DE102008050858A1 - Kältekreislaufvorrichtung - Google Patents

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DE102008050858A1
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Yohei Kariya-shi Nagano
Gota Kariya-shi Ogata
Koichi Kariya-shi Kawabata
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Abstract

Eine Kältekreislaufvorrichtung (10) umfasst einen ersten Verzweigungsabschnitt (100) mit verzweigten ersten und zweiten Kältemitteldurchgängen (13, 14), einen Ejektor (17), der sich in dem ersten Kältemitteldurchgang (13) befindet, einen ersten Verdampfer (18), der sich in dem ersten Kältemitteldurchgang (13) befindet, um aus dem Ejektor (17) strömendes Kältemittel zu verdampfen, einen Verzweigungsdurchgang (19), durch den Kältemittel stromaufwärtig von einem Düsenabschnitt (17a) des Ejektors (17) in eine Kältemittelsaugöffnung (17b) des Ejektors (17) strömt, eine erste Drossel (20), die in dem Verzweigungsdurchgang (19) bereitgestellt ist, einen zweiten Verdampfer (21), der sich in dem Verzweigungsdurchgang (19) befindet, um das aus der ersten Drossel (20) strömende Kältemittel zu verdampfen, eine zweite Drossel (37), die in dem zweiten Kältemitteldurchgang (14) bereitgestellt ist, und einen dritten Verdampfer (38), der in dem zweiten Kältemitteldurchgang (14) angeordnet ist, um das aus der zweiten Drossel (37) strömende Kältemittel zu verdampfen. Außerdem ist ein Druckabfallerzeugungsabschnitt (16) angeordnet, um einen Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang (13) zu erzeugen, wodurch bewirkt wird, dass das Kältemittel leicht in den zweiten Kältemitteldurchgang (14) strömt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor und mehreren Verdampfern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Herkömmlicherweise ist eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor und mehreren Verdampfern bekannt (z. B. JP-A-2007-24412 ). Die mehreren Verdampfer der Kältekreislaufvorrichtung umfassen einen ersten Verdampfer, der angeordnet ist, um Kältemittel stromabwärtig von dem Ejektor zu verdampfen, und mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors verbunden ist, einen zweiten Verdampfer, der mit einer Kältemittelsaugöffnung des Ejektors verbunden ist, und einen dritten Verdampfer mit einem Kältemittelauslass, der mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors verbunden ist. Der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer sind als eine Verdampfereinheit integriert, und die Verdampfereinheit ist angeordnet, um einen ersten Raum, der gekühlt werden soll, zu kühlen. Im Gegensatz dazu ist der dritte Verdampfer angeordnet, um einen zweiten Raum, der gekühlt werden soll, zu kühlen.
  • Jedoch ist in der Kältekreislaufvorrichtung mit dem Ejektor gemäß Experimenten durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung die Kühlkapazität des dritten Verdampfers zum Kühlen des zweiten Raums, der gekühlt werden soll, niedriger als die Kühlkapazität der Verdampfereinheit zum Kühlen des ersten Raums, der gekühlt werden soll. Daher ist es schwierig, die Kühlkapazität des dritten Verdampfers zu verbessern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Angesichts der vorangehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor und mehreren Verdampfern bereitzustellen, in denen die Kühlkapazitäten der mehreren Verdampfer wirksam verbessert werden können.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die einen Ejektor, erste und zweite Verdampfer hat, die sich stromabwärtig von dem Ejektor in einem ersten Kältemitteldurchgang befinden, und einen dritten Verdampfer, der sich in einem zweiten Kältemitteldurchgang befindet, der von dem ersten Kältemitteldurchgang verzweigt ist, in dem ein Druckabfallerzeugungsabschnitt bereitgestellt ist, um einen Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang zu erzeugen, um dadurch zu bewirken, dass das Kältemittel leicht in den zweiten Kältemitteldurchgang strömt. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlkapazität des dritten Verdampfers in der Kältekreislaufvorrichtung zu verbessern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor, der aufgebaut ist, um Kältemittel anzusaugen und zu komprimieren, einen Strahler, der aufgebaut ist, um von dem Kompressor ausgestoßenes Hochdruckkältemittel zu kühlen, einen ersten Verzweigungsabschnitt, der aufgebaut ist, um das von dem Strahler strömende Kältemittel in erste und zweite Flüsse zu verzweigen, erste und zweite Kältemitteldurchgänge, in denen das Kältemittel des ersten Flusses und das Kältemittel des zweiten Flusses, die an dem ersten Verzweigungsabschnitt verzweigt werden, jeweils strömen, einen Verbindungsabschnitt, der aufgebaut ist, um das aus dem ersten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel und das aus dem zweiten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel zu vereinigen, einen zweiten Verzweigungsabschnitt, der aufgebaut ist, um das Kältemittel des ersten Flusses in dem ersten Kältemitteldurchgang zu verzweigen, einen Ejektor, der in dem ersten Kältemitteldurchgang angeordnet ist und einen Düsenabschnitt hat, der aufgebaut ist, um das aus dem zweiten Verzweigungsabschnitt in den ersten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel zu dekomprimieren, einen ersten Verdampfer, der sich in dem ersten Kältemitteldurchgang befindet, um das aus dem Ejektor strömende Kältemittel zu verdampfen, einen Verzweigungsdurchgang, durch den das an dem zweiten Verzweigungsabschnitt verzweigte Kältemittel in die Kältemittelsaugöffnung des Ejektors strömt, einen ersten Drosselabschnitt, der in dem Verzweigungsdurchgang bereitgestellt ist, um das von dem zweiten Verzweigungsabschnitt in den Verzweigungsdurchgang strömende Kältemittel zu dekomprimieren, einen zweiten Verdampfer, der sich in dem Verzweigungsdurchgang befindet, um das aus dem ersten Drosselabschnitt strömende Kältemittel zu verdampfen, einen zweiten Drosselabschnitt, der in dem zweiten Kältemitteldurchgang bereitgestellt ist, um das aus dem ersten Verzweigungsabschnitt in den zweiten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel zu dekomprimieren, einen dritten Verdampfer, der sich in dem zweiten Kältemitteldurchgang befindet, um das aus dem zweiten Drosselabschnitt strömende Kältemittel zu verdampfen, und einen Druckabfallerzeugungsabschnitt, der aufgebaut ist, um einen Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang zu erzeugen.
  • Entsprechend ist es möglich, eine Strömungsmenge des Kältemittels, das in den ersten Kältemitteldurchgang strömt, und eine Strömungsmenge des Kältemittels, das in den zweiten Kältemitteldurchgang strömt, geeignet zu verteilen, wodurch die Kühlkapazitäten der ersten bis dritten Verdampfer verbessert werden. Insbesondere da der Druckabfallerzeugungsabschnitt aufgebaut ist, um den Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang zu erzeugen, strömt das Kältemittel leicht von dem ersten Verzweigungsabschnitt in den zweiten Kältemitteldurchgang, wodurch die Strömungsmenge des Kältemittels, das in den dritten Verdampfer strömt, erhöht wird. Auf diese Weise kann die Kühlkapazität des dritten Verdampfers in der Kältekreislaufvorrichtung, in der der erste Kältemitteldurchgang und der zweite Kältemitteldurchgang an dem Verbindungsabschnitt vereinigt werden, wirksam verbessert werden, so dass der Kältemitteldruck (die Kältemitteltemperatur) des dritten Verdampfers gleich dem Kältemitteldruck (der Kältemitteltemperatur) des ersten Verdampfers ist.
  • Zum Beispiel sind der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer angeordnet, um Luft, die in einen ersten zu kühlenden Raum geblasen werden soll, zu kühlen, und der dritte Verdampfer ist angeordnet, um Luft zu kühlen, die in einen zweiten zu kühlenden Raum geblasen werden soll. In diesem Fall kann der zweite Raum unter Verwendung des dritten Verdampfers auf eine geeignete Temperatur ausreichend gekühlt werden. Der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer können in einer Strömungsrichtung der Luft, die in Richtung des ersten zu kühlenden Raums strömt, nacheinander angeordnet sein, und der zweite Verdampfer kann in der Luftströmungsrichtung stromabwärtig von dem ersten Verdampfer angeordnet sein.
  • Der Druckabfallerzeugungsabschnitt kann in dem ersten Kältemitteldurchgang an einer Position von dem ersten Verzweigungsabschnitt zu dem Düsenabschnitt angeordnet werden, kann in dem ersten Kältemitteldurchgang an einer Position von einem Kältemittelauslass des Ejektors zu dem Verbindungsabschnitt angeordnet werden, kann in dem ersten Kältemitteldurchgang an einer Position von dem Kältemittelauslass des ersten Verdampfers zu dem Verbindungsabschnitt angeordnet werden oder kann in dem ersten Kältemitteldurchgang angeordnet werden, um einen Drosselmechanismus zu haben, der aufgebaut ist, um das Kältemittel in dem ersten Kältemitteldurchgang zu dekomprimieren.
