DE102007061030A1

DE102007061030A1 - Drucksteuerventil und Kältekreislaufvorrichtung

Info

Publication number: DE102007061030A1
Application number: DE102007061030A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kariya Ohta
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2008-07-10
Also published as: JP2008157305A

Abstract

Ein Drucksteuerventil (4, 43) umfasst ein Gehäuse (40) mit einer Einlassöffnung (40a), einer ersten Auslassöffnung (40b), einer zweiten Auslassöffnung (40c) und einem Drosseldurchgang (40d), der sich zwischen der Einlassöffnung (40a) und der ersten Auslassöffnung (40b) befindet, einen Temperaturabtastungsabschnitt (42), der derart angeordnet ist, dass er entsprechend einer Temperatur des aus der Einlassöffnung (40a) strömenden Kältemittels verschoben wird, einen Ventilkörper (41) zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs (40d) in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts (42) und einen Teilungsabschnitt (A), der sich in dem Gehäuse (40) auf einer stromaufwärtigen Seite des Drosseldurchgangs (40d) befindet, zum Teilen eines Stroms von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung (40a) strömt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms durch den Drosseldurchgang (40d) zu der ersten Auslassöffnung (40b) strömt und Kältemittel des zweiten Stroms zu der zweiten Auslassöffnung (40c) strömt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drucksteuer- bzw. Regelventil und eine Kältekreislaufvorrichtung.
Herkömmlicherweise verwendet eine Kältekreislaufvorrichtung Kohlendioxid (CO₂) als Kältemittel, und ein Kältemitteldruck auf einer Hochdruckseite, bevor es dekomprimiert wird, kann höher als der kritische Druck des Kältemittels sein.
JP-2000-35250A offenbart eine Kältekreislaufvorrichtung, die ein Drucksteuerventil als Dekomprimierungseinrichtung umfasst, um einen Druck des hochdruckseitigen Kältemittels zu steuern, so dass er sich einem Zieldruck nähert, so dass ein Leistungskoeffizient (Leistungszahl) der Kältekreislaufvorrichtung verbessert wird. Außerdem wird ein Strom aus hochdruckseitigem Kältemittel auf einer stromaufwärtigen Seite des Steuerventils in einen ersten Strom und einen zweiten Strom geteilt, und Kältemittel des ersten Stroms strömt in einen ersten Verdampfer und Kältemittel des zweiten Stroms strömt in einen zweiten Verdampfer, so dass sowohl der erste Verdampfer als auch der zweite Verdampfer Kühlfähigkeiten haben.
Als das Drucksteuerventil kann ein mechanisches Drucksteuerventil verwendet werden. Das mechanische Drucksteuerventil umfasst einen Temperaturabtastungsabschnitt, der einen abgedichteten Raum mit Kältemittel darin hat. Ein Druck in dem abgedichteten Raum wird entsprechend einer Temperatur des hochdruckseitigen Kältemittels festgelegt, so dass ein Ventilkörper des Steuerventils sich entsprechend einem Gleichgewicht zwischen dem Druck in dem abgedichteten Raum und dem Druck des hochdruckseitigen Kältemittels verschiebt und dadurch eine Durchgangsfläche eines Drosseldurchgangs gesteuert wird.
Wenn die Kältekreislaufvorrichtung für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs verwendet wird, ist das Drucksteuerventil im Allgemeinen in der Nachbarschaft eines Strahlers zum Abstrahlen von Wärme von dem hochdruckseitigen Kältemittel innerhalb eines Motorraums angeordnet. Da die kritische Temperatur von CO₂ etwa 31°C ist, kann in den abgedichteten Raum gefülltes CO₂ in einem superkritischen Zustand sein, wenn eine Temperatur in dem Motorraum (d. h. eine umgebende Temperatur des Drucksteuerventils) steigt.
Wenn CO₂ in dem abgedichteten Raum in dem superkritischen Zustand ist, wird CO₂ nicht flüssig, selbst wenn die umgebende Temperatur steigt. Folglich kann der Druck in dem abgedichteten Raum aufgrund der umgebenden Temperatur höher als ein der Temperatur des hochdruckseitigen Kältemittels entsprechender Druck sein.
In der Kältekreislaufvorrichtung, in der der Strom des hochdruckseitigen Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite des Drucksteuerventils geteilt wird, wird ein Durchsatz von Kältemittel, das durch den Temperaturabtastungsabschnitt strömt, im Vergleich zu einer Kältemittelkreislaufvorrichtung, in der der Strom des hochdruckseitigen Kältemittel nicht geteilt wird, verringert. Auf diese Weise ist es wahrscheinlicher, dass der Druck in dem abgedichteten Raum durch die umgebende Temperatur geändert wird. Als ein Ergebnis kann der Druck in dem abgedichteten Raum zunehmen, und das Drucksteuerventil kann den Druck des hochdruckseitigen Kältemittels nicht angemessen steuern.
Wenn außerdem CO₂ in dem abgedichteten Raum in dem überkritischen Zustand ist und der Druck in dem abgedichteten Raum zunimmt, kann der Ventilkörper den Drosseldurchgang schließen und Kältemittel kann nicht in den auf der stromabwärtigen Seite des Drucksteuerventils angeordneten Verdampfer strömen, wenn der Betrieb Kältekreislaufs gestartet wird. Folglich kann eine Kühlfähigkeit des Verdampfers verringert werden.
Alternativ offenbart JP-2005-106318A eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Drucksteuerventil als einer Dekompressionseinrichtung. In der Kältekreislaufvorrichtung wird ein Strom von hochdruckseitigem Kältemittel in einen ersten Strom und einen zweiten Strom auf einer stromabwärtigen Seite des Drucksteuerventils geteilt, und Kältemittel des ersten Stroms strömt in einen ersten Verdampfer, und Kältemittel des zweiten Stroms strömt in einen zweiten Verdampfer, so dass sowohl der erste Verdampfer als auch der zweite Verdampfer Kühlfähigkeiten haben.
Ein Kältemitteldruck auf der stromabwärtigen Seite des Drucksteuerventils ist im Vergleich zu einem Kältemitteldruck auf der stromaufwärtigen Seite des Drucksteuerventils verringert. Folglich ist es erforderlich, dass jeweilige Rohrleitungen zum Verbinden eines Teilungsabschnitts (d. h. Verzweigungsabschnitts) mit dem ersten Verdampfer und dem zweiten Verdampfer im Vergleich zu einer Rohrleitung auf der Hochdruckseite eine größere Größe haben, und dadurch wird die Kältekreislaufvorrichtung groß.
Wenn außerdem ein Durchsatzsteuerventil an dem Teilungsabschnitt derart gesteuert wird, dass Kältemittel zu einem der Verdampfer strömen kann, wird Kältemittel in der Rohrleitung zum Verbinden des Durchsatzsteuerventils mit dem anderen der Verdampfer Gas. Folglich ist es erforderlich, dass ein Sammler zum Lagern von überschüssigem flüssigem Kältemittel in der Kreislaufvorrichtung ein großes Volumen hat, und dadurch wird die Kältekreislaufvorrichtung groß.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drucksteuerventil bereitzustellen, das für eine Kältekreislaufvorrichtung verwendet werden kann und einen Kältemitteldruck auf einer Hochdruckseite steuern kann. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine Kältekreislaufvorrichtung mit einer kleinen Größe bereitzustellen, die einen Kältemitteldruck auf einer Hochdruckseite steuern kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Drucksteuerventil für eine Kältekreislaufvorrichtung ein Gehäuse, einen Temperaturabtastungsabschnitt, einen Ventilkörper und einen Teilungsabschnitt. Das Gehäuse umfasst eine Einlassöffnung, aus der Kältemittel auf einer Auslassseite eines Strahlers einströmt, eine erste Auslassöffnung, aus der Kältemittel in Richtung eines ersten Verdampfers strömt, eine zweite Auslassöffnung, aus der Kältemittel in Richtung eines zweiten Verdampfers strömt, und einen Drosseldurchgang, der sich zwischen der Einlassöffnung und der ersten Auslassöffnung befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren des aus der Einlassöffnung strömenden Kältemittels. Der Temperaturabtastungsabschnitt ist derart angeordnet, dass er entsprechend einer Temperatur des aus der Einlassöffnung strömenden Kältemittels verschoben wird, und der Ventilkörper steuert eine Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts. Der Teilungsabschnitt befindet sich in dem Gehäuse auf einer stromaufwärtigen Seite des Drosseldurchgangs zum Teilen eines Stroms von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung strömt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms durch den Drosseldurchgang zu der ersten Auslassöffnung strömt und Kältemittel des zweiten Stroms zu der zweiten Auslassöffnung strömt.
Da in dem Drucksteuerventil die Gesamtmenge des Kältemittels auf der Auslassseite des Strahlers in die Einlassöffnung strömt, kann der Temperaturabtastungsabschnitt sich entsprechend der Temperatur der Gesamtmenge des Kältemittels verschieben. Wenn das Drucksteuerventil folglich für eine Kältekreislaufvorrichtung mit einer Vielzahl von Verdampfern verwendet wird, wird der Temperaturabtastungsabschnitt nicht leicht durch eine umgebende Temperatur beeinflusst, und das Drucksteuerventil kann den Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite angemessen steuern.
