DE112008000519B4

DE112008000519B4 - Einheit für Ejektorkältekreislauf und Kältekreislaufvorrichtung unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE112008000519B4
Application number: DE112008000519.2T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Sugiura; Hirotsugu Takeuchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: US8534093B2; JP5050563B2; CN101622504A; CN101622504B; WO2008105391A1; JP2008209066A; US20100132400A1; DE112008000519T5

Abstract

Einheit für einen Ejektorkältekreislauf, die umfasst:einen Ejektor (13), der einen Düsenabschnitt (13a) umfasst, der aufgebaut ist, um Kältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren, und eine Kältemittelansaugöffnung (13b), von der Kältemittel durch einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom, der von dem Düsenabschnitt (13a) ausgestoßen wird, gesaugt wird, wobei der Ejektor (13) aufgebaut ist, um das von dem Düsenabschnitt (13a) eingespritzte Kältemittel mit dem von der Kältemittelansaugöffnung (13b) gesaugten Kältemittel zu vermischen, um das vermischte Kältemittel aus einem Auslass (13e) des Ejektors (13) auszustoßen;einen ersten Verdampfer (15) und einen zweiten Verdampfer (16), die parallel zu einer stromabwärtigen Seite des Auslasses (13e) des Ejektors (13) in einem Kältemittelstrom verbunden sind und aufgebaut sind, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel zu verdampfen; undeinen Kältemittelverteiler (14, 33, 34), der aufgebaut ist, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel an eine Seite des ersten Verdampfers (15) und eine Seite des zweiten Verdampfers (16) zu verteilen, wobeieine stromabwärtige Seite des ersten Verdampfers (15) in einem Kältemittelstrom aufgebaut ist, um mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors (11) verbunden zu werden,eine stromabwärtige Seite des zweiten Verdampfers (16) aufgebaut ist, um mit der Kältemittelansaugöffnung (13b) des Ejektors (13) verbunden zu werden,wobei der Ejektor und der Kältemittelverteiler miteinander verbunden sind, so dass das von dem Auslass des Ejektors ausgestoßene Kältemittel direkt in den Kältemittelverteiler strömt,der Kältemittelverteiler einen ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14a, 33a, 34a) mit einer geraden Form, der sich auf einer Achsenlinie des Düsenabschnitts erstreckt, durch den das in den Kältemittelverteiler strömende Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers strömt, und einen zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14b, 33b, 34b) umfasst, durch den das in den Kältemittelverteiler strömende Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers strömt, undder zweite rohrleitungsförmige Abschnitt von einer Außenumfangsoberfläche des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts in eine Richtung senkrecht zu der geraden Form des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts vorsteht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit für einen Ejektorkältekreislauf mit einem Ejektor und eine Kältekreislaufvorrichtung, die diesen verwendet. Die Kältekreislaufvorrichtung ist für die Verwendung in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug geeignet.
Hintergrundtechnik
Herkömmlicherweise ist ein Ejektorkältekreislauf mit einem Ejektor in dem Patentdokument 1 offenbart. Der in dem Patentdokument 1 offenbarte Ejektorkältekreislauf umfasst einen ersten Verdampfer, der auf der stromabwärtigen Seite des Ejektors angeordnet ist, und einen Gas-Flüssigkeitsabscheider, der auf der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers angeordnet ist, um das Kältemittel in gasförmige und flüssige Phasen abzuscheiden. Das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird in einen Kompressor gesaugt.
Andererseits strömt .das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in einen zweiten Verdampfer, und das aus dem zweiten Verdampfer strömende Kältemittel strömt in eine Kältemittelansaugöffnung des Ejektors.
In dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Ejektorkältekreislauf ist der erste Verdampfer mit dem zweiten Verdampfer integriert, und der Ejektor ist außerhalb der ersten und zweiten Verdampfer angeordnet, so dass die ersten und zweiten Verdampfer und der Ejektor durch Kältemittelrohrleitungen miteinander verbunden sind.
Patentdokument 1: JP H06-137 695 A
Offenbarung der Erfindung
In dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Ejektorkältekreislauf ist es dem an dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel erlaubt, in den zweiten Verdampfer zu strömen, was zu einem Verlust an kinetischer Energie des Kältemittels bei der Abscheidung des Kältemittels in die gasförmigen und flüssigen Phasen durch den Abscheider führt. Daher geht der dynamische Druck des abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittels fast verloren. Auf diese Weise wird der Strom des in den zweiten Verdampfer strömenden Kältemittels geschwächt, und der zweite Verdampfer kann nachteiligerweise keine ausreichende Kältekapazität zeigen.
Folglich haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung früher in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-292347 (auf die hier nachstehend als ein früheres Anmeldungsbeispiel Bezug genommen wird) einen Ejektorkältekreislauf mit einem zweiten Verdampfer mit verbesserter Kältekapazität vorgeschlagen.
In dem früheren Anwendungsbeispiel ist ein Kältemittelverteiler zum Verteilen des aus einem Ejektor strömenden Kältemittels in erste und zweite Verdampfer auf der stromabwärtigen Seite des Ejektors angeordnet. Der erste Verdampfer ist zwischen dem Kältemittelverteiler und einem Kompressor angeordnet, und der zweite Verdampfer ist zwischen dem Kältemittelverteiler und einer Kältemittelansaugöffnung des Ejektors angeordnet.
In dem früheren Anwendungsbeispiel kann der dynamische Druck des aus dem Ejektor strömenden Kältemittels verwendet werden, um zuzulassen, dass das Kältemittel in den zweiten Verdampfer strömt, wodurch die Kältekapazität des zweiten Verdampfers verbessert wird.
In dem früheren Anwendungsbeispiel muss der Kältemittelverteiler jedoch durch Kältemittelrohrleitungen mit dem Ejektor und ferner durch andere Kältemittelrohrleitungen mit den ersten und zweiten Verdampfern verbunden sein, wodurch sich eine komplizierte Struktur der Kältemittelrohrleitungen ergibt und ferner eine komplizierte Struktur des Ejektorkältekreislaufs ergibt.
Insbesondere wenn ein Ejektorkältekreislauf auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug angewendet wird, ist der Montageraum des Ejektorkältekreislaufs in dem Fahrzeug beschränkt, und dadurch stellt die komplizierte Struktur des Ejektorkältekreislaufs in Verbindung mit der Montage des Kreislaufs ein großes Problem dar.
Angesichts der vorangehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einheit für einen Ejektorkältekreislauf bereitzustellen, die die Struktur einer Kältekreislaufvorrichtung vereinfachen kann.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Ejektor bereitzustellen, die die Kältekapazitäten erster und zweiter Verdampfer verbessern kann, während die Struktur der Kältekreislaufvorrichtung vereinfacht wird.
Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst ein Ejektorkältekreislauf: einen Ejektor (13) zum Ansaugen von Kältemittel von einer Kältemittelansaugöffnung (13b) durch einen von einem Düsenabschnitt (13a) ausgestoßenen Hochgeschwindigkeitsstrahl, die aufgebaut ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren, und zum Mischen des von dem Düsenabschnitt (13a) eingespritzten Kältemittels mit dem Kältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung (13b) gesaugt wird, um das vermischte Kältemittel aus einem Auslass (13e) des Ejektors (13) auszustoßen; einen ersten Verdampfer (15) und einen zweiten Verdampfer (16), die parallel mit einer stromabwärtigen Seite des Auslasses (13e) des Ejektors (13) verbunden sind und aufgebaut sind, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel zu verdampfen; und einen Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36), der aufgebaut ist, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel auf eine Seite des ersten Verdampfers (15) und eine Seite des zweiten Verdampfers (16) zu verteilen. Der Ejektor (13) und der Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) sind miteinander verbunden, so dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel direkt in den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) strömt.
Da der Ejektor (13) und der Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) miteinander verbunden sind, sodass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel direkt in die Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) strömt, ist es unnötig, den Ejektor (13) über Kältemittelrohrleitungen mit dem Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) zu verbinden. Folglich kann die Struktur des Ejektorkältekeislaufs vereinfacht werden.
Zum Beispiel umfasst der Kältemittelverteiler (14) einen ersten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (14a), um zuzulassen, dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) strömende Kältemittel direkt in ihn strömt, während erlaubt wird, dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömt, und einen zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14b), um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers (15) strömt. Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (14b) steht von einer äußeren Umfangsoberfläche eines Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (14a) auf einer stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms in die Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14a) vor.
Folglich kann das Kältemittel unter Verwendung des dynamischen Drucks des aus dem Ejektor strömenden Kältemittels in Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömen, und dadurch kann die Kältekapazität des zweiten Verdampfers (16) verbessert werden.
Der Begriff „in der Richtung senkrecht zu“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur die Richtung genau senkrecht zu, sondern auch die Richtung ungefähr senkrecht zu.
