-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampfereinheit mit mehreren
Wärmetauschern für eine Kältekreislaufvorrichtung.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Herkömmlicherweise
offenbart
JP-A-2004-144395 eine
Verdampfereinheit, die Wärmetauscher auf den luftstromaufwärtigen
und abwärtigen Seiten umfasst und geeignet ist, die Temperaturverteilung
der davon geblasenen Luft auszugleichen.
-
In
der verwandten Technik ist es Kältemittel, das durch den
Verdampfer strömt, gestattet, der Reihe nach in dieser
Reihenfolge durch den Wärmetauscher auf der luftstromabwärtigen
Seite und den Wärmetauscher auf der luftstromaufwärtigen
Seite zu strömen, ohne verzweigt oder vereinigt zu werden. Während
das Kältemittel auf diese Weise von dem Wärmetauscher
auf der luftstromabwärtigen Seite in Richtung des Wärmetauschers
auf der luftstromaufwärtigen Seite strömt, geht
die Verdampfung des Kältemittels weiter, um die Trockenheit
des Kältemittels zu erhöhen.
-
Im
Allgemeinen ist die Trockenheit von Kältemittel mit einer
hohen Wärmeaustauscheigenschaft in einem Bereich zwischen
0,6 und 0,9.
-
Da
die Trockenheit des Kältemittels in der verwandten Technik
erhöht wird, wenn das Kältemittel von dem Wärmetauscher
auf der luftstromabwärtigen Seite zu dem Wärmetauscher
auf der luftstromaufwärtigen Seite strömt, hat
die gesamte Verdampfereinheit einschließlich einer Kombination
der zwei Wärmetauscher auf den luftstromaufwärtigen
und luftstromabwärtigen Seiten nur einen Teil, an dem die Trockenheit
des Kältemittels in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9
ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Angesichts
der vorangehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Verdampfereinheit mit einer Vielzahl von Abschnitten bereitzustellen,
in denen die Trockenheit des Kältemittels in einem Bereich
zwischen 0,6 und 0,9 ist.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verdampfereinheit
einen ersten Wärmetauscher, der aufgebaut ist, um den Wärmeaustausch
zwischen Kältemittel, das von einem Kältemitteleinlass
in ihn strömt, und Luft durchzuführen, einen Umleitungsdurchgang,
durch den das von dem Kältemitteleinlass strömende
Kältemittel strömt, während es den ersten
Wärmetauscher umgeht, einen zweiten Wärmetauscher,
der aufgebaut ist, um den Wärmeaustausch zwischen Luft
und vermischtem Kältemittel, in dem das Kältemittel,
das den ersten Wärmetauscher durchlaufen hat, und das Kältemittel, das
den Umleitungsdurchgang durchlaufen hat, vermischt sind, durchzuführen,
und einen Strömungsmengeneinstellabschnitt, der aufgebaut
ist, um eine Strömungsmenge des durch den ersten Wärmetauscher
strömenden Kältemittels und eine Strömungsmenge
des durch den Umleitungsdurchgang strömenden Kältemittels
einzustellen.
-
Da
das vermischte Kältemittel, in dem das Kältemittel
mit einer relativ großen Trockenheit, nachdem es in dem
ersten Wärmetauscher mit Luft Wärme ausgetauscht
hat, und das Kältemittel mit einer relativ kleinen Trockenheit
ohne Durchlaufen des ersten Wärmetauschers vermischt sind,
in den zweiten Wärmetauscher strömt, kann die
Trockenheit des Kältemittels in einem stromaufwärtigen
Abschnitt des zweiten Wärmetauschers in dem Kältemittelstrom kleiner
gemacht werden als die Trockenheit des Kältemittels in
einem stromabwärtigen Abschnitt des ersten Wärmetauschers
in dem Kältemittelstrom. Da ferner der Strömungsmengeneinstellabschnitt
aufgebaut ist, um die Strömungsmenge des durch den ersten
Wärmetauscher strömenden Kältemittels
und die Strömungsmenge des durch den Umleitungsdurchgang
strömenden Kältemittels einzustellen, ist es für die
Verdampfereinheit möglich, eine Vielzahl von Abschnitten
zu haben, an denen die Trockenheit des Kältemittels in
einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist. Zum Beispiel haben der ersten
Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher jeweils
den Abschnitt, an dem die Trockenheit des Kältemittels
in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist. Als ein Ergebnis kann
die Wärmeaustauschleistung in der gesamten Verdampfereinheit
wirksam verbessert werden.
-
Zum
Beispiel ist der erste Wärmetauscher in einem Luftstrom
auf einer luftstromabwärtigen Seite des zweiten Wärmetauschers
angeordnet, und der zweite Wärmetauscher ist in dem Luftstrom
auf einer luftstromaufwärtigen Seite des ersten Wärmetauschers
angeordnet.
-
Ein
stromabwärtiger Abschnitt des ersten Wärmetauschers
auf der am weitesten stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms
und ein stromabwärtiger Abschnitt des zweiten Wärmetauschers
auf der am weitesten stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms
sind an unterschiedlichen Positionen angeordnet, so dass sie einander
nicht überlagert sind, wenn sie in eine Richtung parallel
zu dem Luftstrom betrachtet werden. Folglich ist es möglich,
die Trockenheit des Kältemittels gleichmäßig
zu machen.
-
Als
ein Beispiel kann eine Schnittfläche eines Kältemittelströmungswegs
in dem zweiten Wärmetauscher größer festgelegt
werden als die eines Kältemittelströmungswegs
in dem ersten Wärmetauscher.
-
Der
Strömungsmengeneinstellabschnitt kann eine feste Drossel
umfassen. In diesem Fall kann ein Durchmesser des Kältemittelströmungswegs
in dem Strömungsmengeneinstellabschnitt gleich oder kleiner
als 4 mm festgelegt sein.
-
Die
Verdampfereinheit kann einen Verbindungsabschnitt umfassen, der
derart aufgebaut ist, dass er einen Verzweigungsabschnitt zwischen
dem Kältemitteleinlass und dem Umleitungsdurchgang hat.
In diesem Fall kann der Strömungsmengeneinstellabschnitt
in dem Verbindungsabschnitt ausgebildet sein. Außerdem
können der erste Wärmetauscher, der zweite Wärmetauscher
und der Verbindungsabschnitt integral aneinander hartgelötet
sein.
-
Der
erste Wärmetauscher kann eine Vielzahl von Rohren, um das
Kältemittel hindurchströmen zu lassen, und einen
Behälter zum Verteilen des Kältemittels in die
Rohre und Sammeln des Kältemittels aus den Rohren umfassen.
In diesem Fall kann der Strömungsmengeneinstellabschnitt
in dem Behälter angeordnet sein.
-
Ein
Innenraum des Behälters kann in einen Verteilungsraum zum
Verteilen des Kältemittels in die Rohre und einen Sammelraum
zum Sammeln des Kältemittels aus den Rohren unterteilt
sein. In diesem Fall kann der erste Wärmetauscher eine
Auslassseite haben, die derart aufgebaut ist, dass sie über
den Sammelraum in Verbindung mit einer Einlassseite des zweiten
Wärmetauschers steht, und eine Einleitungsrohrleitung kann
in dem Verteilungsraum angeordnet sein, um das durch den Umleitungsdurchgang strömende
Kältemittel in den Sammelraum einzuleiten. Außerdem
kann der Strömungsmengeneinstellabschnitt mit der Einleitungsrohrleitung
integriert sein, und der Behälter und die Einleitungsrohrleitung können
integral aneinander hartgelötet sein.
-
Zum
Beispiel kann der Strömungsmengeneinstellabschnitt einen
ersten Abschnitt, der zwischen einem Verzweigungsabschnitt des Umleitungsdurchgangs
und einer Kältemitteleinlassseite des ersten Wärmetauschers
angeordnet ist, um eine Strömungsmenge des in den ersten
Wärmetauscher strömenden Kältemittels
einzustellen, und einen zweiten Abschnitt umfassen, der sich in
dem Umleitungsdurchgang befindet.
-
Die
Verdampfereinheit kann ferner mit einem dritten Wärmetauscher
versehen sein, der sich in einem Kältemittelstrom auf einer
stromaufwärtigen oder einer stromabwärtigen Seite
des zweiten Wärmetauschers befindet. In diesem Fall können
die ersten bis dritten Wärmetauscher derart aufgebaut sein, dass
sie eine Vielzahl von Abschnitten haben, in denen die Trockenheit
des Kältemittels in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9
ist. Außerdem kann jeder der ersten bis dritten Wärmetauscher
den Abschnitt haben, in dem die Trockenheit des Kältemittels
in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen
wird, leichter offensichtlich, wobei:
-
1 ein
Kältemittelkreisdiagramm ist, das eine Kältekreislaufvorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
-
2 eine
demontierte schematische Perspektivansicht ist, die eine integrierte
Verdampfereinheit gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
-
3 eine
demontierte Perspektivansicht ist, die einen Teil der integrierten
Verdampfereinheit gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
-
4 ein
schematisches Diagramm ist, das die Trockenheit des Kältemittels
an mehreren Abschnitten in der integrierten Verdampfereinheit gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
-
5 eine
schematische Perspektivansicht ist, die eine integrierte Verdampfereinheit
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
6 eine
schematische Perspektivansicht ist, die eine integrierte Verdampfereinheit
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
7 eine
schematische Perspektivansicht ist, die eine integrierte Verdampfereinheit
gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
8 eine
schematische Perspektivansicht ist, die eine integrierte Verdampfereinheit
gemäß einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
9 ein
Kältemittelkreisdiagramm ist, das eine Kältekreislaufvorrichtung
gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
10 ein
Kältemittelkreisdiagramm ist, das eine Kältekreislaufvorrichtung
gemäß einer siebten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
-
11 ein
Kältemittelkreisdiagramm ist, das eine Kältekreislaufvorrichtung
gemäß einer achten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
(Erste Ausführungsform)
-
Eine
erste Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezug
auf 1 bis 4 beschrieben. 1 zeigt
ein Beispiel, in dem eine Kältekreislaufvorrichtung 10 der
ersten Ausführungsform typischerweise für ein
Fahrzeug verwendet wird. In der Kältekreislaufvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform wird ein Kompressor 11 zum
Ansaugen und Komprimieren des Kältemittels von einem (nicht gezeigten)
Motor für den Fahrzeugbetrieb über eine elektromagnetische
Kupplung 11a, einen Riemen und ähnliches drehend
angetrieben.