  • Der erste Kältemitteldurchgang kann mit einem Durchgangsabschnitt bereitgestellt werden, der eine Durchgangsquerschnittfläche hat, die kleiner als eine Durchgangsquerschnittfläche des zweiten Kältemitteldurchgangs ist. In diesem Fall kann der Druckabfallerzeugungsabschnitt aus dem Durchgangsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang aufgebaut sein.
  • Alternativ kann der Druckabfallerzeugungsabschnitt eine Druckabfallerzeugungseinrichtung sein, die in dem ersten Verzweigungsabschnitt bereitgestellt ist. In diesem Fall ist der erste Verzweigungsabschnitt derart aufgebaut, dass er eine Druckabfallerzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Druckabfalls in dem ersten Kältemitteldurchgang hat, so dass eine Zuströmungsrichtung des von dem ersten Verzweigungsabschnitt in den ersten Kältemitteldurchgang strömenden Kältemittels relativ zu einer Zuströmungsrichtung des in den ersten Verzweigungsabschnitt strömenden Kältemittels kleiner als eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels ist, das von dem ersten Verzweigungsabschnitt in den zweiten Kältemitteldurchgang strömt.
  • Alternativ kann der Druckabfallerzeugungsabschnitt eine Druckabfallerzeugungseinrichtung sein, die in dem Verbindungsabschnitt bereitgestellt ist. In diesem Fall ist der Verbindungsabschnitt derart aufgebaut, dass die Druckabfallerzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Druckabfalls in dem ersten Kältemitteldurchgang, so dass die Zuströmungsrichtung des Kältemittels, das von dem ersten Kältemitteldurchgang in den Verbindungsabschnitt strömt, relativ zu einer Ausströmungsrichtung des aus dem Verbindungsabschnitt strömenden Kältemittels kleiner als eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels ist, das von dem zweiten Kältemitteldurchgang in den Verbindungsabschnitt strömt.
  • Außerdem können in der Kältekreislaufvorrichtung der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer integriert werden, um eine einzige Verdampfereinheit zu bilden. In diesem Fall können der Ejektor, der Verzweigungsdurchgang und der erste Drosselabschnitt integral zu der Verdampfereinheit zusammenmontiert werden.
  • In der Kältekreislaufvorrichtung kann eine von dem Druckabfallerzeugungsabschnitt getrennte Dekompressionseinheit in dem ersten Kältemitteldurchgang angeordnet werden, um das Kältemittel zu dekomprimieren, bevor es in den Düsenabschnitt des Ejektors strömt. Als ein Beispiel ist der Druckabfallerzeugungsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang von der Dekompressionseinheit zu einem Einlass des Düsenabschnitts des Ejektors angeordnet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, offensichtlich, wobei:
  • 1 ein Kältemittelkreisdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor und mehreren Verdampfern gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine schematische Perspektivansicht ist, die die Struktur einer integrierten Einheit der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 3 ein Mollier-Diagramm ist, das Kältemittelzustände eines Kältemittelkreislaufs in der Kältekreislaufvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4 ein Diagramm ist, das die Kühlleistung der Kältekreislaufvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5 ein Kältemittelkreisdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor und mehreren Verdampfern gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 6 ein Mollier-Diagramm ist, das Kältemittelzustände eines Kältemittelkreislaufs in der Kältekreislaufvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Eine Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird die Kältekreislaufvorrichtung 10 typischerweise für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet. In der Kältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform wird ein Kompressor 11 zum Ansaugen und Komprimieren von Kältemittel von einem (nicht gezeigten) Motor für den Fahrzeugbetrieb über eine Riemenscheibe, einen Riemen und ähnliches drehend angetrieben.
  • Als der Kompressor 11 kann entweder ein Kompressor mit variabler Verdrängung verwendet werden, um fähig zu sein, eine Kältemittelausstoßkapazität durch eine Änderung des Ausstoßvolumens einzustellen, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung zum Einstellen einer Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern einer Betriebsauslastung des Kompressors durch die intermittierende Verbindung einer elektromagnetischen Kupplung. Wenn ein elektrischer Kompressor als der Kompressor 11 verwendet wird, kann der Kompressor 11 die Kältemittelausstoßkapazität durch Einstellen der Anzahl von Umdrehungen eines Elektromotors einstellen.
  • Ein Kältemittelstrahler 12 ist auf der Kältemittelausstoßseite des Kompressors 11 angeordnet. Der Strahler 12 tauscht Wärme zwischen Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und Außenluft (d. h. Luft außerhalb des Fahrgastraums), die von einem (nicht gezeigten) Kühlventilator geblasen wird, aus, um das Hochdruckkältemittel zu kühlen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Flon-basiertes Kältemittel oder ein HC-basiertes Kältemittel als das Kältemittel für die Kältekreislaufvorrichtung 10 verwendet, um einen unterkritischen Dampfkompressions-Kältekreislauf zu bilden, in dem ein Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Auf diese Weise dient der Strahler 12 als ein Kondensator zum Kühlen und Kondensieren des Kältemittels.
  • Ein Flüssigkeitssammler 12a ist auf der Kältemittelauslassseite des Strahlers 12 bereitgestellt. Der Flüssigkeitssammler 12a hat eine vertikal ausgerichtete Behälterform, die wohlbekannt sein sollte, und dient als ein Gas-Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden des aus dem Strahler 12 strömenden Kältemittels in gasförmige und flüssige Phasen, um das überschüssige flüssige Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf zu lagern. Das flüssige Kältemittel wird derart geleitet, dass es von dem unteren Teil des Inneren der Behälterform an den Auslass des Flüssigkeitssammlers 12a strömt. Der Flüssigkeitssammler 12a kann in der vorliegenden Ausführungsform integral mit dem Strahler 12 gebildet werden oder kann getrennt von dem Strahler 12 gebildet werden.
  • Der Strahler 12 kann die bekannte Struktur mit einem ersten Wärmetauschabschnitt für die Kondensation auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms, den Flüssigkeitssammler 12a zum Aufnehmen des Kältemittels, das von dem ersten Wärmetauschabschnitt für die Kondensation eingeleitet wird, um das Kältemittel in gasförmige und flüssige Phasen abzuscheiden, und einen zweiten Wärmetauschabschnitt zum Unterkühlen des gesättigten flüssigen Kältemittels von dem Flüssigkeitssammler 12a haben. Alternativ kann der Flüssigkeitssammler 12a weggelassen werden.
  • Ein erster Verzweigungsabschnitt 100 ist stromabwärtig von dem Flüssigkeitssammler 12a angeordnet, um einen Strom von Kältemittel, das aus dem Flüssigkeitssammler 12a strömt, in zwei Kältemittelflüsse zu verzweigen. Zum Beispiel ist der erste Verzweigungsabschnitt 100 aus einer Dreiwegeverbindung mit einem einzigen Kältemitteleinlass 100a und zwei Kältemittelauslässen 100b, 100c aufgebaut. Zum Beispiel ist die Kältekreislaufvorrichtung 10 mit dem einzigen Kältemitteleinlass 110a, dem einen Kältemittelauslass 100b als einem ersten Kältemittelauslass und einem anderen Kältemittelauslass 100c als einem zweiten Kältemittelauslass versehen.
  • Der erste Kältemittelauslass 100b des ersten Verzweigungsabschnitts 100 ist über einen ersten Kältemitteldurchgang 13 mit einem Verbindungsabschnitt 110 verbunden, und der zweite Kältemittelauslass 100c des ersten Verzweigungsabschnitts 100 ist über einen zweiten Kältemitteldurchgang 14 mit dem Verbindungsabschnitt 110 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 110 befindet sich auf einer Kältemittelansaugseite des Kompressors 11, so dass die ersten und zweiten Kältemittelströme, die an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigt werden, an dem Verbindungsabschnitt 110 vereinigt werden. Der Verbindungsabschnitt 110 ist eine Dreiwege-Verbindung mit einem Kältemitteleinlass 110a, der mit dem ersten Kältemitteldurchgang 13 verbunden ist, einem Kältemitteleinlass 110b, der mit dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 verbunden ist, und einem Kältemittelauslass 110c, der mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 verbunden ist.
  • Ein erstes Expansionsventil 15 ist in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 angeordnet, in dem das Kältemittel des ersten Flusses, der an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigt wird, strömt. Das erste Expansionsventil 15 dient als ein thermisches Expansionsventil zum Dekomprimieren des flüssigen Kältemittels von dem Flüssigkeitssammler 12a durch den ersten Verzweigungsabschnitt 100 und hat einen Temperaturabtastabschnitt 15a, der auf einer kältemittelstromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 18 angeordnet ist. Das heißt, der Temperaturabtastabschnitt 15a ist auf der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 angeordnet.
