlt und kondensiert. Das nach der Wärmeabstrahlung aus dem Strahler 2 strömende Hochdruckkältemittel tauscht Wärme mit dem dampfphasigen Niederdruckkältemittel aus, das von dem internen Wärmetauscher 6 in den Sammler 9 strömt.
Das aus dem internen Wärmetauscher 6 strömende Kältemittel wird von der Dekompressionseinheit 3 auf einen gewünschten Wert dekomprimiert und expandiert, um die dampfförmig-flüssige Zweiphasenströmung zu bilden. Das dampfförmig-flüssige Zweiphasenkältemittel strömt in die Strömungsverteilungsvorrichtung 10, um jeweils mit den passenden Strömungsmengen in einen in Richtung des Ejektors 5 gerichteten Kältemittelstrom und den anderen in Richtung der Kapillare 4 gerichteten Kältemittelstrom verteilt oder getrennt zu werden.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 ist derart angeordnet, dass der erste Strömungsdurchgang 12, der zweite Strömungsdurchgang 13 und der dritte Strömungsdurchgang 14, die darin ausgebildet sind, alle im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche positioniert sind. Folglich wird das in die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 strömende flüssigphasige Kältemittel passend geteilt, ohne durch die Schwerkraft beeinflusst zu werden.
Folglich ist die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 geeignet, das Kältemittel derart zu verteilen, dass der Anteil des flüssigphasigen Kältemittels in dem in Richtung des Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömenden Kältemittel im Wesentlichen gleich dem Anteil des flüssigphasigen Kältemittels ist, das in Richtung des zweiten Verdampfers 8 strömt. Als ein Ergebnis strömt das flüssigphasige Kältemittel sicher in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5.
Das in den Ejektor 5 strömende Kältemittel wird von dem Düsenabschnitt 5a dekomprimiert und expandiert. Bei der Dekompression und Expansion wird die Druckenergie des Kältemittels in dessen Geschwindigkeitsenergie umgewandelt, so dass das Kältemittel von einer Einspritzöffnung des Düsenabschnitts 5a mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt wird. Die Kältemittelansaugwirkung des Kältemitteleinspritzstroms saugt das Kältemittel, das den zweiten Verdampfer 8 durchlaufen hat, von dem Ansaugabschnitt 5b an.
Das von dem Düsenabschnitt 5a eingespritzte Kältemittel wird von dem Mischabschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 5a mit dem in die Ansaugöffnung 5b gesaugten Kältemittel vermischt, um in den Diffusorabschnitt des Ejektors 5 zu strömen. Der Diffusorabschnitt wandelt die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in dessen Druckenergie um, indem er seine Durchgangsfläche vergrößert, was zu einer Zunahme des Drucks des Kältemittels führt.
In dieser Ausführungsform strömt das flüssigphasige Kältemittel sicher in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5, so dass es für den Diffusorabschnitt leicht ist, eine Druckerhöhungsleistung zu zeigen, wodurch die Verschlechterung des Betriebswirkungsgrads des Kreislaufs verringert wird.
Das aus dem Diffusorabschnitt des Ejektors 5 strömende Kältemittel strömt in den ersten Verdampfer 7. An dem ersten Verdampfer 7 absorbiert das Niederdruckkältemittel Wärme aus der geblasenen Luft, um verdampft zu werden. Das Kältemittel, das den ersten Verdampfer 7 durchlaufen hat, strömt in den Sammler 9, um in das dampfphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel getrennt zu werden.
Das aus dem Sammler 9 strömende dampfphasige Kältemittel strömt in den internen Wärmetauscher 6, um Wärme mit dem Hochdruckkältemittel auszutauschen. Das aus dem internen Wärmetauscher 6 strömende dampfphasige Kältemittel wird in den Kompressor 1 gesaugt und von ihm wieder komprimiert.
Andererseits wird das zu der Seite des zweiten Verdampfers 8 strömende Kältemittel von der Kapillare 4 dekomprimiert, um das Niederdruckkältemittel zu werden, und das Niederdruckkältemittel strömt in den zweiten Verdampfer 8. An dem zweiten Verdampfer 8 absorbiert das in ihn strömende Niederdruckkältemittel Wärme aus der von dem ersten Verdampfer 7 gekühlten geblasenen Luft, um sich selbst zu verdampfen. Das an dem zweiten Verdampfer 8 verdampfende Kältemittel wird von der Ansaugöffnung 5b des Ejektors 5 gesaugt und an dem Mischabschnitt mit dem flüssigphasigen Kältemittel vermischt, das den Düsenabschnitt 5a durchlaufen hat, um in den ersten Verdampfer 7 zu strömen.
Wie vorstehend erwähnt, hat die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 in der Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform den Strömungswegverteilungsmechanismus zum Verteilen des in sie strömenden Kältemittels nach einer vorbestimmten Menge oder einem Volumen. Der Strömungswegverteilungsmechanismus umfasst einen ersten Strömungsdurchgang 12, um das von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierte Kältemittel in ihn strömen zu lassen, den von dem ersten Strömungsdurchgang 12 verzweigten zweiten Strömungsdurchgang 13, um das Kältemittel von ihm zu der Seite des zweiten Verdampfers 8 strömen zu lassen, und den von dem ersten Strömungsdurchgang 12 verzweigten dritten Strömungsdurchgang 14, um das Kältemittel von ihm in Richtung des Ejektors 5 strömen zu lassen. Der erste Strömungsdurchgang 12, der zweite Strömungsdurchgang 13 und der dritte Strömungsdurchgang 14 sind im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet und derart ausgebildet, dass der Strömungswegdurchmesser ϕd2 des zweiten Strömungsdurchgangs 13 größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd1 des ersten Strömungsdurchgangs 12 und ferner größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd3 des dritten Strömungsdurchgangs 14 ist.
Mit dieser Anordnung ist die Strömungsmenge des in den dritten Strömungsdurchgang 14 strömenden Kältemittels kleiner als die des in den zweiten Strömungsdurchgang 13 strömenden Kältemittels, wodurch die Strömungsmenge des in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömenden Kältemittels 5 beschränkt werden kann, um den Kältemitteldurchsatz oder die Menge passend zu verteilen.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 10 hat den Wirbelströmungsbildungsabschnitt zum Verwirbeln des Stroms des verteilten Kältemittels. Der Wirbelströmungsbildungsabschnitt ist bevorzugt aus dem Strömungsweg mit dem größeren Durchmesser als dem des Strömungswegs auf der stromaufwärtigen Seite aufgebaut.
Bei der Verwendung dieser Anordnung erhöht die Bildung der Wirbelströmung die relative Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in dem Strömungsweg, dadurch neigt sie dazu, Störungen von der Innenwandoberfläche des Strömungswegs zu erhalten. Folglich kann sie das Sieden des flüssigen Kältemittels fördern, wodurch der Wirkungsgrad der Kältekreislaufvorrichtung verbessert wird. Auch kann die Wirbelströmung durch die einfache Struktur gebildet werden. Das Verhältnis des Strömungswegdurchmessers, der sich vor der Erweiterung des Strömungswegs befindet, zu dem nach dessen Erweiterung wird auf einen gewünschten Wert eingestellt, wodurch ein Zunahmebetrag der relativen Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels durch die Wirbelströmung leicht eingestellt wird.
Das von der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 verteilte Kältemittel wird bevorzugt von der Kapillare 4 dekomprimiert und expandiert, bevor es an den zweiten Verdampfer 8 zugeführt wird. Da die Strömungsmenge des von der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 zu der Seite des Ansaugabschnitts 5b des Ejektors 5 strömenden Kältemittels in diesem Fall genau eingestellt werden kann, kann die Kältekreislaufvorrichtung gesteuert werden, um den Wirkungsgrad der Kältekreislaufvorrichtung weiter zu verbessern.
(Zweite Ausführungsform)
Die Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 4 und 5 beschrieben. 4 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur der Strömungsverteilungsvorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. 5 ist eine in der Richtung des Pfeils V in 4 genommene Ansicht. Eine Kältekreislaufvorrichtung, auf die die Strömungsverteilungsvorrichtung 20 angewendet wird, ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform beschriebene Kreislaufvorrichtung.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 20 unterscheidet sich von der Strömungsverteilungsvorrichtung 10 darin, dass das in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömende Kältemittel eine Wirbelströmung ist. Diese Ausführungsform hat, abgesehen von der vorstehend erwähnten Struktur, die gleiche Anordnung wie die der ersten Ausführungsform und hat folglich den gleichen Betrieb und die gleiche Wirkung die die der ersten Ausführungsform.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Strömungsverteilungsvorrichtung 20 einen ersten Strömungsdurchgang 22, um das von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierte Kältemittel in ihn strömen zu lassen, und einen von dem ersten Strömungsdurchgang 22 verzweigten zweiten Strömungsdurchgang 23, um das Kältemittel von ihm zu der Seite des zweiten Verdampfers 8 strömen zu lassen. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 20 umfasst auch einen von dem ersten Strömungsdurchgang 22 verzweigten dritten Strömungsdurchgang 24 in Verbindung mit der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 und einen vierten Strömungsdurchgang 25, um das Kältemittel, das den dritten Strömungsdurchgang 24 durchlaufen hat, zu der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen. Diese Strömungsdurchgänge bilden den Strömungswegverteilungsmechanismus.
Der erste Strömungsdurchgang 22, der zweite Strömungsdurchgang 23, der dritte Strömungsdurchgang 24 und der vierte Strömungsdurchgang 25 erstrecken sich jeweils horizontal und sind, wie in 5 gezeigt, im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet. Kurz gesagt sind der erste Strömungsdurchgang 22 und der dritte Strömungsdurchgang 24 derart bereitgestellt, dass eine Strömungsweg-Mittellinie 15, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des ersten Strömungsdurchgangs 22 erstreckt, im Wesentlichen identisch zu einer Strömungsweg-Mittellinie 16 ist, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des dritten Strömungsdurchgangs 24 erstreckt. Ferner sind eine Strömungsweg-Mittellinie, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des zweiten Strömungsdurchgangs 23 erstreckt, und eine Strömungsweg-Mittellinie, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des vierten Strömungsdurchgangs 25 erstreckt, ebenfalls im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche, welche die Strömungsweg-Mittellinie 15 und die Strömungsweg-Mittellinie 16 umfasst, angeordnet. Das heißt, alle in der Strömungsverteilungsvorrichtung 20 ausgebildeten Strömungsdurchgänge sind in Bezug auf die Schwerkraftrichtung auf der gleichen Höhe angeordnet.
