DE112013003430T5

DE112013003430T5 - Ejektor

Info

Publication number: DE112013003430T5
Application number: DE112013003430.1T
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Nishijima Haruyuki; c/o DENSO CORPORATION Takano Yoshiaki; c/o DENSO CORPORATION Yamada Etsuhisa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2015-04-09
Also published as: JP5821709B2; US9857102B2; CN104169591A; CN104169591B; US20150033791A1; WO2013132769A1; JP2013185484A

Abstract

Ein Ejektor enthält einen Düsenabschnitt (110), der ein Hochdruck-Kältemittel dekomprimiert und expandiert, das von einer Hochdruckseite eines Kälteerzeugungskreises strömt, einen Saugabschnitt (120), der ein Niedrigdruck-Kältemittel durch eine Saugkraft eines ausgestoßenen Kältemittels ansaugt, welches aus dem Düsenabschnitt (110) ausgestoßen wird, und einem Diffusorabschnitt (130), der ein gemischtes Kältemittel des ausgestoßenen Kältemittels, das aus dem Düsenabschnitt (110) ausgestoßen wird, und dem Niedrigdruck-Kältemittel, das aus dem Saugabschnitt (120) gesaugt wird, verzögert, um einen Druck des Kältemittels zu verstärken. Der Ejektor ist mit einem Wirbelströmungskanal (140) versehen, der auf einer stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts (110) angeordnet ist, das Hochdruck-Kältemittel verwirbelt und dem Kältemittel in einem Zustand einer Gas-/Flüssigkeits-Mischphase ermöglicht, in den Düsenabschnitt (110) einzuströmen, und mit einem Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150, 150A), der an der stromaufwärtigen Seite des Wirbelströmungskanals (140) angeordnet ist und in der Lage ist, eine Strömungsrate von Hochdruck-Kältemittel zu ändern, das in den Wirbelströmungskanal (140) einströmt. Demgemäß kann eine Düseneffizienz verbessert werden und ist ein Betrieb entsprechend einer Last des Kälteerzeugungskreislaufs möglich.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beinhaltet hierin durch Bezugnahme die japanische Patentanmeldung Nr. 2012-050827 , eingereicht am 7. März 2012.
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Ejektor, welcher eine Moment- bzw. Impulstransportpumpe ist, die ein Fluid druckentlastet bzw. dekomprimiert und einen Fluidtransport mit Hilfe einer Saugwirkung eines Arbeitsfluids ausführt, welches mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein herkömmlicher Ejektor, der beispielsweise in Patentdokument 1 offenbart ist, ist bekannt. Der Ejektor von Patentdokument 1 enthält einen Düsenabschnitt, der ein Kältemittel druckentlastet bzw. dekomprimiert, welches durch einen Kältemittelkondensator kondensiert und verflüssigt wurde, nachdem es durch einen Kompressor auf einen Hochdruck komprimiert wurde, einen Saugabschnitt, der ein Kältemittel auf einer Seite niedrigeren Drucks ansaugt, welches aus einem Kältemittelverdampfer ausgestoßen wird, und einem Diffusorabschnitt, der das Kältemittel, das aus dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, mit dem Kältemittel, das aus dem Saugabschnitt angesaugt wird, vermischt, um in einem Kälteerzeugungskreislauf zu verstärken. Der Düsenabschnitt enthält eine erste Düse, die ein flüssiges Kältemittel dekomprimiert und expandiert, das aus dem Kältemittelkondensator ausströmt, und eine zweite Düse, welche das Kältemittel erneut dekomprimiert und expandiert, das in eine Gas-/Flüssigkeits-Zweiphase durch die erste Düse gebracht ist, und das Kältemittel ausstößt.
Mit dem vorstehenden Aufbau wird das Kältemittel expandiert und in die Gas-/Flüssigkeits-Zweiphase durch die erste Düse gebracht und weiter dekomprimiert und durch die zweite Düse expandiert, wodurch es möglich ist, eine Austrittsgeschwindigkeit des Kältemittels zu erhöhen, das aus der zweiten Düse strömt und die Düseneffizienz bzw. -wirksamkeit zu erhöhen.
DOKUMENT FRÜHERER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: japanisches Patent Nr. 3331604

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch wird gemäß den Studien der Erfinder der vorliegenden Anmeldung in dem Ejektor von Patentdokument 1, wenn eine Differenz im Kältemitteldruck zwischen einer Hochdruckseite und einer Niedrigdruckseite klein ist, zum Beispiel zur Zeit einer niedrigen Last des Kälteerzeugungskreislaufs, das meiste des Unterschieds in dem Kältemitteldruck durch die erste Düse reduziert, was zu einem solchen Risiko führt, dass eine Druckenergie, die durch den Diffusorabschnitt zu verstärken ist, kaum in der zweiten Düse erhalten wird. Das heißt, ein hinreichender Betrieb des Ejektors, welcher zur Last des Kälteerzeugungskreislaufs passt, kann nicht erhalten werden.
Mit Blick auf das vorstehende Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Ejektor bereitzustellen, der eine Düseneffizienz bzw. -wirksamkeit verbessert und einen zur Last des Kälteerzeugungskreislaufs passenden Betrieb ermöglicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält ein Ejektor für einen Dampfkompressions-Kälteerzeugungskreislauf einen Düsenabschnitt, der ein Hochdruck-Kältemittel druckentlastet bzw. dekomprimiert und ausdehnt bzw. expandiert, welches aus einer Hochdruckseite des Kälteerzeugungskreislaufs ausströmt, einen Saugabschnitt, der ein Niedrigdruck-Kältemittel, das im Druck niedriger als das Hochdruck-Kältemittel ist, durch eine Saugkraft eines ausgestoßenen Kältemittels ansaugt, welches aus dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, und einen Diffusorabschnitt, der auf einer stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts in einer Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist und einen Strömungskanal aufweist, der sich allmählich in der Querschnittsfläche zu der stromabwärtigen Seite der Kältemittelströmung vergrößert und ein gemischtes Kältemittel aus dem ausgestoßenen Kältemittel, das aus dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, und dem Niedrigdruck-Kältemittel, das aus dem Saugabschnitt angesaugt wird, verzögert bzw. abbremst, um einen Druck des Kältemittels zu erhöhen. Der Ejektor enthält ferner einen Wirbelströmungskanal, der auf der stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts in der Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist, das Hochdruck-Kältemittel verwirbelt und dem Kältemittel in einem Zustand einer Gas-/Flüssigkeits-Mischphase ermöglicht, in dem Düsenabschnitt einzuströmen, und einen Strömungsraten-Änderungsmechanismus, der auf der stromaufwärtigen Seite des Wirbelströmungskanals in der Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist und in der Lage ist, eine Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels zu ändern, welches in dem Wirbelströmungskanal einströmt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Wirbelströmungskanal dahingehend ausgestaltet sein, eine größere Menge von Gasphasen-Kältemittel auf einer radial inneren Seite als auf einer radial äußeren Seite bezüglich einer imaginären bzw. gedachten Wirbelmittenlinie vorliegen zu lassen, indem das Hochdruck-Kältemittel verwirbelt wird.
Demgemäß verwirbelt der Wirbelströmungskanal das Hochdruck-Kältemittel so, dass eine größere Menge von Gasphasen-Kältemittel auf einer radial inneren Seite als auf einer radial äußeren Seite bezüglich der Wirbelmittenlinie vorliegt. Tatsächlich wird in dem Wirbelströmungskanal das Kältemittel in einen Zweiphasen-Separationszustand gebracht, in welchem das Kältemittel in der Umgebung der Wirbelmittenlinie eine Gas-Einphase ist und das Kältemittel um die Umgebung herum eine Flüssig-Einphase ist. Da ein Sieden (Vergasen) des flüssigen Kältemittels auf ”einer Gas-/Flüssigkeits-Zwischenschicht, die durch den Zweiphasen-Separationszustand erzeugt wird”, beschleunigt wird, wird die Strömung in einen Zweiphasen-Sprühzustand bzw. einen Zweiphasen-Zerstäubungszustand gebracht und auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit in der Umgebung eines Abschnitts minimalern Strömungskanalbereichs bzw. minimaler Strömungskanalfläche des Düsenabschnitts beschleunigt. Ferner ist das Kältemittel, das auf die Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit beschleunigt ist, in der Lage, weiterhin eine ideale Zweiphasen-Sprühströmung von dem Abschnitt minimaler Strömungskanalfläche des Düsenabschnitts zu einem Ausgang eines divergierenden Strömungskanalabschnitts zu sein, und ist in der Lage, eine Strömungsrate des Kältemittels zu erhöhen, das an dem Ausgang des divergierenden Strömungskanalabschnitts ausgestoßen wird. Deshalb kann eine Düseneffizienz des Düsenabschnitts verbessert werden und als ein Ergebnis davon kann die Ejektoreffizienz verbessert werden.