  • Das erste Expansionsventil 15 erfasst einen Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der kältemittelstromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 18 basierend auf der Temperatur und dem Druck des Kältemittels auf der kältemittelstromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 18 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13. Das erste Expansionsventil 15 stellt seinen Ventilöffnungsgrad derart ein, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfers 18 ein vorher festgelegter vorgegebener Wert ist, während eine Kältemittelströmungsmenge, wie allgemein bekannt, eingestellt werden kann.
  • Außerdem kann als das erste Expansionsventil 15 ein mechanisches thermisches Expansionsventil oder ein elektrisches Expansionsventil verwendet werden. Wenn das elektrische Expansionsventil als das erste Expansionsventil 15 verwendet wird, wird ein Ventilöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 15 basierend auf Erfassungssignalen eines Kältemitteltemperatursensors und eines Kältemitteldrucksensors, die sich auf einer kältemittelstromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 18 befinden, elektrisch eingestellt.
  • Ein Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 ist in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 auf einer kältemittelstromabwärtigen Seite des ersten Expansionsventils 15 angeordnet, um einen Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 zu erzeugen. Zum Beispiel ist der Druckabfallerzeugungsabschnitt 16 ein Drosselabschnitt, der aufgebaut ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren.
  • Das erste Expansionsventil 15 ist angeordnet, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels an dem Kältemittelauslass des ersten Verdampfers 18 einzustellen. Im Gegensatz dazu ist der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 angeordnet, um einen Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 zu erzeugen, in dem das an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigte Kältemittel strömt, wodurch ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge des Kältemittels, das in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, und einer Strömungsmenge des in dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömenden Kältemittels eingestellt wird.
  • Da der Druckabfallerzeugungsabschnitt 16 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 angeordnet ist, kann die Strömungsmenge des Kältemittels, das in den zweiten Kältemitteldurchgang strömt, zwischen den Kältemittelströmen, die an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigt werden, erhöht werden. Als der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 kann eine feste Drossel, wie etwa eine Kapillarröhre oder eine Verengung, oder eine variable Drossel verwendet werden.
  • Ein Ejektor 17 ist auf einer Auslassseite des Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 angeordnet. Der Ejektor 17 dient als eine Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels und auch als eine Kältemittelzirkulationseinrichtung (kinetische Vakuumpumpe) zum Zirkulieren des Kältemittels durch eine Saugwirkung (eine Mitführungswirkung) eines Kältemittelstroms, der mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird.
  • Der Ejektor 17 umfasst einen Düsenabschnitt 17a, der die Durchgangsschnittfläche des Kältemittels, das den Druckabfallerzeugungsabschnittmechanismus 16 durchlaufen hat, verringert, um das Kältemittel isentrop zu dekomprimieren und expandieren. Der Ejektor 17 umfasst auch eine Kältemittelsaugöffnung 17b, die in dem gleichen Raum wie eine Kältemitteldüsenöffnung des Düsenabschnitts 17a angeordnet ist, um das gasphasige Kältemittel von einem zweiten Verdampfer 21, der später beschrieben werden soll, anzusaugen.
  • In dem Ejektor 17 ist ein Mischabschnitt 17c in einem Kältemittelstrom auf einer stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitt 17a und der Kältemittelsaugöffnung 17b angeordnet, um den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom, der von dem Düsenabschnitt 17a ausgestoßen wird, mit dem Ansaugkältemittel zu mischen, das von der Kältemittelsaugöffnung 17b gesaugt wird. Außerdem ist ein Diffusorabschnitt 17d, der als ein Druckerhöhungsabschnitt dient, in dem Ejektor auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms des Mischabschnitts 17c bereitgestellt. Der Diffusorabschnitt 17d ist in dem Ejektor 17 in einer derartigen Form ausgebildet, dass die Durchgangsschnittfläche des Kältemittels allmählich zunimmt, und hat eine Wirkung, die Geschwindigkeit des Kältemittelstroms zu senken, um den Kältemitteldruck zu erhöhen, das heißt, eine Wirkung der Umwandlung von Geschwindigkeitsenergie in dessen Druckenergie.
  • Der Ejektor 17 hat eine Form, die sich im Wesentlichen zylindrisch in einer länglichen Weise in einer Längsrichtung erstreckt. Der Ejektor 17 umfasst einen Kältemittelstromeinlass des Düsenabschnitts 17a, der sich auf einer seiner Endseiten in der Längsrichtung befindet (in 1 gezeigt auf dessen linker Endseite) und einen Kältemittelauslass des Diffusorabschnitts 17d, der sich auf dessen anderer Endseite in der Längsrichtung befindet (in 1 gezeigt auf dessen rechter Endseite). Die Kältemittelsaugöffnung 17b ist zwischen dem Kältemittelstromeinlass und der Kältemittelausstoßöffnung in der Längsrichtung des Ejektors 17 (in 1 gezeigt der Richtung von links nach rechts) angeordnet. Die Kältemittelauslassseite des Diffusorabschnitts 17d des Ejektors 17 ist mit dem ersten Verdampfer 18 verbunden, und die Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfers 18 ist mit dem Kältemitteleinlass 110a des Verbindungsabschnitts 110 verbunden.
  • Ein zweiter Verzweigungsabschnitt 120 befindet sich in dem ersten Kältemitteldurchgang 13, um das Kältemittel an einer Position zwischen einer stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts 17a des Ejektors 17 und der Auslassseite des Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 zu verzweigen. Ein Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 verzweigt von dem zweiten Verzweigungsabschnitt 120 und ist mit der Kältemittelsaugöffnung 17b des Ejektors 17 verbunden. Der zweite Verzweigungsabschnitt 120 ist eine Dreiwegeverbindung mit einem Kältemitteleinlass 120a und zwei Kältemittelauslässen 120b, 120c.
  • Ein Drosselmechanismusm 20 befindet sich in dem Kältemittelverzweigungsdurchgang 19, um eine Strömungsmenge des in den zweiten Verdampfer 21 strömenden Kältemittels einzustellen und das Kältemittel zu dekomprimieren. Der Drosselmechanismus 20 kann eine feste Drossel, wie etwa eine Kapillarröhre, sein. Der zweite Verdampfer 21 befindet sich in dem Kältemittelverzweigungsdurchgang 19, um das Kältemittel nach dem Durchlaufen des Drosselmechanismus 20 zu verdampfen. Das verdampfte Kältemittel des zweiten Verdampfers 21 wird von der Kältemittelsaugöffnung 17b in den Ejektor 17 gesaugt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Verdampfer 18 und 21, der zweite Verzweigungsabschnitt 120, der Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 und der Drosselmechanismus 20 integral montiert, um eine integrierte Einheit 22 zu bilden. 2 zeigt ein Beispiel für die integrierte Einheit 22.
  • Die zwei Verdampfer 18 und 21 sind integriert, um eine einzige Verdampferstruktur (Verdampfereinheit 23) zu bilden. Ein gewöhnliches elektrisches Gebläse 24 bläst Luft (z. B. Luft, die gekühlt werden soll) in die Richtung des Pfeils „X", so dass die geblasene Luft von den zwei Verdampfern 18, 21 gekühlt wird.
  • Die von den zwei Verdampfern 18, 21 gekühlte klimatisierte Luft wird in einen gemeinsamen Raum 25, der gekühlt werden soll, geschickt. Dies führt zum Kühlen des gemeinsamen Raums 25, der von den zwei Verdampfern 18, 21 gekühlt werden soll. Zum Beispiel ist der gemeinsame Raum 25 ein Vordersitzbereich (Vorderraum) in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs. Der erste Verdampfer 18 ist in einem Luftstrom X in einem stromaufwärtigen Bereich in der Verdampfereinheit 23 positioniert, und der zweite Verdampfer 21 mit einem Kältemittelverdampfungsdruck (einer Kältemittelverdampfungstemperatur), der niedriger als der des ersten Verdampfers 18 ist, ist in dem Luftstrom X in einem stromabwärtigen Bereich in der Verdampfereinheit 23 positioniert. Das heißt, unter den zwei Verdampfern 18 und 21 ist der erste Verdampfer 18, der mit dem ersten Kältemitteldurchgang 13 auf der stromabwärtigen Seite des Ejektors 17 verbunden ist, auf der stromaufwärtigen Seite (Windseite) des Luftstroms X angeordnet, und der zweite Verdampfer 21, der mit der Kältemittelsaugöffnung 17b des Ejektors 17 verbunden ist, ist auf der stromabwärtigen Seite (leewärtige Seite) des Luftstroms X angeordnet.
  • Folglich kann sowohl eine Temperaturdifferenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur des ersten Verdampfer 18 und geblasener Luft als auch eine Temperaturdifferenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur des zweiten Verdampfers 21 und geblasener Luft hinreichend erzielt werden.