Der erste Strömungsdurchgang 22, der zweite Strömungsdurchgang 23, der dritte Strömungsdurchgang 24 und der vierte Strömungsdurchgang 25 sind jeweils Strömungsdurchgänge mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form, deren Strömungswegdurchmesser jeweils ϕd1, ϕd2, ϕd3 und ϕd4 sind. Die Beziehungen zwischen ϕd1, ϕd2, ϕd3 und ϕd4 sind wie folgt: ϕd2 > ϕd1, ϕd2 > ϕd3 und ϕd4 > ϕd3. Das heißt, der Strömungswegverteilungsmechanismus der Strömungsverteilungsvorrichtung 20 unterscheidet sich von dem Strömungswegverteilungsmechanismus der Strömungsverteilungsvorrichtung 10, so dass der Strömungswegdurchmesser ϕd4 des vierten Strömungswegdurchmessers größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd3 des dritten Strömungsdurchgangs ist.
In dem Wirbelströmungsbildungsabschnitt dieser Ausführungsform ist der Strömungswegdurchmesser ϕd2 des zweiten Strömungsdurchgangs 23 derart ausgebildet, dass er größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd1 des ersten Strömungsdurchgangs 22 ist, welcher der Strömungsweg auf der stromaufwärtigen Seite des zweiten Strömungsdurchgangs 23 ist. Der Strömungswegdurchmesser ϕd4 des vierten Strömungsdurchgangs 25 ist derart ausgebildet, dass er größer als der Strömungswegdurchmesser ϕd3 des dritten Strömungsdurchgangs 24 ist, welcher der Strömungsweg auf der stromaufwärtigen Seite des vierten Strömungsdurchgangs 25 ist.
Folglich wird der Kältemittelstrom in dem Weg jeweils die Wirbelströmung in dem zweiten Strömungsdurchgang 23, um das Kältemittel zu der Seite des zweiten Verdampfers 8 strömen zu lassen, und dem vierten Strömungsdurchgang 25, um das Kältemittel zu der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen. Da die relative Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in dem Strömungsweg, wie in 6 gezeigt, groß wird, neigt sie dazu, eine Störung von der Innenwandoberfläche des Strömungswegs zu erhalten, wodurch das Sieden des flüssigen Kältemittels gefördert wird.
Wie vorstehend erwähnt verwirbelt die Strömungsverteilungsvorrichtung 20 dieser Ausführungsform das Kältemittel, das in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömen soll. Die Verwendung dieser Anordnung erlaubt dem wirbelnden flüssigen Kältemittel, in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 zu strömen, wodurch die relative Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels erhöht wird und das Sieden des flüssigen Kältemittels gefördert wird. Folglich kann sie eine Expansionsverlustenergie vergrößern, um den Düsenwirkungsgrad zu verbessern.
(Dritte Ausführungsform)
Die Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 8 und 9 beschrieben. 8 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur der Strömungsverteilungsvorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. 9 ist eine in der Richtung des Pfeils IX in 8 genommene Ansicht. Eine Kältekreislaufvorrichtung, auf welche die Strömungsverteilungsvorrichtung 30 angewendet wird, ist die gleiche wie der in der ersten Ausführungsform beschriebene Kreislauf.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 30 unterscheidet sich von der Strömungsverteilungsvorrichtung 20 darin, dass ein Strömungsdurchgang, um das Kältemittel in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen, in Bezug auf die Schwerkraftrichtung in einer höheren Position als andere Strömungsdurchgänge angeordnet ist. Diese Ausführungsform hat, abgesehen von der vorstehend erwähnten Struktur, die gleiche Anordnung wie jeweils die ersten und zweiten Ausführungsformen und hat folglich den gleichen Betrieb und die gleiche Wirkung wie die der ersten und zweiten Ausführungsformen.
Wie in 8 gezeigt, umfasst die Strömungsverteilungsvorrichtung 30 wie die Strömungsverteilungseinrichtung 20 einen ersten Strömungsdurchgang 32, um das von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierte Kältemittel in ihn strömen zu lassen, und einen von dem ersten Strömungsdurchgang 32 verzweigten zweiten Strömungsdurchgang 33, um das Kältemittel von ihm zu der Seite des zweiten Verdampfers 8 strömen zu lassen. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 30 umfasst auch einen von dem ersten Strömungsdurchgang 32 verzweigten dritten Strömungsdurchgang 34 in Verbindung mit der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 und einen vierten Strömungsdurchgang 35, um Kältemittel, das den dritten Strömungsdurchgang 34 durchlaufen hat, zu der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen. Diese Strömungsdurchgänge bilden den Strömungswegverteilungsmechanismus.
Wie in 9 gezeigt, sind der dritte Strömungsdurchgang 34 und der vierte Strömungsdurchgang 35 aus dem ersten Strömungsdurchgang 32, dem zweiten Strömungsdurchgang 33, dem dritten Strömungsdurchgang34 und dem vierten Strömungsdurchgang 35 in Bezug auf die Schwerkraftrichtung in höheren Positionen angeordnet als die anderen Strömungsdurchgänge. Das heißt, der dritte Strömungsdurchgang 34 ist derart von dem ersten Strömungsdurchgang 32 verzweigt, dass ein Einlass des Strömungswegs um einen bestimmten Abstand über dem Strömungsdurchgang 32 beabstandet ist. Mit anderen Worten ist eine Strömungsweg-Mittellinie 36, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des ersten Strömungsdurchgangs 32 erstreckt, um einen vorbestimmten Abstand unter einer Strömungsweg-Mittellinie 37 positioniert, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des dritten Strömungsdurchgangs 34 erstreckt.
Der erste Strömungsdurchgang 32 und der zweite Strömungsdurchgang 33 sind im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet. Der dritte Strömungsdurchgang 34 und der vierte Strömungsdurchgang 35 sind auf einer horizontalen Oberfläche angeordnet, die über der horizontalen Oberfläche positioniert ist, auf welcher der erste Strömungsdurchgang 32 und der zweite Strömungsdurchgang 33 angeordnet sind.
Der Strömungswegverteilungsmechanismus dieser Ausführungsform umfasst den dritten Strömungsdurchgang 34 und den vierten Strömungsdurchgang 35, die in Bezug auf die Schwerkraftrichtung in höheren Positionen angeordnet sind als die anderen Strömungsdurchgänge. Die Bereitstellung des Strömungswegverteilungsmechanismus kann den Durchsatz des in den dritten Strömungsdurchgang 34 strömenden Kältemittels im Vergleich zu dem des in den zweiten Strömungsdurchgang 33 strömenden Kältemittels verringern. Dies kann die Strömungsmenge des in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömenden Kältemittels beschränken, wodurch das Kältemittel passend verteilt wird.
Wie vorstehend erwähnt umfasst die Strömungsverteilungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform den dritten Strömungsdurchgang 34 und den vierten Strömungsdurchgang 35, die in Bezug auf die Schwerkraftrichtung in höheren Positionen angeordnet sind als die anderen Strömungsdurchgänge. Bei der Verwendung dieser Anordnung kann der Durchsatz des Kältemittels durch eine einfache Struktur eingestellt werden, um die jeweiligen Kältemittelströmungsmengen in dem dritten Strömungsdurchgang 34 und dem vierten Strömungsdurchgang 35 zu verringern.
(Vierte Ausführungsform)
Die Struktur einer Strömungsverteilungsvorrichtung 40 gemäß einer vierten Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 10 und 11 beschrieben. 10 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur der Strömungsverteilungsvorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. 11 ist eine in der Richtung des Pfeils XI in 10 genommen Ansicht. Eine Kältekreislaufvorrichtung, auf welche die Strömungsverteilungsvorrichtung 40 angewendet wird, ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform beschriebene.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung 40 unterscheidet sich von der Strömungsverteilungsvorrichtung 30 darin, dass ein Strömungsdurchgang, durch den das Kältemittel in den Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömt, sich in der Schwerkraftrichtung in einer tieferen Position als andere Strömungsdurchgänge befindet. Diese Ausführungsform hat, abgesehen von der vorstehend erwähnten Struktur, die gleiche Anordnung wie jeweils die der ersten und zweiten Ausführungsformen und hat folglich den gleichen Betrieb und die gleiche Wirkung wie die der ersten und zweiten Ausführungsformen.
Wie in 10 gezeigt, umfasst die Strömungsverteilungsvorrichtung 40 ähnlich der Strömungsverteilungsvorrichtung 30 einen ersten Strömungsdurchgang 42, um das von der Dekompressionseinheit 3 dekomprimierte Kältemittel in ihn strömen zu lassen, und einen von dem ersten Strömungsdurchgang 42 verzweigten zweiten Strömungsdurchgang 43, um das Kältemittel von ihm zu der Seite des zweiten Verdampfers 8 strömen zu lassen. Die Strömungsverteilungsvorrichtung 40 umfasst auch einen von dem ersten Strömungsdurchgang 42 verzweigten dritten Strömungsdurchgang 44 in Verbindung mit der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 und einen vierten Strömungsdurchgang 45, um das Kältemittel, das den dritten Strömungsdurchgang 44 durchlaufen hat, zu der Seite des Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen. Diese Strömungsdurchgänge bilden den Strömungswegsverteilungsmechanismus.
Wie in 11 gezeigt, sind der dritte Strömungsdurchgang 44 und der vierte Strömungsdurchgang 45 in Bezug auf die Schwerkraftrichtung in tieferen Positionen angeordnet als die anderen Strömungsdurchgänge. Das heißt, der dritte Strömungsdurchgang 44 ist derart von dem ersten Strömungsdurchgang 42 verzweigt, dass ein Einlass des Strömungswegs um einen vorbestimmten Abstand unter dem Strömungsdurchgang 42 positioniert ist. Mit anderen Worten ist eine Strömungsweg-Mittellinie 46, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des ersten Strömungsdurchgang 42 erstreckt, um eine vorbestimmte Entfernung über einer Strömungsweg-Mittellinie 47 angeordnet, die sich in der axialen Richtung des Strömungswegs des dritten Strömungsdurchgangs 44 erstreckt.
Der erste Strömungsdurchgang 42 und der zweite Strömungsdurchgang 43 sind im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet. Der dritte Strömungsdurchgang 44 und der vierte Strömungsdurchgang 45 sind auf einer horizontalen Oberfläche angeordnet, die sich unter der horizontalen Oberfläche befindet, auf welcher der erste Strömungsdurchgang 42 und der zweite Strömungsdurchgang 43 positioniert sind.