Alternativ umfasst der Kältemittelverteiler (33) einen ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (33a), um zuzulassen, dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) strömende Kältemittel direkt in ihn strömt, während erlaubt wird, dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömt, und einen zweiten rohrförmigen Abschnitt (33b), um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers (15) strömt. Der erste rohrleitungsförmige Abschnitt (33a) kann eine derartige Form haben, dass ein Endabschnitt von ihm auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms in einem rechten Winkel gebogen ist, und der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (33b) kann von einer äußeren Umfangsoberfläche eines Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (33a) auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Biegerichtung des Endabschnitts auf eine stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms vorstehen.
Der Begriff „in einem rechten Winkel gebogen“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in einem rechten Winkel, sondern auch ungefähr in einem rechten Winkel. Der Begriff „steht in die Richtung entgegengesetzt zu vor“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in die Richtung entgegengesetzt zu, sondern auch ungefähr in die Richtung entgegengesetzt zu.
Alternativ kann der Kältemittelverteiler (34) einen ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (34a) umfassen, um zuzulassen, dass das aus dem Auslassabschnitt (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel direkt in ihn strömt, während zugelassen wird, dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömt, und einen zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt (34b), um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers (15) strömt. Der erste rohrleitungsförmige Abschnitt (34a) kann eine derartige Form haben, dass ein Endabschnitt von ihm auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms in einem rechten Winkel gebogen ist, und der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (34b) kann von einer äußeren Umfangsoberfläche eines mittleren Teils in der Kältemittelströmungsrichtung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (34a) in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Biegerichtung des Endabschnitts auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms vorstehen.
Der Begriff „in einem rechten Winkel gebogen“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in einem rechten Winkel, sondern auch ungefähr in einem rechten Winkel. Der Begriff „vorstehend in die entgegengesetzte Richtung zu“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in die Richtung entgegengesetzt zu, sonder auch ungefähr in die Richtung entgegengesetzt zu.
Alternativ hat der Kältemittelverteiler (35) eine T-ähnliche Form, die einen ersten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (35a) umfasst, um zuzulassen, dass das aus dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Fluid direkt in ihn strömt, und einen zweiten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (35b), der mit einem Endabschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (35a) verbunden ist, um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers (15) und des zweiten Verdampfers (16) strömt.
Folglich kann das Kältemittel unter Verwendung des dynamischen Drucks des aus dem Ejektor (13) strömenden Kältemittels nicht nur in den zweiten Verdampfer 16, sondern auch den ersten Verdampfer 15 strömen, und dadurch kann die Kältekapazität des ersten Verdampfers (15) verbessert werden.
Der Begriff „T-ähnliche Form“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau die T-Form, sondern auch eine ungefähre T-Form.
Alternativ umfasst der Kältemittelverteiler (36) einen ersten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (36a), um zuzulassen, dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel direkt in ihn strömt, einen zweiten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (36b), um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers (15) ausströmt, und einen dritten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (36c), um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers (16) ausströmt. Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (36b) und der dritte rohrleitungsförmige Abschnitt (36c) können mit einem Ende des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (36a) verbunden sein und im Wesentlichen parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (36a) angeordnet sein.
Der Begriff „im Wesentlichen parallel angeordnet“, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau parallel angeordnet, sondern auch ungefähr parallel angeordnet.
Außerdem können der Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) und der erste Verdampfer (15) miteinander verbunden sein, so dass das von dem Kältemittelverteiler (13, 33 bis 36) in Richtung des ersten Verdampfers (15) strömende Kältemittel direkt in den ersten Verdampfer (15) strömt.
Folglich ist es unnötig, den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) und den ersten Verdampfer (15) unter Verwendung von Kältemittelrohrleitungen zu verbinden, und dadurch kann die Struktur des Ejektorkältekreislaufs einfach gemacht werden.
Der Kältemittelverteiler(14, 33 bis 36) und der zweite Verdampfer (16) können miteinander verbunden werden, so dass das von dem Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) in Richtung der zweiten Verdampfers (16) strömende Kältemittel direkt in den zweiten Verdampfer (16) strömt.
Folglich ist es unnötig, den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) und den zweiten Verdampfer (16) unter Verwendung der Kältemittelrohrleitung zu verbinden, und dadurch kann die Struktur des Ejektorkältekreislaufs einfach gemacht werden.
Außerdem kann die Einheit für den Ejektorkältekreislauf für eine Kältekreislaufvorrichtung verwendet werden. In diesem Fall kann die Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor (11) umfassen, der aufgebaut ist, um Kältemittel anzusaugen und zu komprimieren, einen Strahler (12), der aufgebaut ist, um Wärme von dem aus dem Kompressor (11) ausgestoßenen Hochdruckkältemittel abzustrahlen, und die Einheit für den Ejektorkältekreislauf, die aufgebaut ist, um das von dem Strahler (12) gelieferte Kältemittel zu dekomprimieren und zu verdampfen.
Folglich kann die Kältekreislaufvorrichtung mit den vorstehenden Funktionen und Wirkungen gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut werden.
Beste Art, die Erfindung auszuführen
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend basierend auf 1 bis 3 beschrieben. 1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem eine Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug angewendet wird. In dem Ejektorkältekreislauf 10 ist ein Kompressor 11 geeignet, Kältemittel anzusaugen, zu komprimieren und auszustoßen. Der Kompressor 11 wird drehbar angetrieben, um eine Drehkraft aufzunehmen, die von einem (nicht gezeigten) Motor für das Fahren des Fahrzeugs über eine Riemenscheibe und einen Riemen übertragen wird.
Als der Kompressor 11 kann entweder ein Kompressor mit variabler Verdrängung, um fähig zu sein, eine Kältemittelausstoßkapazität abhängig von einer Änderung des Kompressionsvermögens einzustellen, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung zum Einstellen einer Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern eines Nutzungsgrads des Kompressors durch den intermittierenden Verbindung einer elektromagnetischen Kupplung verwendet werden. Die Verwendung eines elektrischen Kompressors als der Kompressor 11 kann die Kältemittelausstoßkapazität durch Einstellung der Anzahl von Umdrehungen eines Elektromotors einstellen.
Ein Strahler 12 ist mit einer Kältemittelausstoßseite des Kompressors 11 verbunden. Der Strahler 12 ist ein Wärmetauscher für die Wärmeabstrahlung, der Wärme zwischen von dem Kompressor 11 ausgestoßenem Hochdruckkältemittel und Außenluft (d.h. Luft außerhalb eines Fahrzeugraums), die von einem nicht gezeigten Kühlventilator geblasen wird, austauscht, um Wärme von dem Hochdruckkältemittel abzustrahlen.
In der Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, wird Flon-basiertes Kältemittel als das Kältemittel verwendet, um einen unterkritischen Kreislauf aufzubauen, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Folglich dient der Strahler 12 als ein Kondensator zum Kühlen und Kondensieren des Kältemittels. Ein (nicht gezeigter) Flüssigkeitssammler zum Abscheiden des Kältemittels in flüssige und gasförmige Phasen und zum Lagern des überschüssigen flüssigphasigen Kältemittels darin ist in dem Kreislauf auf der Kältemittelauslassseite des Strahlers 12 bereitgestellt. Das flüssigphasige Kältemittel wird von dem Flüssigkeitssammler in Richtung der stromabwärtigen Seite geleitet.
Der Strahler 12 kann ein sogenannter Unterkühlungskondensator sein, der einen Wärmeaustauschabschnitt für die Kondensation umfasst, der auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms positioniert ist, wobei der Flüssigkeitssammler zum Abscheiden des Kältemittels, das von dem Kondensationswärmeaustauschabschnitt in ihn eingeleitet wird, in flüssige und gasförmige Phasen dient, und einen Wärmeaustauschabschnitt zum Unterkühlen von gesättigtem flüssigphasigem Kältemittel, das aus dem Flüssigkeitssammler strömt.
Ein Ejektor 13 ist mit einer kältemittelstromabwärtigen Seite des Strahlers 12 verbunden. Der Ejektor 13 dient als Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels und auch als eine Kältemittelzirkulationseinrichtung zum Zirkulieren durch eine Ansaugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit eingespritzten Kältemittelstroms.
Insbesondere umfasst der Ejektor 13 einen Düsenabschnitt 13a zum Verkleinern der Fläche des Durchgangs für das Hochdruckkältemittel, das von dem Strahler 12 strömt, auf ein kleines Niveau, um dadurch das Kältemittel zu dekomprimieren. Der Ejektor 13 umfasst auch eine Kältemittelansaugöffnung 13b, die in Verbindung mit einer Kältemitteleinspritzöffnung des Düsenabschnitts 13a bereitgestellt ist und geeignet ist, das Kältemittel, das von einem zweiten Verdampfer 16, der später beschrieben werden soll, strömt, anzusaugen.
Der Ejektor 13 umfasst ferner einen Mischabschnitt 13c, der auf einem stromabwärtsseitigen Teil des Kältemittelstroms des Düsenabschnitts 13a und der Kältemittelansaugöffnung 13b angeordnet ist und geeignet ist, den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom, der von dem Düsenabschnitt 13a ausgestoßen wird, mit dem von der Kältemittelansaugöffnung 13b gesaugten Ansaugkältemittel zu vermischen. Der Ejektor 13 umfasst auch einen Diffusor 13d, der auf der stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms des Mischabschnitts 13c angeordnet ist, um als ein Druckerhöhungsabschnitt zu dienen.