-
Als
der Kompressor 11 kann entweder ein Kompressor mit variabler
Verdrängung, der fähig ist, eine Kältemittelausstoßkapazität
durch eine Änderung des Ausstoßvolumens zu ändern,
oder ein Kompressor mit fester Verdrängung zum Einstellen
einer Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern
eines Betriebswirkungsgrads des Kompressors durch die intermittierende
Verbindung der elektromagnetischen Kupplung 11a verwendet
werden. Die Verwendung eines elektrischen Kompressors als Kompressor 11 kann
die Kältemittelausstoßkapazität durch
die Einstellung der Drehzahl eines Elektromotors einstellen.
-
Ein
Kältemittelstrahler 12, wie etwa ein Gaskühler
oder ein Kondensator, ist auf der Kältemittelausstoßseite
des Kompressors 11 angeordnet. Der Strahler 12 tauscht
Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel, das
von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und Außenluft
(d. h. Außenluft in einem Fahrzeugraum) aus, die von einem
(nicht gezeigten) Gebläseventilator geblasen wird, um dadurch
das Hochdruckkältemittel zu kühlen.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform wird das Kältemittel,
dessen hochdruckseitiger Druck den kritischen Druck nicht übersteigt,
wie etwa ein Flon-basiertes oder HC-basiertes Kältemittel,
als das Kältemittel für die Kältekreislaufvorrichtung 10 verwendet,
um einen unterkritischen Dampfkompressionskreis zu bilden. Auf diese
Weise dient der Strahler 12 als ein Kondensator zum Kondensieren
des Kältemittels.
-
Ein
Flüssigkeitssammler 12a ist auf der Auslassseite
des Strahlers 12 bereitgestellt. Der Flüssigkeitssammler 12a hat
eine vertikal ausgerichtete behälterähnliche Form,
wie sie wohlbekannt ist, und dient als ein Gas-Flüssigkeitsabscheider
zum Abscheiden des Kältemittels in gasförmige
und flüssige Phasen, um darin das überschüssige
flüssige Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf
zu lagern. Das flüssige Kältemittel wird derart
geleitet, dass es von einem unteren Teil des Inneren der Behälterform
an einen Auslass des Flüssigkeitssammlers 12a strömt. Der
Flüssigkeitssammler 12a ist in der vorliegenden Ausführungsform
integral mit dem Strahler 12 ausgebildet.
-
Der
Strahler 12 kann eine integrierte Struktur sein, die umfasst:
einen Wärmeaustauschabschnitt für die Kondensation,
der auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms
positioniert ist, den Flüssigkeitssammler 12a zum
Aufnehmen des Kältemittels, das von dem Wärmeaustauschabschnitt
für die Kondensation eingeleitet wird, um das Kältemittel
in gasförmige und flüssige Phasen abzuscheiden,
und einen Wärmeaustauschabschnitt zum Unterkühlen des
gesättigten flüssigen Kältemittels aus
dem Flüssigkeitssammler 12a.
-
Ein
thermisches Expansionsventil 13 ist auf einer Kältemittelauslassseite
des Flüssigkeitssammlers 12a angeordnet. Das thermische
Expansionsventil 13 dient als eine Dekompressionseinheit,
die aufgebaut ist, um das flüssige Kältemittel
aus dem Flüssigkeitssammler 12a zu dekomprimieren,
und hat einen Temperaturabtastabschnitt 13a, der sich in einem
Kältemitteldurchgang auf der Ansaugseite des Kompressors 11 befindet.
-
Das
thermische Expansionsventil 13 ist derart aufgebaut, dass
es einen Überhitzungsgrad des Kältemittels auf
der Ansaugseite des Kompressors 11 basierend auf der Temperatur
und dem Druck des ansaugseitigen Kältemittels des Kompressors 11 erfasst.
Das heißt, das thermische Expansionsventil 13 ist
derart aufgebaut, dass es einen Überhitzungsgrad des Kältemittels
auf der Ansaugseite des Kompressors 11 basierend auf der
Temperatur und dem Druck des Kältemittels auf der Auslassseite
eines später beschriebenen Verdampfers erfasst. Das Expansionsventil 13 ist
derart aufgebaut, dass es einen Öffnungsgrad eines Ventils
(die Kältemittelströmungsmenge) derart einstellt,
dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf
der Ansaugseite des Kompressors 11 sich einem vorgegebenen
Wert nähert, wie allgemein bekannt ist.
-
Ein
erster Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 (Strömungsmengeneinstellmechanismus) zum
Einstellen einer Strömungsmenge von Kältemittel,
das in einen Verdampfer 15 strömt, ist auf einer Kältemittelauslassseite
des thermischen Expansionsventils 13 angeordnet. Der erste
Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 ebenso wie
der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 (Strömungsmengeneinstellmechanismus),
der später beschrieben werden soll, entsprechen einer Strömungsmengeneinstelleinheit
der Erfindung. Der erste Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 kann
aus einer festen Drossel, insbesondere einer Verengung oder einer Kapillarröhre,
aufgebaut sein.
-
Der
Verdampfer 15 umfasst einen ersten Wärmetauscher 16 und
einen zweiten Wärmetauscher 17, und die Kältemittelauslassseite
des ersten Strömungsmengeneinstellabschnitts 14 ist
mit der Kältemitteleinlassseite des ersten Wärmetauschers 16 verbunden.
Die Kältemittelauslassseite des ersten Wärmetauschers 16 ist
mit einer Kältemitteleinslassseite des zweiten Wärmetauschers 17 verbunden, und
die Kältemittelauslassseite des zweiten Wärmetauschers 17 ist
mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 verbunden.
-
Andererseits
verzweigt ein Umleitungsdurchgang 18, durch den Kältemittel
den ersten Wärmetauscher 16 umgeht, von einem
Verzweigungsabschnitt zwischen der Auslassseite des thermischen Expansionsventils 13 und
der Kältemitteleinlassseite des ersten Strömungsmengeneinstellabschnitts 14. Die
stromabwärtige Seite des Umleitungsdurchgangs 18 ist
mit einem Vereinigungsabschnitt Z zwischen der Auslassseite des
ersten Wärmetauschers 16 und der Einlassseite
des zweiten Wärmetauschers 17 verbunden. In 1 verzweigt
der Umleitungsdurchgang 18, durch den das Kältemittel
den ersten Wärmetauscher 16 umgeht, von dem Verzweigungsabschnitt
Y und wird an dem Vereinigungsabschnitt Z in dem Kältemittelkreislauf
vereinigt.
-
Der
zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19, der
als ein Strömungsmengeneinstellmechanismus dient, ist in
dem Umleitungsdurchgang 18 angeordnet. Der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 kann
aus einer festen Drossel, insbesondere einer Verengung oder einer
Kapillarröhre, aufgebaut sein.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdampfer 15 in
einem (nicht gezeigten) Gehäuse aufgenommen, und Luft wird
von einem elektrischen Gebläse 20 in einen in
dem Gehäuse ausgebildeten Luftdurchgang in die durch den
Pfeil „A" angezeigte Richtung geblasen. Die Luft wird von
dem Verdampfer 15 gekühlt und wird in den zu kühlenden
Raum geblasen.
-
Die
von dem Verdampfer 15 gekühlte Luft wird in den
Raum, der gekühlt werden soll (z. B. den Fahrzeugraum),
eingespeist, um den zu kühlenden Raum zu kühlen.
Der erste Wärmetauscher 16 auf der stromaufwärtigen
Kältemittelseite des Verdampfers 15 ist auf der
stromabwärtigen Seite des Luftstroms „A" (auf
der luftstromabwärtigen Seite) angeordnet, und der zweite
Wärmetauscher 17 auf der kältemittelstromabwärtigen
Seite des Vereinigungsabschnitts Z ist auf der stromaufwärtigen
Seite des Luftstroms „A" (auf der luftstromaufwärtigen
Seite) angeordnet.
-
Wenn
die Kältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform auf eine Fahrzeugklimatisierung angewendet
wird, ist ein Raum im Inneren des Fahrzeugraums der Raum, der gekühlt
werden soll. Wenn die Kältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform auf ein Kühlwagenauto angewendet
wird, sind ein Gefrier- und ein Kühlschrankraum des Kühlwagenautos
der Raum, der gekühlt werden soll.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform sind der Verdampfer 15,
die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 und
ein Verbindungsabschnitt, wie etwa ein Verbindungsblock 31 und
eine Zwischenplatte 31 zwischen einem Kältemitteldurchgang,
der später beschrieben werden soll, als eine integrierte
Verdampfereinheit 21 zusammenmontiert. Nun wird nachstehend
ein spezifisches Beispiel der integrierten Verdampfereinheit 21 beschrieben.