Wie vorstehend erwähnt, umfasst die Strömungsverteilungsvorrichtung 40 dieser Ausführungsform den dritten Strömungsdurchgang 44 und den vierten Strömungsdurchgang 45, die sich in Bezug auf die Schwerkraftrichtung in tieferen Positionen befinden als die ersten und zweiten Strömungsdurchgänge 42 und 43. Bei der Verwendung dieser Anordnung kann die Strömungsmenge des Kältemittels durch eine einfache Struktur eingestellt werden, um die jeweiligen Kältemittelströmungsmengen in dem dritten Strömungsdurchgang 44 und dem vierten Strömungsdurchgang 45 zu verringern.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Verwendung von 12 bis 15 beschrieben. 12 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Beispiels, in dem eine Kältekreislaufvorrichtung der Erfindung auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug angewendet wird. Die Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform ist, wie in 12 gezeigt, eine Ejektor-Kreislaufvorrichtung mit einem Ejektor 5.
In der Kältekreislaufvorrichtung wird der Kompressor 1 zum Ansaugen, Komprimieren und Ausstoßen des Kältemittels durch Aufnehmen einer Antriebskraft, die von einem (nicht gezeigten) Motor für den Fahrzeugbetrieb über eine Riemenscheibe und einen Riemen übertragen wird, drehend angetrieben.
Als der Kompressor 1 kann entweder ein Kompressor mit variabler Verdrängung verwendet werden, um fähig zu sein, eine Kältemittelausstoßkapazität durch eine Änderung der Ausstoßkapazität zu ändern, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung zum Anpassen einer Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern eines Betriebsnutzeffekts des Kompressors durch die intermittierende Verbindung einer elektromagnetischen Kupplung kann verwendet werden. Die Verwendung eines elektrischen Kompressors als dem Kompressor 1 kann die Kältemittelausstoßkapazität durch die Anpassung der Anzahl der Umdrehungen eines Elektromotors einstellen.
Ein Strahler 2 ist mit der Kältemittelausstoßseite des Kompressors 1 verbunden. Der Strahler 2 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen, der Wärme zwischen Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgestoßen wird, und der Außenluft (d.h. Luft außerhalb eines Fahrzeugraums), die von einem (nicht gezeigten) Kühlventilator geblasen wird, austauscht, um das Hochdruckkältemittel zu kühlen.
Die Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform verwendet ein Flon-basiertes Kältemittel als das Kältemittel und bildet eine unterkritische Kreislaufvorrichtung, in der ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Auf diese Weise dient der Strahler 2 als ein Kondensator zum Kondensieren des Kältemittels.
Ein Flüssigkeitssammelbehälter 2a ist mit der Auslassseite des Strahlers 2 verbunden. Der Flüssigkeitssammelbehälter 2 hat eine vertikal ausgerichtete behälterähnliche Form und dient als ein Gas-/Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden des Kältemittels in flüssige und dampfförmige Phasen, um darin das überschüssige flüssigphasige Kältemittel in dem Kreislauf zu lagern. Der Flüssigkeitssammelbehälter 2a ist in dieser Ausführungsform integral mit dem Strahler 2 ausgebildet.
Als der Strahler 2 kann ein so genannter Unterkühlungskondensator verwendet werden. Der Unterkühlungskondensator umfasst einen Wärmetausauschabschnitt für die Kondensation, der auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms angeordnet ist, einen Flüssigkeitssammelbehälter zum Aufnehmen von Kältemittel, das von dem Wärmeaustauschabschnitt für die Kondensation eingeführt wird, um das Kältemittel in flüssige und dampfförmige Phasen zu trennen, und einen Wärmeaustauschabschnitt, um das gesättigte flüssigphasige Kältemittel, aus dem Flüssigkeitssammelbehälter zu unterkühlen.
Ein Auslass für flüssigphasiges Kältemittel ist am Boden des Flüssigkeitssammelbehälters 2a bereitgestellt, um das flüssigphasige Kältemittelaus ihm strömen zu lassen. Der Auslass für flüssigphasiges Kältemittel ist mit einem hochdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6a eines internen Wärmetauschers 6 verbunden. Der interne Wärmetauscher 6 ist geeignet, Wärme zwischen dem Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers 2, das den hochdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6a durchläuft, und dem Kältemittel auf der Ansaugseite des Kompressors 1, das einen niederdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6b durchläuft, auszutauschen.
Obwohl verschiedene spezifische Strukturen des internen Wärmetauschers 6 verwendet werden können, verwendet diese Ausführungsform eine Doppelrohr-Wärmetauscherstruktur. Insbesondere ist eine innere Rohrleitung, die den niederdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6b bildet, im Inneren einer äußeren Rohrleitung angeordnet, die den hochdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6a bildet.
Ein Expansionsventil 3a ist mit der Auslassseite des hochdruckseitigen Kältemittelströmungswegs 6a des internen Wärmetauschers 6 verbunden. Das Expansionsventil 3a dient als Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des flüssigphasigen Hochdruckkältemittels, das aus dem Flüssigkeitssammelbehälter 2a strömt, auf einen Zwischendruck ebenso wie es als eine Strömungsmengen-Einstelleinrichtung zum Einstellen der Strömungsmenge des in Richtung der stromabwärtigen Seite strömenden Kältemittels dient. Das verwendete Expansionsventil 3a kann entweder ein elektrisches Durchsatzeinstellventil zum variablen Steuern der Kältemitteldurchgangsfläche oder ein festes Durchsatzeinstellventil sein.
Ein Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 ist mit der stromabwärtigen Seite des Expansionsventils 3a verbunden. Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 hat eine Funktion, die als ein Verzweigungsabschnitt zum Verzweigen des Kältemittelstroms dient, und eine Funktion, die als ein Wirbelströmungsgenerator zum Verwirbeln des Stroms des Kältemittels, das in einen festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 und eine feste Drossel 19 strömt, dient, die später beschrieben werden soll. Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 hat auch eine Funktion der Strömungsverteilungsvorrichtung. Die Einzelheiten des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 werden später unter Bezug auf 13 und 14 beschrieben. 13 ist eine schematische Perspektivansicht des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 115. 14 ist eine entlang der Linie XIV-XIV von 13 genommene Schnittansicht.
Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 umfasst eine Zulaufrohrleitung (Zulaufdurchgang) 116, um das Kältemittel in sie strömen zu lassen und eine erste Ablaufrohrleitung (ersten Ablaufdurchgang) 117, der von der Zulaufrohrleitung 116 verzweigt ist, um, wie später beschrieben wird, das Kältemittel zu der Seite der festen Drossel 19 strömen zu lassen. Der Verzweigungsabschnitt 115 umfasst auch eine zweite Ablaufrohrleitung (einen zweiten Ablaufdurchgang) 118, der von der Zulaufrohrleitung 116 verzweigt ist, um das Kältemittel, wie später beschrieben wird, zu der Seite des festen Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen.
Die axialen Richtungen der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der zweiten Ablaufrohrleitung 118 sind senkrecht zu der axialen Richtung der Zulaufrohrleitung 116 gerichtet, so dass die Zulaufrohrleitung 116, die erste Ablaufrohrleitung 117 und die zweite Ablaufrohrleitung 118 die jeweiligen axialen Richtungen auf der gleichen horizontalen Oberfläche ausgerichtet haben.
Auf diese Weise strömt das in die Zulaufrohrleitung 116 strömende Kältemittel aus der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der zweiten Ablaufrohrleitung 118, welche die Strömungsrichtungen des Kältemittels ändern können, um die Kältemittelströme, wie durch die dicken Pfeile B und C in 13 gezeigt, leicht zu verwirbeln.
Das heißt, wenn das von dem Expansionsventil 3a dekomprimierte dampfförmig-flüssige Zweiphasenkältemittel von der Zulaufrohrleitung 116 in die erste Ablaufrohrleitung 117 und die zweite Ablaufrohrleitung 118 strömt, neigt das flüssigphasige Kältemittel, das im Vergleich zu dem dampfphasigen Kältemittel leicht durch die Trägheitskraft beeinflusst wird, dazu, entlang der Innenwandoberflächen der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der zweiten Ablaufrohrleitung 118 zu strömen. Dies kann den Kältemittelstrom leicht verwirbeln.
Folglich ist in dieser Ausführungsform ein Verzweigungsabschnitt Z zum Verzweigen des Kältemittelstroms in einem Verbindungsabschnitt zwischen der Zulaufrohrleitung 116 und der ersten Ablaufrohrleitung 117 ausgebildet. Die Zulaufrohrleitung 116 und die erste Ablaufrohrleitung 117 bilden einen zweiten Wirbelströmungsgenerator, und die Zulaufrohrleitung 116 und die zweite Ablaufrohrleitung 118 bilden einen ersten Wirbelströmungsgenerator. Das heißt, der erste Wirbelströmungsgenerator, der zweite Wirbelströmungsgenerator und der Verzweigungsabschnitt Z sind integral als der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 ausgebildet.
Wie in 14 gezeigt, ist der Durchgangsdurchmesser ϕd2 der ersten Ablaufrohrleitung 117 derart ausgebildet, dass sie größer als der Durchgangsdurchmesser ϕd1 der Zulaufrohrleitung 116 ist, und ferner ist der Durchgangsdurchmesser ϕd3 der zweiten Ablaufrohrleitung 118 größer als der Durchgangsdurchmesser ϕd1 der Zulaufrohrleitung 116. Es wird bemerkt, dass 14 eine zu der Axialrichtung der Zulaufrohrleitung 116 vertikale Schnittansicht ist. Auf diese Weise wird das von der Zulaufrohrleitung 116 in die erste Ablaufrohrleitung 117 und die zweite Ablaufrohrleitung 118 strömende Kältemittel leicht verwirbelt.
Die axialen Richtungen der Zulaufrohrleitung 116, der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der zweiten Ablaufrohrleitung 118 sind auf der gleichen horizontalen Oberfläche ausgerichtet. Auf diese Weise wird der Kältemittelstrom beim Verzweigen weniger durch die Schwerkraft beeinflusst. Die Einstellung lediglich des Rohrleitungsdurchmessers ϕd2 der ersten Ablaufrohrleitung 117 und des Rohrleitungsdurchmessers ϕd3 der zweiten Ablaufrohrleitung 118 kann den Kältemittelstrom oder die Strömungsmenge in die Ablaufrohrleitungen 117 und 118 passend verteilen.
Ein derartiger Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 kann leicht ausgebildet werden, indem die Kältemittelrohrleitungen mit verschiedenen Durchmessern mit Verbindungsmitteln, wie etwa Hartlöten, Schweißen, einem Klebstoff oder ähnlichem verbunden werden. Der Verzweigungsabschnitt kann ausgebildet werden, indem eine Vielzahl von Kältemitteldurchgängen in einem Metall- oder Harzblock mit einer rechteckigen Parallelepipedform ausgebildet werden.
