DE112013005554T5

DE112013005554T5 - Ejektor

Info

Publication number: DE112013005554T5
Application number: DE112013005554.6T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Nakajima; Haruyuki Nishijima; Etsuhisa Yamada; Hideya Matsui; Kenta Kayano; Yoshiyuki Yokohama; Tatsuhiro Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: US20150316075A1; JP2014122779A; WO2014080596A1; CN104813118B; CN104813118A; JP6079552B2; US9512858B2; DE112013005554B4

Abstract

Vorgesehen werden: ein Körperteil (30), welches einen Druckabsenkungsraum (30b) umfasst, in welchem ein Kältemittel, welches von einem Wirbelraum herausströmt, im Druck verringert wird, einen Saugdurchlass (13b), welcher ein Kältemittel von einem Äußeren her ansaugt, und einen Druckbeaufschlagungsraum (30e), in welchem ein Strahlkältemittel, welches von dem Druckabsenkungsraum (30b) ausgestoßen wird, und ein Saugkältemittel, welches von dem Saugdurchlass (13b) angesaugt wird, miteinander gemischt werden, um unter Druck gesetzt zu werden; und ein konisches Durchlassbildungselement (35), welches im Inneren von dem Körperteil (30) angeordnet ist. Ein Düsendurchgang (13a) ist zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von dem Druckabsenkungsraum (30b) und einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35) vorgesehen, und ein Diffusordurchgang (13c) ist zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt, welcher den Druckbeaufschlagungsraum (30e) definiert, und der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35) vorgesehen. Ein Wirbelförderungsteil, welches eine Strömungssteuerungsplatte (38a) umfasst, die eine Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang (13c) strömt, fördert, ist des Weiteren vorgesehen. Dementsprechend kann eine hohe Düseneffizienz und eine hohe Druckbeaufschlagungsleistung unabhängig von Lastvariierungen des Kältekreislaufs vorhanden sein, ohne den Körper in der Größe größer zu machen.

Description

Querverweis auf betroffene Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf und zieht hiermit durch eine Bezugnahme mit ein die japanischen Patentanmeldungen Nr. 2012-254398, welche am 20. November 2012 angemeldet wurde, und Nr. 2013-218369, welche am 21. Oktober 2013 angemeldet wurde.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bzw. Offenbarung bezieht sich auf einen Ejektor, welcher ein Fluid im Druck absenkt und ein Fluid durch eine Saugwirkung von einem Fluid ansaugt, welches bei einer hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird.
Hintergrund-Stand-der-Technik
Bislang sind Ejektoren als eine Einrichtung zur Druckabsenkung bekannt gewesen, welche an Kältekreislaufvorrichtungen vom Typ Dampf-Kompression angewendet sind. Der Ejektor von diesem Typ weist einen Düsenabschnitt auf, welcher ein Kältemittel im Druck verringert, ein gasförmiges Kältemittel ansaugt, welches von einem Verdampfer herausgeströmt ist, aufgrund einer Saugwirkung von einem ausgestoßenen Kältemittel, welches von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, das ausgestoßene Kältemittel mit dem Saugkältemittel in einem Druckerhöhungsteil (Diffusorabschnitt) mischt, wobei er dadurch fähig ist, den Druck zu erhöhen.
Bei der Kältekreislaufvorrichtung, welche den Ejektor als die Druckabsenkungseinrichtung aufweist (im Folgenden hier bezeichnet als Kältekreislauf vom Typ Ejektor), kann daher ein Verbrauch einer Antriebskraft von dem Kompressor mit der Verwendung von der Zunahmewirkung eines Kältemitteldrucks in einem Druckerhöhungsteil von dem Ejektor reduziert werden, und eine Leistungskennzahl (COP, engl.: coefficient of performance) des Kreislaufs kann stärker als diejenige von einer normalen Kältekreislaufvorrichtung, welche ein Expansionsventil als die Druckabsenkungseinrichtung aufweist, verbessert werden.
Das Patentdokument 1 offenbart des Weiteren einen Ejektor, welcher einen Düsenabschnitt aufweist, welcher das Kältemittel im Druck in zwei Stufen verringert, wenn der Ejektor an dem Kältekreislauf vom Typ Ejektor angewendet wird. Mehr im Detail wird bei dem Ejektor von dem Patentdokument 1 das Kältemittel von einem hohen Druck in einem Zustand einer Flüssigphase im Druck verringert in einen zweiphasigen Zustand gasförmig-flüssig in einer ersten Düse, und das Kältemittel, welches den zweiphasigen Zustand gasförmig-flüssig aufweist, strömt in eine zweite Düse.
Mit der oben genannten Konfiguration in dem Ejektor von dem Patentdokument 1 wird ein Sieden von dem Kältemittel in der zweiten Düse befördert, um eine Düseneffizienz als der Düsenabschnitt insgesamt zu verbessern, und die Leistungskennziffer COP wird weiter verbessert hinsichtlich des gesamten Kältekreislaufs vom Typ Ejektor.
Ebenso ist bei dem allgemeinen Ejektor ein Diffusorabschnitt (Druckerhöhungsteil) koaxial an einer Erweiterung in einer axialen Richtung von dem Düsenabschnitt angeordnet. Das Patentdokument 2 offenbart des Weiteren, dass ein Verbreiterungswinkel von dem Diffusorabschnitt, der somit angeordnet ist, vergleichsweise reduziert ist, um eine Verbesserung im Hinblick auf die Effizienz des Ejektors zu ermöglichen.
Die Düseneffizienz bedeutet eine Effizienz einer Energieumwandlung, wenn eine Druckenergie von dem Kältemittel in eine kinetische Energie in dem Düsenabschnitt umgewandelt wird. Die Ejektoreffizienz bedeutet eine Effizienz einer Energieumwandlung hinsichtlich des Ejektors insgesamt.
Stand-der-Technik-Dokument – Patentdokument