Auch ändert sich, da der Strömungsraten-Änderungsmechanismus, der zur Änderung einer Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels in der Lage ist, das in den Wirbelströmungskanal einströmt, vorgesehen ist, eine Kältemittelströmungsrate gemäß einer Last des Kälteerzeugungskreislaufs, sodass eine Menge von Kältemittel gemäß der Last des Kälteerzeugungskreislaufs in der Lage ist, darin einzuströmen, um den wirksamen Betrieb des Ejektors herauszubringen.
Wenn die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels sich mit Hilfe des Strömungsraten-Änderungsmechanismus erhöht, wenn die Last des Kälteerzeugungskreislaufs hoch ist, wird der Strömungskanal des Strömungsraten-Änderungsmechanismus weit geöffnet und funktioniert als ein Ejektor einer Einstufen-Expansion, die durch den Düsenabschnitt als der Ejektor bewirkt wird. Wenn sich umgekehrt die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels mit der Hilfe des Strömungsraten-Änderungsmechanismus verringert, wenn die Last des Kälteerzeugungskreislaufs niedrig ist, wird der Strömungskanal des Strömungsraten-Änderungsmechanismus als eine (Iris)Blende geschlossen und funktioniert als ein Ejektor einer Doppelstufen-Expansion, die durch einen Strömungskanal, der als die (Iris)Blende geschlossen ist, bewirkt wird und ein ursprünglichen Düsenabschnitt als der Ejektor.
In der vorliegenden Offenbarung kann, da die Strömungsrate des Kältemittels, das an den Ausgang des divergierenden Strömungskanalabschnitts des Düsenabschnitts ausgestoßen wird, durch den Wirbelströmungskanal erhöht wird, der vorstehend beschrieben ist, die Düseneffizienz verbessert werden. Aus diesem Grund wird der exzellente Betrieb des Ejektors im Vergleich zu einem Fall erhalten, in welchem die Druckenergie, die durch den Diffusorabschnitt zu verstärken ist, nur schwer in der zweiten Düse zu erhalten ist, dies infolge der Dekompression der ersten Düse zur Zeit von niedriger Last.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Hochdruck-Kältemittel ein Flüssigphasen-Kältemittel sein. Wenn das Hochdruck-Kältemittel das Flüssigphasen-Kältemittel ist, wird das Kältemittel in den Zweiphasen-Separationszustand gebracht, in welchem das Kältemittel in der Umgebung der Wirbelmittenlinie in der Gas-Einphase ist und das Kältemittel um die Umgebung davon in der Flüssig-Einphase in dem Wirbelströmungskanal, wie vorstehend beschrieben, ist. Da das Sieden (Vergasen) des flüssigen Kältemittels auf ”der Gas-/Flüssigkeits-Zwischenschicht, die durch den Zweiphasen-Separationszustand erzeugt wird”, beschleunigt wird, wird die Strömung von dem Abschnitt minimaler Strömungskanalfläche des Düsenabschnitts zu dem Ausgang des divergierenden Kanalabschnitts in den Zweiphasen-Sprühzustand gebracht, und die Wirkung einer Erhöhung der Kältemittelströmungsrate an dem Ausgang des divergierenden Strömungskanalabschnitts wird sicher erhalten. Die vorstehende Wirkung ist größer als dann, wenn das Hochdruck-Kältemittel in der Gas-/Flüssigkeits-Zweiphase ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus derart aufgebaut sein, dass das Hochdruck-Kältemittel in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus parallel zu einer Achse des Düsenabschnitts einströmt.
Gemäß des vorstehenden Aufbaus können der Wirbelströmungskanal und der Strömungsraten-Änderungsmechanismus in einer axialen Richtung des Wirbelströmungskanals aneinander angeschlossen sein und ragt der Strömungsraten-Änderungsmechanismus nicht in eine Richtung senkrecht zu der Axialrichtung des Wirbelströmungskanals, demzufolge der Ejektor mit hervorragender Anbringbarkeit bereitgestellt werden kann.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus zumindest ein Führungselement enthalten, das das Hochdruck-Kältemittel, das in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus einströmt in einer Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals führt. Das Führungselement kann einen Führungsströmungskanal aufweisen, der sich in der Wirbelrichtung erstreckt. Das Führungselement ist in der Lage, die Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels, das in den Wirbelströmungskanal einströmt, durch Ändern eines Querschnittsbereichs bzw. einer Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals zu ändern.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus bereitgestellt werden, welcher das einströmende Kältemittel einer Wirbelströmung unterzieht, während die Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels eingestellt wird, und kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus kompakt hergestellt werden.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Führungselement eine feste Führung und eine bewegliche Führung enthalten. Der Führungsströmungskanal kann zwischen der festen Führung und der beweglichen Führung vorgesehen sein. Die bewegliche Führung kann dahingehend angetrieben werden, einen Spalt zwischen der festen Führung und der beweglichen Führung zu ändern, um die Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals zu ändern.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarungen kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus mehrere Führungselemente enthalten und die mehreren Führungselemente können entlang einer Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals angeordnet sein.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus ein Paar von Führungselementen enthalten und das Paar von Führungselementen kann entlang der Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals dahingehend angeordnet sein, aufeinander zu weisen.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Führungselement innerhalb des Wirbelströmungskanals angeordnet sein.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Wirbelströmungskanal zwischen dem Strömungsraten-Änderungsmechanismus und dem Düsenabschnitt in einer Richtung der Achse des Düsenabschnitts angeordnet sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Kältemittelkreislauf gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Ejektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Ejektor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 ist ein schematisches Diagramm, welches in der Richtung eines Pfeils IV in 3 betrachtet wird.
5 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Kälteerzeugungskreislauf gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Kälteerzeugungskreislauf gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 ist eine schematische Ansicht, welche einen Strömungsraten-Änderungsmechanismus des Ejektors entsprechend 4 in einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE FÜR DIE VERWERTUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele zur Anwendung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsbeispielen kann ein Teil, welcher einen in einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Gegenstand entspricht, durch die gleiche Bezugsziffer bezeichnet sein und überflüssige Erläuterung für den Teil kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Anordnung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein anderes nachfolgendes Ausführungsbeispiel auf die anderen Teile der Anordnung angewandt werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass kein Schaden in der Kombination liegt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 und 2 stellen eine Anordnung dar, in welcher ein Ejektor 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel auf einen Dampfkompressions-Kälteerzeugungskreislauf (nachfolgend als ”Kälteerzeugungskreislauf”) 10 angewandt ist. Der Kälteerzeugungskreislauf 10 ist in einem Fahrzeug als ein Luft-Klimatisierungssystem eingebaut und so ausgebildet, dass ein Kompressor 11, ein Kondensator 12, ein Ejektor 100, ein Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 und ein Verdampfer 14 miteinander durch eine Kältemittelleitung verbunden sind. Der Betrieb des Kompressors 11 und des Ejektors 100 (Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150) werden durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung gesteuert.
Der Kompressor 11 ist eine Fluidmaschine, welche ein Gasphasen-Kältemittel innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 13 (Vorratsabschnitt) ansaugt, das Gasphasen-Kältemittel zu einem Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel komprimiert und das Kältemittel zu der Seite des Kondensators 12 abgibt. Der Kompressor 11 wird durch einen Fahrzeugantriebsmotor über eine elektromagnetische Kupplung und einen Riemen drehend angetrieben, welche nicht gezeigt sind. Der Kompressor 11 ist beispielsweise als ein Taumelscheibentyp-Kompressor variabler Verdrängung gebildet, welcher ein Steuersignal von der Steuereinrichtung an ein elektromagnetisches Verdrängungssteuerventil eingibt, um eine Abgabekapazität bzw. -leistungsfähigkeit variabel vorzusehen. Der Kornpressor 11 kann durch einen elektrischen Kompressor gebildet sein, der durch einen Elektromotor drehend angetrieben wird. In dem Fall des elektrischen Kompressors kann die Abgabekapazität durch eine Drehgeschwindigkeit des Elektromotors variiert werden.
Der Kondensator 12 ist ein Wärmetauscher, welcher Wärme zwischen einem aus dem Kompressor 11 abgegebenen Hochdruck-Kältemittel und einer äußeren Luft (nachfolgend als ”Außenluft” bezeichnet), welche zwangsweise durch einen nicht gezeigten Kühllüfter geblasen wird, wodurch die Wärme des Hochdruck-Kältemittels an die Außenluft abgegeben (gekühlt) wird, um das Kältemittel zu kondensieren und zu verflüssigen. Wenn der Druck des Kältemittels, welches durch den Kompressor 11 komprimiert wurde, einen kritischen Druck überschreitet, wird das Kältemittel nicht kondensiert und verflüssigt, selbst wenn das Kältemittel gekühlt wird, und in diesem Fall funktioniert der Kondensator 12 als ein Radiator bzw. Kühler, welcher das Hochdruck-Kältemittel kühlt. Eine Kältemittelausströmseite des Kondensators 12 ist an einen Einströmabschnitt 151 (Details werden später beschrieben) des Ejektors 100 angeschlossen.