Bezug nehmend auf 12 ist die erste Ablaufrohrleitung 117 des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 115 mit der festen Drossel 19 verbunden, und die zweite Ablaufrohrleitung 118 ist mit dem festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 verbunden. Der Ejektor 5 dient als Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels und auch als Kältemittelumwälzeinrichtung zum Umwälzen des Kältemittels durch die Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit eingespritzten Kältemittelstroms.
Der Ejektor 5 umfasst den festen Düsenabschnitt 5a, der eine Dekompressionseinheit zum Verringern der Schnittfläche des Durchgangs des von der zweiten Ablaufrohrleitung 118 in ihn strömenden Zwischendruckkältemittels, auf ein kleineres Maß ist, um das Kältemittel weiter zu dekomprimieren und expandieren. Der Ejektor 5 umfasst auch die Kältemittelansaugöffnung 5b, die in Verbindung mit der Kältemitteleinspritzöffnung des festen Düsenabschnitts 5a ist, um das Kältemittel anzusaugen, das aus dem ansaugseitigen Verdampfer 8 (zweiten Verdampfer) strömt, der später beschrieben werden soll.
Der feste Düsenabschnitt 5a ist eine Düse, deren Kältemitteldurchgangsfläche fest ist. Das heißt, der Düsenabschnitt 5a ist nicht so aufgebaut, dass er fähig ist, die Kältemitteldurchgangsfläche zu ändern. Folglich umfasst die Dekompressionsvorrichtung hauptsächlich die Zulaufrohrleitung 116, die zweite Ablaufrohrleitung 118 und den festen Düsenabschnitt 5a, welche, wie vorstehend beschrieben, den düsenseitigen Wirbelströmungsgenerator bilden.
In dieser Ausführungsform wird eine Lavaldüse mit einem Einschnürungsabschnitt, dessen Durchgangsfläche in einem Punkt auf mittlerer Strecke des Kältemitteldurchgangs minimiert ist, als der feste Düsenabschnitt 5a verwendet. Es ist offensichtlich, dass eine konvergente Düse als der feste Düsenabschnitt 5a verwendet werden kann.
Der Ejektor 5 hat einen Mischabschnitt 5c zum Mischen des Hochgeschwindigkeitskältemittelstroms, der von dem festen Düsenabschnitt 5a in Richtung der stromabwärtigen Seite des festen Düsenabschnitts 5a und der Kältemittelansaugöffnung 5b eingespritzt wird, mit dem Ansaugkältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung 5b gesaugt wird. Der Ejektor 5 umfasst auch einen Diffusorabschnitt 5d, der auf der stromabwärtigen Seite des Mischabschnitts 5c angeordnet ist, um als ein Druckerhöhungsabschnitt zu dienen.
Der Diffusorabschnitt 5d ist in einer derartigen Form ausgebildet, dass die Durchgangsfläche des Kältemittels allmählich zunimmt, und hat eine Wirkung, dass die Geschwindigkeit des Kältemittelstroms verringert wird, um den Kältemitteldruck zu erhöhen, das heißt, eine Wirkung, dass die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in dessen Druckenergie umgewandelt wird. Die Auslassseite des Diffusorabschnitts 5d ist mit dem ablaufseitigen Verdampfer 7 verbunden.
Der ablaufseitige Verdampfer (erste Verdampfer) 7 ist ein Wärmeabsorptions-Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 5d des Ejektors 5 strömt, und der von einem (nicht gezeigten) Gebläseventilator geblasenen Luft, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen, wodurch sich die Wärmeabsorptionswirkung zeigt. Die Auslassseite des auslassseitigen Verdampfers 7 ist mit der Einlassseite des niederdruckseitigen Kältemittelströmungswegs 6b des vorstehend erwähnten internen Wärmetauschers 6 verbunden.
Der Sammler 9 ist mit der Auslassseite des niederdruckseitigen Kältemittelströmungswegs 6b verbunden. Der Sammler 9 ist ein Gas-/Flüssigkeitsabscheider zum Trennen des Kältemittels in das dampfphasige Kältemitte und das flüssigphasige Kältemittel. Ein Auslass des dampfphasigen Kältemittels des Sammlers 9 ist mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors 1 verbunden.
Die erste Ablaufrohrleitung 117 ist mit der Einlassseite der festen Drossel 19 verbunden. Die Auslassseite der festen Drossel 19 ist mit der Ansaugseite des Verdampfers 8 verbunden. Die feste Drossel 19 dient als ein Dekompressionsabschnitt zum Dekomprimieren des in den ansaugseitigen Verdampfers 8 strömenden Kältemittels und hat eine Funktion zum Einstellen des Durchsatzes des in den ansaugseitigen Verdampfer 8 strömenden Kältemittels.
In dieser Ausführungsform wird das Kapillarrohr als die feste Drossel 19 verwendet. Auf diese Weise kann die Dekompressionsvorrichtung aus der Zulaufrohrleitung 116, die den vorstehend erwähnten zweiten Wirbelströmungsgenerator bildet, der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der festen Drossel 19 aufgebaut werden.
Der ansaugseitige Verdampfer 8 (zweite Verdampfer) ist ein Wärmetauscher zur Wärmeabsorption zum Austauschen von Wärme zwischen dem von der festen Drossel 19 strömenden Kältemittel und von dem Gebläseventilator geblasener Luft, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen, wodurch sich die Wärmeabsorptionswirkung zeigt. Der ablaufseitige Verdampfer 7 ist auf der stromaufwärtigen Seite (auf der luvwärtigen Seite) der Strömungsrichtung der von dem Gebläseventilator geblasenen Luft angeordnet, und der ansaugseitige Verdampfer 8 ist auf der stromabwärtigen Seite (auf der leewärtigen Seite) der Luftströmungsrichtung angeordnet.
In dieser Ausführungsform sind der ablaufseitige Verdampfer 7 und der ansaugseitige Verdampfer 8 zu der integrierten Struktur montiert. Insbesondere sind die Bestandteile des ablaufseitigen Verdampfers 7 und des ansaugseitigen Verdampfer 8 aus Aluminium gefertigt und durch Hartlöten zu der integrierten Struktur verbunden.
Folglich strömt durch die vorstehend erwähnten Strömungen geblasene Luft in die Richtung des Pfeils Y. Zuerst wird die Luft von dem ablaufseitigen Verdampfer 7 und dann von dem ansaugseitigen Verdampfer 8 gekühlt. Das heißt, der ablaufseitige Verdampfer 7 und der ansaugseitige Verdampfer 8 können den gleichen Raum, der gekühlt werden soll (zum Beispiel einen Fahrzeugraum), kühlen.
Bezug nehmend auf 15 wird der Betrieb dieser Ausführungsform mit der vorstehend erwähnten Anordnung nachstehend beschrieben. 15 ist ein Mollier-Diagramm, das schematisch Zustände des Kältemittels in der Kältekreislaufvorrichtung zeigt. In 15 zeigt eine durchgezogene Linie die Zustände des Kältemittels in der Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform, und eine gestrichelte Linie zeigt die Zustände des Kältemittels in einer Vorrichtung eines Vergleichsbeispiels, das später beschrieben werden soll.
Zuerst, wenn der Kompressor 1 in dieser Ausführungsform von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird, saugt der Kompressor 1 das Kältemittel an, komprimiert es und stößt es aus. Der Zustand des Kältemittels zu diesem Zeitpunkt ist durch einen Punkt „a“ in 15 angezeigt. Das von dem Kompressor 1 ausgestoßene dampfphasige Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel strömt in den Strahler 2 und tauscht Wärme mit der von dem Gebläseventilator geblasenen Blasluft (Außenluft) aus, um Wärme davon abzustrahlen (was einer Änderung von dem Punkt „a“ zu dem Punkt „b“ in 15 entspricht).
Das von dem Strahler 2 strömende Kältemittel wird von dem Flüssigkeitssammelbehälter 2a in dampfförmige und flüssige Phasen getrennt (was einer Änderung von dem Punkt „b“ zu einem Punkt „c“ in 15 entspricht). Das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel strömt in den hochdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6a des internen Wärmetauschers 6. Das in den hochdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6a strömende flüssigphasige Kältemittel tauscht Wärme mit dem den niederdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6b durchlaufenden Kältemittel aus, um in den Kompressor 1 gesaugt und dann in einen unterkühlten Zustand abgekühlt zu werden (was einer Änderung von dem Punkt „c“ zu einem Punkt „d“ in 15 entspricht).
Das Kältemittel, das aus dem niederdruckseitigen Kältemittelströmungsweg geströmt ist, strömt in das Expansionsventil 3a, um auf den Zwischendruck dekomprimiert zu werden, um in den dampfförmig-flüssigen Zweiphasenzustand gebracht zu werden (was einer Änderung von dem Punkt „d“ zu einem Punkt „e“ in 15 entspricht). Das dampfförmig-flüssige Zweiphasenkältemittel wird von dem Verzweigungsabschnitt Z des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 verzweigt (was einem Punkt „e“ in 15 entspricht). Eines der verzweigten Kältemittel strömt über die erste Ablaufrohrleitung 117 in die feste Drossel 19, und das andere Kältemittel strömt über die zweite Ablaufrohrleitung 118 in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5.
Das in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 strömende Kältemittel wird isentrop dekomprimiert und expandiert (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt „f“ in 15 entspricht). Zu der Zeit der Dekompression und Expansion wird die Druckenergie des Kältemittels in dessen Geschwindigkeitsenergie umgewandelt, so dass das Kältemittel von der Kältemitteleinspritzöffnung des festen Düsenabschnitts 5a mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt wird. Die Ansaugwirkung des eingespritzten Kältemittels saugt das Kältemittel, das den ansaugseitigen Verdampfer 8 durchlaufen hat, von der Kältemittelansaugöffnung 5b.
Das von dem festen Düsenabschnitt 5a eingespritzte Kältemittel wird von dem Mischabschnitt 5c im Inneren des Ejektors 5 mit dem von der Kältemittelansaugöffnung 5b gesaugten Kältemittel vermischt (was einer Änderung von dem Punkt „f“ zu einem Punkt „g“ in 15 entspricht), und strömt dann in den Diffusorabschnitt 5d. Der Diffusorabschnitt 5d wandelt die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels durch Vergrößern der Durchgangsfläche in dessen Druckenergie um, wodurch sich eine Zunahme des Drucks des Kältemittels ergibt (was einer Änderung von dem Punkt „g“ zu einem Punkt „h“ in 15 entspricht).