Der Diffusor 13d ist in einer derartigen Form ausgebildet, dass die Durchgangsschnittfläche des Kältemittels allmählich zunimmt und hat eine Wirkung der Verlangsamung auf den Kältemittelstrom, um den Kältemitteldruck zu erhöhen, das heißt eine Wirkung des Umwandelns der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in dessen Druckenergie.
Ein Kältemittelverteiler 14 zum Verzweigen und Verteilen des Kältemittelstroms in eine Seite des ersten Verdampfers 15 und eine Seite des zweiten Verdampfers 16 ist mit der stromabwärtigen Seite des Ejektors 13 verbunden, ist insbesondere mit einem Auslass des Diffusors 13d verbunden.
Der Kältemittelverteiler 14 erlaubt, dass das von dem Auslass 13e des Diffusors 13d ausgestoßene Kältemittel direkt in ihn strömt. Der Verteiler 14 umfasst einen kreisförmigen ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a, um zuzulassen, dass das aus dem Auslass 13e des Diffusors 13d ausgestoßene Kältemittel direkt in ihn strömt, und um zuzulassen, dass das eingeleitete Kältemittel in Richtung der Seite des zweiten Verdampfers 16 strömt, und einen kreisförmigen zweite rohrleitungsförmigen Abschnitt 14b, um zuzulassen, dass das in den ersten kreisförmigen rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a eingeleitete Kältemittel in Richtung der Seite des ersten Verdampfers 15 ausströmt.
Der mit der stromabwärtigen Seite des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b des Kältemittelverteilers 14 verbundene erste Verdampfer 15 ist ein Wärmetauscher für die Wärmeaufnahme, der Wärme zwischen einem der von dem Kältemittelverteiler 14 verzweigten Kältemittelströme und Luft austauscht, um Niederdruckkältemittel zu verdampfen, wodurch er eine Wärmeaufnahmewirkung zeigt. Die Auslassseite des ersten Verdampfers 15 ist mit der Einlassseite eines Akkumulators 17 verbunden, und die Auslassseite des Akkumulators 17 ist mit der Kältemittelansaugseite des Kompressors 11 verbunden.
Der Akkumulator 17 ist ein Gas-Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden des Kältemittels in gasförmige und flüssige Phasen, um zuzulassen, dass das abgeschiedene gasphasige Kältemittel in die Ansaugseite des Kompressors 11 strömt. Wenn die Trockenheit des Kältemittels, das aus dem ersten Verdampfer 15 strömt, hoch ist und das aus dem ersten Verdampfer 15 strömende Kältemittel fast gasphasiges Kältemittel wird, kann der Akkumulator 17 entfernt werden.
Der erste Verdampfer 15 entspricht einem Verdampfer, der in einem normalen Dampfkompressionskältekreislauf, der aus einem Kompressor, einem Strahler, einer Dekompressionseinrichtung und einem Verdampfer, die in einer Ringform verbunden sind, aufgebaut ist, in Reihe mit der Dekompressionseinrichtung verbunden ist. Der erste Verdampfer 15 ist in Reihe mit dem Ejektor 13, der als die Dekompressionseinrichtung dient, verbunden.
Andererseits ist der zweite Verdampfer 16 ein Wärmetauscher für die Wärmeaufnahme, der Wärme zwischen dem anderen der von dem Kältemittelverteiler 14 verzweigten Kältemittelströme und Luft austauscht, um Niederdruckkältemittel zu verdampfen, wodurch die Wärmeaufnahmewirkung zu zeigen.
Die Kältemitteleinlassseite des zweiten Verdampfers 16 ist über einen Drosselmechanismus 18 mit der kältemittelstromabwärtigen Seite des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a des Kältemittelverteilers 14 verbunden. Die Kältemittelauslassseite des zweiten Verdampfers 16 ist mit der Kältemittelansaugöffnung 13b des Ejektors 13 verbunden.
Der erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 können jeweils aus zwei Sammelrohren, mehreren Rohren zum Herstellen der Verbindung zwischen diesen Sammelrohren und zwischen diesen Rohren bereitgestellten Lamellen aufgebaut sein. Zum Beispiel kann der Verdampfer beispielsweise ein Wärmetauscher vom Typ mit Sammelrohr und Rohr oder ein gezogener Bechertyp (drawn cup) sein.
Die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 können als eine integrierte Struktur bereitgestellt werden, bei der wenigstens eine Komponente der Verdampfer zwischen den Verdampfern gemeinsam genutzt wird. Die Sammelrohre der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 können in eine Vielzahl von Behältern unterteilt werden, um einen gewünschten gewundenen Kältemittelstrom bereitzustellen.
Jeder Behälter hat eine oder beide Funktionen zum Verteilen des Kältemittels in die Rohre und zum Sammeln des Kältemittels aus den Rohren. Ein dynamischer Behälter dieser Druckbehälter steht in direkter Verbindung mit einem Auslass des Ejektors 13 in der Richtung der Strahlströmung.
Der dynamische Druckbehälter erlaubt, dass die Strahlströmung des Kältemittels von dem Ejektor 13 in ihn eingespritzt wird, während sein dynamischer Druck ausreichend gehalten wird. Der dynamische Druckbehälter erlaubt, dass der dynamische Druck der Strahlströmung auf die Einlässe der Rohre angewendet wird.
Andererseits ist ein statischer Druckbehälter derart positioniert, dass er von der Richtung der Strahlströmung von dem Ejektor 13 abweicht. Der statische Druckbehälter erlaubt, dass das Kältemittel über eine Öffnung senkrecht zu der Richtung der Strahlströmung von dem Ejektor 13 in ihn eingeleitet wird. Als ein Ergebnis wird das Kältemittel in den statischen Druckbehälter gesaugt und eingeleitet und strömt dann sanft in den Behälter. Während der statische Druckbehälter das Kältemittel in die Rohre verteilt, wird das verteilte Kältemittel in diese Rohre gesaugt.
Der Drosselmechanismus 18 dient als das Dekompressionsmittel zum Einstellen der in den zweiten Verdampfer 18 strömenden Kältemittelströmungsmenge. In einem in 2 gezeigten Beispiel ist der Drosselmechanismus 18 aus einer konvergenten Düse aufgebaut, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in einem Dekompressions- und Expansionsverfahren kaum verringert. Folglich ist es schwierig, den dynamischen Druck des Kältemittels auf der Einlassseite des zweiten Verdampfers 16 zu verringern, während ermöglicht wird, dass das Kältemittel isentrop dekomprimiert und expandiert wird.
Der Drosselmechanismus 18 ist direkt auf einen Auslass des Kältemittelverteilers 14 montiert. Der Drosselmechanismus 18 ist an einer Erweiterung in der Richtung der Strahlströmung von dem Ejektor 13 positioniert. Eine Achse eines Strömungswegs, der durch den Drosselmechanismus 18 unterteilt ist, entspricht der Ausdehnung der Strahlströmung von dem Ejektor 13.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 mit einer Struktur, die später beschrieben werden soll, zu einer integrierten Struktur montiert. Die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 sind in einem nicht gezeigten Gehäuse aufgenommen. Ein gewöhnliches elektrisches Gebläse 19 bläst Luft (Luft, die gekühlt werden soll) in einen in dem Gehäuse ausgebildeten Luftdurchgang, der durch den Pfeil „A“ angezeigt ist. Die geblasene Luft wird durch die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 gekühlt.
Die von den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 gekühlte Luft wird an einen (nicht gezeigten) gemeinsamen Raum, der gekühlt werden soll, zugeführt. Folglich wird der gemeinsame Raum, der gekühlt werden soll, von den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 gekühlt. Der erste Verdampfer 15, der unter den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 in Reihe mit dem Ejektor 13 verbunden ist, ist auf der stromaufwärtigen Seite (windwärtigen Seite) des Luftstroms A angeordnet, und der zweite Verdampfer 16, der mit der Kältemittelansaugöffnung 13b des Ejektors 13 verbunden ist, ist auf der stromabwärtigen Seite (leewärtigen Seite) des Luftstroms A angeordnet.
Wenn die Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform auf eine Kältekreislaufvorrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeugs angewendet wird, ist ein Raum in einem Fahrzeugraum der Raum, der gekühlt werden soll. Wenn die Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform auf eine Kältekreislaufvorrichtung für ein Tiefkühlauto angewendet wird, ist ein Raum in dem Tiefkühler und dem Kühlschrank des Tiefkühlautos der Raum, der gekühlt werden soll.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14, die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 und der Drosselmechanismus 18 als eine integrierte Einheit montiert. Nun wird ein spezifisches Beispiel der integrierten Einheit 20 unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gesamtstruktur der integrierten Einheit 20 schematisch zeigt, und 3 ist eine Schnittansicht von oberen Behältern der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16.