-
2 ist
eine schematische Perspektivansicht, die einen Gesamtaufbau der
integrierten Verdampfereinheit 21 zeigt, und 3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Teil der integrierten
Verdampfereinheit 21 zeigt.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdampfer 15 einschließlich
der zwei Wärmetauscher 16 und 17 vollständig
als eine Verdampferstruktur ausgebildet. Folglich bildet der erste
Wärmetauscher 16 einen Bereich der einen Verdampferstruktur
auf einer stromabwärtigen Seite des Luftstroms „A",
und der zweite Wärmetauscher 17 bildet einen anderen
Bereich der einen Verdampferstruktur auf der stromaufwärtigen
Seite des Luftstroms „A".
-
Der
Verdampfer 15 umfasst Behälter 22 und 23,
die sowohl auf den oberen als auch unteren Seiten des ersten Wärmetauschers 16 positioniert
sind, und Behälter 24 und 25, die sowohl
auf den oberen als auch unteren Seiten des zweiten Wärmetauschers 17 positioniert
sind.
-
Wie
in 3 gezeigt, umfassen die ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 eine
Vielzahl von Rohren 26, die sich ungefähr vertikal
erstrecken. Ein Luftdurchgang, der von Luft, die gekühlt
werden soll, durchlaufen wird, ist zwischen den Rohren 26 ausgebildet.
Lamellen 27 sind zwischen den Rohren 26 angeordnet,
wodurch die Wärmeaustauschfläche zwischen den
Rohren 26 und den Lamellen 27 ermöglicht
wird.
-
Jeder
der ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 ist
aus einer Laminierung der Rohre 26 und der Lamellen 27 ausgebildet.
Die Rohre 26 und die Lamellen 27 sind abwechselnd
in der seitlichen Richtung der ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 laminiert.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform ist die laminierte Struktur
der Rohre 26 und der Lamellen 27 jeweils über
den gesamten Bereich der ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 ausgebildet.
Die von dem elektrischen Gebläse 20 geblasene
Luft durchläuft Leerräume der laminierten Struktur.
Alternativ kann eine laminierte Struktur ohne Lamellen 27 in
dem Verdampfer 15 verwendet werden.
-
Das
Rohr 26 bildet einen Kältemitteldurchgang darin
und ist aus einem flachen Rohr mit einer flachen Schnittform aufgebaut,
die entlang der Luftstromrichtung „A" verlängert
ist. Die Lamelle 27 ist eine gewellte Lamelle, die durch
Biegen einer dünnen Platte in einer wellenähnlichen
Form gebildet wird, und ist mit der flachen äußeren
Oberfläche des Rohrs 26 verbunden, um eine luftseitige
Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern.
-
Die
Rohre 26 des ersten Wärmetauschers 16 und
die Rohre 26 des zweiten Wärmetauschers 17 bauen
jeweils die Kältemitteldurchgänge auf, die voneinander
unabhängig sind. Die Behälter 22 und 23 sowohl
auf den Ober- als auch Unterseiten des ersten Wärmetauschers 16 und
die Behälter 24 und 25 sowohl auf den
Ober- als auch Unterseiten des zweiten Wärmetauschers 17 bauen
die Kältemitteldurchgangsräume auf, die unabhängig
voneinander sind.
-
Sowohl
die oberen als auch unteren Behälter 22 und 23 des
ersten Wärmetauschers 16 und sowohl die oberen
als auch unteren Behälter 24 und 25 des
zweiten Wärmetauschers 17 erstrecken sich in einer
länglichen Weise in die Anordnungsrichtung der Rohre 26.
Die Anordnungsrichtung der Rohre 26 ist eine in 2 und 3 gezeigte
Links-Rechts- oder seitliche Richtung und orthogonal zu der Richtung des
Luftstroms „A".
-
Sowohl
die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 26 des ersten
Wärmetauschers 16 sind in die Behälter 22 und 23 sowohl
auf den Ober- als auch Unterseiten des ersten Wärmetauschers 16 eingesetzt.
Die Behälter 22 und 23 haben (nicht gezeigte) Rohreinsatzlöcher
für den Anschluss. Sowohl die oberen als auch unteren Enden
des Rohrs 26 stehen mit den Innenräumen der Behälter 22 und 23 in
Verbindung.
-
Ebenso
sind sowohl die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 26 des
zweiten Wärmetauschers 17 in die Behälter 24 und 25 sowohl
auf den Ober- und Unterseiten des zweiten Wärmetauschers 17 eingesetzt.
Die Behälter 24 und 25 haben (nicht gezeigte)
Rohreinsatzlöcher für den Anschluss. Sowohl die
oberen als auch unteren Enden des Rohrs 26 stehen mit den
Innenräumen der Behälter 24 und 25 in
Verbindung.
-
Auf
diese Weise dienen die Behälter 22, 23, 24 und 25 sowohl
auf den Ober- als auch Unterseiten der Rohre 26 dazu, den
Kältemittelstrom zwischen den jeweiligen Rohren 26 der
ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 zu
verteilen und das aus den Rohren 26 strömende
Kältemittel zu sammeln.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform sind die zwei oberen Behälter 22 und 24 in
ein halbgeteiltes (Unterseiten-)Rohrseitenelement 28, das
sich in der Behälterlängsrichtung (in eine Rohranordnungsrichtung)
erstreckt, und ein halbgeteiltes (oberes Oberflächenseiten-)Gegenrohrseitenelement 29 unterteilt.
Die zwei halbgeteilten Elemente 28 und 29 werden
kombiniert und integral miteinander verbunden, und dadurch werden
zwei zylindrische Formen, die sich in der Behälterlängsrichtung
(d. h. in der Rohranordnungsrichtung) erstrecken, parallel ausgebildet,
um in der Luftströmungsrichtung „A" angeordnet
zu werden. Das Behälterende der zwei zylindrischen Formen
in der Längsrichtung (das in 3 gezeigte
rechte Ende) ist mit einer Kappe 30 geschlossen, um dadurch
die zwei Behälterabschnitte 22 und 24 zu
bilden.
-
Wenngleich
nicht gezeigt, sind die zwei unteren Behälter 23 und 25,
wie die zwei oberen Behälter 22 und 24 auch
aus einem unterteilten Rohrseitenelement einem unterteilten Gegenrohrseitenelement und
einer Kappe aufgebaut.
-
Das
spezifische Material für Bestandteile des Verdampfers 15,
einschließlich der Behälter 22 bis 25,
das Rohr 26, die Lamelle 27 und ähnliche
ist bevorzugt Aluminium, das ein Metall mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit
und Hartlötcharakteristik ist. Die jeweiligen Bestandteile
sind unter Verwendung des Aluminiummaterials ausgebildet, so dass
die gesamte Struktur des Verdampfers 15 integral hartgelötet
und zusammenmontiert werden kann.
-
Der
Verbindungsblock 31 und die Zwischenplatte 32,
die den Verbindungsabschnitt der in 2 und 3 gezeigten
Kältemitteldurchgänge bilden, sind wie der Verdampferbestandteil
aus dem Aluminiummaterial gebildet. Wie in 3 gezeigt,
ist der Verbindungsblock 31 in der Längsrichtung
der oberen Behälterabschnitte 22 und 24 über
die Zwischenplatte 32 hartgelötet und an einer
Endseite des Verdampfer 15 befestigt. Der Verbindungsblock 31 umfasst
einen Kältemitteleinlass 33 und einen Kältemittelauslass 34 in
der integrierten Verdampfereinheit 21.
-
Wie
in 3 gezeigt, ist der Verbindungsblock 31 mit
einem Kältemitteleinlass 33 und einem Kältemittelauslass 34 versehen,
so dass der Verbindungsblock 31 und die Zwischenplatte 32 miteinander
zusammen arbeiten, um dadurch den einen Kältemitteldurchgang
in der integrierten Verdampfereinheit 21, die später
beschrieben werden soll, zu bilden.
-
Die
Zwischenplatte 32 ist derart ausgebildet, dass ein Verbindungsloch 14,
das als der erste Strömungsmengeneinstellmechanismus dient,
den Kältemitteldurchgang auf der Seite des Verbindungsblocks 31 mit
dem Innenraum des oberen Behälters 22 verbindet.
Das Verbindungsloch 14 ist in einer Verengungsform ausgebildet,
deren Strömungswegschnittfläche in Bezug auf den
Kältemitteldurchgang auf der Seite des Verbindungsblocks 31 verkleinert ist.
-
Das
Verbindungsloch 14 dient als der erste Strömungsmengeneinstellabschnitt.
Anstatt das Verbindungsloch 14 auszubilden, kann eine Kapillarröhre
integral an eine Position des Lochs hartgelötet werden,
um den ersten Strömungsmengeneinstellabschnitt zu bilden.
-
Ein
Loch 32a, in das der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 eindringt,
ist über dem Verbindungsloch 14 in der Zwischenplatte 32 ausgebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 mit
einem Einleitungsrohr 42, das später beschrieben
werden soll, integriert, und ein Ende des Einleitungsrohrs 42 in
der Längsrichtung (in 3 gezeigtes
linkes Ende) bildet den zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19.