Das von dem Diffusorabschnitt 5d des Ejektors 5 strömende Kältemittel strömt in den ablaufseitigen Verdampfer 7 und absorbiert Wärme aus der von dem Gebläseventilator geblasenen Luft, um sich selbst zu verdampfen (was einer Änderung von dem Punkt „h“ zu einem Punkt „i“ in 15 entspricht). Das von dem ablaufseitigen Verdampfer 7 strömende Kältemittel strömt in den niederdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6b des internen Wärmetauschers 6 und tauscht dann Wärme mit dem Hochdruckkältemittel aus, das den hochdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6a durchläuft, um erwärmt zu werden (was einer Änderung von dem Punkt „i“ zu einem Punkt „j“ in 15 entspricht).
Das in dem niederdruckseitigen Kältemittelströmungsweg 6b des internen Wärmetauschers 6 erwärmte Kältemittel wird von dem Auslass für dampfphasiges Kältemittel des Sammlers 9 in den Kompressor 1 gesaugt und dann wieder komprimiert (was einer Änderung von dem Punkt „j“ zu dem Punkt „a“ in 15 entspricht).
Das über die erste Ablaufrohrleitung 117 in die feste Drossel 19 strömende Kältemittel wird von der festen Drossel 19 dekomprimiert, um ein Niederdruckkältemittel zu werden (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt „k“ in 15 entspricht). Das Niederdruckkältemittel strömt in den ansaugseitigen Verdampfer 8. Das in den ansaugseitigen Verdampfer 8 strömende Kältemittel absorbiert nach dem Wärmeaustausch durch den ablaufseitigen Verdampfer 7 Wärme aus der Luft, um sich selbst zu verdampfen (was einer Änderung von dem Punkt „k“ zu einem Punkt „l“ in 15 entspricht). Das dampfphasige Kältemittel, das den ansaugseitigen Verdampfer 8 durchlaufen hat, wird von der Kältemittelansaugöffnung 5b in den Ejektor 5 gesaugt (was einer Änderung von dem Punkt „l“ zu einem Punkt „g“ in 15 entspricht).
Wie vorstehend erwähnt, wird in dieser Ausführungsform das Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Diffusorabschnitts 5d des Ejektors 5 an den ablaufseitigen Verdampfer 7 zugeführt, während das Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite der festen Drossel 19 an den ansaugseitigen Verdampfer 8 zugeführt wird, wodurch der ablaufseitige Verdampfer 7 und der ansaugseitige Verdampfer 8 gleichzeitig die Kühlwirkung zeigen können.
Die von dem Gebläseventilator geblasene Luft durchläuft den ablaufseitigen Verdampfer 7 und den ansaugseitigen Verdampfer 8 in dieser Reihenfolge, um das Kühlen des gleichen Raums, der gekühlt werden soll, zu ermöglichen. Derzeit kann die Ansaugwirkung des Ejektors 5 einen Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittelverdampfungstemperatur) des ansaugseitigen Verdampfers 8 im Vergleich zu einem Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittelverdampfungstemperatur) des ablaufseitigen Verdampfers 7 senken. Dies kann eine Differenz zwischen der Temperatur der geblasenen Luft und den Kältemittelverdampfungstemperaturen des ablaufseitigen Verdampfers 7 und des ansaugseitigen Verdampfers 8 sicherstellen, wodurch die geblasene Luft wirksam gekühlt wird.
Die stromabwärtige Seite des ablaufseitigen Verdampfers 7 ist mit der Ansaugseite des Kompressors 1 verbunden, so dass das Kältemittel, dessen Druck von dem Diffusorabschnitt 5d des Ejektors 5 erhöht wird, in den Kompressor 1 gesaugt werden kann. Dies kann einen Einlassdruck des Kompressors 1 erhöhen, wodurch die Antriebsleistung des Kompressors 1 verringert wird.
Der Betrieb des internen Wärmetauschers 6 kann eine Enthalpiedifferenz des Kältemittels (Kühlkapazität) zwischen dem Einlass und dem Auslass jeweils des ablaufseitigen Verdampfers 7 und des ansaugseitigen Verdampfers 8 vergrößern, was die Kühlkapazität des Kreislaufs erhöhen kann, um den Kreislaufwirkungsgrad (die Leistungszahl) zu verbessern.
In dieser Ausführungsform kann der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 verwendet werden, um die große Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads zu erzielen. Diese Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads wird nachstehend im Vergleich zu einer Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads in der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels beschrieben.
Die Vorrichtung des Vergleichsbeispiels ist eine Kältekreislaufvorrichtung, die keinen Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115, das heißt, weder den ersten Wirbelströmungsgenerator noch den zweiten Wirbelströmungsgenerator, umfasst. Insbesondere wird der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 in eine Dreiwegeverbindung geändert, und die Strukturen anderer Bestandteile sind die gleichen wie die der Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform.
Wenn die Vorrichtung des Vergleichsbeispiels betrieben wird, strömt das Kältemittel wie bei der vorliegenden Ausführungsform in dieser Reihenfolge durch den Kompressor 1, den Strahler 2, den Flüssigkeitssammelbehälter 2a, den internen Wärmetauscher 6 und das Expansionsventil 3a und wird dann von einem aus der Dreiwegeverbindung aufgebauten Verzweigungsabschnitt Z verzweigt (was Änderungen von dem Punkt „a“ zu „b“, „c“, „d“ und dann „e“ in 15 entspricht). Das von dem Verzweigungsabschnitt Z in den festen Düsenabschnitt 5a strömende Kältemittel wird, wie durch eine Änderung von dem Punkt „e“ zu dem Punkt „f'“ in 15 angezeigt, isentrop dekomprimiert und expandiert.
Das eingespritzte Kältemittel und das angesaugte Kältemittel werden in dem Mischabschnitt 5c des Ejektors 5 vermischt (was einer Änderung von dem Punkt „f'“ zu einem Punkt „g'“ in 15 entspricht), und dann wird der Kältemitteldruck an dem Diffusorabschnitt 5d erhöht (was einer Änderung von dem Punkt „g'“ zu einem Punkt „h'“ in 15 entspricht). Das Kältemittel strömt durch den ablaufseitigen Verdampfer 7, den internen Wärmetauscher 6, den Sammler 9 und den Kompressor 1 in dieser Reihenfolge (was Änderungen von dem Punkt „h'“ zu einem Punkt i'", einem Punkt „j'“ und dann dem Punkt „a“ in 15 entspricht).
Das von dem Verzweigungsabschnitt Z in den festen Drosselabschnitt 19 strömende Kältemittel wird von der festen Drossel 19 dekomprimiert, um das Niederdruckkältemittel zu werden (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt „k'“ in 15 entspricht). Das Niederdruckkältemittel strömt dann durch den ansaugseitigen Verdampfer 8 und den Ejektor 5 (Kältemittelansaugöffnung 5b) in dieser Reihenfolge (was Änderungen von dem Punkt „k“ zu dem Punkt „l“ und dann dem Punkt „g'“ in 15 entspricht).
Nun wird ein Dekompressions- und Expansionsprozess des Kältemittels in dem festen Düsenabschnitt 5a dieser Ausführungsform (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu dem Punkt „f“ entspricht) mit einem Dekompressions- und Expansionsprozess in dem festen Düsenabschnitt 5a der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu dem Punkt „f'“ in 15 entspricht) verglichen. Wie in 15 gezeigt, kann der Kältemitteldekompressions- und Expansionsprozess in dieser Ausführungsform in dem festen Düsenabschnitt 5a eine isentrope Kurve annähern, die durch die Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen angezeigt ist.
Der Grund dafür ist, dass das Sieden des flüssigphasigen Kältemittels gefördert wird, da in dieser Ausführungsform der Kältemittelstrom verwirbelt wird, um in den festen Düsenabschnitt 5a zu strömen, um die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels hinreichend zu erhöhen, was den Dekompressionswirkungsgrad (Düsenwirkungsgrad) ηn des festen Düsenabschnitts 5a verbessern kann.
Derzeit ist der Dekompressionsabschnitt aus dem festen Düsenabschnitt 5a aufgebaut, und folglich bleibt das in den Dekompressionsabschnitt strömende Kältemittel nicht an der Nadel oder ähnlichem hängen. Folglich wird die Wirbelströmungskomponente des Kältemittels nicht geschwächt, und das Kältemittel wird durch die Zentrifugalkraft in die dampfförmigen und flüssigen Phasen getrennt, so dass sie das flüssigphasige Kältemittel, dessen Wirbelgeschwindigkeit höher als die des dampfphasigen Kältemittels ist, wirksam sieden kann.
Als ein Ergebnis kann in dieser Ausführungsform, wie in 15 gezeigt, die spezifische Enthalpie des Kältemittels nach der Dekompression und Expansion im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels um ein Maß Δi1 verringert werden, was die Enthalpiedifferenz des Kältemittels (Kühlkapazität) zwischen dem Einlass und Auslass des ablaufseitigen Verdampfers 7 (erster Verdampfer) vergrößern kann.
Die Strömungsgeschwindigkeit des von dem festen Düsenabschnitt 5a eingespritzten Kältemittelstroms kann hinreichend erhöht werden, um die Menge des von der Kältemittelansaugöffnung 5b gesaugten Kältemittels zu erhöhen. Dies kann die Menge an zurückgewonnener Energie des Ejektors 5 erhöhen, so dass ein Zunahmebetrag des Drucks ΔP in dem Diffusorabschnitt 5d in Bezug auf einen Druckzunahmebetrag ΔP' in der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels, wie in 15 gezeigt, erhöht wird.
Als ein Ergebnis kann der Einlassdruck des Kompressors 1 in dieser Ausführungsform erhöht werden, um die Antriebsleistung des Kompressors 1 im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels zu verringern.
Ein Dekompressions-Expansionsprozess des Kältemittels in der festen Drossel 19 dieser Ausführungsform (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu dem Punkt „k“ in 15 entspricht) wird mit einem Dekompressions-Expansionsprozess in einer festen Drossel 19 der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels (was einer Änderung von dem Punkt „e“ zu einem Punkt ,k'“ in 15 entspricht) verglichen. Wie in 15 gezeigt, kann der Kältemitteldekompressions-Expansionsprozess in der festen Drossel 19 in dieser Ausführungsform eine isentrope Kurve annähern, die durch eine Linie mit abwechselnd einer langen und zwei kurzen Strichen angezeigt ist.
Der Grund dafür ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels hinreichend erhöht wird, da in dieser Ausführungsform der Kältemittelstrom in die feste Drossel 19 verwirbelt wird, wodurch das Kältemittel des Dekompressions-Expansionsprozesses mit Überschallgeschwindigkeit strömen kann.