In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 als eine Verdampferstruktur vollständig miteinander integriert. Folglich bildet der Verdampfer 15 in der einen Verdampferstruktur einen stromaufwärtsseitigen Bereich des Luftstroms A, und der zweite Verdampfer 16 bildet einen stromabwärtsseitigen Bereich des Luftstroms A in der einen Verdampferstruktur.
Der erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 haben die gleiche grundlegende Struktur und umfassen jeweils Wärmeaustauschkerne 15a und 16a und Behälter 15b, 15c, 16b und 16c, die jeweils sowohl auf oberen als auch unteren Seiten der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a positioniert sind.
Die Wärmeaustauschkerne 15a und 16a umfassen jeweils mehrere sich vertikal erstreckende Rohre 21. Ein Durchgang, durch den ein Medium, das dem Wärmeaustausch unterzogen werden soll, läuft, das heißt, durch den zu kühlende Luft in der vorliegenden Ausführungsform strömt, ist zwischen den Rohren 21 ausgebildet. Lamellen 22 sind zwischen den Rohren 21 angeordnet, so dass die Rohre 21 und Lamellen 22 miteinander verbunden werden können.
Jeder der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a ist aus einer Laminierung der Rohre 21 und 22 aufgebaut. Die Rohre 21 und die Lamellen 22 sind abwechselnd in der seitlichen Richtung jedes der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a laminiert. In anderen Ausführungsformen kann eine Struktur ohne Lamellen 22 verwendet werden.
2 zeigt nur einen Teil der Laminierung des Rohrs 21 und der Lamellen 22. Die Laminierung der Rohre 21 und der Lamellen 22 ist über den gesamten Bereich der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a ausgebildet, um zu erlauben, dass die von dem elektrischen Gebläse 19 geblasene Luft durch Leerräume geht, die in der Laminierung ausgebildet sind.
Das Rohr 21 bildet einen Kältemitteldurchgang und ist durch ein Flachrohr mit einer flachen Querschnittform entlang der Luftströmungsrichtung A aufgebaut. Die Lamelle 22 ist eine gewellte Lamelle, die durch Biegen eines dünnen Plattenelements in einer wellenähnlichen Form ausgebildet wird und mit der flachen Außenoberfläche des Rohrs 21 verbunden ist, um eine Wärmeübertragungsfläche auf der Luftseite zu vergrößern.
Das Rohr 21 des Wärmeaustauschkerns 15a und des Rohrs 21 des Wärmeaustauschkerns 16a bilden die jeweiligen unabhängigen Kältemitteldurchgänge, und dabei bilden sowohl die oberen als auch unteren Behälter 15b und 15c des ersten Verdampfers 15 und sowohl die oberen als auch unteren Behälter 16b und 16c des zweiten Verdampfers 16 die jeweiligen Kältemitteldurchgangsräume.
Sowohl die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 21 des Wärmeaustauschkerns 15a sind sowohl in die oberen als auch unteren Behälter 15b und 15c des ersten Verdampfers 15 eingesetzt. Die Behälter 15b und 15c haben (nicht gezeigte) Rohrmontagelöcher angeschlossen. Sowohl die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 21 stehen in Verbindung mit Innenräumen der Behälter 15b und 15c.
Ebenso sind sowohl die oberen als auch unteren Enden des Wärmeaustauschkerns 16a sowohl in die oberen als auch unteren Behälter 16b und 16c des zweiten Verdampfers 16 eingesetzt. Die Behälter 16b und 16c haben (nicht gezeigte) Rohrmontagelöcher angeschlossen. Sowohl die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 21 stehen in Verbindung mit den Innenräumen der Behälter 16b und 16c.
Folglich dienen die Behälter 15b, 15c, 16b und 16c sowohl auf den oberen als auch unteren Seiten dazu, einen Kältemittelstrom in die Rohre 21 der jeweiligen Wärmeaustauschkerne 15a und 16a zu verteilen und die Kältemittelströme aus den Rohren 21 zu sammeln.
Die zwei oberen Behälter 15b und 16b sind aneinander angrenzend, und die zwei unteren Behälter 15c und 16c sind aneinander angrenzend. Daher können die zwei oberen Behälter 15b und 16b integral miteinander ausgebildet werden, und die zwei unteren Behälter 15c und 16c können integral miteinander ausgebildet werden. Es ist offensichtlich, dass die zwei oberen Behälter 15b und 16b und die zwei unteren Behälter 15c und 16c als jeweils unabhängige Elemente ausgebildet werden können.
Ein getrennter Behälter 23 zum Aufnehmen des Ejektors 13 darin bildet Teile des ersten Verdampfers 15 und des zweiten Verdampfers 16. Der Behälter 23 ist in einem mittleren Abschnitt zwischen dem oberen Behälter 15b des ersten Verdampfers 15 und dem oberen Behälter 16b des zweiten Verdampfers 16 positioniert. Der Behälter 23 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die sich in der Längsrichtung beider Behälter 15b und 16b erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform kann der getrennte Behälter 23 integral mit den oberen Behältern 15b und 16b ausgebildet sein.
Spezifisches Material für Komponenten des Verdampfers, wie etwa das Rohr 21, die Lamelle 22, die Behälter 15b, 15c, 16b, 16c und 23 und ähnliche ist bevorzugt Aluminium, das ein Metall mit hervorragenden Wärmeleitfähigkeits- und Hartlöteigenschaften ist. Die Gesamtstrukturen der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 können durch integrales Hartlöten jeder aus dem Aluminiummaterial ausgebildeten Komponente montiert werden.
Im Gegensatz dazu hat der Ejektor 13 einen feinen Durchgang, der mit hoher Genauigkeit in dem Düsenabschnitt 13a ausgebildet ist. Wenn der Ejektor 13 integral an die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 hartgelötet ist, kann die Hitze beim Hartlöten mit einer hohen Temperatur (bei einer Hartlöttemperatur von Aluminium von etwa 600°C) den Düsenabschnitt 13a verformen, und dadurch ist es schwierig, die Form, die Abmessung und ähnliches des Durchgangs in dem Düsenabschnitt 13a entsprechend einer vorgegebenen Konstruktion aufrecht zu erhalten.
Folglich wird der Ejektor 13 an der Verdampferseite montiert, nachdem die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 integral hartgelötet wurden. Der Ejektor 13 wird integral an den Kältemittelverteiler 14 und den Drosselmechanismus 18 montiert, bevor er an die Verdampferseite montiert wird.
Insbesondere wird eine Montagestruktur mit dem Ejektor 13, dem Kältemittelverteiler 14, dem Drosselmechanismus 18 und den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 nachstehend beschrieben.
Ein Kältemitteleinlass 24 der in 1 gezeigten integrierten Einheit 20 ist in dem getrennten Behälter 23 ausgebildet. Ein Kältemittelauslass 25 der in 1 gezeigten integrierten Einheit 20 ist in dem oberen Behälter 15b des ersten Verdampfers 15 ausgebildet.
Eine Trennplatte 26 ist ein Element, das im Wesentlichen in der Mitte in der Längsrichtung des Innenraums des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 angeordnet ist und an eine innere Wandoberfläche des oberen Behälters 16b hartgelötet ist. Die Trennplatte 26 dient dazu, den Innenraum des oberen Behälters 16b in der Längsrichtung des Behälters in zwei Räume, nämlich einen linken Raum 27 und einen rechten Raum 28, zu unterteilen.
Eine Trennplatte 30 ist im Wesentlichen an der Mitte in der Längsrichtung des Innenraums des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15 angeordnet. Die Trennplatte 30 unterteilt den Innenraum des oberen Behälters 15b in der Längsrichtung in zwei Räume, nämlich einen linken Raum 31 und einen rechten Raum 32.
Der Ejektor 13 wird durch Einsetzen des Düsenabschnitts 13a in einen Körper 13f gebildet, nachdem der Düsenabschnitt 13a und der Körper 13f außer dem Düsenabschnitt 13a getrennt ausgebildet wurden, und indem der Düsenabschnitt 13a an dem Körper 13f durch Einpressen oder Verstemmen befestigt wird.
Insbesondere ist der Düsenabschnitt 13a des Ejektors 13 aus einem metallischen Material, wie etwa rostfreiem Stahl oder Aluminium ausgebildet, kann jedoch aus einem Harzmaterial (d.h. nicht metallischem Material) ausgebildet sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Kältemittelverteiler 14 wie die Verdampferkomponente aus Aluminiummaterial ausgebildet, indem der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 14a unter Verwendung von Verbindungsmitteln, wie etwa Schweißen, mit dem zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14b verbunden wird.
In der in 4 gezeigten Ausführungsform steht der zweite rohrförmige Abschnitt 14b von einer äußeren Umfangsoberfläche eines Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms (an dem in 4 gezeigten linken Ende) in die Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a vor. Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 14b braucht nicht notwendigerweise genau in die Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a vorstehen und kann im Wesentlichen in die Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a vorstehen.