Außerdem wird der aus der Einlassöffnung strömende Kältemittelstrom an dem Teilungsabschnitt in dem Drucksteuerventil geteilt. Wenn folglich das Drucksteuerventil für die Kältekreislaufvorrichtung verwendet wird, kann die Größe einer Rohrleitung zum Verbinden des Teilungsabschnitts und des zweiten Verdampfers klein sein, und die Größe eines Sammlers in der Kältekreislaufvorrichtung kann ebenfalls klein sein. Dadurch kann die Größe der Kältekreislaufvorrichtung ebenfalls klein sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Drucksteuerventil für eine Kältekreislaufvorrichtung ein Gehäuse, einen Temperaturabtastungsabschnitt, einen Ventilkörper und einen Teilungsabschnitt. Das Gehäuse umfasst eine erste Einlassöffnung, von der das Kältemittel auf der Auslassseite eines Strahlers einströmt, eine erste Auslassöffnung, von der aus der ersten Einlassöffnung strömendes Kältemittel ausströmt, eine zweite Einlassöffnung, aus der Kältemittel auf einer Auslassseite der ersten Auslassöffnung einströmt, eine zweite Auslassöffnung, aus der Kältemittel in Richtung eines ersten Verdampfers strömt, eine dritte Auslassöffnung, aus der Kältemittel in Richtung eines zweiten Verdampfers strömt, und einen Drosseldurchgang, der sich zwischen der zweiten Einlassöffnung und der zweiten Auslassöffnung befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung strömt. Der Temperaturabtastungsabschnitt ist derart angeordnet, dass er sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung strömt, verschiebt, und der Ventilkörper steuert eine Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts. Der Teilungsabschnitt befindet sich in dem Gehäuse auf einer stromaufwärtigen Seite des Drosseldurchgangs, um einen Kältemittelstrom zu teilen, der aus der zweiten Einlassöffnung strömt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms durch den Drosseldurchgang zu der zweiten Auslassöffnung strömt und Kältemittel des zweiten Stroms zu der dritten Auslassöffnung strömt.
Da in dem Drucksteuerventil die Gesamtmenge von Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers in die erste Einlassöffnung strömt, kann der Temperaturabtastungsabschnitt sich entsprechend der Temperatur der Gesamtmenge des Kältemittels verschieben. Wenn das Drucksteuerventil folglich für eine Kältekreislaufvorrichtung mit mehreren Verdampfern verwendet wird, wird der Temperaturabtastungsabschnitt nicht leicht von einer umgebenden Temperatur beeinflusst, und das Drucksteuerventil kann den Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite angemessen steuern.
Außerdem wird der Kältemittelstrom, der aus der zweiten Einlassöffnung strömt, an dem Teilungsabschnitt in dem Drucksteuerventil geteilt. Wenn das Drucksteuerventil folglich für die Kältekreislaufvorrichtung verwendet wird, kann die Größe einer Rohrleitung zum Verbinden des Teilungsabschnitts und des zweiten Verdampfers klein sein, und die Größe eines Sammlers in der Kältekreislaufvorrichtung kann ebenfalls klein sein. Dadurch kann die Größe der Kältekreislaufvorrichtung ebenfalls klein sein.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor zum Komprimieren von Kältemittel, so dass es einen höheren als einen kritischen Druck des Kältemittels hat, einen auf einer Auslassseite des Kompressors angeordneten Strahler zum Kühlen von Kältemittel, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird, eine Drucksteuereinrichtung, die auf einer Auslassseite des Strahlers angeordnet ist, einen Teilungsabschnitt, einen ersten Verdampfer und einen zweiten Verdampfer. Die Drucksteuereinrichtung umfasst ein Gehäuse mit einer ersten Einlassöffnung, aus der Kältemittel auf einer Auslassseite des Strahlers einströmt, einer ersten Auslassöffnung, aus der Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung strömt, ausströmt, einer zweiten Einlassöffnung, von der Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung einströmt, einer zweiten Auslassöffnung, aus der Kältemittel, das aus der zweiten Auslassöffnung strömt, ausströmt, und einem Drosseldurchgang, der sich zwischen der zweiten Einlassöffnung und der zweiten Auslassöffnung befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung strömt, einen Temperaturabtastungsabschnitt, der derart angeordnet ist, dass er sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung strömt, verschiebt, einen Ventilkörper zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts. Der Teilungsabschnitt befindet sich auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung zum Teilen eines Kältemittelstroms auf der Auslassseite der ersten Auslassöffnung in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms in die zweite Einlassöffnung strömt. Der erste Verdampfer ist mit der zweiten Auslassöffnung verbunden, um aus der zweiten Auslassöffnung strömendes Kältemittel zu verdampfen, und der zweite Verdampfer ist mit dem Teilungsabschnitt verbunden, um Kältemittel des zweiten Stroms zu verdampfen.
Da in der Kältekreislaufvorrichtung die Gesamtmenge an Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers in die ersten Einlassöffnung der Drucksteuereinrichtung strömt, kann sich der Temperaturabtastungsabschnitt entsprechend der Temperatur der Gesamtmenge an Kältemittel verschieben. Folglich wird der Temperaturabtastungsabschnitt nicht leicht durch eine umgebende Temperatur beeinflusst, und die Drucksteuereinrichtung kann den Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite angemessen steuern.
Da der Kältemittelstrom, der aus der ersten Auslassöffnung strömt, außerdem an dem Teilungsabschnitt geteilt wird, kann die Größe einer Rohrleitung zum Verbinden des Teilungsabschnitts und des zweiten Verdampfers klein sein, und die Größe eines Sammlers in der Kältekreislaufvorrichtung kann ebenfalls klein sein. Dadurch kann die Größe der Kältekreislaufvorrichtung ebenfalls klein sein.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst ein Drucksteuerventil für eine Kältekreislaufvorrichtung ein Gehäuse, einen Temperaturabtastungsabschnitt, einen Ventilkörper und einen Teilungsabschnitt. Das Gehäuse umfasst eine erste Einlassöffnung, aus der Kältemittel auf einer Auslassseite eines Strahlers einströmt, eine erste Auslassöffnung, aus der Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung strömt, ausströmt, eine zweite Einlassöffnung, aus der Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung einströmt, eine zweite Auslassöffnung, aus der Kältemittel, das aus der zweiten Auslassöffnung strömt, in Richtung des ersten Verdampfers strömt, und einen Drosseldurchgang, der sich zwischen der zweiten Einlassöffnung und der zweiten Auslassöffnung befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung strömt. Der Temperaturabtastungsabschnitt ist derart angeordnet, dass er sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung strömt, verschiebt, und der Ventilkörper steuert eine Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts. Der Teilungsabschnitt befindet sich außerhalb des Gehäuses, um einen Kältemittelstrom auf der stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung in einen ersten Strom und einen zweiten Strom zu teilen, so dass Kältemittel des ersten Stroms über den Teilungsabschnitt in die zweite Einlassöffnung strömt und Kältemittel des zweiten Stroms über den Teilungsabschnitt in Richtung des zweiten Verdampfers strömt.
Da in dem Drucksteuerventil die gesamte Menge an Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers in die erste Einlassöffnung strömt, kann sich die Temperaturabtastungseinrichtung entsprechend der Temperatur der Gesamtmenge an Kältemittel verschieben. Wenn das Drucksteuerventil folglich für eine Kältekreislaufvorrichtung mit mehreren Verdampfern verwendet wird, wird der Temperaturabtastungsabschnitt nicht leicht von einer umgebenden Temperatur beeinflusst, und das Drucksteuerventil kann den Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite angemessen steuern.
Außerdem wird der aus der ersten Auslassöffnung strömende Kältemittelstrom an dem Teilungsabschnitt geteilt. Wenn das Drucksteuerventil folglich für die Kältekreislaufvorrichtung verwendet wird, kann die Größe einer Rohrleitung zum Verbinden des Teilungsabschnitts und des zweiten Verdampfers klein sein, und die Größe eines Sammlers in der Kältekreislaufvorrichtung kann ebenfalls klein sein. Dadurch kann die Größe der Kältekreislaufvorrichtung ebenfalls klein sein.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen genommen werden, leichter offensichtlich. In den Zeichnungen:
1 ist ein schematisches Diagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Querschnittansicht eines Drucksteuerventils gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist ein schematisches Diagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine Querschnittansicht eines Drucksteuerventils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
5 ist ein schematisches Diagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
6 ist eine Querschnittansicht eines Drucksteuerventils gemäß der vierten Ausführungsform;
7 ist ein schematisches Diagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
8 ist eine Querschnittansicht eines Drucksteuerventils gemäß der fünften Ausführungsform;
9 ist ein Diagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; und
10A ist eine Vorderansicht eines internen Wärmetauschers der sechsten Ausführungsform, und 10B ist eine Seitenansicht des internen Wärmetauschers.
(Erste Ausführungsform)
Ein Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Die Kältekreislaufvorrichtung 1 kann passend für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs verwendet werden. Die Kältekreislaufvorrichtung 1 umfasst einen Kompressor 2, einen Strahler 3, ein Drucksteuerventil 4, einen ersten Verdampfer 5, einen Sammler 6, ein Schaltventil 7, ein Expansionsventil 8, einen zweiten Verdampfer 9, ein Kältemittelrohrleitung 10, eine Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 (Klimaanlagensteuergerät bzw. Klimaanlagen-ECU) und ein Bedienfeld 12.
Der Kompressor 2 hat eine elektromagnetische Kupplung 2a. Der Kompressor 2 saugt Kältemittel an und komprimiert es, indem er über die elektromagnetische Kupplung 2a eine Antriebskraft von einem (nicht gezeigten) Fahrzeugmotor aufnimmt. Zum Beispiel wird CO₂ als Kältemittel verwendet, und der Kompressor 2 erhöht einen Druck des Kältemittels, so dass er höher als der kritische Druck von CO₂ ist.
Der Kompressor 2 kann vom Typ mit veränderlicher Kapazität sein, der eine Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern einer Ausstoßkapazität steuert, oder vom Typ mit einer festen Kapazität, der die Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern eines Betriebsanteils des Kompressors 2 unter Verwendung der elektromagnetischen Kupplung 2a, die intermittierend betrieben wird, steuert. Alternativ kann der Kompressor 2 vom elektrischen Typ sein, der die Kältemittelausstoßkapazität durch Steuern einer Drehzahl eines Elektromotors steuert.
Der Strahler 3 ist auf einer Auslassseite des Kompressors 2 angeschlossen. Ein Kühlventilator 3a zum Blasen von Außenluft zu dem Strahler 3 ist angeordnet. An dem Strahler 3 tauscht ein von dem Kompressor 2 ausgestoßenes Hochdruckkältemittel Wärme mit Außenluft aus, die von dem Kühlventilator 3a geblasen wird, und dadurch gibt das Hochdruckkältemittel Wärme ab. In der Kältekreislaufvorrichtung 1, die CO₂ als das Kältemittel verwendet, gibt Kältemittel Wärme ab, während es in einem überkritischen Zustand bleibt. Folglich wird das Kältemittel an dem Strahler 3 nicht kondensiert.