Der Ejektor 100 funktioniert als eine Dekompressionseinheit, welche ein Flüssigphasen-Kältemittel (Hochdruck-Kältemittel) dekomprimiert, welches aus dem Kondensator 12 ausströmt und funktioniert auch als eine Kältemittel-Zirkulationseinheit für einen Fluidtransport, welche das Kältemittel durch eine Saugwirkung (Mitnahmewirkung) einer mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßenen Kältemittelströmung zirkuliert. Wie in 2 dargestellt ist, enthält der Ejektor 100 einen Düsenabschnitt 110, einen Saugabschnitt 120, einen Diffusorabschnitt 130, einen Wirbelströmungskanal 140 und einen Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150.
Der Düsenabschnitt 110 nimmt das Flüssigphasen-Kältemittel auf, welches aus dem Kondensator 12 durch den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 und den Wirbelströmungskanal 140, welcher später beschrieben wird, strömt, verengt einen Durchtrittsbereich bzw. eine Durchtrittsfläche zu einer stromabwärtigen Seite der Kältemittelströmung, um die Druckenergie des Kältemittels in eine Geschwindigkeitsenergie umzuwandeln, und dekomprimiert bzw. druckentlastet und dehnt bzw. expandiert das Kältemittel in isentropischer Weise. Der Düsenabschnitt 110 enthält einen zulaufenden Abschnitt, in welchen der Strömungskanal zu der stromabwärtigen Seite hin zuläuft und einen divergierenden bzw. auseinanderlaufenden Abschnitt, welcher an der stromabwärtigen Seite des zulaufenden Abschnitts angeordnet ist, in welchen der Strömungskanal zu einer stromabwärtigen Seite hin vergrößert ist. Ein Teil, wo der zulaufende Abschnitt und der divergierende Abschnitt aneinander angeschlossen sind, bildet einen Düsenhals, in welchem der Strömungskanalbereich bzw. die Strömungskanalfläche am meisten reduziert ist. Eine gedachte Achse entlang einer Kältemittel-Strömungsrichtung des Düsenabschnitts 110 ist als eine Achse 111 definiert.
Der Saugabschnitt 120 ist ein Strömungskanal, der sich in einer Richtung erstreckt, welche sich mit dem Düsenabschnitt 110 schneidet und ist angeordnet, um mit einer Kältemittelausstoßöffnung (Auslass des divergierenden Abschnitts) des Düsenabschnitts 110 von einem Äußeren des Ejektors 100 verbunden zu sein. Die Saugöffnung 120 ist an einer Kältemittel-Auslassseite des Verdampfers 14 angeschlossen.
Der Diffusorabschnitt 130 ist an der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 110 und des Saugabschnitts 120 in einer Strömungsrichtung des Kältemittels angeordnet. Der Diffusorabschnitt 130 mischt das Kältemittel (ausgestoßenes Kältemittel) bei hoher Geschwindigkeit, welches von dem Düsenabschnitt 110 ausgestoßen wird, mit dem Gasphasen-Kältemittel (Niedrigdruck-Kältemittel) von dem Saugabschnitt 120 (Verdampfer 14), verzögert eine Strömung des somit gemischten Kältemittels und wandelt die Geschwindigkeitsenergie in die Druckenergie zur Verstärkung um. Der Diffusorabschnitt 130 ist in einer Form (sogenannter Diffusorform) ausgebildet, in welcher eine Querschnittsfläche des Kältemitteldurchtritts sich allmählich zu der stromabwärtigen Seite hin vergrößert, um die vorstehend erwähnte Druckverstärkungsfunktion bereitzustellen. Der Diffusorabschnitt 130 ist an dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 angeschlossen.
Der Wirbelströmungskanal 140 ist an der stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts 110 in der Strömungsrichtung des Kältemittels angeordnet und verwirbelt das Flüssigphasen-Kältemittel, welches aus dem Kondensator 12 ausströmt. Mit der vorstehenden Anordnung liegt in dem Wirbelströmungskanal 140 eine größere Menge von Gasphasen-Kältemittel auf der radial inneren Seite als auf der radial äußeren Seite bezüglich einer gedachten Mittellinie (nachfolgend als ”Wirbelmittenlinie” bezeichnet) einer Wirbelströmung vor. Das Kältemittel eines Gas-/Flüssigkeits-Mischphasenzustands strömt in den Düsenabschnitt 110 von dem Wirbelströmungskanal 140. Der Wirbelströmungskanal 140 ist beispielsweise ein Strömungskanal mit einem flachen zylindrischen Innenraum. Ein leitungsartiger (linearer) Einströmabschnitt 141, welcher mit dem Wirbelströmungskanal 140 verbunden ist, ist tangential an einen äußeren Umfang des zylindrischen Wirbelströmungskanals 140 angeschlossen. In diesem Beispiel ist, wenn eine imaginäre Achse des zylindrischen Wirbelströmungskanals 140 als eine Achse 142 definiert wird, der Wirbelströmungskanal 140 bezüglich des Düsenabschnitts 110 so angeordnet, dass die Achse 142 parallel zu der Achse 111 liegt. Spezieller ist der Wirbelströmungskanal 140 bezüglich des Düsenabschnitts 110 so angeordnet, dass die Achse 142 mit der Achse 111 identisch ist. Der Wirbelströmungskanal 140 ist zur kommunizierenden Verbindung mit dem Düsenabschnitt 110 angeschlossen.
In diesem Beispiel besteht in dem Wirbelströmungskanal 140, um eine größere Menge von Gasphasen-Kältemittel, das auf der radial inneren Seite bezüglich der Wirbelmittenlinie vorliegt, zu ermöglichen, ein Bedarf, die Wirbelströmungsrate des Kältemittels hinreichend zu vergrößern. Aus diesem Grund sind ein Verhältnis A einer Strömungskanal-Querschnittsfläche des Einströmabschnitts 141 zu einer Strömungskanal-Querschnittsfläche des Düsenhalses und ein Verhältnis B einer Strömungskanal-Querschnittsfläche des Wirbelströmungskanals 140 zu der Strömungskanal-Querschnittsfläche des Düsenhalses beide auf einen vorbestimmten Wert gewählt.
Der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 ist ein mechanischer Abschnitt, welcher in der Lage ist, die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels zu ändern, welches in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt und ist an der stromaufwärtigen Seite des Wirbelströmungskanals 140 angeordnet. Spezieller ist der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 parallel zu der Kältemittelströmungsrichtung (mit der Achse 142 sich schneidende Richtung) des Einströmabschnitts 141 an einer Vorderseite des Einströmabschnitts 141 angeordnet. Der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 enthält den Einströmungsabschnitt 151 und einen Ventilkörper 152, der in einem Raum angeordnet ist, welcher zwischen dem Einströmabschnitt 151 und dem Einströmabschnitt 141 ausgebildet ist. Der Einströmabschnitt 151 ist auf dem am meisten stromaufwärtigen Abschnitt des Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 angeordnet und ist so angeordnet, dass die Kältemittel-Strömungsrichtung parallel zu den Achsen 111 und 142 ist. Eine stromaufwärtige Seite des Einströmabschnitts 151 ist an der Kältemittel-Ausströmseite des Kondensators 12 angeschlossen, sodass das Flüssigphasen-Kältemittel, welches aus dem Kondensator 12 ausströmt, in den Einströmabschnitt 151 einströmt.
Der Ventilkörper 152 ist dahingehend konstruiert, einen Öffnungsbereich bzw. eine Öffnungsfläche des Einströmabschnitts 141 in dem Wirbelströmungskanal 140 einzustellen und in der Kältemittelströmungsrichtung des Einströmabschnitts 141 durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung zu gleiten, um so die Öffnungsfläche des Einströmabschnitts 141 zu ändern. Der Ventilkörper 152 enthält zum Beispiel ein schirmförmiges Ventil, eine Betätigungsstange, welche mit dem Ventil verbunden ist und einen Aktuator bzw. eine Betätigungseinrichtung, welcher die Betätigungsstange gleiten lässt, und wobei sich die Betätigungsstange parallel zu der Kältemittelströmungsrichtung des Einströmabschnitts 141 erstreckt.