-
Eine
konkave Rille 35 ist auf einer Oberfläche des
Verbindungsblocks 31 auf der Seite der Zwischenplatte 32 ausgebildet.
Ein Kältemitteleinlass 33 ist in Verbindung mit
dem einen Ende der konkaven Rille 35 (in 3 gezeigtes
unteres Ende) bereitgestellt. Die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 stehen
mit dem anderen Ende (in 3 gezeigtes oberes Ende) der
konkaven Rille 35 in Verbindung.
-
Eine
konkave Rille 36 ist in der Zwischenplatte 32 entgegengesetzt
zu der konkaven Rille 35 des Verbindungsblocks 31 ausgebildet.
Die Kombination beider konkaven Rillen 35 und 36 erhöht
die Schnittfläche des Kältemitteldurchgangs.
-
Ein
Hauptdurchgang 37 ist durch einen Durchgangsteil ausgebildet,
der in Richtung des ersten Strömungseinstellabschnitts 14 in
dem Kältemitteldurchgang gerichtet ist, der durch die konkave
Rille 35 des Verbindungsblocks 31 gebildet wird.
Auf diese Weise ist der erste Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 derart
bereitgestellt, dass er mit dem Hauptdurchgang 37 in Verbindung
steht.
-
Der
Umleitungsdurchgang 18 ist durch einen Durchgangsteil ausgebildet,
der auf der stromabwärtigen Seite von einer Position entgegengesetzt
zu dem ersten Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 in dem
durch die konkave Rille 35 gebildeten Kältemitteldurchgang
bereitgestellt ist. Auf diese Weise ist der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 derart
bereitgestellt, dass er in Verbindung mit dem Umleitungsdurchgang 18 steht.
-
Die
Zwischenplatte 32 hat eine Öffnung 38, die
an einem Teil geöffnet ist, der zu einem Kältemittelauslass 34 des
Verbindungsblocks 31 und einer Seite des oberen Behälters 24 in
der Längsrichtung entgegengesetzt ist. Die Öffnung 38 ist
derart bereitgestellt, dass sie in Verbindung mit dem Kältemittelauslass 34 steht.
-
Eine
Trennplatte 39 ist ein Element, das im Wesentlichen in
der Mitte des oberen Behälters 22 in der Längsrichtung
angeordnet und an eine Innenwandfläche des oberen Behälters 22 hartgelötet
ist. Die Trennplatte 39 ist derart aufgebaut, dass sie
den Innenraum des oberen Behälters 24 in der Behälterlängsrichtung
in zwei Räume des Behälters, nämlich einen
linken Raum 40 und einen rechten Raum 41, unterteilt.
-
Eine
Einleitungsrohrleitung 42 ist in der Behälterlängsrichtung über
die gesamte Fläche des linken Raums 40 bereitgestellt.
Ein Ende 19 der Einleitungsrohrleitung 42 ist
in das Loch 32a der Zwischenplatte 32 eingesetzt,
um an die Zwischenplatte 32 hartgelötet und an
ihr befestigt zu werden. Auf diese Weise steht das eine Ende 19 der
Einleitungsrohrleitung 42 durch das Loch 32a der
Zwischenplatte 32 in den Hauptdurchgang 37 des
Verbindungsblocks 31 vor, so dass es in direkter Verbindung
mit dem Inneren des Hauptdurchgangs 37 steht.
-
Das
eine Ende 19 der Einleitungsrohrleitung 42 ist
in einer Verengungsform mit einer kleineren Schnittfläche
des Strömungswegs als denjenigen anderer Teile der Einleitungsrohrleitung 42 ausgebildet. Auf
diese Weise verkleinert das eine Ende 19 der Einleitungsrohrleitung 42 die Strömungswegschnittfläche
im Vergleich zu der des Hauptdurchgangs 37 in dem Verbindungsblock 31 und
dient folglich als der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt.
Alternativ kann der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt
aufgebaut werden, indem die gesamte Einleitungsrohrleitung 42 unter
Verwendung einer Kapillarröhre mit einem kleinen Durchmesser
ausgebildet wird, anstatt das durchgangsverkleinerte Ende 19 der
Einleitungsrohrleitung 42 in der Verengungsform auszubilden.
-
Das
andere Ende der Einleitungsrohrleitung 42 in der Behälterlängsrichtung
ist in ein in der Trennplatte 39 ausgebildetes Loch 39a eingesetzt
und an die Trennplatte 39 hartgelötet und daran
befestigt. Wenngleich nicht gezeigt, steht das andere Ende der Einleitungsrohrleitung 42 in
der Behälterlängsrichtung durch das Loch 39a der
Trennplatte 39 in den rechten Raum 41 des oberen
Behälters 22 vor, um in direkter Verbindung mit
dem Inneren des rechten Raums 41 zu stehen.
-
Eine
Trennplatte 43 ist im Wesentlichen in dem Mittelbereich
des Innenraums des oberen Behälters 24 in der
Behälterlängsrichtung angeordnet. Die Trennplatte 43 unterteilt
den Innenraum des oberen Behälters 22 in der Behälterlängsrichtung
in zwei Räume, nämlich einen linken Raum 44 und
einen rechten Raum 45.
-
Der
rechte Raum 45 des oberen Behälters 24 ist
ein Kältemittelverteilungsraum und ist derart bereitgestellt,
dass er über ein (nicht gezeigtes) Verbindungsloch in Verbindung
mit dem rechten Raum 41 des oberen Behälters 22 steht.
Eine Vielzahl von Verbindungslöchern kann entlang der Behälterlängsrichtung
ausgebildet werden, so dass der rechte Raum 45 des oberen
Behälters 24 über die Vielzahl von Verbindungslöchern
mit dem rechten Raum 41 des oberen Behälters 22 in
Verbindung steht. Der rechte Raum 41 ist ein Kältemittelsammelraum,
in dem sich das Kältemittel von den Rohren 26 sammelt.
Alternativ kann nur ein längliches Verbindungsloch, das
sich in der Behälterlängsrichtung erstreckt, ausgebildet
werden, so dass der rechte Raum 45 des oberen Behälters 24 über
das längliche Verbindungsloch mit dem rechten Raum 41 des
oberen Behälters 22 in Verbindung steht.
-
Wie
in 3 gezeigt, sind in dem Verbindungsblock 31 zwei
Schraublöcher 46 an Zwischenteilen zwischen dem
Kältemitteleinlass 33 und dem Kältemittelauslass 34 auf
einer Seite (Außenseite) entgegengesetzt zu den Behältern 22 und 24 ausgebildet.
Die Schraublöcher 46 können verwendet
werden, um die Bestandteile der Kältekreislaufvorrichtung
zu verschrauben und zu verbinden. Zum Beispiel kann das thermische
Expansionsventil 13 unter Verwendung der Schraublöcher 46 mit
dem Verbindungsblock 31 verbunden werden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform sind der Verbindungsblock 31,
die Zwischenplatte 32, die Einleitungsrohrleitung 42 und
die Trennplatten 39 und 43 integral an den Verdampfer 15 hartgelötet
und sind folglich wie die Bestandteile des Verdampfers mit den Behältern 22 bis 25,
den Rohren 26, den Lamellen 27 und ähnlichen
aus Aluminiummaterial gefertigt.
-
Die
Kältemittelströmungswege der gesamten wie vorstehend
erwähnt strukturierten integrierten Verdampfereinheit 21 werden
nachstehend speziell unter Bezug auf 2 beschrieben.
Der Kältemitteleinlass 33 des Verbindungsblocks 31 ist
in den Hauptdurchgang 37 und den Umleitungsdurchgang 18 verzweigt.
-
Die
Strömungsmenge des Kältemittels in dem Hauptdurchgang 37 des
Verbindungsblocks 31 wird zuerst von dem Strömungsmengeneinstellabschnitt
(Verbindungsloch) 14 eingestellt und strömt, wie
durch den Pfeil „a" angezeigt, in den linken Raum 40 des
oberen Behälters 22.
-
Das
in den linken Raum 40 strömende Niederdruckkältemittel
strömt durch die Rohre 26 in dem linken Abschnitt
des ersten Wärmetauschers 16, der auf der luftstromabwärtigen
Seite positioniert ist, wie durch den Pfeil „b" angezeigt,
um in den linken Abschnitt des unteren Behälters 23 zu
strömen. Da in dem unteren Behälter 23 keine
Trennplatte bereitgestellt ist, bewegt sich das Kältemittel,
wie durch den Pfeil „c" angezeigt, von dem linken Abschnitt
des unteren Behälters 15c in dessen rechten Abschnitt.
-
Das
Kältemittel in dem rechten Abschnitt des unteren Behälters 23 strömt
durch die Rohre 26 in dem rechten Abschnitt des ersten
Wärmetauschers 16, wie durch den Pfeil „d"
angezeigt, nach oben, um in den rechten Raum 41 des oberen
Behälters 22 zu strömen.
-
Andererseits
wird eine Strömungsmenge des Kältemittels in dem
Umleitungsdurchgang 18 durch die Einleitungsrohrleitung 42 eingestellt,
die integral mit dem zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 aufgebaut
ist, um, wie durch den Pfeil „e" angezeigt, in den rechten
Raum 41 des oberen Behälters 22 zu strömen.