Die ersten und zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitte 14a und 14b können aus Harz ausgebildet sein und können durch Klebstoff miteinander verbunden sein. Der Kältemittelverteiler 14 kann nur durch den ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a ausgebildet sein. Das heißt, die äußere Umfangsoberfläche des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a ist mit einem Durchgangsloch versehen, aus dem das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers 15 strömt, um den Kältemittelverteiler 14 aufzubauen, ohne den zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14b bereitzustellen.
Der Kältemittelverteiler 14 kann ausgebildet werden, indem mehrere Kältemitteldurchgänge in einem Metall- oder Harzblock mit einer rechteckigen Parallelepipedform bereitgestellt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselmechanismus (z.B. Kegeldüse) 18 aus Aluminiummaterial gebildet, und der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 sind unter Verwendung von Verbindungsmitteln, wie etwa Hartlöten oder Schweißen, integral miteinander verbunden. Um in diesem Fall die thermische Verformung des Düsenabschnitts 13a zu verhindern, ist es wünschenswert, dass der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 miteinander verbunden werden, bevor der Düsenabschnitt 13a des Ejektors 13 an dem Körper 13f montiert wird.
Es ist offensichtlich, dass der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 mittels Befestigungsmitteln, wie etwa Schrauben, integral aneinander befestigt werden können. Wenn der Körper 13f des Ejektors 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 aus Harz gefertigt sind, können die Komponenten durch Klebstoff integral miteinander verbunden werden. Alternativ kann der Kältemittelverteiler 14 integral mit dem Körper 13 ausgebildet werden oder kann integral mit dem Drosselmechanismus 18 ausgebildet werden.
Nach einem Montageschritt (Hartlötschritt) zum integralen Hartlöten der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 und ähnlicher werden der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18, die integriert sind, durch den Kältemitteleinlass 24 in den oberen Behälter 16b eingesetzt.
Der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18, die integriert sind und der zylindrische getrennte Behälter 23 erstrecken sich zu der Rückseite (rechten Seite) weg von den Trennplatten 26 und 30 beider in 3 gezeigter Behälter 15b und 16b nach oben.
Wie in 3 schematisch gezeigt, hat der getrennte Behälter 23 darin ausgebildete Durchgangslöcher 23a bis 23c. 5 und 6 sind Schnittansichten der oberen Behälter der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16, die in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung genommen sind. 5 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts mit dem darin ausgebildeten Durchgangsloch 23a, und 6 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts mit dem darin ausgebildeten Durchgangsloch 23b.
Jedes der Durchgangslöcher 23a bis 23c ist ein seitliches Loch, das die Umfangswand des getrennten Behälters 23 durchdringt. Der Auslass des Drosselmechanismus 18 steht über das Durchgangsloch 23a in Verbindung mit dem Inneren des rechten Raums 28 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16.
Ebenso steht eine stromabwärtsseitige Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b des Kältemittelverteilers 14 über das Durchgangsloch 23b in Verbindung mit dem Inneren des rechten Raums 32 des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15. Die Kältemittelansaugöffnung 13b des Ejektors 13 steht über das Durchgangsloch (seitliche Loch) 23c in Verbindung mit dem Inneren des linken Raums 27 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16.
Das linke Ende des Ejektors 13 in der Längsrichtung (in 3 gezeigtes linkes Ende) entspricht dem in 1 gezeigten Einlass des Düsenabschnitts 13a und ist unter Verwendung eines Dichtungsmechanismus (z.B. eines nicht gezeigten O-Rings oder ähnlichem) in den Kältemitteleinlass 24 an dessen innerer Wandoberfläche eingepasst, um daran abgedichtet befestigt zu werden.
Das Befestigen des Ejektors 13 in der Längsrichtung kann zum Beispiel unter Verwendung von (nicht gezeigten) Schraubbefestigungsmitteln durchgeführt werden.
Bei der vorstehenden Anordnung werden Kältemittelströmungswege der gesamten integrierten Einheit nachstehend insbesondere basierend auf 2 bis 4 beschrieben. Das aus dem Kältemitteleinlass 24 strömende Kältemittel wird zuerst durch den Ejektor 13 (den Düsenabschnitt 13a, den Mischabschnitt 13c und den Diffusor 13d in dieser Reihenfolge) dekomprimiert. Das dekomprimierte Niederdruckkältemittel strömt von einer stromaufwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a in den Kältemittelverteiler 14. Das aus dem Auslass 13e des Ejektors 13 in den Kältemittelverteiler 14 strömende Kältemittel wird von einem Verzweigungsabschnitt Z verzweigt und strömt dann aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrförmigen Abschnitts 14a und der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b.
Zu dieser Zeit ist der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 14a derart ausgebildet, dass er koaxial in Bezug auf den Diffusor 13d angeordnet ist, so dass das über die stromaufwärtsseitige Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a in ihn strömende Kältemittel aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten Abschnitts 14a strömt, ohne seine Strömungsgeschwindigkeit unnötig zu verlangsamen. Während der Kältemittelstrom an dem Verzweigungsabschnitt Z des Kältemittelverteilers 14 verzweigt wird, bleibt folglich das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende Kältemittel auf einem konstanten dynamischen Druck des aus dem Diffusor 13d strömenden Kältemittels.
Eine Öffnungsfläche der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b und eine Öffnungsfläche der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a sind derart festgelegt, dass sie passende Werte haben, so dass das Verhältnis der Strömungsmenge des in den ersten Verdampfer 15 strömenden Kältemittels zu dem des in den zweiten Verdampfer 16 strömenden Kältemittels geeignet eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann das Kältemittel mit passenden Strömungsmengen an den ersten Verdampfer 15 und den zweiten Verdampfer 16 geliefert werden.
Das von der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b strömende Kältemittel strömt, wie durch den Pfeil „a“ angezeigt, durch das Durchgangsloch 23b des getrennten Behälters 23 in den rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15.
Das Kältemittel in dem rechten Raum 32 fällt, wie durch den Pfeil „b“ angezeigt, durch die Rohre 21 in dem rechten Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 15a, um in den rechten Abschnitt des unteren Behälters 15c zu strömen. Da in dem unteren Behälter 15c keine Trennplatte bereitgestellt ist, bewegt sich das Kältemittel, wie durch den Pfeil „c“ angezeigt, von dem rechten Abschnitt des unteren Behälters 15c in Richtung seines linken Abschnitts.
Das Kältemittel in dem linken Abschnitt des unteren Behälters 15c steigt, wie durch den Pfeil „d“ gezeigt, durch die Rohre 21 in dem linken Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 15a, um in den linken Raum 31 des oberen Behälters 15b zu strömen. Dann strömt das Kältemittel, wie durch den Pfeil „e“ gezeigt, aus dem Kältemittelauslass 25 des oberen Behälters 15b.
Andererseits wird das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende Kältemittel zuerst durch den Drosselmechanismus 18 dekomprimiert. Das von dem Drosselmechanismus 18 dekomprimierte Niederdruckkältemittel strömt, wie durch den Pfeil „f“ angezeigt, durch das Durchgangsloch 23a des getrennten Behälters 23 in den rechten Raum 28 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16.
Das Kältemittel in dem rechten Raum 28 fällt, wie durch den Pfeil „g“ gezeigt, durch die Rohre 21 in dem rechten Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 16a, um in den rechten Abschnitt des unteren Behälters 16c zu strömen. Da in dem unteren Behälter 16c keine Trennplatte bereitgestellt ist, bewegt sich das Kältemittel, wie durch den Pfeil „h“ gezeigt, von dem rechten Abschnitt des unteren Behälters 16c in Richtung seines linken Abschnitts.
Das Kältemittel in dem linken Abschnitt des unteren Behälters 16c steigt, wie durch den Pfeil „i“ gezeigt, durch die Rohre 21 in dem linken Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 16a, um in den linken Raum 27 des oberen Behälters 16b zu strömen. Da die Kältemittelansaugöffnung 13b des Ejektors 13 über das Durchgangsloch 23c des getrennten Behälters 23 mit dem linken Raum 27 in Verbindung steht, wird das Kältemittel in dem linken Raum 27 von der Kältemittelansaugöffnung 13b in den Ejektor 13 gesaugt.
Die integrierte Einheit 20 hat die Kältemittelströmungswegstruktur, wie vorstehend beschrieben. In der gesamten integrierten Einheit 20 kann nur ein Kältemitteleinlass 24 in dem getrennten Behälter 23 bereitgestellt werden, und nur ein Kältemittelauslass 25 kann in dem oberen Behälter 15b bereitgestellt werden.
Als nächstes wird der Betrieb der ersten Ausführungsform beschrieben. Wenn der Kompressor 11 von einem Fahrzeugmotor angetrieben wird, strömt von dem Kompressor 11 komprimiertes und ausgestoßenes Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel in den Strahler 12. Das Hochtemperaturkältemittel wird an dem Strahler 12 von Außenluft gekühlt und kondensiert. Das aus dem Strahler 12 strömende Hochdruckkältemittel strömt in den Ejektor 13, und dann wird das in den Ejektor 13 strömende Kältemittel von dem Düsenabschnitt 13a dekomprimiert und expandiert. Auf diese Weise wird die Druckenergie des Kältemittels durch den Düsenabschnitt 13a in seine Geschwindigkeitsenergie umgewandelt. Das Kältemittel wird von einer Einspritzöffnung des Düsenabschnitts 13a mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzt. Eine Druckabriahme des Kältemittels zu diesem Zeitpunkt bewirkt, dass das Kältemittel (gasphasige Kältemittel), das den zweiten Verdampfer 16 durchlaufen hat, von der Kältemittelansaugöffnung 13b gesaugt wird.