Zurückkehrend zu 1 ist der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 ein Abscheider, welcher das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 130 des Ejektors 100 ausströmt, in zwei Phasen von Gas und Flüssigkeit trennt bzw. abscheidet. Der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 ist durch einen zylindrischen Behälterkörper ausgebildet, welcher integral bzw. einstückig mit dem Vorratsabschnitt ausgebildet ist, der darin das separierte Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kältemittel bevorratet. In dem Kältemittel, welches in die zwei Phasen von Gas und Flüssigkeit getrennt wurde, wird das Flüssigphasen-Kältemittel in einer inneren unteren Seite des Vorratsabschnitts aufbewahrt und das Gasphasen-Kältemittel wird in einer oberen Seite des Flüssigphasen-Kältemittels innerhalb des Vorratsabschnitts ebenfalls aufbewahrt. Ein Teil des Vorratsabschnitts, in welchem das Flüssigphasen-Kältemittel bevorratet wird, ist an der Kältemitteleinströmseite des Verdampfers 14 durch eine Kältemittelleitung angeschlossen. Auch ist ein Teil des Vorratsabschnitts, in welchem das Gasphasen-Kältemittel bevorratet wird, an einer Einlassseite des Kompressors 11 durch eine Kältemittelleitung angeschlossen.
Der Verdampfer 14 ist ein Wärmetauscher, welcher das darin strömende Kältemittel infolge einer Wirkung von Absorption von Wärme aus der Außenluft, welche in ein Luft-Klimatisierungsgehäuse des Luft-Klimatisierungssystems durch ein Gebläse eingeleitet wird, oder aus der innenseitigen Luft (nachfolgend als ”Innenluft” bezeichnet) verdampft. Die Kältemittel-Ausströmseite des Verdampfers 14 ist an dem Saugabschnitt 120 des Ejektors 100 durch eine Kältemittelleitung angeschlossen.
Die nicht gezeigte Steuereinrichtung enthält einen bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und einem RAM, und einem peripheren Schaltkreis davon. Die Steuereinrichtung ist dahingehend konstruiert, verschiedene Betriebssignale (Luft-Klimatisierungs-Betätigungsschalter, Einstelltemperaturschalter, etc.) von einem Betriebspanel (nicht gezeigt) durch einen Fahrgast und Erfassungssignale von verschiedenen Sensorgruppen zu empfangen. Die Steuereinrichtung steuert den Betrieb von verschiedenen Einrichtungen (hauptsächlich Kompressor 11 und Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150) mit der Ausführung von verschiedenen Berechnungen und Verarbeitungen auf der Grundlage eines Steuerprogramms, welches innerhalb der ROM gespeichert ist, indem diese Eingangssignale verwendet werden.
Anschließend wird der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf der Grundlage des vorstehenden Aufbaus beschrieben.
Wenn Signale des Luft-Klimatisierungs-Betriebsschalters und des Einstelltemperaturschalters durch den Fahrgast in die Steuereinrichtung eingegeben werden, wird das aus der Steuereinrichtung ausgegebene Steuersignal einer elektromagnetischen Kupplung des Kompressors 11 zugeführt, um die elektromagnetische Kupplung in einen eingerückten Zustand zu bringen und eine drehende Antriebskraft wird auf den Kompressor 11 von einem Fahrzeugantriebsmotor übertragen. Wenn der Kompressor 11 ein elektrischer Kompressor ist, arbeitet ein Elektromotor, und die drehende Antriebskraft wird auf den Kompressor 11 von dem Elektromotor übertragen.
Wenn ein Steuerstrom In (Steuersignal) aus der Steuereinrichtung an das elektromagnetische Verdrängungssteuerventil des Kompressors 11 auf der Grundlage des Steuerprogramms ausgegeben wird, wird die Abgabekapazität des Kompressors 11 eingestellt und der Kompressor 11 saugt, komprimiert und gibt das Gasphasen-Kältemittel aus dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 (Vorratsabschnitt) ab.
Das Gasphasen-Kältemittel von hoher Temperatur und hohem Druck, welches von dem Kompressor 11 komprimiert und ausgegeben wurde, strömt in den Kondensator 12. In dem Kondensator 12 wird das Kältemittel von hoher Temperatur und hohem Druck durch die Außenluft gekühlt und kondensiert und verflüssigt. Das Flüssigphasen-Kältemittel, welches aus dem Kondensator 12 ausgeströmt ist, strömt in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 von dem Einströmabschnitt 151 des Ejektors 100 ein.
In dem Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 wird eine Position (Öffnungsfläche des Einströmabschnitts 141) des Ventilkörpers 152 gemäß einer Last das Kälteerzeugungskreises 10 durch die Steuereinrichtung eingestellt, um die Menge von Kältemittel einzustellen, die in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt. Das heißt, wenn die Last des Kälteerzeugungskreislaufs 10 höher ist, bewegt sich der Ventilkörper 152 auf eine untere Seite von 2 und die Öffnungsfläche des Einströmabschnitts 141 in den Wirbelströmungskanal 140 ändert sich dahingehend, größer zu werden, um die Menge von Kältemittel zu vergrößern, welche in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt. Dahingegen bewegt sich, wenn die Last des Kälteerzeugungskreises 10 niedriger ist, der Ventilkörper 152 zu einer oberen Seite von 2 und die Öffnungsfläche des Einströmabschnitts 141 in dem Wirbelströmungskanal 140 ändert sich dahingehend, kleiner zu werden, um die Menge von Kältemittel zu senken, die in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt.
Das Flüssigphasen-Kältemittel, welches in der Strömungsrate durch den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 eingestellt wurde und in den Wirbelströmungskanal 140 aus dem Einströmabschnitt 141, wie vorstehend beschrieben, eingeströmt ist, wird eine Wirbelströmung, die um die Achse 142 innerhalb des Wirbelströmungskanals 140 wirbelt, weil der Einströmabschnitt 141 tangential zu dem zylindrischen Außenumfang des Wirbelströmungskanals 140 angeschlossen ist. In diesem Fall ist die Wirbelströmungs-Mittellinie im Wesentlichen identisch zu der Achse 142. In der Wirbelströmung dieser Art ist ein Druck in der Umgebung der Wirbelmittenlinie auf einen Druck reduziert, unter welchem das Kältemittel dekomprimiert bzw. druckentlastet wird und siedet (Hohlraumbildung bzw. Hohlsog ist erforderlich) durch die Wirkung von Zentrifugalkraft, um dadurch in einen Zweiphasen-Separationszustand zu gelangen, in welchem das Kältemittel in der Umgebung der Wirbelmittenlinie eine Gas-Einphase ist und das Kältemittel um die Umgebung davon herum eine Flüssig-Einphase ist. Da die Achse 142 des Wirbelströmungskanals 140 und die Achse 111 des Düsenabschnitts 110 dahingehend angeordnet sind, identisch zueinander zu sein, strömt das Kältemittel der Gas-Einphase und der Flüssig-Einphase in den Düsenabschnitt 110 als das Kältemittel des Gas-/Flüssigkeits-Mischphasenzustandes.
In dem Düsenabschnitt 110 wird das Kältemittel dekomprimiert bzw. druckentlastet und expandiert bzw. ausgedehnt. Da die Druckenergie des Kältemittels in die Geschwindigkeitsenergie zur Zeit der Dekompression und Expansion des Kältemittels umgewandelt wird, wird das Kältemittel des Gas-/Flüssigkeits-Mischphasenzustandes aus dem Düsenabschnitt 110 mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen. Mit der Kältemittel-Saugwirkung der Kältemittel-Ausstoßströmung strömt das Flüssigphasen-Kältemittel innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 13 (Vorratsabschnitt) innerhalb des Verdampfers 14, wird in Gasphasen-Kältemittel umgewandelt und in den Saugabschnitt 120 gesaugt.
In diesem Beispiel wird das Kältemittel in den Zweiphasen-Separationszustand gebracht, in welchem das Kältemittel in der Umgebung der Wirbelmittenlinie eine Gas-Einphase ist und das Kältemittel um die Umgebung davon herum eine Flüssig-Einphase ist, dies in dem Wirbelströmungskanal 140, wie vorstehend beschrieben. Im Ergebnis wird, da das Sieden (Vergasen) des flüssigen Kältemittels auf ”der Gas-/Flüssigkeits-Zwischenschicht, die durch den Zweiphasen-Separationszustand bewirkt wird”, unterstützt wird, die Strömung von dem Vorderabschnitt des Düsenabschnitts 110 zu dem Ausgang des divergierenden Abschnitts davon in den Zweiphasen-Sprühzustand gebracht und somit erhöht sich die Strömungsrate des aus dem Ausgang des divergierenden Abschnitts ausgestoßenen Kältemittels.
Das aus dem Düsenabschnitt 110 ausgestoßene Kältemittel und das in den Saugabschnitt 120 gesaugte Kältemittel werden miteinander vermischt und strömen in dem Diffusorabschnitt 130 an der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 110. Da die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in die Druckenergie umgewandelt wird infolge der Durchgangsfläche, die zu der stromabwärtigen Seite des Diffusorabschnitts 130 vergrößert ist, steigt der Druck des Kältemittels an.
Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 130 geströmt ist, strömt in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13. Das Kältemittel, das in die zwei Phasen von Gas und Flüssigkeit durch den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 getrennt wurde, strömt in den Vorratsabschnitt. Das Gasphasen-Kältemittel innerhalb des Vorratsabschnitts wird in den Kompressor 11 gesaugt und erneut komprimiert. In dieser Situation kann, da der Druck des in den Kompressor 11 gesaugten Kältemittels durch den Diffusorabschnitt 130 des Ejektors 110 ansteigt, eine Leistung für den Antrieb des Kompressors 11 reduziert werden.
Auch strömt in dem Kältemittel, welches in die zwei Phasen von Gas und Flüssigkeit durch den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 getrennt wurde, das Flüssigphasen-Kältemittel in den Verdampfer 14 aus dem Vorratsabschnitt infolge der Kältemittel-Saugwirkung des Ejektors 100. In dem Verdampfer 14 absorbiert das Flüssigphasen-Kältemittel von dem niedrigen Druck Wärme aus Luft-Klimatisierungsluft (Außenluft oder Innenluft) innerhalb des Luft-Klimatisierungsgehäuses und wird verdampft. Das heißt, die Luft innerhalb des Luft-Klimatisierungsgehäuses wird gekühlt. Das Gasphasen-Kältemittel, welches durch den Verdampfer 14 hindurchgetreten ist, wird durch den Ejektor 100 angesaugt und strömt aus dem Diffusorabschnitt 130 aus.
Wie vorstehend beschrieben, wirbelt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da der Wirbelströmungskanal 140 in dem Ejektor 100 angeordnet ist, das Flüssigphasen-Kältemittel in den Zweiphasen-Separationszustand, in welchem das Kältemittel in der Umgebung der Wirbelmittenlinie eine Gas-Einphase und das Kältemittel um der Umgebung davon herum eine Flüssig-Einphase ist, die in dem Wirbelströmungskanal 140. Da das Sieden (Vergasen) des flüssigen Kältemittels auf ”der Gas-/Flüssigkeits-Zwischenschicht, die durch den Zweiphasen-Separationszustand erzeugt wurde” beschleunigt wird, wird die Strömung von dem Vorderabschnitt (dem Abschnitt minimaler Strömungskanalfläche) des Düsenabschnitts 110 zu dem Ausgang des divergierenden Abschnitts (dem divergierenden Strömungskanalabschnitt) in den Zweiphasen-Sprühzustand gebracht. Mit dem vorstehenden Aufbau steigt die Strömungsrate des aus dem Ausgang des divergierenden Abschnitts ausgestoßenen Kältemittels an. Die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad (Düseneffizienz) des Düsenabschnitts 110 in dem Ejektor 100 ist proportional zu der Geschwindigkeit des ausgestoßenen Kältemittels. Demzufolge kann die Düseneffizienz des Düsenabschnitts 110 verbessert werden, als ein Ergebnis davon die Ejektoreffizienz bzw. der Ejektorwirkungsgrad verbessert werden.
Auch kann, da der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150, der zur Änderung der Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels in der Lage ist, das in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt, auf der stromaufwärtigen Seite des Wirbelströmungskanals 140 angeordnet ist, die Menge von Kältemittel gemäß der Last des Kälteerzeugungskreises 10 geändert werden. Die Menge von Kältemittel, die der Last des Kälteerzeugungskreises 10 angepasst ist, kann veranlasst werden, dort hinein zu strömen. Somit kann der wirksame Betrieb des Ejektors 100 hervorgebracht werden.
Wenn die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels mit Hilfe des Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 erhöht wird, wenn die Last des Kälteerzeugungskreises 10 hoch ist, wird der Strömungskanal (der Einströmabschnitt) 141 in dem Ventilkörper 152 des Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 weit geöffnet und funktioniert als ein Ejektor einer Einstufen-Expansion bzw. -Ausdehnung, welche durch den Düsenabschnitt 110 bewirkt wird, als der Ejektor 100. Umgekehrt wird, wenn die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels mit Hilfe des Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 gesenkt wird, wenn die Last des Kälteerzeugungskreises 10 niedrig ist, der Strömungskanal (der Einströmabschnitt) 141 in dem Ventilkörper 152 des Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 als eine (Iris)Blende geschlossen und funktioniert als ein Ejektor einer Doppelstufen-Expansion bzw. -Ausdehnung, welche durch einen Strömungskanal bewirkt wird, welcher als die (Iris)Blende geschlossen ist, und der ursprüngliche Düsenabschnitt 110 als der Ejektor 100.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steigt die Strömungsrate des Kältemittels, welches an dem Ausgang des divergierenden Abschnitts des Düsenabschnitts 110 ausgestoßen wird, mit dem vorstehend beschriebenen Wirbelströmungskanal 140 an, wodurch ermöglicht wird, die Düseneffizienz bzw. den Düsenwirkungsgrad zu verbessern. Aus diesem Grund wird exzellenter Betrieb des Ejektors im Vergleich zu einem Fall erhalten, in welchem die Druckenergie, welche durch den Diffusorabschnitt zu verstärken ist, kaum in der zweiten Düse zu der Zeit der niedrigen Last erhalten wird, dies infolge der Dekompression bzw. Druckentlastung der ersten Düse.
Auch ist das Hochdruck-Kältemittel, welches in den Ejektor 100 (den Wirbelströmungskanal 140) strömt, das Flüssigphasen-Kältemittel in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wenn das Hochdruck-Kältemittel das Flüssigphasen-Kältemittel ist, wird das Kältemittel in den Zweiphasen-Separationszustand gebracht, in welchem das Kältemittel in der Umgebung der Wirbelmittenlinie die Gas-Einphase ist und das Kältemittel um die Umgebung davon herum die Flüssig-Einphase ist, dies in dem Wirbelströmungskanal 140, wie vorstehend beschrieben. Da das Sieden (Vergasen) des Flüssigkältemittels auf ”der Gas-/Flüssigkeits-Zwischenschicht, die durch den Zweiphasen-Separationszustand erzeugt wird” unterstützt wird, wird die Strömung von dem Vorderabschnitt des Düsenabschnitts 110 zu dem Ausgang des divergierenden Abschnitts 112 hin in den Zweiphasen-Sprühzustand gebracht, und die Strömungsrate des aus dem Ausgang des divergierenden Abschnitts 112 ausgestollenen Kältemittels erhöht sich. Demzufolge wird die Düseneffizienz im Vergleich zu einem Fall mehr verbessert, in welchem das Hochdruck-Kältemittel die Gas-/Flüssigkeits-Zweiphase ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein Ejektor 100A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist in 3 und 4 dargestellt. Der Ejektor 100A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ändert den Aufbau des Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150, der an den Wirbelströmungskanal 140 in dem Ejektor 100 des ersten Ausführungsbeispiels angeschlossen ist, in einen Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A.
Der Wirbelströmungskanal 140 ist derart ausgebildet, dass eine stromaufwärtige Seite einer flachen zylindrischen Form geöffnet ist bzw. mündet. Mit anderen Worten, ist eine Seitenoberfläche des Wirbelströmungskanals 140 gegenüber dem Düsenabschnitt 110 geöffnet. Der Öffnungsabschnitt bildet einen Einströmabschnitt des Wirbelströmungskanals 140.
Der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A enthält einen Schichtträger bzw. ein Substrat 153, erste Ventilkörperführungen 154 (feste Führungen) und zweite Ventilkörperführungen 155 (bewegliche Führungen). Das Substrat 153 ist aus einem scheibenförmigen Plattenelement ausgebildet und dahingehend angeordnet, einen Öffnungsabschnitt an der stromaufwärtigen Seite des Wirbelströmungskanals 140 zu stoppen bzw. an diesem anzuliegen. Das heißt, der Wirbelströmungskanal 140 ist zwischen dem Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A und dem Düsenabschnitt 110 in der Richtung der Achsen 111 und 142 angeordnet. Die Mittelachse des Substrats 153 überlappt in Ausrichtung mit den Achsen 111 und 142. Mehrere Einströmöffnungen 153a, welche als ein Einströmabschnitt funktionieren, in welchen das Kältemittel strömt, sind in dem Substrat 153 durchgebohrt bzw. durchgestoßen und die Einströmöffnungen 153a verlaufen durch das Substrat 153 und sind mit dem Inneren des Wirbelströmungskanals 140 verbunden. Zum Beispiel sind zwei der Einströmöffnungen 153a auf einer Außendurchmesserseite des Substrats 153 in einer Umfangsrichtung vorgesehen. Die mehreren Einströmöffnungen 153a sind dahingehend angeordnet, in einer Radialrichtung des Substrats 153 aufeinander zu weisen.