Das Drucksteuerventil 4 ist in Bezug auf den Strahler 3 auf einer stromabwärtigen Seite eines Kältemittelstroms angeordnet. Das Drucksteuerventil 4 steuert einen Druck des Kältemittels auf einer Hochdruckseite, bevor es auf einen Zieldruck dekomprimiert wird. Das Drucksteuerventil 4 ist zum Beispiel in einem Motorraum mit dem Strahler 3 angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Drucksteuerventil 4 ein Gehäuse 40, einen Ventilkörper 41 und einen Temperaturabtastungsabschnitt 42. Das Gehäuse 40 beherbergt den Ventilkörper 41 und den Temperaturabtastungsabschnitt 42. Das Gehäuse 40 wird aus einem Metallblock gebildet, indem ein Loch mit einer zylindrischen Form oder einer prismatischen Form in den Metallblock gebohrt wird. Das Gehäuse 40 umfasst eine Einlassöffnung 40a, eine erste Auslassöffnung 40b, eine zweite Auslassöffnung 40c, einen Drosseldurchgang 40d, einem Ventilkasten bzw. eine Ventilkammer 40e und einen Befestigungslochabschnitt 40f zum Anbringen des Temperaturabtastungsabschnitts 42 darin.
Insbesondere ist die Einlassöffnung 40a mit einer Auslassseite des Strahlers 3 verbunden, so dass Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers 3 durch die Einlassöffnung 40a in das Drucksteuerventil 4 strömt. Die erste Auslassöffnung 40b ist auf einer Einlassseite des ersten Verdampfers 5 angeschlossen, und die zweite Auslassöffnung 40c ist auf einer Einlassseite des zweiten Verdampfers 9 angeschlossen.
Der Ventilkörper 41 ist in dem Ventilkasten 40e angeordnet, und die Einlassöffnung 40a und die zweite Auslassöffnung 40c sind derart bereitgestellt, dass sie durch den Ventilkasten 40e miteinander in Verbindung stehen. Der Drosseldurchgang 40d ist zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung 40a strömt, bereitgestellt. Die erste Auslassöffnung 40b ist bereitgestellt, um durch den Drosseldurchgang 40d mit dem Ventilkasten 40e in Verbindung zu stehen.
Ein aus der Einlassöffnung 40a strömender Kältemittelstrom wird in dem Ventilkasten 40e in einen ersten Strom und einen zweiten Strom geteilt, so dass Kältemittel des ersten Stroms aus der ersten Auslassöffnung 40b durch den Drosseldurchgang 40d strömt und Kältemittel des zweiten Stroms zu der zweiten Auslassöffnung 40c strömt. Folglich ist in dem Drucksteuerventil 4 ein Teilungsabschnitt A in dem Ventilkasten 40e bereitgestellt. Der Befestigungslochabschnitt 40f ist bereitgestellt, um mit dem Ventilkasten 40e in Verbindung zu stehen.
Das Drosselventil 40d hat eine Rille 40g, so dass Kältemittel aus dem Ventilkasten 40e durch die Rille 40g zu der ersten Auslassöffnung 40d ausläuft, selbst wenn der Ventilkörper 41 den Drosseldurchgang 40g schließt. Zum Beispiel ist ein Durchsatz des aus der Rille 40g ausgelaufenen Kältemittels geringer als ein Wert, der einem Durchsatz von Kältemittel entspricht, das aus einer Mündung mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm ausströmt.
Der Ventilkörper 41 ist zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40d bereitgestellt. Der Ventilkörper 41 umfasst ein scheibenförmiges Verbindungsteil 41a, das mit dem Temperaturabtastungsabschnitt 42 verbunden ist, ein zylindrisches Ventilteil 41b mit einer konischen Form an einem seiner Endabschnitte und einer stabförmigen Betätigungsstange 41c, welche das Verbindungsteil 41a und das Ventilteil 41b verbindet. Die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40d wird durch Bewegen des Ventilteils 41b gesteuert.
Der Temperaturabtastungsabschnitt 42 ist an dem Befestigungslochabschnitt 40f angebracht, so dass er entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung 40a strömt, beweglich ist. Der Temperaturabtastungsabschnitt 42 umfasst eine Abdeckung 42a, einen Sitz 42b und eine Membran 40c, die zwischen der Abdeckung 42a und dem Sitz 42b angeordnet ist, um einen abgedichteten Raum B dazwischen bereitzustellen. In den abgedichteten Raum B sind Kältemittel und eine kleine Menge Inertgas (z. B. Heliumgas) gefüllt und abgedichtet.
Die Membran 42c verschiebt sich entsprechend einem Druck in dem abgedichteten Raum B. Die Membran 42c st aus einem Metall oder einem Gummi hergestellt. Die Membran 42c ist zum Beispiel durch Schweißen mit dem Verbindungsteil 41a des Ventilkörpers 41 verbunden. Der Ventilkörper 41 verschiebt sich entsprechend der Verschiebung der Membran 42c, und dadurch wird die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40d von dem Ventilteil 41b gesteuert.
Insbesondere wenn der Druck in dem abgedichteten Raum B zunimmt, verschiebt sich der Ventilkörper 41, um die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40d zu verringern. Wenn der Druck in dem abgedichteten Raum B im Gegensatz dazu abnimmt, verschiebt sich der Ventilkörper 41, um die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40 zu vergrößern. Da der Druck in dem abgedichteten Raum B durch Verschließen des Inertgases darin erhöht wird, empfängt der Ventilkörper 41 eine Last in eine Richtung zum Schließen des Drosseldurchgangs 40d.
Wie in 1 gezeigt, ist die erste Auslassöffnung 40b des Drucksteuerventils 4 mit dem ersten Verdampfer 5 verbunden. Ein Ventilator 5a ist zum Blasen von Luft zu dem ersten Verdampfer 5 angeordnet. An dem ersten Verdampfer 5 tauscht Niederdruckkältemittel, das aus der ersten Auslassöffnung 40b strömt, Wärme mit Luft aus, die von dem Ventilator 5a geblasen wird. Folglich ist der erste Verdampfer 5 ein Wärmetauscher zum Verdampfen von Niederdruckkältemittel durch Absorbieren von Wärme aus Luft.
Zum Beispiel wird der erste Verdampfer 5 zum Klimatisieren eines vorderen Bereichs des Fahrzeugs (d. h. einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz) verwendet. Auf einer Auslassseite des ersten Verdampfers 5 ist der Sammler 6 angeschlossen. Der Sammler 6 trennt Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und lagert überschüssiges Kältemittel darin. Eine Auslassöffnung für gasförmiges Kältemittel des Sammlers 6 ist mit einer Ansaugöffnung des Kompressors 2 verbunden.
Die zweite Auslassöffnung 40c des Drucksteuerventils 4 ist bereitgestellt, um durch die Kältemittelrohrleitung 10 mit einer Seite einer Einlassöffnung des zweiten Verdampfers 9 in Verbindung zu stehen. An der Kältemittelrohrleitung 10 sind das Schaltventil 7 und das Expansionsventil 8 angeordnet. Das Schaltventil 7 ist ein elektromagnetisches Ventil und ist zum Öffnen und Schließen der Kältemittelrohrleitung 10 angeordnet. Das Expansionsventil ist ein thermisches Expansionsventil und ist zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das in den zweiten Verdampfer 9 strömt, angeordnet.
Das Expansionsventil 8 umfasst einen Temperatursensor 8a, der in Bezug auf den zweiten Verdampfer 9 auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms angeordnet ist. Das Expansionsventil 8 erfasst einen Überhitzungsgrad von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des zweiten Verdampfers 9 basierend auf einer Temperatur und einem Druck von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des zweiten Verdampfers 9 und steuert eine Kältemittelströmungsmenge durch Steuern eines Öffnungsgrads des Expansionsventils 9, so dass ein Überhitzungsgrad des Kältemittels ein vorbestimmter Wert wird.
Ein Ventilator 9a ist zum Blasen von Luft zu dem zweiten Verdampfer 9 angeordnet. An dem zweiten Verdampfer 9 tauscht Niederdruckkältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Expansionsventils 8 Wärme mit von dem Ventilator 9a geblasener Luft aus. Folglich ist der zweite Verdampfer 9 ein Wärmetauscher zum Verdampfen von Niederdruckkältemittel durch Absorbieren von Wärme aus Luft. Zum Beispiel wird der zweite Verdampfer 9 für die Klimatisierung eines Rücksitzbereichs des Fahrzeugs verwendet. Eine Auslassseite des zweiten Verdampfers 9 ist mit einem Durchgang zwischen dem ersten Verdampfer 5 und dem Sammler 6 verbunden.
Die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 umfasst einen Mikrocomputer und eine periphere Schaltung, und der Mikrocomputer umfasst eine CPU, einen ROM und einen RAM. Die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 führt basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm verschiedene arithmetische Verarbeitungen durch und steuert elektrische Aktuatoren einschließlich der elektromagnetischen Kupplung 2a, des Kühlventilators 3a, des Ventilators 5a, des Schaltventils 7 und des Ventilators 9a.
Die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 empfängt von verschiedenen Sensoren erfasste Signale und Bediensignale von dem Bedienfeld 12. Die Sensoren umfassen einen Außenlufttemperatursensor 11a zum Erfassen einer Außentemperatur T_am (d. h. eine Außentemperatur des Fahrzeugraums).
Das Bedienfeld 12 umfasst einen Bedienschalter 12a zum Ausgeben eines Bedienanforderungssignals für die Klimaanlage (Kompressor 2) des Fahrzeugs, einen Fondklimaanlagenschalter 12b zum Ausgeben eines Klimatisierungsanforderungssignals für einen Rücksitzbereich des Fahrzeugs und einen Temperatureinstellungsschalter 12c zum Einstellen einer Zieltemperatur in dem Fahrzeugraum.
Ein Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 wird nun beschrieben. Zuerst wird eine Frontklimatisierungsbetriebsart für die Klimatisierung des Vordersitzbereichs des Fahrzeugraums beschrieben. Die Frontklimatisierungsbetriebsart wird durchgeführt, wenn der Bedienschalter 12a eingeschaltet ist, während der Fondklimaanlagenschalter 12b ausgeschaltet ist. Wenn der Fondklimaanlagenschalter 12b ausgeschaltet wird, wird der zweite Verdampfer 9 nicht zum Kühlen von Luft benötigt. Folglich schließt die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 im Allgemeinen das Schaltventil 7.