  • Nun wird ein Beispiel für die integrierte Einheit 22 mit den zwei Verdampfern 18, 21 unter Bezug auf 2 erklärt. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die zwei Verdampfer 18 und 21 vollständig als eine Verdampfereinheit 23 integriert. Auf diese Weise baut der erste Verdampfer 18 einen Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite des Luftstroms X in der einen integrierten Verdampfereinheit 23 auf, und der zweite Verdampfer 18 baut einen Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Luftstroms X in der einen integrierten Verdampfereinheit 23 auf.
  • Der erste Verdampfer 18 und der zweite Verdampfer 21 haben die gleiche grundlegende Struktur, einschließlich von Wärmetauschabschnitten 18a und 21a und Behältern 18b, 18c, 21b und 21c, die sowohl auf Ober- als auch Unterseiten der Wärmetauschkernabschnitte 18a und 21a angeordnet sind.
  • Jeder der Wärmetauschkernabschnitte 18a, 21a umfasst eine Vielzahl von Rohren 26, die sich jeweils vertikal erstrecken. Zwischen den Rohren 26 ist ein Durchgang ausgebildet, um einem wärmeausgetauschten Medium, das heißt in der vorliegenden Ausführungsform, der Luft, die gekühlt werden soll, zu erlauben, hindurch zu gehen.
  • Lamellen 27 sind zwischen benachbarten Rohren 26 in einer Stapelrichtung der Rohre 26 angeordnet und können an die Rohre 26 hartgelötet sein. Jeder der Wärmetauschkernabschnitte 18a, 21a ist aus einer gestapelten Struktur mit den Rohren 26 und den Lamellen 27 aufgebaut. Diese Rohre 26 und Lamellen 27 sind in der Stapelrichtung (z. B. Links-/Rechtsrichtung oder seitliche Richtung der Wärmetauschkernabschnitte 18a, 21a) abwechselnd gestapelt. In einem anderen Beispiel kann eine Struktur ohne Lamellen 27 verwendet werden.
  • Obwohl 2 nur Teile der Lamellen 27 zeigt, können die Lamellen 27 über die gesamten Bereiche der Wärmetauschkernabschnitte 18a, 21a ausgebildet werden. Die gestapelte Struktur mit den Rohren 26 und den Lamellen 27 ist über jeden der gesamten Bereiche der Wärmetauschkernabschnitte 18a, 21a ausgebildet. Die geblasene Luft von dem elektrischen Gebläse 24 geht durch Hohlräume der gestapelten Struktur.
  • Das Rohr 26 definiert darin einen Kältemitteldurchgang und ist aus einem Flachrohr mit einem flachen Abschnitt aufgebaut, der entlang der Luftströmungsrichtung X 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.
  • Das Rohr 26 des Wärmetauschkernabschnitts 18a und das Rohr 26 des Wärmetauschkernabschnitts 21a definieren jeweils die Kältemitteldurchgänge, die voneinander unabhängig sind. Eine Trennplatte 32 befindet sich in dem oberen Behälter 18b, um einen Innenraum des oberen Behälters 18b in zwei linke und rechte Bereiche 28, 29 in 2 zu unterteilen, und eine Trennplatte 33 befindet sich in dem oberen Behälter 21b, um einen Innenraum des oberen Behälters 21b in zwei linke und rechte Bereiche 30, 31 in 2 zu unterteilen.
  • Aluminium, das ein Metall mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit und Hartlöteigenschaft ist, ist als spezifisches Material für Bestandteile des ersten und zweiten Verdampfers 18, 21, wie etwa das Rohr 26, die Lamelle 27 und die Behälter 18b, 18c, 21b und 21c geeignet. Jeder Bestandteil kann unter Verwendung eines Metalls, wie etwa dem Aluminiummaterial, ausgebildet werden, so dass alle Bestandteile der ersten und zweiten Verdampfer 18 und 21 zusammen montiert und durch Hartlöten integral verbunden werden können.
  • Die ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 sind integriert, um die Verdampfereinheit 23 zu bilden. Als nächstes werden der Ejektor 17, der Kältemittelverzweigungsdurchgang 19, der Drosselmechanismus 20 und ein Verbindungsblock 34 integral an die Verdampfereinheit 23 montiert, um die integrierte Einheit 22 zu bilden. Der Verbindungsblock 34 ist ein Element, das an einen Seitenoberflächenabschnitt der oberen Behälter 18b, 21b der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 hartgelötet ist und aufgebaut ist, um einen einzigen Kältemitteleinlass 35 und einen einzigen Kältemittelauslass 36 der integrierten Einheit 22 aufzubauen. Daher hat die integrierte Einheit 22 eine einfache Rohrleitungsverbindungsstruktur.
  • Der in dem Verbindungsblock 34 bereitgestellte Kältemitteleinlass 35 ist in einen Hauptdurchgang 35a, der sich in Richtung der Einlassseite des Düsenabschnitts 17a des Ejektors 17 erstreckt, und einen Verzweigungsdurchgang 19, der sich in Richtung der Einlassseite des Drosselmechanismus 20 (z. B. Kapillarröhre) erstreckt, verzweigt. In dem Beispiel von 2 ist der zweite Verzweigungsabschnitt 120 in dem Verbindungsblock 34 bereitgestellt, so dass der einzige Kältemitteleinlass 35 und der einzige Kältemittelauslass 36 in der integrierten Einheit 22 ausgebildet werden. Daher kann die Struktur der integrierten Einheit 22 einfach gemacht werden.
  • Als nächstes wird ein Kältemittelstrom in der integrierten Einheit 22 beschrieben. Das in dem Druckabfallerzeugungsabschnitt 16 dekomprimierte Kältemittel strömt von dem Kältemitteleinlass 35 des Verbindungsblocks 34 in die integrierte Einheit 22 und wird an dem zweiten Verzweigungsabschnitt 120, der in dem Verbindungsblock 34 bereitgestellt ist, in den Hauptdurchgang 35a und den Verzweigungsdurchgang 19 verzweigt.
  • Das Kältemittel des Hauptdurchgangs 35a im Inneren des Verbindungsblocks 34 durchläuft den Düsenabschnitt 17a, den Mischabschnitt 17c und den Diffusorabschnitt 17d des Ejektors 17, den rechten Seitenbereich 29 des oberen Behälters 18b des ersten Verdampfers 18, den rechten Seitenbereich des Wärmetauschkernabschnitts 18a, den unteren Behälter 18c, den linken Seitenbereich des Wärmetauschkernabschnitts 18a, den linken Seitenbereich 28 des oberen Behälters 18b des ersten Verdampfers 18 und den Kältemittelauslass 36 und strömt dann in Richtung der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11. Ein Verbindungsloch, durch welches das Kältemittel von dem Diffusorabschnitt 17d des Ejektors 17 in den rechten Seitenbereich 31 des oberen Behälters 21b des zweiten Verdampfers 21 strömt, ist in der Trennplatte 33 bereitgestellt, die sich in dem Behälterinnenraum des oberen Behälters 21b des zweiten Verdampfers 21 befindet.
  • Das Kältemittel des Kältemittelverzweigungsdurchgangs 19 im Inneren des Verbindungsblocks durchläuft den Drosselmechanismus (z. B. Kapillarröhre) 20, der an eine obere Oberfläche der oberen Behälter 18b, 21b hartgelötet ist, den rechten Seitenbereich 31 des oberen Behälters 21b des zweiten Verdampfers 21, den rechten Seitenbereich des Wärmetauschkernabschnitts 21a, den unteren Behälter 21c, den linken Seitenbereich des Wärmetauschkernabschnitts 21a und den linken Seitenbereich 30 des oberen Behälters 21b des zweiten Verdampfers 21 und wird dann in die Kältemittelsaugöffnung 17b des Ejektors 17 gesaugt.
  • Wie in 1 gezeigt, strömt das andere Kältemittel, das an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigt wird, in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 und wird von einem zweiten Expansionsventil, 37, das sich in dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 befindet, dekomprimiert. Ähnlich dem ersten Expansionsventil 15 ist das zweite Expansionsventil 37 ein thermisches Expansionsventil, das allgemein bekannt ist. Das zweite Expansionsventil 37 ist mit einem Temperaturabtastabschnitt 37a versehen, der sich in dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 auf einer stromabwärtigen Seite des dritten Verdampfers 38 in einem Kältemittelstrom befindet. Das zweite Expansionsventil 37 ist aufgebaut, dass es seinen Ventilöffnungsgrad derart einstellt, dass ein Überhitzungsgrad des Kältemittels an dem Kältemittelauslass des dritten Verdampfers 38 sich einem vorgegebenen Wert nähert, der basierend auf einer Kältemitteltemperatur und einem Kältemitteldruck an dem Kältemittelauslass des dritten Verdampfers 38 festgelegt wird. Als das zweite Expansionsventil 37 kann ein thermisches Expansionsventil, das aus einem mechanischen Mechanismus aufgebaut ist, oder ein elektrisches Expansionsventil verwendet werden. Wenn das elektrische Expansionsventil als das zweite Expansionsventil 37 verwendet wird, wird der Ventilöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 37 basierend auf Erfassungssignalen von einem Kältemitteltemperatursensor und einem Kältemitteldrucksensor elektrisch gesteuert.