Die ersten Ventilkörperführungen 154 sind alle aus einem rechteckigen Plattenelement mit einer gewissen Dicke ausgebildet, in einer Bogenform gekrümmt ausgebildet und in den Wirbelströmungskanal 140 eingesetzt. Eine gekrümmte Seite von vier Seiten eines Rechtecks, welches eine gekrümmte Ebene der ersten Ventilkörperführung 154 bildet, liegt gegen das Substrat 153 an und die gekrümmte Ebene ist auf das Substrat 153 aufgesetzt. Mit anderen Worten, liegt die erste Ventilkörperführung 154 gegen das Substrat 153 so an, dass die gekrümmte Ebene der ersten Ventilkörperführung sich mit der Oberfläche des Substrats 153 schneidet. Ebenso sind die ersten Ventilkörperführungen 154 in Entsprechung mit den Positionen der mehreren Einströmöffnungen 153a angeordnet. Zum Beispiel ist die gekrümmte Oberfläche von jeder ersten Ventilkörperführung 154 außerhalb des Wirbelströmungskanals 140 in der Umfangsrichtung benachbart zu einer Kante der Einströmöffnung 153a innerhalb des Wirbelströmungskanals 140 in der Umfangsrichtung. Zwei der ersten Ventilkörperführungen 154 sind in Entsprechung mit den zwei Einströmöffnungen 153a angeordnet. In jeder der ersten Ventilkörperführungen 154 liegt eine Endseite einer äußeren Oberfläche (konvexen Oberfläche) der gekrümmten Oberfläche gegen eine innere Umfangsoberfläche einer Wand an, welche den Wirbelströmungskanal 140 unterteilt und erstreckt sich die gekrümmte Oberfläche entlang der inneren Umfangsoberfläche der Wand, welche den Wirbelströmungskanal 140 unterteilt. Die andere Endseite der gekrümmten Oberfläche weicht von der Innenumfangsoberfläche der den Wirbelströmungskanal 140 unterteilenden Wand zu einer Mittelseite davon ab. Mit anderen Worten, erstrecken sich die ersten Ventilkörperführungen 154 alle in einer Richtung von der Innenumfangsoberfläche der den Wirbelströmungskanal 140 unterteilenden Innenumfangsoberfläche nach innen. Die ersten Ventilkörperführungen 154 sind innerhalb des Wirbelströmungskanals 140 befestigt, um so das vorstehend beschriebene positionelle Verhältnis zu erfüllen.
Anderseits sind die zweiten Ventilkörperführungen 155 alle aus dem gleichen gekrümmten Plattenelement wie das der ersten Ventilkörperführung 154 ausgebildet und sind in den Wirbelströmungskanal 140 eingesetzt, während diese mit der ersten Ventilkörperführung 154 gepaart sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, da die zwei ersten Ventilkörperführungen 154 gewählt sind, zwei Paare von Ventilkörperführungen 154 und 155 vorgesehen. Die Einströmöffnung 153a befindet sich zwischen der zweiten Ventilkörperöffnung 155 und der entsprechenden ersten Ventilkörperführung 154. Das heißt, die zweiten Ventilkörperführungen 155 sind auf dem Substrat 153 so aufgesetzt, dass ein Führungsströmungskanal 156 (Spalt) zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155 ausgebildet werden kann. Der Führungsströmungskanal 156 erstreckt sich in der Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals 140. Wie mit bzw. bei den ersten Ventilkörperführungen 154 liegt eine Endseite einer Außenoberfläche (konvexe Oberfläche) der gekrümmten Oberfläche von jeder der zweiten Ventilkörperführungen 155 gegen eine Innenumfangsoberfläche einer Wand an, welche den Wirbelströmungskanal 140 unterteilt und erstreckt sich die gekrümmte Oberfläche entlang der Innenumfangsoberfläche der Wand, welche den Wirbelströmungskanal 140 unterteilt. Die andere Endseite der gekrümmten Oberfläche weicht von der Innenumfangsoberfläche der den Wirbelströmungskanal 140 unterteilenden Wand zu einer Mittelseite davon ab. Die zweiten Ventilkörperführungen 155 erstrecken sich auch alle in einer Richtung von der Innenumfangsoberfläche der den Wirbelströmungskanal 140 unterteilenden Wand nach innen. Ein zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155 ausgebildeter Spalt bildet einen Strömungskanal des Flüssigphasen-Kältemittels, welches in den Wirbelströmungskanal 140 von der entsprechenden Einströmöffnung 153a einströmt. Die zweiten Ventilkörperführungen 155 sind in der Umfangsrichtung des Wirbelströmungskanals 140 bezüglich des Wirbelströmungskanals 140 und dem Substrat 153 durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung bewegbar.
Das heißt, wenn die zweite Ventilkörperführung 155 sich in der Umfangsrichtung von der ersten Ventilkörperführung 154 gemäß einer Wärmelast des Kälteerzeugungskreises 10 durch die Steuereinrichtung weg bewegt, erweitert sich der Spalt zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155, um den Strömungskanalbereich bzw. die Strömungskanalfläche des Flüssigphasen-Kältemittels zu vergrößern, welches von der entsprechenden Einströmöffnung 153a strömt. Das heißt, wenn die zweite Ventilkörperführung 155 sich in einer Richtung von der entsprechenden ersten Ventilkörperführung 154 weg bewegt, vergrößert sich der Querschnittsbereich bzw. die Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals 156. Wenn umgekehrt die zweite Ventilkörperführung 155 sich näher zu der ersten Ventilkörperführung 154 in der Umfangsrichtung bewegt, wird der Spalt zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155 verengt, um die Strömungskanalfläche des Flüssigphasen-Kältemittels zu reduzieren, welches aus der entsprechenden Einströmöffnung 153a ausströmt. Das heißt, wenn die zweite Ventilkörperführung 155 sich in einer Richtung näher zu der ersten Ventilkörperführung 154 bewegt, wird die Querschnittsfläche des entsprechenden Führungsströmungskanals 156 reduziert. Die ersten Ventilkörperführungen 154 und die zweiten Ventilkörperführungen 155 können als ein Beispiel der Führungselemente verwendet werden, welche das einströmende Hochdruck-Kältemittel in dem Wirbelströmungskanal 140 in der Wirbelrichtung führen.
In dem Ejektor 100A des zweiten Ausführungsbeispiels strömt das Flüssigphasen-Kältemittel, welches aus dem Kondensator 12 ausgeströmt ist, in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A und den Wirbelströmungskanal 140 durch die Einströmöffnungen 153a von einer Richtung parallel zu den Achsen 111 und 142. In dieser Situation bewegt sich die Position der zweiten Ventilkörperführung 155 gemäß der Wärmelast des Kälteerzeugungskreislaufs 10 durch die Steuereinrichtung, wovon als ein Ergebnis die Strömungskanalfläche zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155 eingestellt wird, um die Menge von Kältemittel einzustellen, welches in den Wirbelströmungskanal 140 von dem Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A strömt. Das heißt, wenn die Last des Kälteerzeugungskreislaufs 10 höher ist, ändert sich die Strömungskanalfläche zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155 dahingehend, größer zu werden, durch den Betrieb der zweiten Ventilkörperführung 155, um die Menge von Kältemittel zu vergrößern, welche in den Wirbelströmungskanal 140 strömt. Wenn umgekehrt die Last des Kälteerzeugungskreislaufs 10 niedriger ist, ändert sich die Strömungskanalfläche zwischen beiden der gepaarten Ventilkörperführungen 154 und 155 dahingehend, kleiner zu werden, durch den Betrieb der zweiten Ventilkörperführungen 155, um die Menge von Kältemittel zu senken, welche in den Wirbelströmungskanal 140 strömt.
Das Flüssigphasen-Kältemittel, welches hinsichtlich der Strömungsrate durch den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A (Ventilkörperführungen 154, 155) eingestellt wird und in den Wirbelströmungskanal 140 aus den Einströmöffnungen 153a, wie vorstehend beschrieben, strömt, strömt entlang der gekrümmten Oberflächen der Ventilkörperführungen 154 und 155 und wird in die Wirbelströmung gegeben, welche um die Achse 142 herum wirbelt. Die Ventilkörperführungen 154 und 155 haben eine Funktion des Einstellens der Öffnungsflächen der Einströmöffnungen 153a, um eine Strömungsrate in dem Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A änderbar zu machen, und eine Funktion des Gebens der Kältemittelströmung in die Wirbelströmung in dem Wirbelströmungskanal 140. Eine Strömung des Kältemittels, das von dem Wirbelströmungskanal 140 zu dem Düsenabschnitt 110 und dem Diffusorabschnitt 130 strömt, ist identisch mit der in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, da die Einströmrichtung des Flüssigphasen-Kältemittels in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A identisch zu der Richtung der jeweiligen Achsen 142 und 111 des Wirbelströmungskanals 140 und des Düsenabschnitts 110 ist, der Ejektor 100A bereitgestellt werden, welcher hinsichtlich seiner Anbringbarkeit exzellent ist, in welcher der Wirbelströmungskanal 140 und der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A miteinander in der Richtung der Achse 142 verbunden werden können, sodass der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A nicht in einer Richtung herausragt, welche sich mit der Richtung der Achse 142 des Wirbelströmungskanals 140 schneidet.