Wenn der Bedienschalter 12a eingeschaltet ist und der Kompressor 2 durch Aufnehmen der Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor betrieben wird, kommt von dem Kompressor 2 komprimiertes Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel in den überkritischen Zustand, in dem der Druck des Kältemittels höher als der kritische Druck des Kältemittels ist, und strömt in den Strahler 3. An dem Strahler 3 gibt Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel in dem überkritischen Zustand Wärme durch Austauschen von Wärme mit von dem Kühlventilator 3a geblasener Außenluft ab.
Die gesamte Menge an Kältemittel, die aus dem Strahler 3 strömt, strömt durch die Einlassöffnung 40a in den Ventilkasten 40e des Drucksteuerventils 4. Wie vorstehend beschrieben, ist der Temperaturabtastungsabschnitt 42 an dem Befestigungslochabschnitt 40f angebracht, der bereitgestellt ist, um mit dem Ventilkasten 40e in Verbindung zu stehen. Folglich kann der Temperaturabtastungsabschnitt 42 die Temperatur der Gesamtmenge an Kältemittel, die in den Ventilkasten 40e strömt, erfassen.
Folglich verschiebt sich die Membran 42c des Temperaturabtastungsabschnitts 42 entsprechend einem Gleichgewicht zwischen dem Druck in dem abgedichteten Raum B und dem Druck von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung 40a strömt. Dadurch nähert sich CO₂ in dem abgedichteten Raum B des Temperaturabtastungsabschnitts 42 einem Druck, welcher der Temperatur von Kältemittel entspricht, das in den Ventilkasten 40e strömt.
Außerdem verschiebt sich das Ventilteil 41b des Ventilkörpers 41 in Verbindung mit der Verschiebung der Membran 42c, und dadurch wird die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40d gesteuert. Als ein Ergebnis wird ein Kältemitteldruck auf der Auslassseite des Strahlers 3 auf den Zieldruck gesteuert, der basierend auf der Temperatur von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e strömt, d. h. der Kältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Strahlers 3, bestimmt wird.
Insbesondere, wenn ein tatsächlicher Druck des hochtemperaturseitigen Kältemittels niedriger als der Zieldruck ist, verringert das Drucksteuerventil 4 die Durchgangsfläche des Drosselventils 40d. Wenn der tatsächliche Druck des hochdruckseitigen Kältemittels im Gegensatz dazu höher als der Zieldruck ist, verringert das Drucksteuerventil 4 die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 40d. Folglich wird der druck des hochdruckseitigen Kältemittels derart gesteuert, dass ein Leistungskoeffizient (eine Leistungszahl) der Kältekreislaufvorrichtung 1 zunimmt.
Da das Schaltventil 7 im Allgemeinen in der Frontklimatisierungsbetriebsart geschlossen ist, wird in den Ventilkasten 40e strömendes Kältemittel an dem Drosseldurchgang 40d dekomprimiert und strömt durch die erste Auslassöffnung 40b in Richtung des ersten Verdampfers 5.
Kältemittel, das in den ersten Verdampfer 5 strömt, verdampft durch Absorbieren von Wärme aus Luft, die von dem Ventilator 5a geblasen wird. Der Sammler 6 trennt Kältemittel, das aus dem ersten Verdampfer 5 strömt, in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel, und gasförmiges Kältemittel wird von dem Kompressor 2 angesaugt und wieder komprimiert.
Von dem Ventilator 5a geblasene Luft wird an dem ersten Verdampfer 5 gekühlt und wird unter Verwendung einer Heizeinrichtung (z. B. einem Heißwasserheizungskern), die in Bezug auf den ersten Verdampfer 5 auf einer stromabwärtigen Luftstromseite angeordnet ist, auf die Zieltemperatur klimatisiert, die von dem Temperatureinstellungsschalter 12c eingestellt ist. Die klimatisierte Luft strömt in Richtung des Vordersitzbereichs des Fahrzeugraums aus.
In einem Fall, in dem eine Temperatur um das Drucksteuerventil 4 herum, wenn der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 gestartet wird, höher als die kritische Temperatur von CO₂ ist, kommt CO₂ in dem abgedichteten Raum B in den überkritischen Zustand und hat einen hohen Druck. In diesem Fall schließt das Ventilteil 41b den Drosseldurchgang 40d. Wenn das Gehäuse 40 keinen Anzapf- bzw. Abzweigungsteil hat, kann Kältemittel, das in Richtung des ersten Verdampfers 5 strömt, beschränkt werden. Wenn das Schaltventil 7 sich schließt, kann Kältemittel außerdem nicht in den Ventilkasten 40e strömen, und der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels kann nicht angemessen gesteuert werden.
Da der Drosseldurchgang 40d gemäß der ersten Ausführungsform jedoch die Rille 40g als einen Abzweigungsteil hat, kann Kältemittel von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite des Drosseldurchgangs 40d auslaufen, und Kältemittel kann auch zu dem Temperaturabtastungsabschnitt 42 strömen. Außerdem strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 1 die ganze Kältemittelmenge auf der Auslassseite des Strahlers 3 in den Ventilkasten 40e, und der Temperaturabtastungsabschnitt 42 ist an dem Befestigungslochabschnitt 40f angebracht, der bereitgestellt ist, um mit dem Ventilkasten 40e in Verbindung zu stehen. Dadurch kann CO₂ in dem abgedichteten Raum B in einer kurzen Zeit gekühlt werden. Da außerdem eine Durchgangsfläche der Rille 40g als der Abzweigungsteil nicht groß sein muss, braucht kein Kältemittel unnötigerweise auslaufen, wenn eine Kühllast niedrig ist und der Durchsatz des Kältemittels klein ist. Folglich wird die Leistungszahl der Kältekreislaufvorrichtung 1 nicht verringert.
Die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 bestimmt basierend auf einem erfassten Wert des Außenlufttemperatursensors 11a, ob der Druck von CO₂ in dem abgedichteten Raum B höher als der kritische Druck ist. Insbesondere, wenn die von dem Außenlufttemperatursensor 11a erfasste Außenlufttemperatur T_am höher als die vorbestimmte Temperatur ist, bestimmt die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11, dass der Druck von CO₂ in dem abgedichteten Raum B höher als der kritische Druck ist.
Folglich arbeitet der Außenlufttemperatursensor 11a in der ersten Ausführungsform als eine Erfassungseinrichtung für eine physikalische Größe, und die Außenlufttemperatur T_am ist eine physikalische Größe, die sich auf den Druck in dem abgedichteten Raum B bezieht. Wenn die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 bestimmt, dass der Druck von CO₂ in dem abgedichteten Raum B gleich oder höher als der kritische Druck ist, öffnet die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 das Schaltventil 7 für eine vorbestimmte Zeit.
Wenn das Ventilteil 41b in diesem Fall den Drosseldurchgang 40d zu einer Zeit schließt, zu welcher der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung gestartet wird, öffnet sich das Schaltventil 7. Folglich strömt Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers 3 der Reihe nach zu der Einlassöffnung 40a, dem Ventilkasten 40e und der zweiten Auslassöffnung 40c.
Folglich kann das Kältemittel zu dem Temperaturabtastungsabschnitt 42 strömen, und CO₂ in dem abgedichteten Raum B kann in einer kurzen Zeit gekühlt werden, und dadurch kann die Kältekreislaufvorrichtung 1 in einer kurzen Zeit auf eine Frontklimatisierungsbetriebsart gewechselt werden. Daher kann die Kältekreislaufvorrichtung 1 eine Zeit verringern, die zum angemessenen Steuern des Drucks des hochdruckseitigen Kältemittels benötigt wird, nachdem ihr Betrieb gestartet wurde.
Als nächstes werden eine Front- und eine Fondklimatisierungsbetriebsart für den Vordersitzbereich und den Rücksitzbereich des Fahrzeugraums beschrieben. Die Front- und die Fondklimatisierungsbetriebsart werden durchgeführt, wenn der Bedienschalter 12a eingeschaltet ist, während der Fondklimaanlagenschalter 12b ebenfalls eingeschaltet ist. Wenn der Fondklimaanlagenschalter 12b eingeschaltet wird, öffnet die Klimaanlagen-Steuervorrichtung 11 das Schaltventil 7.
Wenn der Bedienschalter 12a eingeschaltet ist, strömt Kältemittel der Reihe nach zu dem Kompressor 2, dem Strahler 3 und dem Drucksteuerventil 4. Das Drucksteuerventil 4 steuert den Druck von Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers 3, so dass er sich dem Zieldruck nähert. Folglich wird der Kältemitteldruck auf der Auslassseite des Strahlers 3 derart gesteuert, dass die Leistungszahl der Kältekreislaufvorrichtung 1 steigt.
Der Strom von Kältemittel, das in das Drucksteuerventil 4 strömt, wird an dem Teilungsabschnitt A in dem Ventilkasten 40e in den ersten Strom und den zweiten Strom geteilt. Kältemittel des ersten Stroms wird an dem Drosselventil 40d dekomprimiert und strömt durch die erste Auslassöffnung 40b zu dem ersten Verdampfer 5. Kältemittel, das in den ersten Verdampfer 5 strömt, kühlt von dem Ventilator 5a geblasene Luft in gleicher Weise in der Frontklimatisierungsbetriebsart.
Kältemittel des zweiten Stroms strömt durch die zweite Auslassöffnung 40c zu der Kältemittelrohrleitung 10, während es den hohen Druck behält. In der Front- und Fondklimatisierungsbetriebart öffnet sich das Schaltventil 7. Folglich wird in die Kältemittelrohrleitung 10 strömendes Kältemittel von dem Expansionsventil 8 dekomprimiert und expandiert, und die Kältemittelströmungsmenge wird gesteuert, so dass der Überhitzungsgrad von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des zweiten Verdampfers 9 den vorbestimmten Wert annimmt. Dann strömt Kältemittel von dem Expansionsventil 8 in den zweiten Verdampfer 9.