-
Dann
werden das Kältemittel, das, wie durch den Pfeil „d"
angezeigt, den ersten Wärmetauscher 16 durchläuft,
und das Kältemittel, das, wie durch den Pfeil „f"
angezeigt, die Einleitungsrohrleitung 42 durchläuft,
in dem rechten Raum 41 vereinigt, und das vereinigte Kältemittel
strömt, wie durch den Pfeil „g" gezeigt, durch
ein (nicht gezeigtes) Verbindungsloch in den rechten Raum 45 des
oberen Behälters 24.
-
Das
Kältemittel in dem rechten Raum 45 wird in die
Rohre 26 in dem rechten Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 17 verteilt,
der auf der luftstromaufwärtigen Seite positioniert ist,
um, wie durch den Pfeil „h" angezeigt, durch die Rohre 26 nach
unten zu strömen und dann in den rechten Abschnitt des
unteren Behälters 25 zu strömen. Da keine
Trennplatte in dem unteren Behälter 25 bereitgestellt
ist, bewegt sich das Kältemittel von dem rechten Abschnitt
des unteren Behälters 25, wie durch den Pfeil „i"
angezeigt, in Richtung dessen linken Abschnitts.
-
Das
Kältemittel in dem linken Abschnitt des unteren Behälters 25 strömt,
wie durch den Pfeil „j" angezeigt, durch die Rohre 26 in
dem linken Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 17,
der auf der luftstromaufwärtigen Seite angeordnet ist,
nach oben und strömt dann in den linken Raum 44 des
oberen Behälters 24. Ferner strömt das
Kältemittel von dort, wie durch den Pfeil „k"
angezeigt, in den Kältemittelauslass 34 des Verbindungsblocks 31.
-
Die
integrierte Verdampfereinheit 21 hat die vorstehend beschriebene
Kältemittelströmungswegstruktur. Folglich erfordert
die gesamte integrierte Verdampfereinheit 21 nur einen
Kältemitteleinlass 33 und nur einen Kältemittelauslass 34,
die in dem Verbindungsblock 31 bereitgestellt sind.
-
Als
nächstes wird nachstehend der Betrieb der vorstehend erwähnten
Struktur beschrieben. Wenn der Kompressor 11 von dem Fahrzeugmotor angetrieben
wird, strömt das von dem Kompressor 11 komprimierte
und ausgestoßene Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel
in den Strahler 12. Das Hochtemperaturkältemittel
wird von der Außenluft in dem Strahler 12 gekühlt
und kondensiert. Das von dem Strahler 12 strömende
Hochdruckkältemittel strömt in den Flüssigkeitssammler 12a,
in dem das Kältemittel in gasförmige und flüssige
Phasen abgeschieden wird. Das flüssige Kältemittel
wird von dem Flüssigkeitssammler 12a geleitet,
um das thermische Expansionsventil 13 zu durchlaufen.
-
Das
Expansionsventil 13 ist aufgebaut, um das Hochdruckkältemittel
durch Einstellen des Öffnungsgrads des Ventils zu dekomprimieren,
um die Kältemittelströmungsmenge einzustellen,
so dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 15 einen vorgegebenen Wert annimmt.
Daher nähert sich der Überhitzungsgrad des Kältemittels,
das in den Kompressor 11 gesaugt werden soll, einem vorgegebenen
Grad. Das Kältemittel, welches das Expansionsventil 13 durchlaufen hat,
wird zu einem Niederdruckkältemittel und strömt in
den einen Kältemitteleinlass 33, der in dem Verbindungsblock 31 der
integrierten Verdampfereinheit 21 bereitgestellt ist.
-
Der
Kältemittelstrom wird unterteilt in einen Kältemittelstrom,
der von dem Hauptdurchgang 37 des Verbindungsblocks 31 in
Richtung des ersten Strömungsmengeneinstellabschnitts 14 gerichtet
ist, und einen Kältemittelstrom, der von dem Umleitungsdurchgang 18 des
Verbindungsblocks 31 in Richtung des zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitts 19 gereichtet
ist.
-
Das
Niederdruckkältemittel, dessen Strömungsmenge
durch den ersten Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 eingestellt
wird, strömt in den Kältemittelströmungswegen
des ersten Wärmetauschers 16, wie durch die Pfeile „b"
bis „d" von 2 angezeigt. Während
dieser Zeit nimmt das Niederdruckkältemittel mit einer
niedrigen Temperatur in dem ersten Wärmetauscher 16 aus
der geblasenen Luft, die, wie durch den Pfeil „A" angezeigt,
den zweiten Wärmetauscher 17 durchlaufen hat,
Wärme auf, um verdampft zu werden.
-
Andererseits
wird die Strömungsmenge des Kältemittelstroms
in den Umleitungsdurchgang 18 von dem zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 eingestellt,
und dieser wird dann an dem Vereinigungsabschnitt Z mit dem gasphasigen
Kältemittel, das den ersten Wärmetauscher 16 durchlaufen
hat, vereinigt.
-
Das
vereinigte gas-flüssige Zweiphasenkältemittel
strömt, wie durch die in 2 gezeigten
Pfeile „h" bis „j" angezeigt, durch die Kältemittelströmungswege
in dem zweiten Wärmetauscher 17. Während
dieser Zeit nimmt das gas-flüssige Niedertemperatur- und
Niederdruck-Zweiphasenkältemittel in dem zweiten Wärmetauscher 17 Wärme
aus der, wie durch den Pfeil „A" gezeigt, geblasenen Luft
auf, um verdampft zu werden. Das gas-flüssige Kältemittel
strömt nach der Verdampfung aus dem einen Kältemittelauslass 34 und
wird in den Kompressor 11 gesaugt, um erneut komprimiert
zu werden.
-
Wie
vorstehend erwähnt, können die ersten und zweiten
Wärmetauscher 16 und 17 in der vorliegenden
Ausführungsform gleichzeitig die Kühlleistung
aufweisen. Folglich wird die sowohl von den ersten als auch zweiten
Wärmetauschern 16 und 17 gekühlte
Luft in einen zu kühlenden Raum geblasen, wodurch das Abkühlen
(Kühlen) des Raums ermöglicht wird.
-
Zu
dieser Zeit werden das Kältemittel mit einer großen
Trockenheit X, nachdem es dem Wärmeaustausch an dem ersten
Wärmetauscher 16 unterzogen wurde, und das Kältemittel
mit einer kleinen Trockenheit X, nachdem es den ersten Wärmetauscher 16 umgangen
hat, vermischt, um in den zweiten Wärmetauscher 17 zu
strömen. Die Trockenheit X des Kältemittels in
dem Abschnitt auf der kältemittelstromaufwärtigen
Seite (rechten Abschnitt) des zweiten Wärmetauschers 17 kann
kleiner als die Trockenheit X des Kältemittels in dem Abschnitt
auf der kältemittelstromabwärtigen Seite (linken
Abschnitt) des ersten Wärmetauschers 16 gemacht
werden.
-
Da
die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 die
Strömungsmenge des durch den ersten Wärmetauscher 16 strömenden
Kältemittels und die Strömungsmenge des durch den
Umleitungsdurchgang 18 strömenden Kältemittels
einstellen, können Abschnitte, in denen die Trockenheit X
von Kältemittel in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist,
in den ersten und zweiten Wärmetauschern 16 und 17 vorhanden
sein.
-
Folglich
kann eine Vielzahl von Abschnitten, in denen die Trockenheit X des
Kältemittels in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist,
bereitgestellt werden, um die Wärmeaustauscheigenschaft
in dem Verdampfer 15 zu verbessern.
-
4 zeigt
ein spezifisches Beispiel für die Trockenheit X des Kältemittels
an den ersten und zweiten Wärmetauschern 16 und 17 in
der vorliegenden Ausführungsform. In dem spezifischen Beispiel stellen
die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 die
Strömungsmenge des durch den ersten Wärmetaucher 16 strömenden
Kältemittels und die Strömungsmenge des durch
den Umleitungsdurchgang 18 strömenden Kältemittels
in der folgenden Weise ein. Das heißt, die Trockenheit X
des Kältemittels in dem linken Abschnitt (d. h. dem Abschnitt
auf der kältemittelstromaufwärtigen Seite) des
ersten Wärmetauschers 16 ist in einem Bereich von
0,3 bis 0,6. Die Trockenheit X des Kältemittels in dem
rechten Abschnitt (d. h. dem Abschnitt auf der kältemittelstromaufwärtigen
Seite) des zweiten Wärmetauschers 17 ist in einem
Bereich von 0,6 bis 0,9. Die Trockenheit X des Kältemittels
in dem rechten Abschnitt (d. h. dem Abschnitt auf der kältemittelstromabwärtigen
Seite) des ersten Wärmetauschers 16 ist in einem
Bereich von 0,6 bis 0,8. Die Trockenheit X des Kältemittels
in dem linken Abschnitt (d. h. dem Abschnitt auf der kältemittelstromabwärtigen Seite)
des zweiten Wärmetauschers 17 ist gleich oder
größer als 0,8.
-
Da
der zweite Wärmetauscher 17 in der vorliegenden
Ausführungsform auf der kältemittelstromabwärtigen
Seite des ersten Wärmetauschers 16 angeordnet
ist, dient der zweite Wärmetauscher 17 als ein
letzter Wärmeaustauschabschnitt (am weitesten stromabwärtiger
Wärmeaustauschabschnitt) in dem gesamten Verdampfer 15.