Das von dem Düsenabschnitt 13a eingespritzte Kältemittel und das in die Kältemittelansaugöffnung 13b gesaugte Kältemittel werden von dem Mischabschnitt 13c, der auf der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 13a bereitgestellt ist, vermischt, um in den Diffusor 13d zu strömen. Der Diffusor 13d wandelt die Geschwindigkeits- (Expansions-) Energie des Kältemittels in die Druckenergie um, indem er die Schnittfläche des Durchgangs vergrößert, um den Druck des Kältemittels zu erhöhen.
Das aus dem Diffusor 13d des Ejektors 13 strömende Kältemittel wird von dem Kältemittelverteiler 14 verzweigt und strömt dann aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b und der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a. Das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b strömende Kältemittel strömt, wie durch die Pfeile „a“ bis „e“ angezeigt, durch den Kältemittelströmungsweg in dem ersten Verdampfer 15. Während dieser Zeit nimmt das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel in dem Wärmeaustauschkern 15a des ersten Verdampfers 15 Wärme aus der Luft, die in der durch den Pfeil „A“ angezeigten Richtung geblasen wird, auf, um verdampft zu werden. Das verdampfte gasphasige Kältemittel wird von dem Kältemittelauslass 25 in den Kompressor 11 gesaugt und dann in dem Kompressor 11 erneut komprimiert.
Andererseits wird das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende Kältemittel von dem Drosselmechanismus 18 dekomprimiert, um ein Niederdruckkältemittel zu werden, das durch den Kältemittelströmungsweg in dem zweiten Verdampfer 16, wie durch die in 2 gezeigten Pfeile „f“ bis „i“ gezeigt, strömt. Während dieser Zeit nimmt das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel in dem Wärmeaustauschkern 16a des zweiten Verdampfers 16 Wärme aus der geblasenen Luft, die den ersten Verdampfer 15 durchlaufen hat, auf, um verdampft zu werden. Das verdampfte gasphasige Kältemittel wird von der Kältemittelansaugöffnung 13b in den Ejektor 13 gesaugt.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Kältemittel in der vorliegenden Ausführungsform auf der stromabwärtigen Seite des Diffusors 13d des Ejektors 13 von dem Kältemittelverteiler 14 zwischen den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 verteilt werden und an diese geliefert werden, so dass die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 gleichzeitig eine Kühlwirkung zeigen können. Auf diese Weise wird die sowohl von dem ersten als auch dem zweiten Verdampfer 15 und 16 gekühlte Luft in den Raum, der gekühlt werden soll, geblasen, wodurch die Kühlung des Raums, der gekühlt werden soll, ermöglicht wird.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform der dynamische Druck des aus dem Ejektor 13 strömenden Kältemittels verwendet werden, um das Kältemittel in dem zweiten Verdampfer 16 zu zirkulieren.
Das heißt, der Kältemittelverteiler 14 ist derart aufgebaut, dass das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende Kältemittel oder das in Richtung des zweiten Verdampfers 16 verteilte Kältemittel auf einem konstanten dynamischen Druck des von dem Diffusor 13d strömenden Kältemittels bleibt. Der Drosselmechanismus 18 ist durch die Kegeldüse aufgebaut, um die Abnahme des dynamischen Drucks zu unterdrücken, während das Kältemittel dekomprimiert wird, so dass der dynamische Druck des von dem Ejektor 13 strömenden Kältemittels an das Innere des zweiten Verdampfers 16 angelegt werden kann.
Wenn folglich das Kältemittel in den zweiten Verdampfer 16 strömt, kann nicht nur ein Differenzdruck zwischen einem statischen Druck des Kältemittels auf der stromabwärtigen Seite des Diffusors 13d und einem statischen Druck des Kältemittels an der Kältemittelansaugöffnung 13b, sondern auch ein dynamischer Druck des Kältemittels auf der stromabwärtigen Seite des Diffusors 13d angelegt werden, um dem Kältemittel sicher zu erlauben, in den zweiten Verdampfer 16 zu strömen.
Da die Ansaugseite des Kompressors 11 mit der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 15 verbunden ist, kann das Kältemittel durch eine Saugwirkung des Kompressors 11 auch sicher in den ersten Verdampfer 15 strömen. Folglich können sowohl der erste als auch zweite Verdampfer 15 und 16 die Kältekapazität der Verdampfer geeignet zeigen, wodurch die Kältekapazität des gesamten Kreislaufs verbessert wird.
Da die Ansaugseite des Kompressors 11 mit der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers 15 verbunden ist, kann das Kältemittel, dessen Druck von dem Diffusor 13d des Ejektors 13 erhöht wird, in den Kompressor 11 strömen. Folglich kann ein Ansaugdruck des Kompressors 11 erhöht werden, um dadurch eine Antriebsleistung des Kompressors 11 zu senken, was zu einem verbesserten Kreislaufwirkungsgrad (COP) führt.
Das Verhältnis der Strömungsmenge des in den ersten Verdampfer 15 strömenden Kältemittels zu der des in den zweiten Verdampfer 16 strömenden Kältemittels wird durch die offene Fläche der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b und die offene Fläche der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a eingestellt. Auf diese Weise kann das Kältemittel geeignet in die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 verteilt werden, während die Strömungsmenge des durch den gesamten Kreislauf zirkulierenden Kältemittels mit der einfachen Kreislaufstruktur eingestellt werden kann.
Der Diffusor 13d des Ejektors 13, der Kältemittelverteiler 14, der erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 sind direkt ohne Rohrleitungen miteinander verbunden. Eine derartige Verbindung hält den dynamischen Druck des von dem Ejektor 13 strömenden Kältemittels aufrecht, wenn der Kältemittelstrom weiter verzweigt wird.
Die Dekompressionswirkung des Drosselmechanismus 18 kann einen Kältemittelverdampfungsdruck (eine Kältemittelverdampfungstemperatur) des zweiten Verdampfers 16 in Bezug auf einen Kältemittelverdampfungsdruck (eine Kältemittelverdampfungstemperatur) des ersten Verdampfers 17 wirksam senken. Der Drosselmechanismus 18 dekomprimiert und expandiert das Kältemittel isentrop, um eine Enthalpiedifferenz des Kältemittels zwischen dem Einlass und Auslass des zweiten Verdampfers 16 zu vergrößern, wodurch die weitere Verbesserung der Kältekapazität des zweiten Verdampfers 18 ermöglicht wird.
Der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14, die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 und der Drosselmechanismus 18 sind zu einer in 2 gezeigten Struktur, das heißt als integrierte Einheit 20, zusammenmontiert. Folglich erfordert die integrierte Einheit 20 nur einen Kältemitteleinlass 24 und einen Kältemittelauslass 25.
Als ein Ergebnis werden beim Montieren der Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 auf dem Fahrzeug verschiedene Komponenten (13, 14, 15, 16 und 18) in die gesamte integrierte Einheit 20 eingebaut, wobei ein Kältemitteleinlass 24 mit der Auslassseite des Strahlers 12 verbunden wird und ein Kältemittelauslass 25 mit der Ansaugseite des Kompressors 11 verbunden wird, und dadurch kann Rohrleitungsverbindungsarbeit begrenzt werden.
Gleichzeitig kann die Verwendung der Struktur, die den Ejektor 13, den Kältemittelverteiler 14 und den Drosselmechanismus 18 in dem Verdampferbehälter eingebaut hat, auch den gesamten Körper der integrierten Einheit 20 kompakt und einfach machen, wodurch ein Montageraum verkleinert wird.
Folglich kann die Montageleistung des Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 mit den Verdampfern 15 und 16 auf dem Fahrzeug im Vergleich zu einer Struktur mit verschiedenen Komponenten (13, 14, 15, 16 und 18), die über Rohrleitungen miteinander verbunden sind, stark verbessert werden. Außerdem kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 eine Verringerung der Anzahl von Komponenten des Kreislaufs und ferner der Kosten erzielen.
Die Verwendung der integrierten Einheit 20 kann einen Verdampfer eines vorhandenen Expansionsventilkreislaufs mit der integrierten Einheit 20 ersetzen, wodurch der vorhandene Expansionsventilkreislauf in den Ejektorkältekreislauf der vorliegenden Erfindung geändert wird. Folglich ist dies von einem praktischen Standpunkt vorteilhaft.
Da die gesamte integrierte Einheit 20 ferner nur einen Kältemitteleinlass 24 und einen Kältemittelauslass 25 erfordert, kann sie die Arbeit des Ersetzens des Verdampfers des vorhandenen Expansionsventilkreislaufs durch die integrierte Einheit 20 vereinfachen.