In den zweiten Verdampfer 9 strömendes Kältemittel verdampft durch Absorbieren von Wärme aus Luft, die von dem Ventilator 9a geblasen wird. Aus dem zweiten Verdampfer 9 strömendes Kältemittel vereinigt sich mit Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 5 und strömt in den Sammler 6.
Von dem Ventilator 9a geblasene Luft wird an dem zweiten Verdampfer 9 gekühlt und wird unter Verwendung einer Heizeinrichtung (z. B. eines Heißwasserheizungskerns), die in Bezug auf den zweiten Verdampfer 9 auf einer stromabwärtigen Seite des Luftstroms angeordnet ist, auf die Zieltemperatur klimatisiert, die von dem Temperatureinstellungsschalter 12c eingestellt ist. Die klimatisierte Luft strömt in Richtung des Rücksitzbereichs des Fahrzeugs aus.
Selbst wenn Kältemittel sowohl in den ersten Verdampfer 5 als auch den zweiten Verdampfer 9 strömt, strömt die gesamte Kältemittelmenge durch den Temperaturabtastungsabschnitt 42. Folglich kann CO₂ in dem abgedichteten Raum B, selbst wenn die aus dem Abzweigungsteil auslaufende Kältemittelmenge abnimmt, zu einer Zeit, wenn der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 gestartet wird, in einer kurzen Zeit gekühlt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 1 strömt die gesamte Kältemittelmenge auf der Auslassseite des Strahlers 3 von der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e des Drucksteuerventils 4. Folglich kann der Temperaturabtastungsabschnitt 42 die Temperatur der gesamten Menge an Kältemittel, die in den Ventilkasten 40e strömt, erfassen. Als ein Ergebnis wird der Temperaturabtastungsabschnitt 42 nicht leicht von einer Temperatur in dem Motorraum beeinflusst, welche der Temperatur des umgebenden Bereichs entspricht, und die Kältekreislaufvorrichtung 1 kann den Druck des hochdruckseitigen Kältemittels angemessen steuern.
Außerdem wird der aus der Einlassöffnung 40a strömende Kältemittelstrom an dem Teilungsabschnitt A in dem Ventilkasten 40e geteilt. Folglich ist die Größe eines Durchgangs zwischen dem Teilungsabschnitt A und dem zweiten Verdampfer 9 klein, und der Sammler 9 braucht nicht groß sein. Als ein Ergebnis kann die Kältekreislaufvorrichtung 1 klein sein.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Kältekreislaufvorrichtung 1 den Druck des hochdruckseitigen Kältemittels angemessen steuern und erhöht die Leistungszahl, ohne ihre Größe zu vergrößern.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in 3 gezeigt, umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung neben der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform einen internen Wärmetauscher 13. An dem internen Wärmetauscher 13 wird Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers 3 gekühlt, indem Wärme mit Kältemittel auf einer Ansaugseite des Kompressors 2 ausgetauscht wird.
Der interne Wärmetauscher 13 umfasst eine hochdruckseitige Rohrleitung 13a und eine niederdruckseitige Rohrleitung 13b. Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers 3 strömt durch die hochdruckseitige Rohrleitung 13a zu der Einlassöffnung 40a des Drucksteuerventils 4. Gasförmiges Kältemittel, das von dem Sammler 6 abgeschieden wird, strömt durch die niederdruckseitige Rohrleitung 13b zu der Ansaugseite des Kompressors 2.
Die Struktur des internen Wärmetauschers 13 kann geändert werden. Zum Beispiel können Kältemittelrohrleitungen zum Definieren der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a und der niederdruckseitigen Rohrleitung 13b mittels Hartlöten miteinander verbunden werden. Alternativ kann der interne Wärmetauscher 13 eine Doppelrohrleitungsstruktur sein, die eine äußere Rohrleitung zum Definieren der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a und eine innere Rohrleitung zum Definieren der niederdruckseitigen Rohrleitung 13b umfasst und im Inneren des äußeren Rohrs angeordnet ist.
In der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform verschiebt sich der Temperaturabtastungsabschnitt 42 entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das von der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a des internen Wärmetauschers 13 durch die Einlassöffnung 40a strömt, und dadurch wird der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels gesteuert. Die Auslassseite des zweiten Verdampfers 9 ist mit einem Durchgang zwischen der niederdruckseitigen Rohrleitung 13b des internen Wärmetauschers 13 und der Ansaugöffnung des Kompressors 2 verbunden. Andere Aufbauten der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform können ähnlich denen der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sein.
In der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform können ähnliche Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform erzielt werden. Da außerdem Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers 3 von dem internen Wärmetauscher 13 gekühlt werden kann, nimmt eine Enthalpiedifferenz (d. h. Kühlkapazität) zwischen dem Einlass und dem Auslass des ersten Verdampfers 5 zu und eine Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlass und Auslass des zweiten Verdampfers 9 nimmt zu. Folglich wird die Leistungszahl der Kältekreislaufvorrichtung 1 weiter verbessert.
(Dritte Ausführungsform)
In dem Drucksteuerventil 4 gemäß der ersten Ausführungsform sind die Einlassöffnung 40a und die Auslassöffnung 40c in Bezug auf den Ventilkasten 40e als ein Beispiel ungefähr symmetrisch angeordnet. Folglich haben eine Strömungsrichtung des Kältemittels von der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e und eine Strömungsrichtung des Kältemittels von dem Ventilkasten 40e zu der zweiten Auslassöffnung 40c ungefähr die gleiche Richtung.
Alternativ sind die Einlassöffnung 40a und die zweite Auslassöffnung 40c in einem Drucksteuerventil 43 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wie in 4 gezeigt, derart angeordnet, dass die Strömungsrichtung des Kältemittels von der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e ungefähr senkrecht zu der Strömungsrichtung des Kältemittels von dem Ventilkasten 40e zu der zweiten Auslassöffnung 40c ist. Sonstige Aufbauten des Drucksteuerventils 43 sind fast gleich wie die des Drucksteuerventils 4 gemäß der ersten Ausführungsform.
In einer Kältekreislaufvorrichtung 1 mit dem Drucksteuerventil 43 können ähnliche Ergebnisse wie die der ersten Ausführungsform erzielt werden. Da außerdem die Strömungsrichtung des Kältemittels von der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e und die Strömungsrichtung des Kältemittels von dem Ventilkasten 40e zu der zweiten Auslassöffnung 40c verschiedene Richtungen haben, kann eine Anordnungsflexibilität zum Verbinden des Drucksteuerventils 43 mit dem ersten Verdampfer 5 und dem zweiten Verdampfer 9 verbessert werden.
Die Einlassöffnung 40a und die zweite Auslassöffnung 40c können derart angeordnet sein, dass die Strömungsrichtung des Kältemittels von der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e und die Strömungsrichtung des Kältemittels von dem Ventilkasten 40e zu der zweiten Auslassöffnung 40c einen passenden Winkel dazwischen haben, um die Anordnung der Kältemittelrohrleitungen zu verbessern. Alternativ können die Einlassöffnung 40a und die erste Auslassöffnung 40 derart angeordnet werden, dass die Strömungsrichtung des Kältemittels von der Einlassöffnung 40a zu dem Ventilkasten 40e und eine Strömungsrichtung des aus der ersten Auslassöffnung 40b abgegebenen Kältemittels einen passenden Winkel dazwischen haben.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst, wie in 5 gezeigt, ein Drucksteuerventil 45. Das Drucksteuerventil 45 wird nun unter Bezug auf 6 beschrieben. Das Steuerventil 45 hat ein Gehäuse 50, einen Ventilkörper 51 und einen Temperaturabtastungsabschnitt 52, die jeweils ähnlich dem Gehäuse 40, dem Ventilkörper 41 und dem Temperaturabtastungsabschnitt 42 des Drucksteuerventils 4 sind.
Das Gehäuse 50 umfasst eine erste Einlassöffnung 50a, eine erste Auslassöffnung 50b, eine zweite Einlassöffnung 50c, eine zweite Auslassöffnung 50d und eine dritte Auslassöffnung 50e. Die erste Einlassöffnung 50a ist mit dem Strahler 3 verbunden, so dass Kältemittel auf der stromabwärtigen des Strahlers 3 durch die erste Einlassöffnung 50a in das Gehäuse 50 strömt. Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung 50a strömt, strömt von der ersten Auslassöffnung 50b zu dem internen Wärmetauscher 13. Kältemittel, das den internen Wärmetauscher 13 durchlaufen hat, strömt durch die zweite Einlassöffnung 50c in das Gehäuse 50 und strömt von der zweiten Auslassöffnung 50d in Richtung des ersten Verdampfers 5 und strömt von der dritten Auslassöffnung 50e in Richtung des zweiten Verdampfers 9 aus.
Das Gehäuse 50 hat eine Temperaturabtastungskammer 50f und einen Ventilkasten 50g, in dem der Ventilkörper angeordnet ist. Die erste Einlassöffnung 50a ist bereitgestellt, um durch die Temperaturabtastungskammer 50f mit der ersten Auslassöffnung 50b in Verbindung zu stehen.
Außerdem ist die zweite Einlassöffnung 50c bereitgestellt, um durch den Ventilkasten 50g mit der dritten Auslassöffnung 50e in Verbindung zu stehen. Der Ventilkasten 50g hat einen Drosseldurchgang 50h zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung 50c strömt. Die zweite Auslassöffnung 50d ist bereitgestellt, um durch den Drosseldurchgang 50h mit dem Ventilkasten 50g in Verbindung zu stehen.
Folglich wird ein aus der zweiten Einlassöffnung 50c strömender Kältemittelstrom in dem Ventilkasten 50g in einen ersten Strom und einen zweiten Strom geteilt, und Kältemittel des ersten Stroms strömt durch den Drosseldurchgang 50h zu der zweiten Auslassöffnung 50d, und Kältemittel des zweiten Stroms strömt zu der dritten Auslassöffnung 50e. Folglich ist in dem Drucksteuerventil 45 ein Teilungsabschnitt A in dem Ventilkasten 50g bereitgestellt. Das Gehäuse 50 hat ferner einen Befestigungslochabschnitt 50i zum Befestigen des Temperaturabtastungsabschnitts 52 darin. Der Befestigungslochabschnitt 50i ist bereitgestellt, um mit der Temperaturabtastungskammer 50f in Verbindung zu stehen.