Derzeit ist der Dekompressionsabschnitt aus der festen Drossel 19 aufgebaut, und folglich bleibt das in den Dekompressionsabschnitt strömende Kältemittel nicht an der Nadel oder ähnlichem haften. Auf diese Weise wird die Wirbelströmungskomponente des Kältemittels nicht geschwächt, und der Druckabfall zusammen mit der Expansion des dampfphasigen Kältemittels wird verringert, was die Geschwindigkeit des Kältemittels unter dem Dekompressions-Expansionsprozess wirksam erhöhen kann.
Als ein Ergebnis kann die spezifische Enthalpie des Kältemittels in dieser Ausführungsform, wie in 15 gezeigt, nach der Dekompression und Expansion im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels um ein Maß Δi2 verringert werden, was die Enthalpiedifferenz des Kältemittels (Kühlkapazität) zwischen dem Einlass und Auslass des ansaugseitigen Verdampfers 8 vergrößern kann.
Wie vorstehend erwähnt, kann in dieser Ausführungsform der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 verwendet werden, um zu erlauben, dass das in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 und die feste Drossel strömende Kältemittel verwirbelt wird, wodurch der Dekompressionswirkungsgrad ηn verbessert wird und folglich der Kreislaufwirkungsgrad wirksam verbessert wird.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Kältekreislaufvorrichtung einer sechsten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Die sechste Ausführungsform verwendet einen in 16 gezeigten Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 125 anstelle des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 115 der fünften Ausführungsform. Die Strukturen anderer Bestandteile sind die gleichen wie die der fünften Ausführungsform.
16 ist eine schematische Perspektivansicht des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 125. Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 125 umfasst eine Zulaufrohrleitung (einen Zulaufdurchgang) 125a, um Kältemittel in sie strömen zu lassen, einen zylinderähnlichen Wirbelzylinder 125b zum Verwirbeln des Kältemittels darin und eine erste Ablaufrohrleitung (einen ersten Ablaufdurchgang) 125c, um des Kältemittel von dem Wirbelzylinder 125b zu der festen Drossel 19 strömen zu lassen. Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 125 umfasst auch eine zweite Ablaufrohrleitung (einen zweiten Ablaufdurchgang) 125d, um das Kältemittel von dem Wirbelzylinder 125b zu der Seite des festen Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen.
Die Zulaufrohrleitung 125a ist mit der Mitte des Wirbelzylinders 125b und ferner entlang der Tangentialrichtung des Außenumfangs des Wirbelzylinders 125b verbunden. Das heißt, die Zulaufrohrleitung 125a erlaubt, dass das Kältemittel in dessen Umfangsrichtung in den Wirbelzylinder 125b strömt.
Die Ablaufrohrleitungen 125c und 125d sind mit den jeweiligen Enden des Wirbelzylinders 125b verbunden, und die Axialrichtung jeder der Ablaufrohrleitungen 125c und 125d ist koaxial mit der Axialrichtung des Wirbelzylinders 125b ausgerichtet. Das heißt, die Ablaufrohrleitungen 125c und 125d erlauben dem Kältemittel, in der Axialrichtung des Wirbelzylinders 125b auszuströmen.
Auf diese Weise wirbelt das aus der Zulaufrohrleitung 125a strömende Kältemittel entlang der Innenwand des Wirbelzylinders 125b in den Wirbelzylinder 125b und strömt aus den jeweiligen Ablaufrohrleitungen 125c und 125d, während es, wie durch dicke Pfeile B und C in 16 gezeigt, wirbelt.
Mit anderen Worten ist in dieser Ausführungsform der Verzweigungsabschnitt Z im Inneren des Wirbelzylinders 125b ausgebildet, und folglich dient der Wirbelzylinder 125b als der zweite Wirbelströmungsgenerator ebenso wie als der erste Wirbelströmungsgenerator. Dies kann das Kältemittel derart verwirbeln, dass es in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 und die feste Drossel 19 strömt, wodurch die gleiche Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads wie die in der fünften Ausführungsform erzielt wird.
Ferner kann die Einstellung des Rohrleitungsdurchmessers ϕd2 der ersten Ablaufrohrleitung 125c und des Rohrleitungsdurchmessers ϕd3 der zweiten Ablaufrohrleitung 125d die Mengen des in die jeweiligen Ablaufrohrleitungen 125c und 125d strömenden Kältemittels passend verteilen.
(Siebte Ausführungsform)
Eine Kältekreislaufvorrichtung einer siebten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Die Kältekreislaufvorrichtung der siebten Ausführungsform verwendet einen Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 126, wie in 17 gezeigt, anstelle des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 115 der fünften Ausführungsform. Die Strukturen anderer Bestandteile sind die gleichen wie die der Kältekreislaufvorrichtung der fünften Ausführungsform.
17 ist eine schematische Perspektivansicht des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 126. Der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 126 umfasst eine Zulaufrohrleitung (einen Zulaufdurchgang) 126a, um das Kältemittel in sie strömen zu lassen, einen im Wesentlichen zylindrischen Wirbelzylinder 126b zum Verwirbeln des Kältemittels darin und eine erste Ablaufrohrleitung (einen ersten Ablaufdurchgang) 126c, um das Kältemittel von dem Wirbelzylinder 126b zu der festen Drossel 19 strömen zu lassen. Der Verzweigungsabschnitt 126 umfasst auch eine zweite Ablaufrohrleitung (einen zweiten Ablaufdurchgang) 126d, um das Kältemittel von dem Wirbelzylinder 125b zu der Seite des festen Düsenabschnitts 5a des Ejektors 5 strömen zu lassen.
Der Wirbelzylinder 126b ist derart angeordnet, dass seine Axialrichtung vertikal ausgerichtet ist. Die Zulaufrohrleitung 126a ist mit einem Ende des Wirbelzylinders 126b und ferner entlang der Tangentialrichtung des Außenumfangs des Wirbelzylinders 126b verbunden. Das heißt, die Zulaufrohrleitung 126a erlaubt dem Kältemittel, in dessen Umfangsrichtung in den Wirbelzylinder 126b zu strömen.
Die Ablaufrohrleitungen 126c und 126d sind auf einer Seite entgegengesetzt zu der Seite, auf der die Zulaufrohrleitung 126a angeschlossen ist, mit einem der Enden des Wirbelzylinders 126b verbunden. Die Axialrichtung jeder des Ablaufrohrleitungen 126c und 126d ist unterschiedlich zu der Axialrichtung der Zulaufrohrleitung 126a. Das heißt, die jeweiligen Ablaufrohrleitungen 126c und 126d erlauben dem Kältemittel, in die Richtung auszuströmen, die sich von der Zulaufrichtung des von der Zulaufrohrleitung 126a in den Wirbelzylinder 126b strömenden Kältemittels unterscheidet.
Auf diese Weise wirbelt das von der Zulaufrohrleitung 126a in den Wirbelzylinder 126b strömende Kältemittel entlang der Innenwand des Wirbelzylinders 126b und strömt dann aus den jeweiligen Ablaufrohrleitungen 126c und 126d, während es, wie durch die dicken Pfeile B und C in 17 gezeigt, wirbelt.
Mit anderen Worten ist der Verzweigungsabschnitt Z in dieser Ausführungsform im Inneren des Wirbelzylinders 126b ausgebildet, und folglich dient der Wirbelzylinder 126b als der zweite Wirbelströmungsgenerator ebenso wie als der erste Wirbelströmungsgenerator. Dies kann das Kältemittel derart verwirbeln, dass es in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 und die feste Drossel 19 strömt, wodurch die gleiche Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads wie die in der sechsten Ausführungsform erzielt wird.
(Achte Ausführungsform)
In den vorstehend erwähnten fünften bis siebten Ausführungsformen wurden die Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitte 115, 125 und 126, die den ersten Wirbelströmungsgenerator, den zweiten Wirbelströmungsgenerator und den Verzweigungsabschnitt Z integral umfassen, als Beispiele beschrieben. In dieser Ausführungsform sind der erste Wirbelströmungsgenerator, der zweite Wirbelströmungsgenerator und der Verzweigungsabschnitt Z jedoch getrennt ausgebildet.
Insbesondere wird eine Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform aufgebaut, indem der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt 115 entfernt wird und eine Dreiwegeverbindung mit einem Kältemitteleinlass und zwei Kältemittelauslässen mit der stromabwärtigen Seite des Expansionsventils 3a in dem Kältekreislauf verbunden wird.
Ein Kältemittelauslass der Dreiwegeverbindung ist mit dem festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 verbunden, und der andere Kältemittelauslass ist mit der festen Drossel 19 verbunden. Ein Wirbelströmungsgenerator 127 zum Verwirbeln des Kältemittelstroms in den Dekompressionsabschnitt ist jeweils zwischen der Dreiwegeverbindung und dem festen Düsenabschnitt 5a und zwischen der Dreiwegeverbindung und der festen Drossel 19 bereitgestellt.
Auf diese Weise bildet die Dreiwegeverbindung den Verzweigungsabschnitt Z, und der Wirbelströmungsgenerator 127 bildet den ersten Wirbelströmungsgenerator und den zweiten Wirbelströmungsgenerator 127. Das heißt, der Wirbelströmungsgenerator 127, der feste Düsenabschnitt 5a, der Wirbelströmungsgenerator 127 und die feste Drossel 19 bilden die Dekompressionsvorrichtung. Die Strukturen anderer Bestandteile sind die gleichen wie die in der fünften Ausführungsform. Wie in 18 gezeigt, die eine schematische Perspektivansicht ist, umfasst der Wirbelströmungsgenerator 127 eine Zulaufrohrleitung (einen Zulaufdurchgang) 127a, um das Kältemittel in sie strömen zu lassen, und einen im Wesentlichen zylindrischen Wirbelzylinder 127b zum Verwirbeln des Kältemittels darin. Der Wirbelströmungsgenerator 127 umfasst auch eine Ablaufrohrleitung (einen Ablaufdurchgang) 127c, um das Kältemittel von dem Wirbelzylinder 127b zu dem festen Düsenabschnitt 5a oder der festen Drossel 19 strömen zu lassen.
Die Zulaufrohrleitung 127a ist mit einem Ende des Wirbelzylinders 127b und ferner entlang der Tangentialrichtung des Außenumfangs des Wirbelzylinders 127b verbunden. Das heißt, die Zulaufrohrleitung 127a erlaubt, dass das Kältemittel in dessen Umfangsrichtung in den Wirbelzylinder 127b strömt.
Die Ablaufrohrleitung 127c ist auf einer Seite entgegengesetzt zu der Seite, auf der die Zulaufrohrleitung 127a angeschlossen ist, mit einem der Enden des Wirbelzylinders 127b verbunden. Die Axialrichtung der Ablaufrohrleitung 127c unterscheidet sich von der Axialrichtung des Zulaufrohrleitung 127a. Das heißt, die Ablaufrohrleitung 127c erlaubt dem Kältemittel, in die Richtung auszuströmen, die sich von der Zulaufrichtung des aus der Zulaufrohrleitung 127a in den Wirbelzylinder 127b strömenden Kältemittels unterscheidet.