-
Der
zweite Wärmetauscher 17 mit dem letzten Wärmeaustauschabschnitt
ist auf der stromaufwärtigen Seite des Luftstroms „A"
des ersten Wärmetauschers 16 angeordnet. Wenn
der letzte Wärmeaustauschabschnitt einen Überhitzungsgrad
hat, kann die integrierte Verdampfereinheit 21 sowohl eine
Differenz zwischen einer Kältemittelverdampfungstemperatur
des ersten Wärmetauschers 16 und der Temperatur
der geblasenen Luft als auch eine Differenz zwischen einer Kältemittelverdampfungstemperatur
des zweiten Wärmetauschers 17 und der Temperatur
der geblasenen Luft sicherstellen.
-
Folglich
kann sowohl der erste als auch der zweite Wärmetauscher 16 und 17 die
Kühlfähigkeit wirksam zeigen. Folglich kann eine
Kombination der ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 die Kühlleistung
zum Kühlen eines gemeinsamen Raums, der gekühlt
werden soll, wirksam verbessern.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform sind ein Abschnitt des
ersten Wärmetauchers 16 auf der am weitesten stromabwärtigen
Seite des Kältemittelstroms (dem Abschnitt ganz rechts)
und ein Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 17 auf
der am weitesten stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms (dem
Abschnitt ganz links) an verschiedenen Positionen angeordnet, um
einander nicht überlagert zu werden, wenn sie in der Richtung
parallel zu dem Luftstrom „A" betrachtet werden. Auf diese
Weise kann verhindert werden, dass der Punkt des ersten Wärmetauschers 16 mit
der größten Trockenheit X des Kältemittels
dem Punkt des zweiten Wärmetauschers 17 mit der
größten Trockenheit X des Kältemittels überlagert
wird, wenn sie in der Richtung parallel zu dem Luftstrom „A"
betrachtet werden.
-
Auf
diese Weise kann die Verteilung der Trockenheit X des Kältemittels über
den gesamten Verdampfer 15 gleichmäßig
gemacht werden, wodurch die Temperaturverteilung von geblasener
Luft in dem Verdampfer 15 ausgeglichen wird.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform strömt ein Teil
des durch den Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittels
unter Umgehung des ersten Wärmetauschers 16, so
dass die Strömungsmenge des durch den ersten Wärmetauscher 16 strömenden Kältemittels
im Vergleich zu einem Fall, in dem das ganze Kältemittel,
das durch den Kältemittelkreislauf zirkuliert, durch den
ersten Wärmetauscher 16 strömt, verkleinert
werden kann.
-
Auf
diese Weise kann die Massenströmungsgeschwindigkeit pro
Schnittfläche eines Kältemittelströmungswegs
des ersten Wärmetauschers 16 (kg/m2/s)
klein gemacht werden, was zu einem kleinen Abfall des Kältemitteldrucks
an dem ersten Wärmetauscher 16 führt.
-
Da
andererseits das ganze Kältemittel, das durch den Kältemittelkreislauf
zirkuliert, in den zweiten Wärmetauscher 17 strömt,
der auf der stromabwärtigen Seite des Vereinigungsabschnitts
Z angeordnet ist, ist die Strömungsmenge des Kältemittels, das
durch den zweiten Wärmetauscher 17 strömt, größer
als die des Kältemittels, das durch den ersten Wärmetauscher 16 strömt.
-
Von
dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus wird die Schnittfläche
des Kältemittelströmungswegs in dem zweiten Wärmetauscher 17 größer
festgelegt als die des Kältemittelströmungswegs in
dem ersten Wärmetauscher 16, was dadurch zu einem
kleinen Druckabfall des Kältemittels an dem zweiten Wärmetauscher 17 führt.
Insbesondere kann die Durchgangsschnittfläche des Rohrs 26 des
zweiten Wärmetauschers 17 größer
festgelegt werden als die des Rohrs 26 des ersten Wärmetauschers 16.
Alternativ kann die Anzahl der Rohre 26 des zweiten Wärmetauschers 17 größer
als die der Rohre 26 des ersten Wärmetauschers 16 festgelegt
werden.
-
Die
detaillierten Untersuchungen durch die Erfinder haben herausgefunden,
dass der Durchmesser des Kältemittelströmungswegs
des ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitts 14 und 19 jeweils
gleich 4 mm oder kleiner sein kann, um eine von den ersten und zweiten
Strömungsmengeneinstellabschnitten 14 und 19 durchgeführte
gute Strömungsmengeneinstellfunktion zu zeigen.
-
Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform sind der Verdampfer 15,
die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 und
der Verbindungsblock 31 als eine in 3 gezeigte
integrierte Struktur, das heißt, als die integrierte Verdampfereinheit 21,
zusammenmontiert. Folglich erfordert die integrierte Verdampfereinheit 21 nur
den einen Kältemitteleinlass 33 und den einen
Kältemittelauslass 34.
-
Als
ein Ergebnis wird der eine Kältemitteleinlass 33 beim
Montieren der Kältekreislaufvorrichtung 10 auf
einem Fahrzeug mit der Auslassseite des Expansionsventils 13 verbunden,
und der eine Kältemittelauslass 34 wird mit der Ansaugseite
des Kompressors 11 in der gesamten integrierten Verdampfereinheit 21 verbunden,
wobei darin verschiedene Bestandteile 15, 14, 19 und 31 zusammenarbeiten,
um ein Rohrleitungsverbindungswerk abzuschließen.
-
Gleichzeitig
werden die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 in dem
Behälter 22 der integrierten Verdampfereinheit 21 aufgenommen,
so dass der Innenraum des Behälters des Verdampfers 15 effektiv
als ein Montageraum für die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 verwendet
werden kann, was zu einer Verringerung des Montageraums der integrierten
Verdampfereinheit 21 mit den ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitten 14 und 19 und
dem Verdampfer 15 führt.
-
Andererseits
kann eine getrennte Struktur überlagert werden, so dass
sie den Verdampfer 15 und die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19,
die jeweils als unabhängige Bestandteile ausgebildet sind,
umfasst. Die Bestandteile sind unabhängig an einem Fahrgestellteil, wie
etwa einer Fahrzeugkarosserie, befestigt und über Rohrleitungen
miteinander verbunden. Auf diese Weise kann die integrierte Verdampfereinheit 21 der
vorliegenden Ausführungsform die Montageleistungsfähigkeit
der Kältekreislaufvorrichtung 10 auf dem Fahrzeug
im Vergleich zu einem Fall der Verwendung der vorstehend erwähnten
getrennten Struktur in hohem Maße verbessern. Ferner kann
die integrierte Verdampfereinheit 21 im Vergleich zu dem Fall
der Verwendung der getrennten Struktur eine Verringerung der Anzahl
der Kreislaufbestandteile und der Kosten erreichen.
-
Die
integrierte Verdampfereinheit 21 kann die Länge
von Verbindungsdurchgängen zwischen verschiedenen Bestandteilen 15, 14, 19 und 31 auf ein
kleines Niveau verringern, wodurch ein Druckabfall an dem Kältemittelströmungsweg
verringert wird, während der Wärmeaustausch zwischen
dem Niederdruckkältemittel und der Umgebungsatmosphäre wirksam
verringert wird. Auf diese Weise kann die Kühlfähigkeit
des Verdampfers 15 verbessert werden.
-
Die
Kältemitteldurchgänge 18 und 37 sind
in einem Verbindungsblock 31 ausgebildet, so dass ein Verbindungsblock 31 auch
als ein Kältemitteldurchgangsbildungselement dienen kann,
und dadurch können die Kosten und die Größe
des Kreislaufs verringert werden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Eine
zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezug
auf 5 beschrieben. Die zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der
Kältemittelströmungswegstruktur des Verdampfers 15.
Insbesondere ist, wie in 5 gezeigt, ein Umleitungsdurchgang 18 außerhalb
des Verbindungsblocks 31 ausgebildet, wodurch dem Kältemittel
erlaubt wird, den zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 zu
durchlaufen, um direkt in das rechte Ende des oberen Behälters 24 zu
strömen.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform strömt das Kältemittel,
das, wie durch den Pfeil „a" angezeigt, durch den ersten
Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 in den linken
Raum 40 des oberen Behälters 22 strömt,
nach unten durch den linken Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16,
wie durch den Pfeil „b" angezeigt. Danach strömt
das Kältemittel von dem linken Abschnitt zu dem rechten
Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16, wie durch
den Pfeil „c" angezeigt, und strömt dann nach
oben durch den rechten Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16, wie
durch den Pfeil „d" angezeigt, um in den rechten Raum 41 des
rechten Behälters 22 zu strömen.
-
Das
in den rechten Raum 41 des oberen Behälters 22 strömende
Kältemittel strömt in den rechten Raum 45 des
oberen Behälters 24, wie durch den Pfeil „g"
angezeigt. Nachdem es mit dem Kältemittel, das den zweiten
Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 durchlaufen
hat, vereinigt wurde, strömt das Kältemittel nach
unten durch den rechten Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 17,
wie durch den Pfeil „h" angezeigt. Dann strömt
das Kältemittel durch den unteren Behälter 25 von
dessen rechten Abschnitt zu seinem linken Abschnitt, wie durch den
Pfeil „i" angezeigt und erhebt sich durch den linken Abschnitt
des zweiten Wärmetauschers 17, wie durch den Pfeil „j" angezeigt,
um in den linken Raum 44 des oberen Behälters 24 zu
strömen. Das Kältemittel strömt dann, wie
durch den Pfeil „k" angezeigt, in Richtung des Äußeren
des Verdampfers 15 nach außen.