Außerdem hat das Gehäuse 50 ein Verbindungsloch 50j als einen Abzweigungsteil zum direkten Verbinden der zweiten Einlassöffnung 50c und der zweiten Auslassöffnung 50d durch es hindurch. Selbst wenn der Ventilkörper 51 den Drosseldurchgang 50h schließt, kann Kältemittel von der zweiten Einlassöffnung 50c durch das kontinuierlich verlängerte Verbindungsloch 50j zu der zweiten Auslassöffnung 50d auslaufen. Zum Beispiel wird ein Durchsatz von Kältemittel, das aus dem Verbindungsloch 50j ausläuft, derart festgelegt, dass er niedriger als ein Wert ist, der einem Durchsatz des Kältemittels entspricht, das aus einer Mündung mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm ausströmt.
Der Ventilkörper 51 ist bereitgestellt, um eine Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 50h zu steuern. Der Ventilkörper 51 umfasst ein scheibenförmiges Verbindungsteil 51a, das mit dem Temperaturabtastungsabschnitt 52 verbunden ist, ein zylindrisches Ventilteil 51b mit einer konischen Form an einem seiner Enden und eine Temperaturabtastungsstange 51c, die das Verbindungsteil 51a und das Ventilteil 51b verbindet, und eine Betätigungsstange 51d, die sich koaxial mit der Temperaturabtastungsstange 51c in einer entgegengesetzten Richtung von dem Ventilteil 51b erstreckt. Eine Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 50h wird durch Verschieben des Ventilteils 51b des Ventilkörpers 51 gesteuert.
Da der Befestigungslochabschnitt 50i bereitgestellt ist, um mit der Temperaturabtastungskammer 50f in Verbindung zu stehen, ist das Verbindungsteil 51a, das mit dem Temperaturabtastungsabschnitt 52 verbunden ist, in der Temperaturabtastungskammer 50f angeordnet. Da außerdem der Drosseldurchgang 50h in dem Ventilkasten 50g angeordnet ist, ist es erforderlich, dass das Ventilteil 51b in dem Ventilkasten 50g angeordnet ist.
Außerdem hat das Gehäuse 50 ein Ventilanordnungsloch 50k, das sich in einer Axialrichtung des Ventilkörpers 51 von der Temperaturabtastungskammer 50f zu dem Ventilkasten 50g erstreckt, und der Ventilkörper 51 ist derart angeordnet, dass er durch das Ventilanordnungsloch 50k durchdringt. Ein Spalt zwischen dem Ventilanordnungsloch 50k und dem Ventilkörper 51 ist durch einen O-Ring 51e abgedichtet. Wenn folglich der Ventilkörper 51 sich verschiebt, steht die Temperaturabtastungskammer 50f nicht mit dem Ventilkasten 50g in Verbindung.
Die Betätigungsstange 51d ist durch ein Federlager 53a mit einer Feder 53 verbunden, und dadurch nimmt das Ventilteil 51b über die Betätigungsstange 51d eine Last in einer Richtung auf, um den Drosseldurchgang 50h zu schließen.
Der Temperaturabtastungsabschnitt 52 ist an dem Befestigungslochabschnitt 50i des Gehäuses 50 angebracht und verschiebt sich entsprechend einer Temperatur des Kältemittels, das aus der ersten Einlassöffnung 50a strömt. Der Temperaturabtastungsabschnitt 52 umfasst eine Abdeckung 52a, einen Sitz 52b und eine Membran 52c, die zwischen der Abdeckung 52a und dem Sitz 52b bereitgestellt ist, um einen abgedichteten Raum B dazwischen bereitzustellen. Der abgedichtete Raum B ist mit CO₂ gefüllt. Die Membran 52c ist mit dem Verbindungsteil 51a des Ventilkörpers 51 verbunden.
Wie in 5 gezeigt, ist die erste Auslassöffnung 50b des Drucksteuerventils 45 mit einer Einlassseite der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a des internen Wärmetauschers 13 verbunden, und eine Auslassseite der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a ist mit der zweiten Einlassrohrleitung 50c verbunden. Die zweite Auslassöffnung 50d ist mit der Einlassseite des ersten Verdampfers 5 verbunden, und die dritte Auslassöffnung 50e ist mit der Einlassseite des zweiten Verdampfers 9 verbunden. Sonstige Aufbauten in der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform können ähnlich denen der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform sein.
Ein Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform wird nun beschrieben. In einer Frontklimatisierungsbetriebsart strömt Kältemittel, ähnlich der ersten Ausführungsform, der Reihe nach zu dem Kompressor 2, dem Strahler 3 und dem Drucksteuerventil 45. Die gesamte Menge an Kältemittel von dem Strahler 3 strömt von der ersten Einlassöffnung 50a des Drucksteuerventils 45 in die Temperaturabtastungskammer 50f.
Da der Temperaturabtastungsabschnitt 52 an dem Befestigungslochabschnitt 50i angebracht ist, um mit der Temperaturabtastungskammer 50f in Verbindung zu stehen, kann der Temperaturabtastungsabschnitt 52 eine Temperatur der Gesamtmenge an Kältemittel, das in die Temperaturabtastungskammer 50f strömt, erfassen. Dadurch hat das CO₂ in dem abgedichteten Raum B des Temperaturabtastungsabschnitts 52 einen Druck, welcher der Temperatur von Kältemittel entspricht, das in die Temperaturabtastungskammer 50f strömt.
Die Membran 52c des Temperaturabtastungsabschnitts 52 verschiebt sich entsprechend einem Gleichgewicht zwischen dem Druck in dem abgedichteten Raum B und dem Druck von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung 50a strömt. Außerdem verschiebt sich das Ventilteil 51b des Ventilkörpers 51 in Verbindung mit der Verschiebung der Membran 52c, und dadurch wird die Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs 50h gesteuert.
Als ein Ergebnis wird der Kältemitteldruck auf der Auslassseite des Strahlers 3 derart gesteuert, dass er sich dem Zieldruck nähert, der basierend auf der Temperatur von Kältemittel, das von der ersten Einlassöffnung 50a zu der Temperaturabtastungskammer 52c strömt, d. h. der Temperatur von Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers 3, bestimmt wird. Dadurch wird der Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite gesteuert, so dass die Leistungszahl verbessert wird.
In der Temperaturabtastungskammer 50f strömendes Kältemittel strömt aus der ersten Auslassöffnung 50b zu der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a des internen Wärmetauschers 13. Kältemittel, das an der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a gekühlt wird, strömt von der zweiten Einlassöffnung 50c zu dem Ventilkasten 50g des Drucksteuerventils 45. In der Fronklimatisierungsbetriebsart ist das Schaltventil 7 im Allgemeinen geschlossen. Folglich wird Kältemittel, das in den Ventilkasten 50g strömt, an dem Drosseldurchgang 50h dekomprimiert und strömt aus der zweiten Auslassöffnung 50d in Richtung des ersten Verdampfers 5 aus. Andere Arbeitsgänge in der Frontklimatisierungsbetriebsart und eine Steuerung zu einer Zeit, wenn der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 gestartet wird, sind ähnlich denen der ersten Ausführungsform.
In einer Front- und Fondklimatisierungsbetriebsart für die Klimatisierung des Vordersitzbereichs und des Rücksitzbereichs des Fahrzeugraums strömt Kältemittel der Reihe nach zu dem Kompressor 2, dem Strahler 3 und dem Drucksteuerventil 45. Das Steuerventil 45 steuert den Kältemitteldruck auf der Auslassseite des Strahlers 3, so dass er sich dem Zieldruck nähert, und dadurch steigt die Leistungszahl.
Der in das Steuerventil 45 strömende Kältemittelstrom wird an dem Teilungsabschnitt A in dem Ventilkasten 50g in einen ersten Strom und einen zweiten Strom geteilt. Kältemittel des ersten Stroms wird an dem Drosseldurchgang 50h dekomprimiert und strömt von der zweiten Auslassöffnung 50 in Richtung des ersten Verdampfers 5. Kältemittel, das in den ersten Verdampfer 5 strömt, kühlt von dem Ventilator 5a geblasene Luft.
Kältemittel des zweiten Stroms strömt aus der dritten Auslassöffnung 50e, während es seinen hohen Druck beibehält. Andere Arbeitsgänge in der Front- und Fondklimatisierungsbetriebsart sind ähnlich denen der ersten Ausführungsform.
Da die gesamte Menge des Kältemittels auf der Auslassseite des Strahlers 3 aus der ersten Einlassöffnung 50a in die Temperaturabtastungskammer 50f strömt, kann der Temperaturabtastungsabschnitt 52 die Temperatur der Gesamtmenge an Kältemittel, das in die Temperaturabtastungskammer 50f strömt, erfassen. Außerdem wird der Strom des Hochdruckkältemittels, das aus der zweiten Einlassöffnung 50c strömt, an dem Teilungsabschnitt A in dem Ventilkasten 50g geteilt. Folglich können in der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung ähnliche Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform erzielt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung umfasst, wie in 7 gezeigt, ein Drucksteuerventil 46 und einen Verbindungsblock 14, der zwischen dem Drucksteuerventil 46 und dem internen Wärmetauscher 13 angeordnet ist.
Das Drucksteuerventil 46 wird unter Bezug auf 8 beschrieben. In dem Drucksteuerventil 46 hat das Gehäuse 50 keine dritte Auslassöffnung 50e, die in dem Drucksteuerventil 45 gemäß der vierten Ausführungsform gezeigt ist. Folglich ist in dem Ventilkasten 50g der Teilungsabschnitt A nicht bereitgestellt. Sonstige Aufbauten des Drucksteuerventils 46 sind ähnlich denen des Drucksteuerventils 45.
Der Verbindungsblock 14 ist derart angeordnet, dass er die Auslassseite der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a des internen Wärmetauschers 13 und die zweite Einlassöffnung 50c verbindet. Der Verbindungsblock 14 ist aus einem Metallblock ausgebildet, indem zum Beispiel ein Loch mit einer zylindrischen Form oder einer prismatischen Form in den Metallblock gebohrt wird.