Auch ändert der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A den Spalt (die Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals 156) zwischen dem Paar von Ventilkörperführungen 154 und 155, welche das einströmende Flüssigphasen-Kältemittel in der Wirbelrichtung führen, um die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels änderbar zu machen. Mit dem vorstehenden Aufbau kann der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A, welcher das einströmende Kältemittel einer Wirbelströmung unterzieht, während die Strömungsrate des Flüssigphasen-Kältemittels eingestellt wird, bereitgestellt werden, und der Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150A kann kompakt hergestellt werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein Kälteerzeugungskreislauf 10A gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist in 5 dargestellt. Der Kälteerzeugungskreislauf 10A gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eliminiert den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 in dem Kälteerzeugungskreislauf 10 des vorstehenden ersten Ausführungsbeispiels, teilt den Verdampfer 14 in einen ersten Verdampfer 14a und einen zweiten Verdampfer 14b und sieht eine Druckentlastungs- bzw. Dekompressionseinrichtung 16 in einem Abzweigströmungskanal 15 vor. Der Ejektor 100 des vorstehenden ersten Ausführungsbeispiels wird in dem Kälteerzeugungskreislauf 10a verwendet.
Der Diffusorabschnitt 130 des Ejektors 100 ist an einer Kältemittel-Einströmseite des ersten Verdampfers 14a angeschlossen und eine Kältemittel-Ausströmseite des ersten Verdampfers 14a ist an einer Einlassseite des Kompressors 11 angeschlossen. Auch ist der Abzweigströmungskanal 15 als ein Strömungskanal ausgebildet, welcher von zwischen einer Kältemittel-Ausströmseite des Kondensators 12 und dem Einströmabschnitt 151 des Ejektors 100 abzweigt und ist an dem Saugabschnitt 120 des Ejektors 100 angeschlossen. Der Abzweigströmungskanal 15 ist mit der Dekompressionseinrichtung 16 als eine Druckentlastungs- bzw. Dekompressionseinheit für das Kältemittel ausgestattet, welches von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite strömt, und mit dem zweiten Verdampfer 14b ausgestattet.
Der erste Verdampfer 14a ist an der stromaufwärtigen Seite der geblasenen Luft-Klimatisierungsluft angeordnet und der zweite Verdampfer 14b ist an der stromabwärtigen Seite der Luft-Klimatisierungsluft angeordnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Teil des Flüssigphasen-Kältemittels, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in der Strömungsrate durch den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 des Ejektors 100 eingestellt, durch den Wirbelströmungskanal 140 verwirbelt, durch den Düsenabschnitt 110 druckentlastet bzw. dekomprimiert und auch durch den Diffusorabschnitt 130 verstärkt und strömt aus. Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 130 ausströmt, strömt in den ersten Verdampfer 14a und absorbiert Wärme von der Luft-Klimatisierungsluft, um das Kältemittel zu verdampfen. Das heißt, die Luft-Klimatisierungsluft innerhalb des Luft-Klimatisierungsgehäuses wird gekühlt. Dann wird das Kältemittel, welches durch den ersten Verdampfer 14a hindurchgetreten ist, in den Kompressor 11 gesaugt.
Ebenso strömt der Rest des Flüssigphasen-Kältemittels, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in den Abzweigströmungskanal 15, wird durch die Dekompressionseinrichtung 16 druckentlastet bzw. dekomprimiert und strömt in den zweiten Verdampfer 14b. In dem zweiten Verdampfer 14b wird die Luft-Klimatisierungsluft, die durch den ersten Verdampfer 14a gekühlt wurde, weiter gekühlt. Dann wird das Kältemittel, das durch den zweiten Verdampfer 14b hindurchgetreten ist, in den Saugabschnitt 120 gesaugt.
In diesem Beispiel repräsentiert der Kältemittel-Verdampfungsdruck des ersten Verdampfers 14a einen Druck, der durch den Diffusorabschnitt 130 verstärkt wurde. Andererseits ist eine Auslassseite des zweiten Verdampfers 14b an den Saugabschnitt 120 des Ejektors 100 angeschlossen. Im Ergebnis kann der niedrigste Druck unmittelbar nach dem Dekomprimieren durch den Düsenabschnitt 110 auf den zweiten Verdampfer 14b ausgeübt werden.
Deshalb kann der Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittel-Verdampfungstemperatur) des zweiten Verdampfers 14b weiter reduziert werden als der Kältemittel-Verdampfungsdruck (Kältemittel-Verdampfungstemperatur) des ersten Verdampfers 14a. Deshalb kann, da eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel in dem zweiten Verdampfer 14b und der Luft-Klimatisierungsluft, die durch den ersten Verdampfer 14a gekühlt wurde, sichergestellt werden kann wie mit einer Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel in dem ersten Verdampfer 14a und der Luft-Klimatisierungsluft, die Luft-Klimatisierungsluft effizient gekühlt werden.
Da der Kältemittel-Verdampfungsdruck (Kältemittel-Verdampfungstemperatur) dahingehend gewählt werden kann, zwischen dem ersten Verdampfer 14a und dem zweiten Verdampfer 14b unterschiedlich zu sein, können durch beide der Verdampfer 14a und 14b zu kühlende Objekte voneinander unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann normales Kühlen der Luft-Klimatisierungsluft in dem ersten Verdampfer 14a ausgeführt werden, und Luft innerhalb eines Kälteerzeugers und eines Gefriergeräts kann in dem zweiten Verdampfer 14b gekühlt werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein Kälteerzeugungskreislauf 10B gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist in 6 dargestellt. Der Kälteerzeugungskreislauf 10B gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eliminiert den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 13 in dem Kälteerzeugungskreislauf 10 des vorstehenden ersten Ausführungsbeispiels, sieht eine Druckentlastungs- bzw. Dekompressionseinrichtung 16 und einen Verdampfer 14 in einem Abzweigströmungskanal 15 vor und fügt einen internen Wärmetauscher 17 hinzu. Der Ejektor 100 des vorstehenden ersten Ausführungsbeispiels wird in dem Kälteerzeugungskreislauf 10B verwendet.
Der Diffusorabschnitt 130 in dem Ejektor 100 ist direkt an der Einlassseite des Kompressors 11 angeschlossen. Ebenso ist der Abzweigströmungskanal 15 als ein Strömungskanal ausgebildet, welcher von zwischen einer Kältemittelausströmseite des Kondensators 12 und dem Einströmabschnitt 151 des Ejektors 100 abzweigt und ist an dem Saugabschnitt 120 des Ejektors 100 angeschlossen. Der Abzweigströmungskanal 15 ist mit der Dekompressionseinrichtung 16 als eine Druckentlastungs- bzw. Dekomprimiereinheit für das Kältemittel, welches aus der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite strömt und mit dem Verdampfer 14 versehen.
Der interne Wärmetauscher 17 ist ein Wärmetauscher, welcher Wärme zwischen einem Hochdruck-Kältemittel an der stromaufwärtigen Seite der Dekompressionseinrichtung 16 in dem Abzweigströmungskanal 15 und einem Niedrigdruck-Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 130 ausströmt, austauscht und ist beispielsweise aus einem Doppelrohr-Wärmetauscher ausgebildet. Der interne Wärmetauscher 17 des Doppelrohrtyps ist aus einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr, welches in das äußere Rohr eingesetzt ist, ausgebildet und beispielsweise strömt das Hochdruck-Kältemittel in einen Raum zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr und das Niedrigdruck-Kältemittel strömt in das innere Rohr.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Teil des Flüssigphasen-Kältemittels, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in der Strömungsrate durch den Strömungsraten-Änderungsmechanismus 150 des Ejektors 100 eingestellt, durch den Wirbelströmungskanal 140 verwirbelt, durch den Düsenabschnitt 110 druckentlastet bzw. dekomprimiert und auch durch den Diffusorabschnitt 130 verstärkt und strömt aus. Das Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 130 ausströmt, wird in den Kompressor 11 gesaugt.