  • Ein dritter Verdampfer 38 befindet sich in dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 in einem Kältemittelstrom stromabwärtig von dem zweiten Expansionsventil 37. Der dritte Verdampfer 38 ist angeordnet, um Luft zu kühlen (d. h. Luft, die gekühlt werden soll), die von einem elektrischen Gebläse 39 in einen Raum 40 geblasen wird, der gekühlt werden soll. Zum Beispiel ist der Raum 40, der gekühlt werden soll, ein Rücksitzbereich (Rückraum) des Fahrgastraums. In diesem Fall ist die Verdampfereinheit 23 angeordnet, um eine Klimatisierung des Vorderraums in dem Fahrgastraum durchzuführen, und der dritte Verdampfer 38 ist angeordnet, um eine Klimatisierung des Rückraums in dem Fahrgastraum durchzuführen.
  • Der Betrieb der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben. 3 ist ein Mollier-Diagramm, das Kältemittelzustände des Kältemittelkreislaufs in einem Idealbetrieb der Kältekreislaufvorrichtung 10 zeigt.
  • Wenn der Kompressor 11 von dem Fahrzeugmotor angetrieben und betrieben wird, saugt der Kompressor 11 Kältemittel an und stößt das komprimierte Kältemittel in dem Punkt „a" in 3 aus. Das von dem Kompressor 11 ausgestoßene Hochtemperatur- und Hochdruckgaskältemittel strömt in den Strahler 12 und wird abgestrahlt und durch Durchführen eines Wärmeaustausches mit Luft, die von einem Kühlventilator geblasen wird, gekühlt. Das aus dem Strahler 12 strömende Hochdruckkältemittel strömt in den Flüssigkeitssammler 12a, in dem das Kältemittel in Gas- und flüssige Phasen getrennt wird (Punkt „a" → Punkt „b" von 3). Das an dem Sammler 12a abgeschiedene flüssige Kältemittel strömt in den ersten Verzweigungsabschnitt 100 und wird an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigt, um in den ersten Kältemitteldurchgang 13 und den zweiten Kältemitteldurchgang 14 zu strömen.
  • Das von dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömende Kältemittel wird durch das erste Expansionsventil 15 dekomprimiert (Punkt „b" → Punkt „c" von 3).
  • Das von dem ersten Expansionsventil 15 dekomprimierte Kältemittel wird weiter durch den Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 dekomprimiert (Punkt „c" → Punkt „d" von 3). Da der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 aus einem Drosselmechanismus aufgebaut ist, um das Kältemittel weiter zu dekomprimieren, kann der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 verringert werden. Da außerdem der Kältemitteldruck in dem Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 verringert ist, um einen Druckabfall zu bewirken, kann die Strömungsmenge des in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels relativ verringert werden, und die Strömungsmenge des in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömenden Kältemittels kann relativ vergrößert werden.
  • Das Kältemittel, welches das erste Expansionsventil 15 und den Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 durchlaufen hat, hat einen Zwischendruck und strömt in den Düsenabschnitt 17a des Ejektors 17, um dekomprimiert und expandiert zu werden (Punkt „d" → Punkt „e" von 3). Auf diese Weise wird an dem Düsenabschnitt 17a die Druckenergie des Kältemittels in dessen Geschwindigkeitsenergie umgewandelt. Das Kältemittel von einer Kältemitteldüsenöffnung des Düsenabschnitts 17a wird mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen. Die Abnahme des Kältemitteldrucks um die Kältemitteldüsenöffnung des Düsenabschnitts 17a bewirkt, dass das Kältemittel (gasphasiges Kältemittel), welches den zweiten Verdampfer 21 des Kältemittelverzweigungsdurchgangs 19 durchlaufen hat, von der Kältemittelsaugöffnung 17b in den Ejektor 17 gesaugt wird.
  • Das von dem Düsenabschnitt 17a ausgestoßene Kältemittel und das in die Kältemittelsaugöffnung 17b gesaugte Kältemittel werden in dem Mischabschnitt 17c vermischt (Punkt „e" → Punkt „f" von 3), der sich auf der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 17a befindet, und strömen dann in den Diffusorabschnitt 17d. Die Geschwindigkeits-(Expansions-)Energie des Kältemittels wird in dessen Druckenergie umgewandelt, indem die Durchgangsfläche in dem Diffusorabschnitt 17d vergrößert wird, was zu einem erhöhten Druck des Kältemittels führt (Punkt „f" → Punkt „g" von 3).
  • Das von dem Diffusorabschnitt 17d des Ejektors 17 strömende Kältemittel strömt in den ersten Verdampfer 18 und wird durch Aufnehmen von Wärme aus Luft, die von dem elektrischen Gebläse 24 geblasen wird, verdampft, wie von dem Punkt „g" zu dem Punkt „h" von 3 angezeigt. Während dieser Zeit nimmt das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel in dem Wärmetauschkernabschnitt 18a des ersten Verdampfers 18 Wärme aus der durch den Pfeil X angezeigten geblasenen Luft auf, um verdampft zu werden. Das nach der Verdampfung in dem ersten Verdampfer 18 gasphasige Kältemittel wird über den Verbindungsabschnitt 110 in den Kompressor 11 gesaugt und erneut von dem Kompressor 11 komprimiert, wie von dem Punkt „h" zu dem Punkt „a" von 3 angezeigt.
  • Andererseits wird das Kältemittel, das durch den zweiten Verzweigungsabschnitt 120 von dem ersten Kältemitteldurchgang 13 in den Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 verzweigt wird, von dem Drosselmechanismus 20 dekomprimiert, wie von dem Punkt „d" zu dem Punkt „i" von 3 gezeigt. Das von dem Drosselmechanismus 20 dekomprimierte Kältemittel strömt in den zweiten Verdampfer 21 und wird in dem zweiten Verdampfer 21 durch Aufnehmen von Wärme aus Luft, die von dem elektrischen Gebläse 24 geblasen wird, verdampft, um dadurch den Kältemitteldruck allmählich zu verringern, wie von dem Punkt „i" zu dem Punkt „j" von 3 angezeigt. Das aus dem zweiten Verdampfer 21 strömende Kältemittel wird von der Kältemittelsaugöffnung 17d in den Ejektor 17 gesaugt, wie von dem Punkt „j" zu dem Punkt „f" von 3 gezeigt.
  • Andererseits wird das von dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömende Kältemittel von dem zweiten Expansionsventil 37 dekomprimiert, wie von dem Punkt „b" zu dem Punkt „k" von 3 angezeigt.
  • Das von dem zweiten Expansionsventil 37 dekomprimierte Kältemittel strömt in den dritten Verdampfer 38 und wird in dem dritten Verdampfer 38 durch Aufnehmen von Wärme aus Luft, die von dem elektrischen Gebläse 39 geblasen wird, verdampft, wie von dem Punkt „k" zu dem Punkt „h" von 3 angezeigt. Hier sind die Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfers 18 und die Kältemittelauslassseite des dritten Verdampfers 38 auf der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 über den Verbindungsabschnitt 110 verbunden. Daher ist der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des ersten Verdampfers 18 gleich wie der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des dritten Verdampfers 38. Daher wird das an dem dritten Verdampfer 38 verdampfte Kältemittel über den Verbindungsabschnitt 110 in den Kompressor 11 gesaugt, um in dem Kompressor 11 erneut komprimiert zu werden, wie von dem Punkt „h" zu dem Punkt „a" von 3 gezeigt.
  • Die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform hat die folgenden Vorteile und Wirkungen.
  • Da der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 auf einer Kältemittelauslassseite des ersten Expansionsventils 15 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 bereitgestellt ist, ist es für das an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigte Kältemittel leicht, in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 zu strömen, so dass die Strömungsmenge von Kältemittel, das in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, im Vergleich zu der Strömungsmenge des Kältemittels, das in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, relativ vergrößert werden kann. Daher kann die Kühlkapazität (Kühlleistung) des dritten Verdampfers 38 erhöht werden, wodurch verhindert wird, dass das Kühlen des Rückraums des Fahrgastraums verzögert wird.
  • Da der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) in den ersten und zweiten Verdampfern 18, 21 durch den Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 verringert wird, ist es auch möglich, den Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des dritten Verdampfers 38 zu verringern.