Der Verbindungsblock 14 hat eine Einlassöffnung 14a, eine erste Auslassöffnung 14b und eine zweite Auslassöffnung 14c. Kältemittel, das aus der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a des internen Wärmetauschers 13 strömt, strömt aus der Einlassöffnung 14a in den Verbindungsblock 14 und strömt aus der ersten Auslassöffnung 14b in Richtung des Drucksteuerventils 46 und strömt aus der zweiten Auslassöffnung 14c in Richtung des zweiten Verdampfers 9.
Dabei wird ein Strom von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung 14a strömt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom in dem Verbindungsblock 14 geteilt, und Kältemittel des ersten Stroms strömt zu der ersten Auslassöffnung 14b, und Kältemittel des zweiten Stroms strömt zu der zweiten Auslassöffnung 14c. Auf diese Weise ist der Teilungsabschnitt A in dem Verbindungsblock 14 bereitgestellt.
Da die gesamte Menge des Kältemittels auf der Auslassseite des Strahlers 3 von der ersten Einlassöffnung 50a in die Temperaturabtastungskammer 50f strömt, kann der Temperaturabtastungsabschnitt 52 die Temperatur der Gesamtmenge des Kältemittels, das in die Temperaturabtastungskammer 50f strömt, erfassen. Außerdem wird der Strom des Kältemittels, das aus der hochdruckseitigen Rohrleitung 13a des internen Wärmetauschers 13 strömt, an dem Teilungsabschnitt A in dem Verbindungsblock 14 geteilt. Folglich können in der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung ähnliche Wirkungen wie der der vierten Ausführungsform erzielt werden.
Da das Gehäuse 50 des Drucksteuerventils 46 außerdem nicht die in dem Drucksteuerventil 45 gezeigte dritte Auslassöffnung haben muss, wird eine Formbarkeit des Gehäuses 50 verbessert.
(Sechste Ausführungsform)
Wie in 9 gezeigt, umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung einen internen Wärmetauscher 15 anstelle des internen Wärmetauschers 13 und des Verbindungsblocks 14 in der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform. Der interne Wärmetauscher 15 wird unter Bezug auf 10A und 10B beschrieben.
Der interne Wärmetauscher 15 umfasst einen Wärmeaustauschteil 15c und ein Anschlussteil 15d, das dem Verbindungsblock 14 in der fünften Ausführungsform entspricht. Zum Beispiel kann der Wärmeaustauschteil 15c eine Doppelrohrleitungsstruktur sein, die eine innere Rohrleitung zum Definieren der niederdruckseitigen Rohrleitung und eine äußere Rohrleitung zum Definieren der hochdruckseitigen Rohrleitung zwischen der inneren Rohrleitung und der äußeren Rohrleitung umfasst. Der Wärmeaustauschteil 15c und das Anschlussteil 15d sind integral ausgebildet.
Das Anschlussteil 15d umfasst eine hochdruckseitige Einlassöffnung 15e, die mit der ersten Auslassöffnung 50b des Drucksteuerventils 46 verbunden ist, eine hochdruckseitige Auslassöffnung 15f, die mit der zweiten Einlassöffnung 50c verbunden ist, und eine Teilungsauslassöffnung 15g, die mit der Kältemittelrohrleitung 10 verbunden ist. Auf diese Weise ist der Teilungsabschnitt A in dem Anschlussteil 15d bereitgestellt.
Der Wärmeaustauschteil 15c umfasst eine niederdruckseitige Einlassöffnung 15h und eine niederdruckseitige Auslassöffnung 15i, so dass hochdruckseitiges Kältemittel in der hochdruckseitigen Rohrleitung und niederdruckseitiges Kältemittel in der niederdruckseitigen Rohrleitung in dem Wärmeaustauschteil 15 in entgegengesetzten Richtungen strömen. Dadurch kann das hochdruckseitige Kältemittel effizient Wärme mit dem niederdruckseitigen Kältemittel austauschen.
Daher können in der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform ähnliche Wirkungen wie die der fünften Ausführungsform erzielt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihrer bevorzugten Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollauf beschrieben wurde, muss bemerkt werden, dass für Fachleute der Technik vielfältige Änderungen und Modifikationen offensichtlich werden.
Zum Beispiel wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Außenlufttemperatur T_am als eine auf den Druck in dem abgedichteten Raum B bezogene physikalische Größe verwendet, und der Außenlufttemperatursensor 11a wird als Erfassungseinrichtung verwendet. Die physikalische Größe ist jedoch nicht auf die Außenlufttemperatur T_am beschränkt.
Alternativ kann eine Lufttemperatur auf der in Bezug auf den ersten Verdampfer 5 stromabwärtigen Seite des Luftstroms und/oder eine Lufttemperatur auf der in Bezug auf den zweiten Verdampfer 9 stromabwärtigen Seite als die physikalische Größe verwendet werden, Das heißt, direkt nachdem der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 gestartet wird, kann eine Temperatur von Luft, die aus dem ersten Verdampfer 5 strömt, und/oder eine Temperatur von Luft, die aus dem zweiten Verdampfer 9 strömt, als die physikalische Größe verwendet werden. Alternativ kann eine Temperatur von Kühlmittel des Fahrzeugmotors zum Zuführen der Antriebskraft an den Kompressor 2 als die physikalische Größe verwendet werden.
Wie in der dritten Ausführungsform beschrieben, können in den Drucksteuerventilen 4 und 43 die Strömungsrichtungen des Kältemittels an der Einlassöffnung 40a, der ersten Auslassöffnung 40b und der zweiten Auslassöffnung 40c zweckmäßig geändert werden. Die Drucksteuerventile 45 und 46 in den vierten bis sechsten Ausführungsformen können ähnlich dem Drucksteuerventil 4 sein. Insbesondere können die Strömungsrichtung von Kältemittel an der ersten Einlassöffnung 50a, der ersten Auslassöffnung 50b, der zweiten Einlassöffnung 50c, der zweiten Auslassöffnung 50d und der dritten Auslassöffnung 50e der Drucksteuerventile 45 und 46 zweckmäßig geändert werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden zum Beispiel die Rille 40g und das Verbindungsloch 50j jeweils als der Abzweigungsteil verwendet. Jedoch ist der Abzweigungsteil nicht notwendig, weil der abgedichtete Raum durch Öffnen des Schaltventils 7 gekühlt werden kann, wenn der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 1 gestartet wird.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Expansionsventil 8 zum Beispiel auf der stromaufwärtigen Seite des zweiten Verdampfers 9 angeordnet. Alternativ kann anstelle des Expansionsventils 8 eine feste Öffnung, wie etwa eine Mündung bzw. Düse und ein Kapillarrohr oder ein elektrisches Durchsatzsteuerventil angeordnet sein. Wenn die feste Öffnung verwendet wird, wird bevorzugt, dass die stromabwärtige Seite des zweiten Verdampfers 9 mit dem Sammler 6 verbunden ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Strahler 3 als der äußere Wärmetauscher verwendet, an dem Kältemittel Wärme mit Außenluft austauscht, und der erste Verdampfer 5 und der zweite Verdampfer 9 werden als die inneren Wärmetauscher zum Kühlen des Fahrzeugraums verwendet. Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung 1 für einen Wärmepumprenkreislauf verwendet werden. In diesem Fall werden der erste Verdampfer 5 und der zweite Verdampfer 9 als der äußere Wärmetauscher zum Absorbieren von Wärme aus der Außenluft verwendet, und der Strahler 3 wird als der innere Wärmetauscher zum Heizen von Fluid, wie etwa Luft und Wasser, verwendet.
Es versteht sich, dass derartige Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie durch die anhängenden Patentansprüche definiert, liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2000-35250 A [0003]
- JP 2005-106318 A [0009]

Claims

Drucksteuerventil (4, 43) für eine Kältekreislaufvorrichtung (1), die umfasst: einen Strahler (3) zum Abstrahlen von Wärme von einem Kältemittel auf einer Hochdruckseite, bevor es dekomprimiert wird, das einen höheren Druck als einen kritischen Druck des Kältemittels hat, einen ersten Verdampfer (5) und einen zweiten Verdampfer (9) zum Verdampfen von Kältemittel auf einer Niederdruckseite, nachdem es dekomprimiert wurde, wobei das Drucksteuerventil (4, 43) umfasst: ein Gehäuse (40) mit einer Einlassöffnung (40a), aus der das Kältemittel auf einer Auslassseite des Strahlers (3) einströmt, einer ersten Auslassöffnung (40b), aus der Kältemittel in Richtung eines ersten Verdampfers (5) strömt, einer zweiten Auslassöffnung (40c), aus der Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers (9) strömt, und einem Drosseldurchgang (40d), der sich zwischen der Einlassöffnung (40a) und der ersten Auslassöffnung (40b) befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren des aus der Einlassöffnung (40a) strömenden Kältemittels; einen Temperaturabtastungsabschnitt (42), der derart angeordnet ist, dass er entsprechend einer Temperatur des aus der Einlassöffnung (40a) strömenden Kältemittels verschoben wird; einen Ventilkörper (41) zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs (40d) in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts (42); und einen Teilungsabschnitt (A), der sich in dem Gehäuse (40) auf einer stromaufwärtigen Seite des Drosseldurchgangs (40d) befindet, zum Teilen eines Stroms von Kältemittel, das aus der Einlassöffnung (40a) strömt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms durch den Drosseldurchgang (40d) zu der ersten Auslassöffnung (40b) strömt und Kältemittel des zweiten Stroms zu der zweiten Auslassöffnung (40c) strömt.