-
Auch
kann der gesamte Verdampfer 15 in der vorliegenden Ausführungsform
zwei Abschnitte haben, in denen die Trockenheit X des Kältemittels
in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist, wodurch die Wärmeaustauscheigenschaft
in dem gesamten Verdampfer 15 verbessert wird.
-
In
der zweiten Ausführungsform sind die anderen Teile ähnlich
denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
gefertigt.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
Eine
dritte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 6 beschrieben.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform
in der Kältemittelströmungswegstruktur in dem
Verdampfer 15. Insbesondere strömt das Kältemittel,
das den zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 durchlaufen
hat, wie in 6 gezeigt, direkt in das linke
Ende des unteren Behälters 23.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform strömt das Kältemittel,
das, wie durch den Pfeil „a" angezeigt, durch den ersten
Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 in den linken
Raum des oberen Behälters 22 strömt,
nach unten durch den linken Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16,
wie durch den Pfeil „b" angezeigt, um in den linken Abschnitt
des unteren Behälters 23 zu strömen.
-
Das
in den linken Abschnitt des unteren Behälters 23 strömende
Kältemittel wird mit dem Kältemittel, das den
zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 durchlaufen
hat, vereinigt und bewegt sich dann durch den unteren Behälter 23 von
dessen linker Seite zu seiner rechten Seite, wie durch den Pfeil „c"
angezeigt. Danach erhebt sich das Kältemittel durch den
rechten Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16,
wie durch den Pfeil „d" angezeigt, um in den rechten Raum 41 des
oberen Behälters 22 zu strömen.
-
Das
in den rechten Raum 41 des oberen Behälters 22 strömende
Kältemittel strömt, wie durch den Pfeil „g"
angezeigt, in den rechten Raum 45 des oberen Behälters 24 und
fällt dann, wie durch den Pfeil „h" angezeigt,
in dem rechten Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 17 ab.
Das Kältemittel bewegt sich, wie durch den Pfeil „i"
angezeigt, durch den unteren Behälter 25 von dessen
rechtem Abschnitt zu seinem linken Abschnitt und steigt dann, wie
durch den Pfeil „j" gezeigt, durch den linken Abschnitt
des zweiten Wärmetauschers 17 hoch, um in den
linken Raum 44 des rechten Behälters 24 zu strömen.
Dann strömt das Kältemittel, wie durch den Pfeil „k"
gezeigt, in Richtung des Äußeren des Verdampfers 15 aus.
-
Auch
in der vorliegenden Ausführungsform kann der gesamte Verdampfer 15 wie
die zweite Ausführungsform zwei Abschnitte haben, in denen
die Trockenheit X des Kältemittels in einem Bereich zwischen
0,6 und 0,9 ist, wodurch die Wärmeaustauscheigenschaft
des Verdampfers 15 verbessert wird.
-
In
der dritten Ausführungsform können die anderen
Teile ähnlich der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
gemacht werden.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
Eine
vierte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 7 beschrieben.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform
in der Kältemittelströmungswegstruktur des Verdampfers 15.
Insbesondere ist, wie in 7 gezeigt, eine Trennplatte 47 in
der Mitte des unteren Behälters 25 in der Längsrichtung
angeordnet, um das Innere des unteren Behälters 25 in
einen linken Raum 48 und einen rechten Raum 49 zu
unterteilen. Der rechte Raum 49 des unteren Behälters 25 ist
derart aufgebaut, dass er über ein nicht gezeigtes Verbindungsloch
in Verbindung mit einem rechten Abschnitt des unteren Behälters 23 steht.
Ferner ist ein Kältemittelauslass in dem linken Endraum 48 des unteren
Behälters 25 bereitgestellt, und die Trennplatte 43 für
den oberen Behälter 24 ist entfernt.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform fällt das Kältemittel,
das, wie durch den Pfeil „a" angezeigt, durch den ersten
Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 in den linken
Raum 40 des oberen Behälters 22 strömt,
in dem linken Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16 ab,
wie durch den Pfeil „b" gezeigt, um in den linken Abschnitt
des unteren Behälters 23 zu strömen.
-
Das
in den linken Abschnitt des unteren Behälters 23 strömende
Kältemittel wird mit dem Kältemittel vermischt,
das den zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 durchlaufen
hat, und bewegt sich dann, wie durch den Pfeil „c" gezeigt,
durch den unteren Behälter 23 von dessen linker
Seite zu seiner rechten Seite. Das Kältemittel wird in
einen Kältemittelstrom, der, wie durch den Pfeil „d1"
angezeigt, durch den rechten Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16 ansteigt,
und einen Kältemittelstrom, der, wie durch den Pfeil „d2"
angezeigt, in den rechten Raum 49 des unteren Behälters 25 strömt,
geteilt.
-
Das,
wie durch den Pfeil „d1" angezeigt, durch den rechten Abschnitt
des ersten Wärmetauschers 16 ansteigende Kältemittel
strömt in den rechten Raum 41 des oberen Behälters 22,
um, wie durch den Pfeil „g" angezeigt, in den rechten Abschnitt
des oberen Behälters 24 zu strömen.
-
Andererseits
steigt das, wie durch den Pfeil „d2" angezeigt, in den
rechten Raum 49 des unteren Behälters 25 strömende
Kältemittel durch den rechten Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 17,
um, wie durch den Pfeil „d3" angezeigt, in den rechten
Abschnitt des oberen Behälters 24 zu strömen.
Da Kältemittel wird mit dem Kältemittel, das den
rechten Abschnitt des ersten Wärmetauschers 16 durchlaufen hat,
vermischt und bewegt sich dann durch den oberen Behälter 24 von
dessen rechter Seite zu seiner linken Seite, wie durch den Pfeil „d4"
angezeigt. Ferner fällt das Kältemittel, wie durch
den Pfeil „h" angezeigt, durch den linken Abschnitt des
zweiten Wärmtauschers 17 nach unten, um in den
linken Raum 48 des unteren Behälters 25 zu
strömen. Dann strömt das Kältemittel,
wie durch den Pfeil „k" angezeigt, in Richtung des Äußeren
des Verdampfers 15.
-
Auch
in der vorliegenden Ausführungsform kann der gesamte Verdampfer 15 wie
die dritte Ausführungsform zwei Abschnitte haben, in denen
die Trockenheit X des Kältemittels in einem Bereich zwischen
0,6 und 0,9 ist, wodurch die Wärmeaustauscheigenschaft
in dem gesamten Verdampfer 15 verbessert wird.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
Eine
fünfte Ausführungsform der Erfindung wird nun
unter Bezug auf 8 beschrieben. Die fünfte
Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform
in der Kältemittelströmungswegstruktur des Verdampfers 15.
Insbesondere sind, wie in 8 gezeigt,
die Trennplatten 39 und 43 für die oberen
Behälter 22 und 24 entfernt, und das
Verbindungsloch zum Verbinden des oberen Behälters 22 mit
dem unteren Behälter 24 ist entfernt. Ein Innenraum
des unteren Behälters 23 ist über ein
(nicht gezeigtes) Verbindungsloch in Verbindung mit einem Innenraum
des unteren Behälters 26 gebracht.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform fällt das, wie
durch den Pfeil „a" gezeigt, durch den ersten Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 in
den Innenraum des oberen Behälters 22 strömende
Kältemittel, wie durch den Pfeil „b" gezeigt,
durch den ersten Wärmetauscher 16 herunter, um
in den unteren Behälter 23 zu strömen.
-
Das
in den unteren Behälter 23 strömende Kältemittel
wird mit dem durch den zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 in
den unteren Behälter 23 strömenden Kältemittel
vereinigt und strömt dann, wie durch den Pfeil „g"
angezeigt, in den unteren Behälter 25. Das Kältemittel
steigt, wie durch den Pfeil „j" angezeigt, durch den zweiten
Wärmetauscher 17, um in den oberen Behälter 24 zu
strömen, und strömt dann, wie durch den Pfeil „k"
angezeigt, in Richtung des Äußeren des Verdampfers 15.
-
Auch
in der vorliegenden Ausführungsform kann der gesamte Verdampfer 15 wie
die dritte Ausführungsform zwei Abschnitte haben, in denen
die Trockenheit X des Kältemittels in einem Bereich zwischen
0,6 und 0,9 ist, wodurch die Wärmeaustauscheigenschaft
in dem gesamten Verdampfer 15 verbessert wird.
-
(Sechste Ausführungsform)
-
Eine
sechste Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezug
auf 9 beschrieben. Die sechste Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
darin, dass der erste Strömungsmengeneinstellabschnitt 14,
wie in 9 gezeigt, entfernt ist. Das heißt, der
zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 wird
nur als ein einziger Strömungsmengeneinstellmechanismus verwendet.
-
Auf
diese Weise stellt der Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 die
Strömungsmenge des Kältemittels in dem Umleitungsdurchgang 18 ein.
Als ein Ergebnis wird auch die Strömungsmenge des Kältemittels,
das in den ersten Wärmetauscher 16 strömt,
eingestellt, und dadurch können die gleiche Wirkung und
der Betrieb wie die der ersten Ausführungsform erhalten
werden. Die sechste Ausführungsform ist nicht mit dem Strömungsmengeneinstellabschnitt 14 in
dem Kältemittelkreislauf der vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsform versehen, wodurch die Kosten des Kreislaufs
gesenkt werden.