  • Wenn der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 bereitgestellt ist, kann als ein Ergebnis, wie in 4 gezeigt, die Kühlkapazität (die Kühlleistung) des dritten Verdampfers 38 im Vergleich zu einem Fall ohne den Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 erhöht werden, und dadurch kann eine Differenz zwischen der Kühlkapazität der Verdampfereinheit 23 und der Kühlkapazität des dritten Verdampfers 38 verringert werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezug auf 5 und 6 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden hauptsächlich die Teile der Kältekreislaufvorrichtung 10 beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform befindet sich der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 auf einer Kältemittelauslassseite des ersten Expansionsventils 15 an einer Position zwischen dem thermischen Expansionsventil 15 und dem zweiten Verzweigungsabschnitt 120. In der zweiten Ausführungsform ist der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 jedoch in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 zwischen einer Kältemittelauslassseite des Ejektors 17 und dem Vereinigungsabschnitt 110 angeordnet. In dem Beispiel von 5 befindet sich der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 an einer Position zwischen der Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfers 18 und dem Verbindungsabschnitt 110.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Kältekreislaufvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Mollier-Diagramm, das Kältemittelzustände eines Kältemittelkreislaufs in einem Idealbetrieb der Kältekreislaufvorrichtung 10 zeigt.
  • Wenn der Kompressor 11 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einem Motor zum Betreiben des Fahrzeugs angetrieben wird, wird das von dem Kompressor 11 ausgestoßene Kältemittel abgestrahlt und gekühlt, wie von einem Punkt „a" zu einem Punkt „b" von 6 angezeigt, und wird an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigt, um in den ersten Kältemitteldurchgang 13 und den zweiten Kältemitteldurchgang 14 zu strömen.
  • Das von dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömende Kältemittel wird ähnlich der ersten Ausführungsform von dem ersten Expansionsventil dekomprimiert, wie von dem Punkt „b" zu dem Punkt „c" von 6 angezeigt. Dann wird ein Teil des Kältemittels, das von dem ersten Expansionsventil 15 strömt, durch einen Düsenabschnitt 17a des Ejektors 17 weiter dekomprimiert und wird in dem Mischabschnitt 17c mit dem Kältemittel vermischt, das aus dem zweiten Verdampfer 21 strömt. Das in dem Mischabschnitt 17c des Ejektors 17 vermischte Kältemittel wird in dem Diffusorabschnitt 17d des Ejektors 17 unter Druck gesetzt und wird in dem ersten Verdampfer 18 verdampft (Punkt „c" → Punkt „e" → Punkt „f" → Punkt „g" → Punkt „g'" von 6).
  • Das in dem ersten Verdampfer 18 verdampfte Gaskältemittel wird weiter durch den Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 dekomprimiert und wird in den Kompressor 11 gesaugt, um erneut komprimiert zu werden (Punkt „g'" → Punkt „h" → Punkt „a" von 6). Ein Abnahmeteil des Kältemitteldrucks aufgrund des Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 ist kleiner festgelegt als ein Zunahmeteil des Kältemitteldrucks bei Unterdrucksetzung in dem Diffusorabschnitt 17d des Ejektors 17.
  • Das Kältemittel wird an dem zweiten Verzweigungsabschnitt 120 verzweigt, um von dem ersten Kältemitteldurchgang 13 in den Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 zu strömen. Das in den Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 strömende Kältemittel wird von dem Drosselmechanismus 20 dekomprimiert und strömt in den zweiten Verdampfer 21, um verdampft zu werden. Das verdampfte Kältemittel, das aus dem zweiten Verdampfer 21 strömt, wird von der Kältemittelsaugöffnung 17b des Ejektors 17 in den Ejektor 17 gesaugt (Punkt „c" → Punkt „i" → Punkt „j" → Punkt "f" von 6).
  • Andererseits wird das Kältemittel, das von dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, von dem zweiten Expansionsventil 37 dekomprimiert, strömt in den dritten Verdampfer 38, um verdampft zu werden, und wird über den Verbindungsabschnitt 110 in den Kompressor 11 gesaugt, um komprimiert zu werden (Punkt „b" → Punkt „k" → Punkt „h" → Punkt „a" von 6).
  • Die Kältemittelauslassseite des Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 und die Kältemittelauslassseite des dritten Verdampfers 38 sind über den Verbindungsabschnitt 110 mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 verbunden. Daher kann der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des dritten Verdampfers 38 niedriger als die des ersten Verdampfers 18 gemacht werden. Das heißt, ein Druckteil, der von dem Punkt „g'" zu dem Punkt „h" dekomprimiert wird, entspricht einer Druckdifferenz zwischen dem Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfers 18 und dem Kältemittelverdampfungsdruck des dritten Verdampfers 38.
  • Gemäß der Kältekreislaufvorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform sind die anderen Teile ähnlich denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Daher können die gleichen Wirkungen erzielt werden wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Da in der zweiten Ausführungsform außerdem das aus dem ersten Verdampfer 18 strömende Kältemittel weiter dekomprimiert wird, können der Kältemittelverdampfungsdruck und die Kältemittelverdampfungstemperatur des dritten Verdampfers 38 weiter verringert werden als die des ersten Verdampfers.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der dritten Ausführungsform werden hauptsächlich die Teile beschrieben, die sich von denen der Kältekreislaufvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen unterscheiden. Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Modifikationsbeispiel der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen.
  • In den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird ein Drosselmechanismus als der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 verwendet. In der dritten Ausführungsform ist der erste Verzweigungsabschnitt 100 oder der Verbindungsabschnitt 110 jedoch derart aufgebaut, dass der Druck des in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels verringert ist. Das heißt, in der dritten Ausführungsform wird der erste Verzweigungsabschnitt 100 oder der Verbindungsabschnitt 110 nicht nur für einen Verbindungsabschnitt des ersten Kältemitteldurchgangs 13 und des zweiten Kältemitteldurchgangs 14, sondern auch für einen Druckabfallerzeugungsmechanismus verwendet. Daher ist es unnötig, den in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschriebenen Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 auszubilden.
  • Zuerst wird ein Beispiel, in dem der erste Verzweigungsabschnitt 100 auch als der Druckabfallerzeugungsmechanismus funktioniert, beschrieben. Der erste Verzweigungsabschnitt 100 kann eine Dreiwegeverbindung sein. In der vorstehend beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform ist eine Zuströmungsrichtung des von dem Verzweigungsabschnitt 100 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels etwa 90° relativ zu einer Zuströmungsrichtung von Kältemittel, das von dem Strahler 12 in den ersten Verzweigungsabschnitt 100 strömt, während eine Zuströmungsrichtung des von dem Verzweigungsabschnitt 100 in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömenden Kältemittels etwa 180° relativ zu der Zuströmungsrichtung von Kältemittel ist, das von dem Strahler 12 in den ersten Verzweigungsabschnitt 100 strömt. Der in den ersten und zweiten Ausführungsformen beschriebene Dreiwegeverbindungsaufbau des ersten Verzweigungsabschnitts 100 ist ein Beispiel für die dritte Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform ist der erste Verzweigungsabschnitt 100 derart aufgebaut, dass ein Winkel zwischen der Zuströmungsrichtung des Kältemittels, das von dem Verzweigungsabschnitt 100 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, und der Zuströmungsrichtung von Kältemittel, das von dem Strahler 12 in den ersten Verzweigungsabschnitt strömt, kleiner als ein Winkel zwischen der Zuströmungsrichtung des Kältemittels, das von dem Verzweigungsabschnitt 100 in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, und der Zuströmungsrichtung von Kältemittel, das von dem Strahler 12 in den ersten Verzweigungsabschnitt 100 strömt.
  • Folglich kann in der dritten Ausführungsform eine Strömungsrichtung von Kältemittel, das von dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, relativ zu der Zuströmungsrichtung von Kältemittel, das in den ersten Verzweigungsabschnitt 100 strömt, stärker gekrümmt werden als eine Strömungsrichtung von Kältemittel, das von dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, wodurch der Druck des an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels verringert wird. Auf diese Weise ist es leicht für das an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigte Kältemittel in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 zu strömen, wodurch eine Kältemittelströmungsmenge des zweiten Kältemitteldurchgangs 14 im Vergleich zu einer Kältemittelströmungsmenge des ersten Kältemitteldurchgangs 13 erhöht wird. Das heißt, der erste Verzweigungsabschnitt 100 wird auch als ein Druckabfallerzeugungsmechanismus zum Erzeugen eines Druckabfalls verwendet.
  • Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, in dem der Verbindungsabschnitt 110 als der Druckabfallerzeugungsmechanismus funktioniert. Der Verbindungsabschnitt 110 kann eine Dreiwegeverbindung sein. In der vorstehend beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform ist eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels, das von dem ersten Kältemitteldurchgang 13 in den Verbindungsabschnitt 110 strömt, etwa 90° relativ zu einer Ausströmungsrichtung des Kältemittels, das aus dem Verbindungsabschnitt 110 in Richtung der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 strömt, während eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels, das von dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 in den Verbindungsabschnitt 110 strömt, etwa 180° relativ zu der Ausströmungsrichtung des Kältemittels ist, das aus dem Verbindungsabschnitt 110 in Richtung der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 strömt. Der Dreiwegeverbindungsaufbau des Verbindungsabschnitts 110, der in den ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben ist, ist ein Beispiel der dritten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt 110 derart aufgebaut, dass ein Winkel zwischen der Zuströmungsrichtung des von dem ersten Kältemitteldurchgang 13 in den Verbindungsabschnitt 110 strömenden Kältemittels und der Ausströmungsrichtung des aus dem Verbindungsabschnitt 110 in Richtung der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 strömenden Kältemittels kleiner als zwischen der Zuströmungsrichtung des von dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 in den Verbindungsabschnitt 110 strömenden Kältemittels und der Ausströmungsrichtung des aus dem Verbindungsabschnitt 110 in Richtung der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 strömenden Kältemittels ist.