Drucksteuerventil (45) für eine Kältekreislaufvorrichtung (1), die umfasst: einen Strahler (3) zum Abstrahlen von Wärme von einem Kältemittel auf einer Hochdruckseite, bevor es dekomprimiert wird, das einen höheren Druck als einen kritischen Druck des Kältemittels hat, einen ersten Verdampfer (5) und einen zweiten Verdampfer (9) zum Verdampfen von Kältemittel auf einer Niederdruckseite, nachdem es dekomprimiert wurde, wobei das Drucksteuerventil (45) umfasst: ein Gehäuse (50) mit einer ersten Einlassöffnung (50a), von der das Kältemittel auf einer Auslassseite des Strahlers (3) einströmt, einer ersten Auslassöffnung (50b), von der aus der ersten Einlassöffnung (50a) strömendes Kältemittel ausströmt, einer zweiten Einlassöffnung (50c), aus der Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) einströmt, einer zweiten Auslassöffnung, (50d), aus der Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers (5) strömt, einer dritten Auslassöffnung (50e), aus der Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers (9) strömt, und einem Drosseldurchgang (50h), der sich zwischen der zweiten Einlassöffnung (50c) und der zweiten Auslassöffnung (50d) befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung (50c) strömt; einen Temperaturabtastungsabschnitt (52), der derart angeordnet ist, dass er sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung (50a) strömt, verschiebt; einen Ventilkörper (51) zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs (50h) in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts (52); und einen Teilungsabschnitt (A), der sich in dem Gehäuse (50) auf einer stromaufwärtigen Seite des Drosseldurchgangs (50h) befindet, zum Teilen eines Kältemittelstroms, der aus der zweiten Einlassöffnung (50c) strömt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms durch den Drosseldurchgang (50h) zu der zweiten Auslassöffnung (50d) strömt und Kältemittel des zweiten Stroms zu der dritten Auslassöffnung (50e) strömt.
Kältekreislaufvorrichtung (1), die umfasst: ein Drucksteuerventil (4, 43, 45) gemäß Anspruch 1 oder 2; und einen Kompressor (2) zum Komprimieren von Kältemittel, so dass es einen höheren als den kritischen Druck des Kältemittels hat, und Zuführen von Kältemittel an den Strahler (3).
Kältekreislaufvorrichtung (1), die umfasst: das Drucksteuerventil (45) gemäß Anspruch 2; einen Kompressor (2) zum Komprimieren von Kältemittel, so dass es einen höheren als einen kritischen Druck des Kältemittels hat, der sich auf einer Kältemitteleinlassseite des Strahlers (3) befindet; und einen internen Wärmetauscher (13) mit einer hochdruckseitigen Rohrleitung (13a), die mit der ersten Auslassöffnung (50b) und der zweiten Einlassöffnung (50c) verbunden ist, und einer niederdruckseitigen Rohrleitung (13b), die mit einer Ansaugöffnung des Kompressors (2) verbunden ist, so dass Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b), das in der hochdruckseitigen Rohrleitung (13a) strömt, Wärme mit Kältemittel auf einer Ansaugseite des Kompressors (2), das in der niederdruckseitigen Rohrleitung (13b) strömt, austauscht.
Kältekreislaufvorrichtung (1), die umfasst: einen Kompressor (2) zum Komprimieren von Kältemittel, so dass es einen höheren Druck als einen kritischen Druck des Kältemittels hat; einen auf der Auslassseite des Kompressors (2) angeordneten Strahler (3) zum Kühlen von Kältemittel, das von dem Kompressor (2) ausgestoßen wird; eine Drucksteuereinrichtung (46), die auf einer Auslassseite des Strahlers (3) angeordnet ist und umfasst: ein Gehäuse (50) mit einer ersten Einlassöffnung (50a), aus der Kältemittel auf der Auslassseite des Strahlers (3) einströmt, eine erste Auslassöffnung (50b), aus der Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung (50a) strömt, ausströmt, eine zweite Einlassöffnung (50c), von der Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) einströmt, eine zweite Auslassöffnung (50d), aus der Kältemittel, das aus der zweiten Auslassöffnung (50d) strömt, ausströmt, und einen Drosseldurchgang (50h), der sich zwischen der zweiten Einlassöffnung (50c) und der zweiten Auslassöffnung (50d) befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung (50c) strömt, einen Temperaturabtastungsabschnitt (52), der derart angeordnet ist, dass er sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung (50a) strömt, verschiebt, einen Ventilkörper (51) zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs (50h) in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts (52); einen Teilungsabschnitt (A), der sich auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) befindet, zum Teilen eines Kältemittelstroms auf der stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms über den Teilungsabschnitt (A) in die zweite Einlassöffnung (50c) strömt; einen ersten Verdampfer (5), der mit der zweiten Auslassöffnung (50d) verbunden ist, um aus der zweiten Auslassöffnung (50d) strömendes Kältemittel zu verdampfen; und einen zweiten Verdampfer (9), der mit dem Teilungsabschnitt (A) verbunden ist, um Kältemittel des zweiten Stroms zu verdampfen.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, die ferner umfasst: einen internen Wärmetauscher (13, 15), in dem Kältemittel auf einer Ansaugseite des Kompressors (2) Wärme mit Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) austauscht, wobei: der Teilungsabschnitt (A) einen Kältemittelstrom nach dem Austauschen von Wärme in dem internen Wärmetaucher (13, 15) teilt.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, die ferner umfasst: ein Verbindungsteil (14, 15d), das derart angeordnet ist, dass der interne Wärmetauscher (13, 15) und die zweite Einlassöffnung (50c) der Drucksteuereinrichtung (46) verbunden werden, wobei: der Teilungsabschnitt (A) sich in dem Verbindungsteil (14, 15d) befindet.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, wobei: das Verbindungsteil (15d) mit dem internen Wärmetauscher (15) integriert ist.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 3–8, die ferner umfasst: eine Kältemittelrohrleitung (10) zum Verbinden des Teilungsabschnitts (A) und des zweiten Verdampfers (9); ein Schaltventil (7) zum Öffnen und Schließen eines Kältemitteldurchgangs der Kältemittelrohrleitung (10); eine physikalische Größenerfassungseinrichtung (11a) zum Erfassen einer physikalischen Größe (T_am), die sich auf einen Druck in einem abgedichteten Raum (B) bezieht, der in dem Temperaturabtastungsabschnitt (42, 52) bereitgestellt ist; und eine Steuereinrichtung (11) zum Steuern des Schaltventils (7), wobei: der Druck in dem abgedichteten Raum (B) sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus dem Strahler (3) strömt, ändert; und das Schaltventil (7) offen ist, wenn der Kompressor (2) seinen Betrieb startet, und der basierend auf der physikalischen Größe (T_am) bestimmte Druck in dem abgedichteten Raum (B) höher als der kritische Kältemitteldruck ist.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, wobei: die physikalische Größe eine Außenlufttemperatur Größe (T_am) umfasst.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, wobei: die physikalische Größe eine Lufttemperatur auf einer in Bezug auf den ersten Verdampfer (5) stromabwärtigen Seite des Luftstroms und/oder eine Lufttemperatur auf einer in Bezug auf den zweiten Verdampfer (9) stromabwärtigen Seite des Luftstroms umfasst.
Kältekreislaufvorrichtung (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 3–11, wobei: das Gehäuse (40, 50) einen Anzapf- bzw. Abzweigungsteil (40g, 50j) zum Abzweigen von Kältemittel von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite eines Kältemittelstroms in Bezug auf den Drosseldurchgang (40d, 50h) hat, wenn der Ventilkörper (41, 51) den Drosseldurchgang (40d, 50h) schließt; und der Abzweigungsteil (40g, 50j) derart bereitgestellt ist, das ein Durchsatz von Kältemittel, das von dem Abzweigungsteil (40g, 50j) ausläuft, niedriger als ein Wert ist, der einem Durchsatz von Kältemittel entspricht, das aus einer Düse bzw. Mündung mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm ausströmt.
Drucksteuerventil (46) für eine Kältekreislaufvorrichtung (1), die umfasst: einen Kompressor (2) zum Komprimieren von Kältemittel, so dass es einen höheren Druck hat als einen kritischen Druck des Kältemittels, einen Strahler (3) zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel, das von dem Kompressor (2) ausgestoßen wird, und einen ersten Verdampfer (5) und einen zweiten Verdampfer (9) zum Verdampfen von Kältemittel auf einer Niederdruckseite, nachdem es dekomprimiert wurde, wobei das Drucksteuerventil (46) umfasst: ein Gehäuse (50) mit einer ersten Einlassöffnung (50a), aus der Kältemittel auf einer Auslassseite des Strahlers (3) einströmt, einer ersten Auslassöffnung (50b), aus der Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung (50a) strömt, ausströmt, einer zweiten Einlassöffnung (50c), aus der Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) einströmt, einer zweiten Auslassöffnung (50d), aus der Kältemittel, das aus der zweiten Auslassöffnung (50d) strömt, in Richtung des ersten Verdampfers (5) strömt, und einem Drosseldurchgang (50h), der sich zwischen der zweiten Einlassöffnung (50c) und der zweiten Auslassöffnung (50d) befindet, zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, das aus der zweiten Einlassöffnung (50c) strömt: einen Temperaturabtastungsabschnitt (52), der derart angeordnet ist, dass er sich entsprechend einer Temperatur von Kältemittel, das aus der ersten Einlassöffnung (50a) strömt, verschiebt; einen Ventilkörper (51) zum Steuern einer Durchgangsfläche des Drosseldurchgangs (50h) in Verbindung mit der Verschiebung des Temperaturabtastungsabschnitts (52); und einen Teilungsabschnitt (A), der sich außerhalb des Gehäuses (50) befindet, zum Teilen eines Kältemittelstroms auf der stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) in einen ersten Strom und einen zweiten Strom, so dass Kältemittel des ersten Stroms über den Teilungsabschnitt (A) in die zweite Einlassöffnung (50c) strömt und Kältemittel des zweiten Stroms über den Teilungsabschnitt (A) in Richtung des zweiten Verdampfers (9) strömt.
Drucksteuerventil (46) gemäß Anspruch 13, das ferner umfasst: einen internen Wärmetauscher (13, 15), in dem Kältemittel auf einer Ansaugseite des Kompressors (2) Wärme mit Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite der ersten Auslassöffnung (50b) austauscht, wobei: der Teilungsabschnitt (A) einen Kältemittelstrom nach dem Austauschen von Wärme in dem internen Wärmetauscher teilt.
Drucksteuerventil (46) gemäß Anspruch 14, das ferner umfasst: ein Verbindungsteil (14, 15d), das angeordnet ist, um den internen Wärmetauscher (13, 15) und die zweite Einlassöffnung (50c) des Gehäuses (50) zu verbinden, wobei: der Teilungsabschnitt (A) sich in dem Verbindungsteil (14, 15d) befindet.