Auf diese Weise wirbelt das von der Zulaufrohrleitung 127a in den Wirbelzylinder 127b strömende Kältemittel entlang der Innenwand des Wirbelzylinders 127b und strömt dann aus der Ablaufrohrleitung 127c, während es, wie durch einen dicken Pfeil D in 18 angezeigt, wirbelt. Folglich kann der Kältemittelstrom, der in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 und die feste Drossel 19 eingeführt werden soll, wirbeln, wodurch die gleichen Wirkungen wie die in der fünften Ausführungsform erzielt werden.
(Neunte Ausführungsform)
Eine Kältekreislaufvorrichtung dieser Ausführungsform, die anstelle des Wirbelströmungsgenerators 127 der achten Ausführungsform einen Wirbelströmungsgenerator 128, wie in 19 gezeigt, umfasst, wird nachstehend beschrieben. Die Strukturen anderer Bestandteile sind die gleichen wie die der Kältekreislaufvorrichtung der achten Ausführungsform.
19 ist eine schematische Perspektivansicht des Wirbelströmungsgenerators 128. Der Wirbelströmungsgenerator 128 hat eine Kältemittelrohrleitung (einen Kältemitteldurchgang) 128a, um das Kältemittel in sie und aus ihr strömen zu lassen. Eine Spiralnut 128b ist auf der Innenwandoberfläche der Kältemittelrohrleitung 128a ausgebildet. Insbesondere ist die Spiralnut 128b durch Verdrillen der rohrförmigen Kältemittelrohrleitung 128a ausgebildet. Es ist offensichtlich, dass die Spiralnut durch ein Gewindebohrverfahren oder ähnliches ausgebildet werden kann.
In dem Wirbelströmungsgenerator 128 wirbelt das in ihn strömende Kältemittel, wie durch den dicken Pfeil D angezeigt, entlang der auf dessen Innenwandoberfläche ausgebildeten Spiralnut 128, so dass das Kältemittel, das in den festen Düsenabschnitt 5a des Ejektors 5 und die feste Drossel 19 strömen soll, verwirbelt werden kann. Als ein Ergebnis kann diese Ausführungsform die gleichen Wirkungen erzielen wie die der achten Ausführungsform.
(Andere Ausführungsform)
Die Erfindung ist nicht auf die hier offenbarten Ausführungsformen beschränkt, und vielfältige Modifikationen können an diesen Ausführungsformen wie folgt vorgenommen werden.

(1) Obwohl in den vorstehend erwähnten fünften bis neunten Ausführungsformen das Kapillarrohr als die feste Drossel 19 verwendet wird, können eine kleine Öffnung, eine Lavaldüse, eine konvergente Düse oder ähnliches verwendet werden. 20 zeigt die Verbesserungswirkung des Dekompressionswirkungsgrads ηη (Düsenwirkungsgrads), wenn die vorstehend erwähnte Drosseleinrichtung als die feste Drossel 19 verwendet wird. Wie in 20 gezeigt, kann die Bereitstellung des Wirbelströmungsgenerators den Dekompressionswirkungsgrad ηη selbst dann verbessern, wenn irgendeine der Drosseleinrichtungen verwendet wird.
(2) Da die Kältekreislaufvorrichtung der vorstehend erwähnten fünften bis neunten Ausführungsformen die Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung ist, sind beide, der Düsenabschnitt 5a und die feste Drossel 19, mit den jeweiligen Dekompressionsabschnitten versehen. Ferner können beide Dekompressionsabschnitte (5a, 19) die Dekompressionsvorrichtungsstruktur bilden. Jedoch kann einer der beiden Dekompressionsabschnitte (5a, 19) die Dekompressionsvorrichtungsstruktur erzielen.

Wie vorstehend erwähnt, kann selbst einer der Dekompressionsabschnitte (5a, 19) die Dekompressionsvorrichtungsstruktur erzielen, um die Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads zu ermöglichen. In diesem Fall kann jeder der Wirbelströmungsgeneratoren 127 und 128, wie in den achten und neunten Ausführungsformen beschrieben, auf der stromaufwärtigen Seite des Dekompressionsabschnitts (5a, 19) angeordnet werden.

(3) Obwohl die Kältekreislaufvorrichtung der vorstehend erwähnten fünften bis neunten Ausführungsformen die Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung ist, kann die Erfindung auf eine normale Dampfkompressions-Kältekreislaufvorrichtung angewendet werden, die einen Kompressor, einen Strahler, eine Dekompressionseinheit und einen Verdampfer umfasst, um den Kreislaufwirkungsgrad zu verbessern. Außerdem kann in diesem Fall der Wirbelströmungsgenerator 127 oder 128, wie in der achten oder neunten Ausführungsform beschrieben, auf der stromaufwärtigen Seite der Dekompressionseinheit angeordnet werden.
(4) Obwohl die Spiralnut 128b in der vorstehend erwähnten neunten Ausführungsform auf der Innenwandoberfläche der Kältemittelrohrleitung 128 ausgebildet ist, um den Wirbelströmungsgenerator 128 zu bilden, kann eine Spiralströmungsplatte oder ähnliches mit der gleichen Funktion wie der der Nut 128b in einem Durchgang im Inneren der Kältemittelrohrleitung 128a angeordnet werden.
(5) Obwohl die vorstehend erwähnten fünften bis neunten Ausführungsformen die Kältekreislaufvorrichtung beschrieben haben, die das Expansionsventil 3a und den Sammler 9 verwendet, kann ein thermisches Expansionsventil als das Expansionsventil 3a verwendet werden, um den Überhitzungsgrad von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des ablaufseitigen Verdampfers (ersten Verdampfers) 7 einzustellen. In diesem Fall kann der Sammler 9 entfernt werden.
(6) Obwohl in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen der ablaufseitige Verdampfer (erste Verdampfer) 7 und der ansaugseitige Verdampfer (zweite Verdampfer) 8 durch Hartlöten mit der integrierten Struktur verbunden sind, können der ablaufseitige Verdampfer (erste Verdampfer) 7 und der ansaugseitige Verdampfer (zweite Verdampfer) 8 mit jedem anderen Verfahren integral ausgebildet werden. Zum Beispiel können der ablaufseitige Verdampfer (erste Verdampfer) 7 und der ansaugseitige Verdampfer (zweite Verdampfer) 8, die in einer Lamellen- und Rohrstruktur enthalten sind, die gemeinsame Lamelle haben, und können folglich in Rohrstrukturen in Kontakt mit der Lamelle geteilt werden.
(7) In der vorstehend erwähnten fünften Ausführungsform sind die axialen Richtungen der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der zweiten Ablaufrohrleitung 118 des Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitts 115 senkrecht zu der axialen Richtung der Zulaufrohrleitung 116 ausgerichtet, können aber in einer anderen Richtung ausgerichtet sein. Zum Beispiel können die axialen Richtungen der ersten Ablaufrohrleitung 117 und der zweiten Ablaufrohrleitung 118 symmetrisch mit einem Zwischenraum zwischen diesen Rohrleitungen, der in Richtung deren Enden erweitert ist, ausgerichtet werden.
(8) Obwohl der ablaufseitige Verdampfer (erste Verdampfer) 7 und der ansaugseitige Verdampfer (zweite Verdampfer) 8 in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen geeignet sind, den gleichen Raum, der klimatisiert werden soll, zu kühlen, können diese Verdampfer angepasst werden, um verschiedene Räume, die klimatisiert werden sollen, zu kühlen. Zum Beispiel kann der ansaugseitige Verdampfer (zweite Verdampfer) 8, dessen Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittelverdampfungstemperatur) niedriger als der des ablaufseitigen Verdampfers (ersten Verdampfers) 7 ist, zum Kühlen einer Gefriermaschine angewendet werden, und folglich kann der erste Verdampfer 7 auf das Kühlen eines Fahrzeuginneren angewendet werden.
(9) Wenngleich in den vorstehend erwähnten fünften bis neunten Ausführungsformen ein Flon-basiertes Kältemittel als das Kältemittel verwendet wird, kann ein HC-basierte Kältemittel oder Kohlendioxid verwendet werden. Wenn eine überkritische Kältekreislaufvorrichtung, in der der hochdruckseitige Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt, unter Verwendung des Kohlendioxids als das Kältemittel aufgebaut wird, kondensiert der Strahler 2 das Kältemittel nicht, und folglich kann der Flüssigkeitssammelbehälter 2a entfernt werden. Außerdem kann das Kältemittel in diesem Fall auch von dem Expansionsventil 3a in den dampfförmig-flüssigen Zweiphasenzustand dekomprimiert werden.
(10) In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen dient der Strahler 2 als ein Außenwärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel und der Außenluft, und der ablaufseitige Verdampfer (erste Verdampfer) 7 und der ansaugseitige Verdampfer (erste Verdampfer 8) dienen als ein Innenwärmetauscher. In diesem Fall werden der ablaufseitige Verdampfer 7 und der ansaugseitige Verdampfer 8 auf das Kühlen des Fahrzeuginneren angewendet. Umgekehrt ist ein Wärmepumpenkreislauf aus dem ablaufseitigen Verdampfer (ersten Verdampfer) 7 und dem ansaugseitigen Verdampfer (ersten Verdampfer) 8, die als die Außenwärmetauscher zum Absorbieren von Wärme von einer Wärmequelle, wie etwa Außenluft dienen, und dem Strahler 2, der als der Innenwärmetauscher zum Erwärmen eines Fluids, das erwärmt werden soll, wie etwa Luft oder Wasser, dient, aufgebaut. Die Erfindung kann auf einen derartigen Wärmepumpenkreislauf angewendet werden. Die Einrichtungsposition des Wärmepumpenkreislaufs kann ein bewegtes Element, wie etwa ein Fahrzeug, oder ein in einer festen Position angeordneter ortsfester Körper sein.

Die vorstehend erwähnten Ausführungsformen spezifizieren die Arten des Kältemittels nicht besonders. Die Erfindung kann jedes andere Kältemittel verwenden, das entweder auf den überkritischen oder unterkritischen Dampfkompressionskreislauf angewendet werden kann, wie etwa das Flonbasierte Kältemittel, das HC-basierte Kältemittel oder das Kohlendioxidkältemittel.

(11) Der in den vorstehend erwähnten ersten bis vierten Ausführungsformen offenbarte Ejektor kann ein Ejektor mit variablem Durchsatz sein, der eine Kältemittelströmungswegfläche einer Düse verändern kann.