Außerdem kann die Verwendung der integrierten Einheit 20 die folgenden Nebeneffekte einschließlich der Verbesserung der Kühlleistung haben. Das heißt, die integrierte Einheit 20 kann eine Länge eines Verbindungsdurchgangs zwischen den vorstehend erwähnten verschiedenen Komponenten (13, 14, 15, 16, 18) auf einen kleinen Wert verringern, wodurch ein Kältemitteldruckabfall in dem Kältemittelströmungsweg verringert wird, während der Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel und der umgebenden Atmosphäre wirksam verringert wird. Auf diese Weise können die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 eine verbesserte Kühlleistung haben.
Insbesondere kann der zweite Verdampfer 16 den Verdampfungsdruck durch eine Senkung des Druckverlusts des Kältemittels aufgrund der Beseitigung der Verbindungsrohrleitungen zwischen der Auslassseite des zweiten Verdampfers und der Ejektorkältemittelansaugöffnung 13b senken. Folglich kann die Kühlleistung des zweiten Verdampfers 16 wirksam verbessert werden, ohne die Leistung des Kompressors zu erhöhen.
Da der Ejektor 13 in einer Niedertemperaturatmosphäre innerhalb des Verdampferbehälters angeordnet ist, kann ein Wärmeisolationsverfahren für den Ejektor 13, wie etwa das Ankleben eines wärmeisolierenden Materials, weggelassen werden.
Wenngleich in der vorliegenden Ausführungsform die Kegeldüse als der Drosselmechanismus 18 verwendet wird, kann eine Lavaldüse verwendet werden, die einen Verengungsabschnitt mit der kleinsten Durchgangsfläche in einem mittleren Punkt des Kältemitteldurchgangs und einen divergenten Abschnitt, dessen Innendurchmesser nach dem Verengungsabschnitt allmählich vergrößert ist, umfasst.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform hat der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 14a des Kältemittelverteilers 14 eine geradlinige Form. In der zweiten Ausführungsform hat ein erster rohrleitungsförmiger Abschnitt 33a des Kältemittelverteilers 33, wie in 7 gezeigt, eine derartige Form, dass ein Endabschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms in einem rechten Winkel gebogen ist.
Ein zweiter rohrleitungsförmiger Abschnitt 33b des Kältemittelverteilers 33 steht in die Richtung entgegengesetzt (wie in 7 gezeigt, aufwärts) zu der Biegerichtung (wie in 7 gezeigt, abwärts) des stromabwärtsseitigen Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a vor.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselmechanismus 18 entfernt. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Durchgangsloch 23a eines getrennten Behälters 23 entgegengesetzt zu einer stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a angeordnet.
Auf diese Weise kann eine Entfernung zwischen der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a und dem Durchgangsloch 23a verkürzt werden, um dadurch eine Verringerung des dynamischen Drucks des Kältemittels zwischen der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a und dem Durchgangsloch 23a im Vergleich zu der ersten Ausführungsform zu verringern. Auf diese Weise kann das Kältemittel sicher in den zweiten Verdampfer 16 strömen.
Der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 33a ist nicht notwendigerweise genau in einem rechten Winkel gebogen und kann ungefähr in einem rechten Winkel gebogen sein.
(Dritte Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform steht der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 33b des Kältemittelverteilers 33 von der Außenumfangsoberfläche an dem stromaufwärtigen Endabschnitt des Kältemittelstroms des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a vor. In der dritten Ausführungsform steht, wie in 8 gezeigt, ein zweiter rohrleitungsförmiger Abschnitt 34b eines Kältemittelverteilers 34 von einer Außenumfangsoberfläche eines mittleren Teils eines ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 34a des Kältemittelverteilers 34 in der Kältemittelströmungsrichtung vor.
Auch die vorliegende Ausführungsform kann die gleichen Wirkungen wie die in der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform zeigen.
(Vierte Ausführungsform)
In einer vierten Ausführungsform hat ein Kältemittelverteiler 35, wie in 9 gezeigt, eine T-ähnliche Form. Insbesondere umfasst der Kältemittelverteiler 35 einen ersten geraden rohrleitungsförmigen Abschnitt 35a, um zuzulassen, dass das von dem Auslass 13e des Ejektors 13 ausgestoßene Kältemittel direkt in ihn strömt, und einen zweiten geraden rohrleitungsförmigen Abschnitt 35b, um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung der Seite des ersten Verdampfers 15 und der Seite des zweiten Verdampfers 16 ausströmt. Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 35b ist mit dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 35a in einem rechten Winkel an dem stromabwärtigen Ende des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 35a verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform bleiben sowohl das auf die Seite des ersten Verdampfers 15 verteilte Kältemittel als auch das auf die Seite des zweiten Verdampfers 16 verteilte Kältemittel auf einem dynamischen Druck des aus dem Diffusor 13d strömenden Kältemittels, so dass der dynamische Druck des von dem Ejektor 13 strömenden Kältemittels nicht nur an den zweiten Verdampfer 16, sondern auch das Innere des ersten Verdampfers 15 angelegt werden kann.
Folglich kann neben der Ansaugwirkung des Kompressors 11 der dynamische Druck des Kältemittels auf der stromabwärtigen Seite des Diffusors 13d sicher angewendet werden, wenn das Kältemittel in den ersten Verdampfer 15 strömt, wodurch dem Kältemittel sicher erlaubt wird, in den ersten Verdampfer 15 zu strömen.
Der Kältemittelverteiler 35 hat nicht notwendigerweise die T-ähnliche Form und kann eine im Wesentlichen T-ähnliche Form haben. Zum Beispiel kann der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 35b ungefähr in einem rechten Winkel mit dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 35a verbunden sein.
(Fünfte Ausführungsform)
In einer fünften Ausführungsform umfasst ein Kältemittelverteiler 36, wie in 10 gezeigt, einen ersten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt 36a, um zuzulassen, dass das aus dem Auslass 13e ausgestoßene Kältemittel direkt in ihn strömt, einen zweiten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt 36b, um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers 15 ausströmt, und einen dritten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt 36c, um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers 16 ausströmt.
Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 36b und der dritte rohrleitungsförmige Abschnitt 36c sind mit dem stromabwärtigen Ende des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 36a verbunden und parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36a angeordnet.
Ein (nicht gezeigter) Raumabschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Innenraums des getrennten Behälters 23 weg von dem zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36b und dem dritten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36c ist in zwei Räume, nämlich einen Raum auf der Seite des ersten Verdampfers 15 und einen Raum auf der Seite des zweiten Verdampfers 16 unterteilt. Ein Durchgangsloch 23b ist in dem Raum auf der Seite des ersten Verdampfers 15 angeordnet, und ein Durchgangsloch 23a ist in dem Raum auf der Seite des zweiten Verdampfers 16 angeordnet.
Auf diese Weise strömt das aus dem zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36b strömende Kältemittel über das Durchgangsloch 23b in den rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15, und das aus dem dritten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36c strömende Kältemittel strömt über das Durchgangsloch 23a in den rechten Raum 28 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16.
Auch die vorliegende Ausführungsform kann die gleichen Wirkungen wie die in der vorstehend erwähnten vierten Ausführungsform zeigen.
Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 36b und der dritte rohrleitungsförmige Abschnitt 36c sind nicht notwendigerweise genau parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36a angeordnet und können im Wesentlichen parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36a angeordnet werden.
(Andere Ausführungsformen)
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend offenbarten Ausführungsformen beschränkt, und vielfältige Modifikationen können an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden.

(1) In der ersten Ausführungsform sind der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 in dem getrennten Behälter 23 angeordnet. Jedoch können der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 in dem oberen Behälter 16b des zweiten Verdampfers 16 angeordnet werden. Um dem Kältemittel in diesem Fall zu gestatten, von der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b in den rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15 zu strömen, ist es notwendig, einen Verbindungsdurchgang zum Verbinden des rechten Raums 28 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 mit dem rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15 bereitzustellen.
(2) Der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 können in dem oberen Behälter 15b des ersten Verdampfers 15 angeordnet werden. Um in diesem Fall dem Kältemittel, das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömt, zu erlauben, in den oberen Raum 28 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 zu strömen, ist es notwendig, einen Verbindungsdurchgang zum Verbinden des rechten Raums 32 des oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15 mit dem rechten Raum 28 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 bereitzustellen.

Außerdem ist erforderlich, dass ein Kältemitteldurchgang zum Ansaugen des Kältemittels, das in den linken Raum 27 des rechten Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 eintritt, in die Kältemittelansaugöffnung 13b des Ejektors 13 zwischen dem linken Raum 27 des oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 und der Kältemittelansaugöffnung 13b des Ejektors 13 bereitgestellt wird.

(3) Alternativ können der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 außerhalb der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 angeordnet werden. In diesem Fall müssen jeweilige kältemittelseitige Auslässe des Ejektors 13, der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 über Rohrleitungen mit den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 verbunden werden.