  • Folglich kann in der dritten Ausführungsform eine Strömungsrichtung von Kältemittel, das von dem ersten Kältemitteldurchgang 13 in den Verbindungsabschnitt 110 strömt, stärker gekrümmt werden als eine Strömungsrichtung von Kältemittel, das von dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 in den Verbindungsabschnitt 110 strömt, wodurch der Druck von Kältemittel, das an dem Verbindungsabschnitt 110 in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, verringert werden kann. Auf diese Weise ist es für das an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigte Kältemittel leicht, in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 zu strömen, wodurch eine Kältemittelströmungsmenge des zweiten Kältemitteldurchgangs 14 im Vergleich zu einer Kältemittelströmungsmenge des ersten Kältemitteldurchgangs 13 erhöht wird.
  • In der dritten Ausführungsform kann der erste Verzweigungsabschnitt 100 oder der Verbindungsabschnitt 110 als der Druckabfallerzeugungsmechanismus arbeiten, oder sowohl der erste Verzweigungsabschnitt 100 als auch der Verbindungsabschnitt 110 können als der Druckabfallerzeugungsmechanismus arbeiten.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der vierten Ausführungsform werden hauptsächlich die Teile beschrieben, die sich von denen der Kältekreislaufvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen unterscheiden. Die vierte Ausführungsform ist ein anderes Modifikationsbeispiel der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen.
  • In den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird ein Drosselmechanismus als der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 verwendet. In der vierten Ausführungsform wird der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 jedoch weggelassen. In der vierten Ausführungsform wird eine Durchgangsquerschnittfläche des ersten Kältemitteldurchgangs 13 kleiner als eine Durchgangsquerschnittfläche des zweiten Kältemitteldurchgangs 14 gemacht, so dass der Druck von Kältemittel, das in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, verringert werden kann.
  • Da der Druck des in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels verringert ist, ist es möglich, die Strömungsmenge des in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels zu verringern. Auf diese Weise ist es für das an dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 verzweigte Kältemittel leicht, in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 zu strömen, wodurch die Strömungsmenge von Kältemittel, das in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, in Bezug auf den ersten Kältemitteldurchgang 13 erhöht wird.
  • Die Durchgangsquerschnittfläche des ersten Kältemitteldurchgangs 13 kann in der gesamten Länge des ersten Kältemitteldurchgangs 13 oder in einem Teil des ersten Kältemitteldurchgangs 13 kleiner als die des zweiten Kältemitteldurchgangs 14 gemacht werden. Die Querschnittfläche des ersten Kältemitteldurchgangs 13 kann an einer Position, die dem Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 der ersten oder zweiten Ausführungsform entspricht, teilweise kleiner als die des zweiten Kältemitteldurchgangs 14 gemacht werden. In der vierten Ausführungsform können die anderen Teile ähnlich denen der vorstehend beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform sein und dadurch können die in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschriebenen Vorteile und Wirkungen erzielt werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, und vielfältige Modifikationen können wie folgt an den Ausführungsformen vorgenommen werden.
    • (1) Zum Beispiel wird in den vorliegenden Ausführungsformen 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 Dampfkompressionskreislauf zu bilden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem überkritischen Dampfkompressionskreislauf angewendet werden, in dem der Kältemitteldruck auf einer Hochdruckseite höher als der kritische Druck des Kältemittels wird. Zum Beispiel kann Kohlendioxid als das Kältemittel in einem überkritischen Kältemittelkreislauf verwendet werden. In der überkritischen Kältekreislaufvorrichtung wird das von dem Kompressor 11 ausgestoßene Kältemittel gekühlt und abgestrahlt, ohne kondensiert zu werden. In diesem Fall ist es unnötig, den Flüssigkeitssammler 12a bereitzustellen, und der Flüssigkeitssammler 12a kann weggelassen werden. In der überkritischen Kältekreislaufvorrichtung kann ein Sammler, der als ein niederdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider verwendet wird, auf einer Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfers 18 angeordnet sein, während der Flüssigkeitssammler 12a weggelassen wird.
    • (2) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 angeordnet, um den Vordersitzbereich in dem Fahrgastraum zu kühlen, und der dritte Verdampfer 38 ist angeordnet, um den Rücksitzbereich in dem Fahrgastraum zu kühlen. Der Raum, der von den ersten und zweiten Verdampfern 18, 21 gekühlt werden soll, und der Raum, der von dem dritten Verdampfer 38 gekühlt werden soll, können jedoch geeignet geändert werden, ohne auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein. Zum Beispiel kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 für ein festes Zimmer verwendet werden, um verschiedene Räume zu kühlen.
    • (3) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform befindet sich der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 an einer Position zwischen der Kältemittelauslassseite des Expansionsventils 15 und dem zweiten Verzweigungsabschnitt 120. Der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 kann jedoch in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 an einer Position zwischen dem ersten Verzweigungsabschnitt 100 und der Kältemitteleinlassseite des Expansionsventils 15 angeordnet werden. Selbst in diesem Fall ist es möglich, den Druck des Kältemittels, das in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, zu verringern und die Strömungsmenge von Kältemittel, das in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, zu erhöhen, wodurch die Strömungsmenge von Kältemittel, das in den dritten Verdampfer 38 in dem zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, erhöht wird.
    • (4) In der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform befindet sich der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 in dem ersten Kältemitteldurchgang 13 an einer Position zwischen der Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfers 18 und dem Verbindungsabschnitt 110. Ein Druckabfallerzeugungsmechanismus kann jedoch in einem Kältemitteldurchgang von dem Diffusorabschnitt 17d des Ejektors 17 zu dem ersten Verdampfer 18 angeordnet werden oder kann im Inneren der integrierten Einheit 22 angeordnet sein. Selbst in diesem Fall ist es möglich, den Druck des Kältemittels, das in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömt, zu verringern und die Strömungsmenge des Kältemittels, das in den zweiten Kältemitteldurchgang 14 strömt, zu erhöhen, wodurch die Strömungsmenge von Kältemittel, das in den dritten Verdampfer 38 strömt, erhöht wird.
    • (5) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind sowohl die ersten und zweiten Verdampfer 18, 21, der Ejektor 17 als auch der Drosselmechanismus 20 etc. integriert, um die integrierte Einheit 22 zu bilden. Der Ejektor 17 und der Drosselmechanismus 20 können jedoch getrennt von den ersten und zweiten Verdampfern 18, 21, die angeordnet sind, um einen gemeinsamen Raum zu kühlen, bereitgestellt werden. Das heißt, in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann wenigstens einer der Bestandteile der integrierten Einheit 22, einschließlich des zweiten Verzweigungsabschnitts 120, des Ejektors 17, des Drosselmechanismus 20 und der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 getrennt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 ausgebildet werden. Alternativ können alle Bestandteile der integrierten Einheit 22, einschließlich des zweiten Verzweigungsabschnitts 120, des Ejektors 17, des Drosselmechanismus 20 und der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 getrennt voneinander in der Kältekreislaufvorrichtung 10 ausgebildet werden.
    • (6) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Bestandteile der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 aus Aluminium gefertigt und integral hartgelötet. Die ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 können jedoch unter Verwendung eines Befestigungselements, wie etwa eines Bolzens, integriert werden, während sie einen vorgegebener Abstand dazwischen haben. Außerdem können die Lamellen 27 des ersten Verdampfers 18 und des zweiten Verdampfers 21 gemeinsam ausgebildet werden, während die Rohre 26 des ersten Verdampfers 18 getrennt von den Rohren 26 des zweiten Verdampfers 21 ausgebildet werden.
    • (7) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der erste Verdampfer 18, der eine relativ hohe Kältemitteltemperatur hat, in der Luftströmungsrichtung X auf einer luftstromabwärtigen Seite des zweiten Verdampfers 21, der eine relativ niedrige Kältemitteltemperatur hat, angeordnet sein. Alternativ können der erste Verdampfer 18 und der zweite Verdampfer 21 getrennt voneinander sein, um verschiedene Räume zu kühlen.
    • (8) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der in dem Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 bereitgestellte Drosselmechanismus 20 aus einer Kapillarröhre aufgebaut. Der in dem Kältemittelverzweigungsdurchgang 19 bereitgestellte Drosselmechanismus 20 kann jedoch aus jeder festen Drossel, wie etwa einer Verengung, aufgebaut werden.
    • (9) Der in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 kann geeignet kombiniert werden.