Auch wird der Rest des Flüssigphasen-Kältemittels, welches aus dem Kondensator 12 in den Abzweigströmungskanal 15 ausströmt, durch die Dekompressionseinrichtung 16 dekomprimiert und strömt in den Verdampfer 14. Die Luft-Klimatisierungsluft wird in dem Verdampfer 14 gekühlt. Dann wird das Kältemittel, das durch den Verdampfer 14 hindurchgetreten ist, in den Saugabschnitt 120 gesaugt.
In dem internen Wärmetauscher 17 wird Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel und dem Niedrigdruck-Kältemittel getauscht, das Hochdruck-Kältemittel gekühlt und das Niedrigdruck-Kältemittel überhitzt. Das heißt, das Flüssigphasen-Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 in den Abzweigströmungskanal 15 ausgeströmt ist, wird weiter durch den internen Wärmetauscher 17 überkühlt und die untere Temperatur des Flüssigphasen-Kältemittels wird unterstütz bzw. vorangebracht (unterkühlt). Auch wird das Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 130 ausgeströmt ist, durch den internen Wärmetauscher 17 in ein Gas-Kältemittel mit einem Überhitzungsgrad überhitzt (supererhitzt).
Deshalb kann, da die untere Temperatur des Kältemittels, das in den Verdampfer 14 einströmt, vorangetrieben bzw. unterstützt wird, eine Enthalpielücke in dem Verdampfer 14 sich vergrößern, wodurch eine Verbesserung einer Wärmetauschleistungsfähigkeit (Kühlfähigkeit) mit der Luft-Klimatisierungsluft in dem Verdampfer 14 ermöglicht wird. Da das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 130 ausströmt, durch den Wärmetausch mit dem internen Wärmetauscher 17 in ein vollständiges Gas-Kältemittel (Gasphasen-Kältemittel) der Überhitzungsgrad verliehen wird, kann Flüssigkompression durch den Kompressor 11 vermieden werden.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele, welche in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, wurden vorstehend beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann vielfältig modifiziert werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In den vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen ist das Hochdruck-Kältemittel, welches in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt, das Flüssigphasen-Kältemittel. Jedoch ist das Hochdruck-Kältemittel nicht auf dieses Kältemittel beschränkt, sondern kann ein Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasen-Kältemittel sein. Selbst wenn das Kältemittel, welches in den Wirbelströmungskanal 140 einströmt, in dem Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasen-Zustand ist, kann eine Menge von Gasphasen-Kältemittel auf der radial inneren Seite größer gemacht werden als auf der radial äußeren Seite, dies bezüglich der Wirbelzentrumslinie infolge der Wirbelströmung des Kältemittels in dem Wirbelströmungskanal 140, und die gleichen Wirkungen hinsichtlich einer Verbesserung der Düseneffizienz werden erhalten.
Ebenso kann der Ejektor 100A des zweiten Ausführungsbeispiels auf die Kältemittelkreisläufe 10A und 10B des dritten und vierten Ausführungsbeispiels angewandt werden.
Auch können die Kälteerzeugungskreisläufe 10, 10A und 10B in den vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen auf einen Fahrzeug-Kälteerzeuger, oder einen Wärmepumpenkreislauf für Haushaltswasserheizer oder Raumluftklimatisierung anstelle des vorstehenden Fahrzeug-Luft-Klimatisierungssystems angewandt werden.
Auch wird in den vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen, obwohl die Art des Kältemittels nicht speziell spezifiziert ist, ein Fluorkohlenstoff-Kältemittel, ein Kohlenwasserstoff-basiertes Kältemittel oder ein Kohlendioxid-Kältemittel verwendet und kann auf den normalen Kreislauf wie auch auf einen superkritischen Kreislauf und einen unterkritischen Kreislauf angewandt werden.
In dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel sind die zwei Einströmöffnungen 153a und zwei Paare von Ventilkörperführungen 154 und 155 vorgesehen. Jedoch ist die Anzahl der Einströmöffnungen 153a und die Anzahl der Ventilkörperführungen 154 und 155 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann, wie in 7 dargestellt, nur eine Einströmöffnung 153a vorgesehen sein. In diesem Fall kann ein Paar von Ventilkörperführungen 154 und 155 vorgesehen sein. Auch können Einströmöffnungen 153a und Ventilkörperführungen 154, 155 vorgesehen sein.
Auch kann die zweite Ventilkörperführung 155 weggelassen sein und die erste Ventilkörperführung 154 kann angetrieben werden, um die Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels zu ändern. In diesem Fall wird die Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals 156, der zwischen der Innenumfangsfläche der den Wirbelströmungskanal 140 unterteilenden Wand und der ersten Ventilkörperführung 154 angeordnet ist, um die Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels in den Wirbelströmungskanal 140 zu ändern.

Claims

Ejektor für einen Dampfkompressions-Kälteerzeugungskreislauf, umfassend: einen Düsenabschnitt (110), der ein Hochdruck-Kältemittel dekomprimiert und expandiert, welches aus einer Hochdruckseite des Kälteerzeugungskreislaufs strömt; einen Saugabschnitt (120), der ein Niedrigdruck-Kältemittel, dessen Druck niedriger als der des Hochdruck-Kältemittels ist, durch eine Saugkraft eines ausgestoßenen Kältemittels ansaugt, welches aus dem Düsenabschnitt (110) ausgestoßen wird; einen Diffusorabschnitt (130), der auf einer stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts (110) in einer Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist, wobei der Diffusorabschnitt einen Strömungskanal aufweist, der sich allmählich in seinem Querschnittsbereich zu der stromabwärtigen Seite der Kältemittelströmungsrichtung vergrößert, wobei der Diffusorabschnitt ein gemischtes Kältemittel von dem ausgestoßenen Kältemittel, welches aus dem Düsenabschnitt (110) ausgestoßen wird, und dem Niedrigdruck-Kältemittel, welches aus dem Saugabschnitt (120) gesaugt wird, verzögert um einen Druck des Kältemittels zu erhöhen; einen Wirbelströmungskanal (140), der auf der stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts (110) in der Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist, wobei der Wirbelströmungskanal das Hochdruck-Kältemittel verwirbelt und dem Kältemittel ermöglicht, in einem Zustand einer Gas-/Flüssigkeits-Mischphase in den Düsenabschnitt (110) einzuströmen; und einen Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150, 150A), der auf der stromaufwärtigen Seite des Wirbelströmungskanals (140) in der Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist, wobei der Strömungsraten-Änderungsmechanismus in der Lage ist, eine Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels zu ändern, das in den Wirbelströmungskanal (140) einströmt.
Ejektor nach Anspruch 1, wobei der Wirbelströmungskanal (140) dahingehend ausgestaltet ist, eine größere Menge von Gasphasen-Kältemittel auf einer radial inneren Seite als auf einer radial äußeren Seite bezüglich einer gedachten Wirbelmittenlinie durch Verwirbeln des Hochdruck-Kältemittels vorliegen zu lassen.
Ejektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Hochdruck-Kältemittel ein Flüssigphasen-Kältemittel ist.
Ejektor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) dahingehend ausgestaltet ist, dass das Hochdruck-Kältemittel in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) parallel zu einer Achse (111) des Düsenabschnitts (110) strömt.
Ejektor nach Anspruch 4, wobei der Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) zumindest ein Führungselement enthält, welches das Hochdruck-Kältemittel, das in den Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) einströmt, in einer Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals (140) führt, und das Führungselement einen Führungsströmungskanal (156) aufweist, der sich in der Wirbelrichtung erstreckt, wobei das Führungselement in der Lage ist, die Strömungsrate des Hochdruck-Kältemittels, welches in den Wirbelströmungskanal (140) strömt, durch Ändern einer Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals (156) zu ändern.
Ejektor nach Anspruch 5, wobei das Führungselement eine feste Führung (154) und eine bewegliche Führung (155) enthält, der Führungsströmungskanal (156) zwischen der festen Führung (154) und der beweglichen Führung (155) vorgesehen ist, und die bewegliche Führung (155) dahingehend angetrieben ist, einen Spalt zwischen der festen Führung (154) und der beweglichen Führung (155) zu ändern, um die Querschnittsfläche des Führungsströmungskanals (156) zu ändern.
Ejektor nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) mehrere der Führungselemente enthält, und die mehreren Führungselemente entlang der Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals (140) angeordnet sind.
Ejektor nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) ein Paar von den Führungselemente enthält, und das Paar von Führungselementen entlang einer Wirbelrichtung des Wirbelströmungskanals (140) dahingehend angeordnet ist, aufeinander zu weisen.
Ejektor nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Führungselement sich innerhalb des Wirbelströmungskanals (140) befindet.
Ejektor nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der Wirbelströmungskanal (140) zwischen dem Strömungsraten-Änderungsmechanismus (150A) und dem Düsenabschnitt (110) in einer Richtung der Achse (111) des Düsenabschnitts (110) angeordnet ist.