(4) Wenn in der ersten Ausführungsform jeweilige Komponenten der integrierten Einheit 20 integral miteinander montiert werden, werden der erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 integral aneinander hartgelötet. Diese Komponenten können durch verschiedene Befestigungsmittel außer Hartlöten, einschließlich Schrauben, Verstemmen, Schweißen, Klebstoff und ähnliche, integral montiert werden.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das Befestigungsmittel des Ejektors 13 zum Beispiel Verschrauben. Jedes andere Befestigungsmittel als Verschrauben, das keine thermische Verformung verursachen kann, kann verwendet werden. Insbesondere kann das Befestigungsmittel, wie etwa Verstemmen oder Klebstoff, verwendet werden, um den Ejektor 13 zu befestigen.

(5) Jede der vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschreibt einen unterkritischen Dampfkompressionskreislauf unter Verwendung von Kältemittel, dessen hochdruckseitiger Druck seinen kritischen Druck nicht übersteigt, wie etwa Flon-basiertes oder HC-basiertes Kältemittel. Die Erfindung kann auf einen überkritischen Dampfkompressionskreislauf angewendet werden, der Kältemittel verwendet, dessen hochdruckseitiger Druck den kritischen Druck übersteigt, wie etwa Kohlendioxid (CO₂).
(6) Wenngleich in jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen ein fester Ejektor mit dem Düsenabschnitt 13a mit einer konstanten Durchgangsfläche als der Ejektor 13 verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein variabler Ejektor mit einem variablen Düsenabschnitt mit einer einstellbaren Durchgangsfläche kann als der Ejektor 13 verwendet werden.

Insbesondere kann der variable Düsenabschnitt zum Beispiel ein Mechanismus sein, in dem eine Nadel in einen Durchgang des variablen Düsenabschnitts eingesetzt ist und die Position der Nadel durch einen elektrischen Aktuator gesteuert wird, um die Durchgangsfläche einzustellen.

(7) In der ersten Ausführungsform und ähnlichen wird die vorliegende Erfindung auf den Kältekreislauf zum Kühlen des Inneren des Fahrzeugraums oder des Inneren des Tiefkühlers und des Kühlschranks angewendet. Alternativ können sowohl der erste Verdampfer 15 mit einer Kältemittelverdampfungstemperatur, die auf der Hochtemperaturseite angesiedelt ist, als auch der zweite Verdampfer 16 mit einer Kältemittelverdampfungstemperatur auf der Niedertemperaturseite zum Kühlen verschiedener Bereiche in dem Fahrzeugraum (zum Beispiel einem Bereich auf einer Vordersitzseite in dem Fahrzeugraum und einem Bereich auf einer Rücksitzseite in dem Fahrzeugraum) verwendet werden.

Sowohl der erste Verdampfer 15 mit der Kältemittelverdampfungstemperatur auf der Hochtemperaturseite als auch der zweite Verdampfer 16 mit der Kältemittelverdampfungstemperatur auf der Niedertemperaturseite können zum Kühlen des Inneren des Tiefkühlers und des Kühlschranks verwendet werden. Das heißt, eine Kältekammer des Tiefkühlers und Kühlschranks kann von dem ersten Verdampfer 15 mit der Verdampfungstemperatur auf der Hochtemperaturseite gekühlt werden, und eine Gefrierkammer des Tiefkühlers und Kühlschranks kann von dem zweiten Verdampfer 16 mit der Kältemittelverdampfungstemperatur auf der Niedertemperaturseite gekühlt werden.

(8) Wenngleich in jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen der Kältekreislauf für ein Fahrzeug beschrieben wurde, ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Die Erfindung kann in gleicher Weise auch auf einen festen Kältekreislauf oder ähnliches angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf einen gewerblichen Kühlschrank, einen Haushaltskühlschrank, einen Kühler für einen Dosierautomaten, ein Schaufenster mit einer Kühlfunktion und ähnliches angewendet werden.

Figurenliste

1 ist ein Kältemittelkreisdiagramm eines Ejektorkältekreislaufs für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Struktur einer integrierten Einheit der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist eine Schnittansicht von Behältern des Verdampfers in der in 2 gezeigten integrierten Einheit;
4 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers in der in 2 gezeigten integrierten Einheit zeigt;
5 ist eine andere Schnittansicht der Behälter der Verdampfer in der in 2 gezeigten integrierten Einheit;
6 ist eine Schnittansicht der Behälter der Verdampfer in der in 2 gezeigten integrierten Einheit;
7 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Claims

Einheit für einen Ejektorkältekreislauf, die umfasst: einen Ejektor (13), der einen Düsenabschnitt (13a) umfasst, der aufgebaut ist, um Kältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren, und eine Kältemittelansaugöffnung (13b), von der Kältemittel durch einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom, der von dem Düsenabschnitt (13a) ausgestoßen wird, gesaugt wird, wobei der Ejektor (13) aufgebaut ist, um das von dem Düsenabschnitt (13a) eingespritzte Kältemittel mit dem von der Kältemittelansaugöffnung (13b) gesaugten Kältemittel zu vermischen, um das vermischte Kältemittel aus einem Auslass (13e) des Ejektors (13) auszustoßen; einen ersten Verdampfer (15) und einen zweiten Verdampfer (16), die parallel zu einer stromabwärtigen Seite des Auslasses (13e) des Ejektors (13) in einem Kältemittelstrom verbunden sind und aufgebaut sind, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel zu verdampfen; und einen Kältemittelverteiler (14, 33, 34), der aufgebaut ist, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel an eine Seite des ersten Verdampfers (15) und eine Seite des zweiten Verdampfers (16) zu verteilen, wobei eine stromabwärtige Seite des ersten Verdampfers (15) in einem Kältemittelstrom aufgebaut ist, um mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors (11) verbunden zu werden, eine stromabwärtige Seite des zweiten Verdampfers (16) aufgebaut ist, um mit der Kältemittelansaugöffnung (13b) des Ejektors (13) verbunden zu werden, wobei der Ejektor und der Kältemittelverteiler miteinander verbunden sind, so dass das von dem Auslass des Ejektors ausgestoßene Kältemittel direkt in den Kältemittelverteiler strömt, der Kältemittelverteiler einen ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14a, 33a, 34a) mit einer geraden Form, der sich auf einer Achsenlinie des Düsenabschnitts erstreckt, durch den das in den Kältemittelverteiler strömende Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers strömt, und einen zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14b, 33b, 34b) umfasst, durch den das in den Kältemittelverteiler strömende Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers strömt, und der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt von einer Außenumfangsoberfläche des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts in eine Richtung senkrecht zu der geraden Form des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts vorsteht.
Einheit für den Ejektorkältekreislauf gemäß Anspruch 1, wobei der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (14b) von der Außenumfangsoberfläche des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (14a) an einem stromaufwärtigen Endabschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (14a) in dem Kältemittelstrom vorsteht.
Einheit für den Ejektorkältekreislauf gemäß Anspruch 1, wobei der erste rohrleitungsförmige Abschnitt (33a) einen stromabwärtigen Endabschnitt auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms umfasst, der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (33b) in eine Vorstehrichtung von der Außenumfangsoberfläche des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (33a) auf einer stromaufwärtigen Seite in dem Kältemittelstrom vorsteht, und der stromabwärtige Endabschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (33a) im Wesentlichen in einem rechten Winkel in eine Richtung entgegengesetzt zu der Vorstehrichtung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts (33b) gebogen ist.
Einheit für den Ejektorkältekreislauf gemäß Anspruch 1, wobei der erste rohrleitungsförmige Abschnitt (34a) einen stromabwärtigen Endabschnitt auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms umfasst, der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (34b) an einem mittleren Abschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (34a) in dem Kältemittelstrom von der Außenumfangsoberfläche des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (34a) in eine Vorstehrichtung vorsteht, und der stromabwärtige Endabschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (34a) im Wesentlichen in einem rechten Winkel in eine Richtung entgegengesetzt zu der Vorstehrichtung des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts (34b) gebogen ist.
Einheit für den Ejektorkältekreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kältemittelverteiler und der erste Verdampfer miteinander verbunden sind, so dass das aus dem Kältemittelverteiler strömende Kältemittel direkt in den ersten Verdampfer strömt.
Einheit für den Ejektorkältekreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kältemittelverteiler und der zweite Verdampfer miteinander verbunden sind, so dass das aus dem Kältemittelverteiler strömende Kältemittel direkt in den zweiten Verdampfer strömt.
Kältekreislaufvorrichtung, die umfasst: einen Kompressor (11), der aufgebaut ist, um Kältemittel anzusaugen und zu komprimieren; einen Strahler (12), der aufgebaut ist, um Wärme von Hochdruckkältemittel abzustrahlen, das von dem Kompressor (11) ausgestoßen wird; und die Einheit für den Ejektorkältekreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einheit aufgebaut ist, um das von dem Strahler (12) gelieferte Kältemittel zu dekomprimieren und zu verdampfen.