    • (10) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Kältekreislaufvorrichtung 10 in einen Zweibetriebsartenmodus eingestellt, in dem der Vordersitzbereich in dem Fahrgastraum unter Verwendung der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 gekühlt wird und der Rücksitzbereich in dem Fahrgastraum unter Verwendung des dritten Verdampfers 38 gekühlt wird. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 kann jedoch derart aufgebaut sein, dass sie fähig ist, zwischen dem Zweibetriebsartenmodus und einem Einbetriebsartenmoduls umzuschalten. In dem Einbetriebsartenmodus wird nur der Vordersitzbereich in dem Fahrgastraum unter Verwendung der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 gekühlt.
  • Zum Beispiel befindet sich in der Kältekreislaufvorrichtung 10 eine Betriebsartenumschaltvorrichtung, um eine Betriebsart zwischen dem Zweibetriebsartenmoduls und dem Einbetriebsartenmodus umzuschalten, und der Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 ist aus einer variablen Drossel aufgebaut. Wenn der Einbetriebsartenmodus festgelegt ist, wird der Betrieb des elektrischen Gebläses 39 ausgeschaltet, und der aus der variablen Drossel aufgebaute Druckabfallerzeugungsmechanismus 16 wird ganz geöffnet. Auf diese Weise kann die Strömungsmenge des in den ersten Kältemitteldurchgang 13 strömenden Kältemittels erhöht werden, um die Kühlkapazität der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 zu erhöhen. Außerdem kann ein Druckerhöhungsbetrag in dem Diffusor 17d des Ejektors 17 erhöht werden, wodurch der Druck des Kältemittels, das in den Kompressor 11 gesaugt werden soll, erhöht wird. Folglich kann der Kreislaufwirkungsgrad (Leistungskoeffizient) der Kältekreislaufvorrichtung in dem Einbetriebsartenmodus verbessert werden, während die Kühlkapazität der ersten und zweiten Verdampfer 18, 21 erhöht werden kann.
  • Da das elektrische Gebläse 39 in dem Einbetriebsartenmodus nicht betrieben wird, wird der Wärmeaustausch in dem dritten Verdampfer 38 im Wesentlichen nicht durchgeführt. Außerdem kann ein Öffnungs-/Schließventil zum Öffnen oder Schließen des zweiten Kältemitteldurchgangs 14 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann das Öffnungs-/Schließventil derart aufgebaut sein, dass es den zweiten Kältemitteldurchgang 14 schließt, wenn der Einbetriebsartenmodus festgelegt ist, und den zweiten Kältemitteldurchgang 14 öffnet, wenn der Zweibetriebsartenmodus festgelegt ist.
  • Es versteht sich, dass derartige Änderungen und Modifikationen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2007-24412 A [0002]

Claims (14)

  1. Kältekreislaufvorrichtung, die umfasst: einen Kompressor (11), der aufgebaut ist, um Kältemittel anzusaugen und zu komprimieren; einen Strahler (12), der aufgebaut ist, um von dem Kompressor ausgestoßenes Hochdruckkältemittel zu kühlen; einen ersten Verzweigungsabschnitt (100), der aufgebaut ist, um das von dem Strahler strömende Kältemittel in erste und zweite Flüsse zu verzweigen; erste und zweite Kältemitteldurchgänge (13, 14), in denen das Kältemittel des ersten Flusses und das Kältemittel des zweiten Flusses, die an dem ersten Verzweigungsabschnitt verzweigt werden, jeweils strömen; einen Verbindungsabschnitt (110), der aufgebaut ist, um das aus dem ersten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel und das aus dem zweiten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel zu vereinigen; einen zweiten Verzweigungsabschnitt (120), der aufgebaut ist, um das Kältemittel des ersten Flusses in dem ersten Kältemitteldurchgang zu verzweigen; einen Ejektor (17), der in dem ersten Kältemitteldurchgang angeordnet ist, wobei der Ejektor einen Düsenabschnitt (17a) hat, der aufgebaut ist, um das aus dem zweiten Verzweigungsabschnitt in den ersten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel zu dekomprimieren; einen ersten Verdampfer (18), der sich in dem ersten Kältemitteldurchgang befindet, um das aus dem Ejektor strömende Kältemittel zu verdampfen; einen Verzweigungsdurchgang (19), durch den das an dem zweiten Verzweigungsabschnitt verzweigte Kältemittel in die Kältemittelsaugöffnung des Ejektors strömt; einen ersten Drosselabschnitt (20), der in dem Verzweigungsdurchgang bereitgestellt ist, um das von dem zweiten Verzweigungsabschnitt in den Verzweigungsdurchgang strömende Kältemittel zu dekomprimieren; einen zweiten Verdampfer (21), der sich in dem Verzweigungsdurchgang befindet, um das aus dem ersten Drosselabschnitt strömende Kältemittel zu verdampfen; einen zweiten Drosselabschnitt (37), der in dem zweiten Kältemitteldurchgang bereitgestellt ist, um das aus dem ersten Verzweigungsabschnitt in den zweiten Kältemitteldurchgang strömende Kältemittel zu dekomprimieren; einen dritten Verdampfer (38), der sich in dem zweiten Kältemitteldurchgang befindet, um das aus dem zweiten Drosselabschnitt strömende Kältemittel zu verdampfen; und einen Druckabfallerzeugungsabschnitt (16), der aufgebaut ist, um einen Druckabfall in dem ersten Kältemitteldurchgang zu erzeugen.
  2. Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer angeordnet sind, um Luft, die in einen ersten zu kühlenden Raum (25) geblasen werden soll, zu kühlen, und der dritte Verdampfer angeordnet ist, um Luft zu kühlen, die in einen zweiten zu kühlenden Raum (40) geblasen werden soll.
  3. Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang an einer Position von dem ersten Verzweigungsabschnitt zu dem Düsenabschnitt angeordnet ist.
  4. Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang an einer Position von dem Kältemittelauslass des Ejektors zu dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist.
  5. Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang an einer Position von dem Kältemittelauslass des ersten Verdampfers zu dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist.
  6. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang angeordnet ist, um einen Drosselmechanismus zu haben, der aufgebaut ist, um das Kältemittel in dem ersten Kältemitteldurchgang zu dekomprimieren.
  7. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Kältemitteldurchgang mit einem Durchgangsabschnitt versehen ist, der eine Durchgangsquerschnittfläche hat, die kleiner als eine Durchgangsquerschnittfläche des zweiten Kältemitteldurchgangs ist, und der Druckabfallerzeugungsabschnitt aus dem Durchgangsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang aufgebaut ist.
  8. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt eine Druckabfallerzeugungseinrichtung ist, die in dem ersten Verzweigungsabschnitt bereitgestellt ist, und der erste Verzweigungsabschnitt derart aufgebaut ist, dass er eine Druckabfallerzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Druckabfalls in dem ersten Kältemitteldurchgang hat, so dass eine Zuströmungsrichtung des von dem ersten Verzweigungsabschnitt in den ersten Kältemitteldurchgang strömenden Kältemittels relativ zu einer Zuströmungsrichtung des in den ersten Verzweigungsabschnitt strömenden Kältemittels kleiner als eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels ist, das von dem ersten Verzweigungsabschnitt in den zweiten Kältemitteldurchgang strömt.
  9. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1, 2 und 4, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt eine Druckabfallerzeugungseinrichtung ist, die in dem Verbindungsabschnitt bereitgestellt ist, und der Verbindungsabschnitt derart aufgebaut ist, dass er die Druckabfallerzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Druckabfalls in dem ersten Kältemitteldurchgang hat, so dass eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels, das von dem ersten Kältemitteldurchgang in den Verbindungsabschnitt strömt, relativ zu einer Ausströmungsrichtung des aus dem Verbindungsabschnitt strömenden Kältemittels kleiner als eine Zuströmungsrichtung des Kältemittels ist, das von dem zweiten Kältemitteldurchgang in den Verbindungsabschnitt strömt.
  10. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer in einer Strömungsrichtung von Luft, die in Richtung des ersten zu kühlenden Raums strömt, nacheinander angeordnet sind, und der zweite Verdampfer in der Strömungsrichtung von Luft stromabwärtig von dem ersten Verdampfer angeordnet ist.
  11. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer integriert sind, um eine einzige Verdampfereinheit (23) zu bilden.
  12. Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Ejektor, der Verzweigungsdurchgang und der erste Drosselabschnitt integral zu der Verdampfereinheit zusammenmontiert sind.
  13. Kältekreislaufvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner umfasst eine Dekompressionseinheit (15), die in dem ersten Kältemitteldurchgang angeordnet ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren, bevor es in den Düsenabschnitt des Ejektors strömt, wobei die Dekompressionseinheit von dem Druckabfallerzeugungsabschnitt getrennt ist.
  14. Kältekreislaufvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei der Druckabfallerzeugungsabschnitt in dem ersten Kältemitteldurchgang von der Dekompressionseinheit zu einem Einlass des Düsenabschnitts des Ejektors angeordnet ist.
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