Die Strömungsverteilungsvorrichtung, die in jeder der vorstehend erwähnten ersten bis vierten Ausführungsformen offenbart ist, ist in der Form aufgebaut, dass die Strömungswege im Inneren des Blocks, der einen Umriss, wie etwa einen Würfel oder ein rechteckiges Parallelepiped, hat, sind, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Strömungsverteilungsvorrichtung kann aus einer Verzweigungsrohrleitung mit den in der vorstehend erwähnten Ausführungsform beschriebenen Strömungswegen aufgebaut werden.

Claims

Kältekreislaufvorrichtung, umfassend: einen Kompressor (1) zum Saugen von Kältemittel und Komprimieren des Kältemittels zu Hochdruckkältemittel; einen Strahler (2) zum Abstrahlen von Wärme von dem aus dem Kompressor (1) ausgestoßenen Hochdruckkältemittel; eine erste Drosseleinrichtung (3) zum Dekomprimieren des Kältemittels auf einer stromabwärtigen Seite des Strahlers (2); eine Strömungsverteilungsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 115, 125, 126) mit Strömungswegen zum Verteilen eines Stroms des von der ersten Drosseleinrichtung (3) dekomprimierten Kältemittels in eine Vielzahl von Strömen; einen Ejektor (5) zum Aufnehmen eines der von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten Kältemittels, um das Kältemittel von einem Düsenabschnitt (5a) einzuspritzen, um einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom zu bilden, und um das andere Kältemittel durch den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom von einem Ansaugabschnitt (5b) zu saugen; und einen Verdampfer (8) zum Aufnehmen des anderen von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten Kältemittels, um das Kältemittel zu verdampfen, und um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des Ansaugabschnitts (5b) strömt, wobei die Strömungsverteilungsvorrichtung (10, 20, 30, 40, 115, 125, 126) einen Strömungswegverteilungsmechanismus (12, 13, 14, 22, 23, 24, 32, 33, 34, 42, 43, 44, 116, 117, 118, 125a - 125d und 126a - 126d) zum Verteilen des in sie strömenden Kältemittels nach einer vorbestimmten Menge hat, und wobei die Strömungsverteilungsvorrichtung einen Wirbelströmungs-Ausbildungsabschnitt (13, 23, 25, 33, 35, 43, 45, 28, 117, 118) zum Verwirbeln des verteilten Kältemittelstroms hat, der einen Strömungsweg (13, 23, 25, 33, 35, 43, 45, 117) mit einem größeren Durchmesser des Strömungswegs als dem eines Strömungswegs auf der stromaufwärtigen Seite hat.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Strömungswegverteilungsmechanismus umfasst: einen ersten Strömungsdurchgang (12, 22, 32, 42, 116), um zu ermöglichen, dass das von der ersten Drosseleinrichtung (3, 3a) dekomprimierte Kältemittel in ihn strömt, einen zweiten Strömungsdurchgang (13, 23, 33, 43, 117), der von dem ersten Strömungsdurchgang verzweigt, um dem Kältemittel zu ermöglichen, zu einer Seite des Verdampfers (8) zu strömen, und einen dritten Strömungsdurchgang (14, 24, 34, 44, 118), der von dem ersten Strömungsdurchgang verzweigt, um dem Kältemittel zu ermöglichen, in Richtung einer Seite des Ejektors (5) zu strömen, und wobei ein Strömungswegdurchmesser (ϕd2) des zweiten Strömungsdurchgangs größer als ein Strömungswegdurchmesser (ϕd1) des ersten Strömungsdurchgangs und ferner größer als ein Strömungswegdurchmesser (ϕd3) des dritten Strömungsdurchgangs ist.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der erste Strömungsdurchgang, der zweite Strömungsdurchgang und der dritte Strömungsdurchgang im Wesentlichen auf einer gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet sind.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Wirbelströmungs-Ausbildungsabsschnitt (25, 35, 45, 28, 118) das Kältemittel, das in den Düsenabschnitt (5a) des Ejektors (5) strömen soll, verwirbelt.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1, 2 oder 4, wobei der Strömungswegverteilungsmechanismus einen Strömungsweg (34, 35, 44, 45) hat, der in der Richtung der Schwerkraft auf einer anderen Höhe positioniert ist als der eines anderen Strömungswegs.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner eine zweite Drosseleinrichtung (4, 19) zum Dekomprimieren und Expandieren des von der Strömungsverteilungsvorrichtung verteilten anderen Kältemittels umfasst, bevor das Kältemittel an den Verdampfer (8) zugeführt wird.
Dekompressionsvorrichtung, die auf eine Kältekreislaufvorrichtung angewendet werden soll, wobei die Dekompressionsvorrichtung umfasst: einen Ejektor (5), der eine feste Düse enthält, die als ein Dekompressionsabschnitt (19, 5a) zum Dekomprimieren von Kältemittel verwendet wird; und einen auf einer stromaufwärtigen Seite des Dekompressionsabschnitts (19, 5a) angeordneten Wirbelströmungsgenerator (115, 125, 126, 127, 128) zum Verwirbeln des Kältemittels, das in den Dekompressionsabschnitt (19, 5a) strömen soll.
Dekompressionsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Wirbelströmungsgenerator (115, 125, 126, 127) umfasst: einen Zulaufdurchgang (116, 125a, 126a, 127a), um das Kältemittel in ihn hinein strömen zu lassen, und einen Ablaufdurchgang (117, 118, 125c, 125d, 126c, 126d, 127c), um das Kältemittel in eine andere Richtung ausströmen zu lassen als einer Zulaufrichtung des Kältemittels, das aus dem Zulaufdurchgang (116, 125a, 126a, 127a) in ihn strömt.
Dekompressionsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Wirbelströmungsgenerator (125, 127) einen zylindrischen Wirbelzylinder (125b, 127b) zum Verwirbeln des Kältemittels darin hat, wobei der Zulaufdurchgang (125a, 127a) erlaubt, dass das Kältemittel in dessen Umfangsrichtung in den Wirbelzylinder (125b, 127b) strömt, und wobei der Ablaufdurchgang (125c, 125d, 127c) erlaubt, dass das Kältemittel in einer axialen Richtung des Wirbelzylinders (125b, 127b) ausströmt.
Dekompressionsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Wirbelströmungsgenerator (128) einen Kältemitteldurchgang (128a) hat, um zu erlauben, dass das Kältemittel in ihn und aus ihm strömt; und wobei eine Spiralnut (128b) in einer Innenwandoberfläche des Kältemitteldurchgangs (128a) ausgebildet ist.
Kältekreislaufvorrichtung, die die Dekompressionsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10 umfasst.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Verzweigungsabschnitt (Z) zum Verzweigen eines Stroms des Kältemittels auf einer Auslassseite des Strahlers (2); den Ejektor (5) mit dem festen Düsenabschnitt (5a) zum Dekomprimieren und Expandieren eines der von dem Verzweigungsabschnitt (Z) verzweigten Kältemittel, der Kältemittelansaugöffnung (5b) zum Ansaugen des Kältemittels durch einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom, der von dem festen Düsenabschnitt (5a) eingespritzt wird, und einem Diffusorabschnitt (5c) zum Vermischen des von dem festen Düsenabschnitt (5a) eingespritzten Hochgeschwindigkeitskältemittelstroms mit dem Ansaugkältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung (5b) gesaugt wird, um einen Druck des Kältemittels zu erhöhen; eine feste Drossel (19) zum Dekomprimieren und Expandieren des anderen von dem Verzweigungsabschnitt (Z) verzweigten Kältemittels; und den ansaugseitigen Verdampfer (8) zum Verdampfen des Kältemittels auf einer stromabwärtigen Seite der festen Drossel (19), um dem Kältemittel zu erlauben, zu einer stromaufwärtigen Seite der Kältemittelansaugöffnung (5b) auszuströmen, wobei die Kältekreislaufvorrichtung umfasst: einen ersten Wirbelströmungsgenerator (118, 125b, 126b, 127b, 128), der auf einer stromabwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts (Z) und auf einer stromaufwärtigen Seite des festen Düsenabschnitts (5a) angeordnet ist, zum Wirbeln des Kältemittelstroms in den festen Düsenabschnitt (5a) und/oder einen zweiten Wirbelströmungsgenerator (117, 125b, 126b, 127b, 128), der auf der stromabwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts (Z) und auf einer stromaufwärtigen Seite der festen Drossel (19) angeordnet ist, um den Kältemittelstrom in die feste Drossel (19) zu wirbeln.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 12, die ferner einen ablaufseitigen Verdampfer (7) zum Verdampfen des aus dem Ejektor (5) strömenden Kältemittels umfasst.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, die ferner sowohl den ersten Wirbelströmungsgenerator (118, 125b, 126b, 127b, 128) als auch den zweiten Wirbelströmungsgenerator (117, 125b, 126b, 127b, 128) umfasst.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der erste Wirbelströmungsgenerator (118, 125b, 126b), der zweite Wirbelströmungsgenerator (117, 125b, 126b) und der Verzweigungsabschnitt (Z) integral als der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt (115, 125, 126) ausgebildet sind.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Wirbelströmungserzeugungs-Verzweigungsabschnitt (115, 125, 126) einen Zulaufdurchgang (116, 125a, 126a), um das Kältemittel in ihn einströmen zu lassen, einen von dem Zulaufdurchgang (115, 125a, 126a) verzweigten ersten Ablaufdurchgang (117, 125c, 126c), um Kältemittel daraus ausströmen zu lassen, und einen von dem Zulaufdurchgang (116, 125a, 126a) verzweigten zweiten Ablaufdurchgang (118, 125d, 126d), um Kältemittel daraus ausströmen zu lassen, umfasst und wobei der erste Ablaufdurchgang (117, 125c, 126c) und der zweite Ablaufdurchgang (118, 125d, 126d) geeignet sind, das Kältemittel in eine andere Richtung als die Zulaufrichtung des in den Zulaufdurchgang (116, 125a, 126a) einströmenden Kältemittels ausströmen zu lassen.
Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die axialen Richtungen des Zulaufdurchgangs (116), des ersten Ablaufdurchgangs (117) und des zweiten Ablaufdurchgangs (118) auf der gleichen horizontalen Oberfläche angeordnet sind; und wobei ein Durchgangsdurchmesser (ϕd2) des ersten Ablaufdurchgangs (117) und ein Durchgangsdurchmesser (ϕd3) des zweiten Ablaufdurchgangs (118) derart ausgebildet sind, dass sie größer als ein Durchgangsdurchmesser (ϕd1) des Zulaufdurchgangs (116) sind.