-
(Siebte Ausführungsform)
-
In
den vorstehend beschriebenen ersten bis sechsten Ausführungsformen
umfasst der Verdampfer 15 die ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17.
In einer siebten Ausführungsform der Erfindung umfasst
ein Verdampfer 15, wie in 10 gezeigt, neben
den ersten und zweiten Wärmetauschern 16 und 17 einen
dritten Wärmetauscher 50.
-
Das
Beispiel von 10 unterscheidet sich von der
dritten Ausführungsform darin, dass der dritte Wärmetauscher 50 mit
der Auslassseite des zweiten Wärmetauschers 17 verbunden
ist und ein zweiter Umleitungsdurchgang 51 zum Umgehen
der ersten und zweiten Wärmetauscher 16 und 17 von
einem Verzweigungsabschnitt V zwischen der Auslassseite des thermischen
Expansionsventils 13 und dem Verzweigungsabschnitt Y verzweigt.
Ferner ist die stromabwärtige Seite des zweiten Umleitungsdurchgangs 51 mit
einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des zweiten Wärmetauschers 17 und
der Einlassseite des dritten Wärmetauschers 50 verbunden, und
ein dritter Strömungsmengeneinstellabschnitt 52 ist
in dem zweiten Umleitungsdurchgang 51 angeordnet.
-
Der
dritte Strömungsmengeneinstellabschnitt 52 kann
aus einer festen Drossel, insbesondere einer Verengung oder einer
Kapillarröhre, aufgebaut sein. In 10 verzweigt
der zweite Umleitungsdurchgang 51 von dem Verzweigungsabschnitt V
und wird an einem Vereinigungsabschnitt W mit dem Hauptstrom von
den ersten und zweiten Wärmetauschern 16, 17 vereinigt.
-
Auch
in der vorliegenden Ausführungsform können die
ersten bis dritten Wärmetauscher 16, 17 und 50 jeweilige
Abschnitte haben, in denen die Trockenheit X des Kältemittels
zwischen 0,6 und 0,9 ist, um dadurch die Wärmeaustauscheigenschaft
des Verdampfers 15 weiter zu verbessern.
-
(Achte Ausführungsform)
-
In
der siebten Ausführungsform ist der dritte Wärmetauscher 50 mit
der Auslassseite des zweiten Wärmetauschers 17 verbunden.
In einer achten Ausführungsform ist der dritte Wärmetauscher 50 jedoch, wie
in 11 gezeigt, mit der Einlassseite des zweiten Wärmetauschers 17 verbunden.
-
In
dem Beispiel von 11 sind der erste Wärmetauscher 16 und
der dritte Wärmetauscher 50 parallel zu dem Kältemittelstrom
angeordnet.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform ist nur der zweite Strömungsmengeneinstellabschnitt 19 als der
Strömungsmengeneinstellmechanismus bereitgestellt und geeignet,
die Strömungsmenge des durch den Umleitungsdurchgang 18 strömenden
Kältemittels einzustellen. Als ein Ergebnis werden auch die
Strömungsmengen des in die ersten und dritten Wärmetauscher 16 und 50 strömenden
Kältemittels eingestellt.
-
Auf
diese Weise kann die vorliegende Ausführungsform die gleiche
Wirkung und den Betrieb wie die in der vierten Ausführungsform
zeigen.
-
(Andere Ausführungsformen)
-
Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend offenbarten Ausführungsformen
beschränkt, und verschiedene Modifikationen können
wie folgt an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden.
- (1) Wenngleich in der ersten Ausführungsform
der Verdampfer 15, die ersten und zweiten Strömungsmengeneinstellabschnitte 14 und 19 und der
Verbindungsblock 31 integral miteinander hartverlötet
sind, um die jeweiligen Bestandteile der integrierten Verdampfereinheit 21 integral
zusammen zu montieren, können die Bestandteile auch durch
irgendeines von vielfältigen Arten von Befestigungsmitteln,
einschließlich Schrauben, Verstemmen, Schweißen,
Klebstoff und ähnliches außer Hartlöten,
integral zusammen montiert werden.
- (2) Wenngleich jede der vorstehend erwähnten Ausführungsformen
den unterkritischen Dampfkompressionskältemittelkreislauf
unter Verwendung von Kältemittel, dessen hochdruckseitiger
Druck den kritischen Druck nicht übersteigt, wie etwa eines
Flon-basierten oder HC-basierten Kältemittels, beschrieben
hat, kann die Erfindung auf einen überkritischen Dampfkompressionskältemittelkreislauf
unter Verwendung von Kältemittel, dessen hochdruckseitiger
Druck den kritischen Druck übersteigt, wie etwa Kohlendioxid
(CO2), angewendet werden.
Da das von
dem Kompressor 11 ausgestoßene Kältemittel
in dem überkritischen Kältemittelkreislauf an
dem Strahler 12 nur in einem überkritischen Zustand
Wärme abstrahlt, ohne kondensiert zu werden, kann der auf
der Hochdruckseite angeordnete Flüssigkeitssammler 12a nicht
die Wirkungen des Abscheidens von Kältemittel in flüssige
und Gasphasen und des Zurückhaltens des überschüssigen
flüssigphasigen Kältemittels zeigen. Ein Sammler,
der als ein niederdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider
dient, kann in dem überkritischen Kreislauf auf der Auslassseite des
Verdampfers 15 angeordnet werden, und/oder der Flüssigkeitssammler 12a kann
weggelassen werden.
- (3) Wenngleich in der vorstehend erwähnten Ausführungsform
jeder der Strömungsmengeneinstellabschnitte 14, 19 und 52 aus
der festen Drossel, wie etwa der Verengung oder der Kapillarröhre,
aufgebaut ist, können die Strömungsmengeneinstellabschnitte 14, 19 und 52 eine
variable Drossel, wie etwa ein elektrisches Steuerventil, dessen Öffnungsgrad
(ein Durchgangsdrosselöffnungsgrad) durch einen elektrischen
Aktuator einstellbar ist, sein. Alternativ können die Strömungsmengeneinstellabschnitte 14, 19 und 52 aus
einer Kombination einer festen Drossel und einer variablen Drossel
aufgebaut sein.
- (4) Wenngleich in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen
der gemeinsame Raum, der gekühlt werden soll, von den Wärmetauscher 16, 17 und 15 gekühlt
werden soll, können unter Verwendung der Wärmetauscher 16, 17 und 50 verschiedene
interessierende Räume gekühlt werden.
- (5) In der ersten Ausführungsform sind das thermische
Expansionsventil 13 und der Temperaturabtastabschnitt 13a getrennt
von der integrierten Verdampfereinheit 21 aufgebaut. Das
thermische Expansionsventil 13 und der Temperaturabtastabschnitt 13a können
jedoch integral zu der integrierten Verdampfereinheit 21 zusammen montiert
werden. Zum Beispiel können das thermische Expansionsventil 13 und
der Temperaturabtastabschnitt 13a in dem Verbindungsblock 31 der
integrierten Verdampfereinheit 21 aufgenommen werden. In
diesem Fall ist der Kältemitteleinlass 33 zwischen
dem Flüssigkeitssammler 12a und dem thermischen
Expansionsventil 13 positioniert, und ein Kältemittelauslass 34 ist
zwischen dem Kompressor 11 und einem Durchgangsteil, der
mit dem Temperaturabtastabschnitt 13a versehen ist, positioniert.
- (6) Wenngleich jede der vorstehend erwähnten Ausführungsformen
die Kältekreislaufvorrichtung für ein Fahrzeug
beschrieben hat, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
Die Erfindung kann in der gleichen Weise auch auf einen festen Kältekreislauf
oder ähnliches angewendet werden.
-
Wenn
die Verdampfereinheit in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
umfasst: einen ersten Wärmetauscher 16, der aufgebaut
ist, um den Wärmeaustausch zwischen Kältemittel,
das von einem Kältemitteleinlass 33 in ihn strömt,
und Luft durchzuführen; einen Umleitungsdurchgang 18, durch
den das von dem Kältemitteleinlass strömende Kältemittel
strömt, während es den ersten Wärmetauscher 16 umgeht;
einen zweiten Wärmetauscher 17, der aufgebaut
ist, um den Wärmetausch zwischen Luft und vermischtem Kältemittel,
in dem das Kältemittel, das den ersten Wärmetauscher 16 durchlaufen
hat, und das Kältemittel, das den Umleitungsdurchgang 18 durchlaufen
hat, vermischt sind, durchzuführen; und einen Strömungsmengeneinstellabschnitt
(14, 19), der aufgebaut ist, um eine Strömungsmenge
des durch den ersten Wärmetauscher 16 strömenden
Kältemittels und eine Strömungsmenge des durch
den Umleitungsdurchgang 18 strömenden Kältemittels
einzustellen, können die anderen Teile geeignet geändert
werden. Selbst in diesem Fall ist es möglich, dass die
Verdampfereinheit mehrere Abschnitte hat, in denen die Trockenheit des
Kältemittels in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,9 ist.
Folglich kann die Wärmeaustauschleistung in der gesamten
Verdampfereinheit verbessert werden.
-
Es
versteht sich, dass derartige Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie er
durch die beigefügten Patentansprüche definiert
ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-144395
A [0002]