Patentdokument 1: JP 3331604 B2
Patentdokument 2: JP 2003-14318 A

Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Untersuchung der vorliegenden Erfinder wird jedoch bei dem Ejektor von dem Patentdokument 1 eine Wärmebelastung von dem Ejektorkältekreislauf niedrig werden, und eine Kältemitteldruckdifferenz (eine Differenz zwischen einem hohen Druck und einem niedrigen Druck) zwischen einer Hochdruckseite und einer Niedrigdruckseite in dem Kreislauf ist reduziert. Als ein Ergebnis wird die Differenz zwischen dem hohen Druck und dem niedrigen Druck durch die erste Düse im Druck verringert, und das meiste von dem Kältemittel kann in der zweiten Düse nicht im Druck verringert werden. In diesem Fall ist die Düseneffizienz durch ein Dazu-Bringen des gasförmigen, zweiphasigen Kältemittels, in der zweiten Düse zu strömen, nicht verbessert. Als ein Ergebnis kann das Kältemittel nicht ausreichend durch den Diffusorabschnitt unter Druck gesetzt werden.
Im Gegenteil dazu kann er, wenn der Diffusorabschnitt den vergleichsweise geringen Verbreiterungswinkel aufweist, welcher in dem Patentdokument 2 offenbart ist, an dem Ejektor von dem Patentdokument 1 angewendet werden, um die Ejektoreffizienz zu verbessern, wobei dadurch das Kältemittel ausreichend in dem Diffusorabschnitt unter Druck gesetzt wird, selbst bei der niedrigen Last von dem Ejektorkältekreislauf. Wenn jedoch der Diffusorabschnitt von diesem Typ angewendet wird, wird eine Länge von dem Düsenabschnitt in des axialen Richtung als ein Ganzes von dem Ejektor länger werden, was in einem Risiko resultiert, dass ein Körper von dem Ejektor unnötigerweise länger wird bei der normalen Last von dem Ejektorkältekreislauf.
Unter diesen Umständen haben die vorliegenden Erfinder zuvor den nachfolgenden Ejektor in der japanischen Patentanmeldung Nr 2012-184950 (Beispiel einer früheren Anmeldung) vorgeschlagen.
Der Ejektor umfasst: einen Körperteil, welcher einen Wirbelraum umfasst, in welchem ein Kältemittel, das von einem Kühler herausgeströmt ist, verwirbelt wird, einen Druckabsenkungsraum, in welchem das Kältemittel, welches von dem Wirbelraum herausgeströmt ist, im Druck verringert wird, einen Saugdurchlass, welcher mit einer stromabwärtigen Seite von dem Druckabsenkungsraum in einer Kältemittelströmung in Kommunikation steht und ein Kältemittel ansaugt, welches von einem Verdampfer herausgeströmt ist, und einen Druckbeaufschlagungsraum, in welchem das Strahlkältemittel, welches von dem Druckabsenkungsraum ausgestoßen ist, und das Saugkältemittel, welches von dem Saugdurchlass angesaugt wird, miteinander gemischt werden und unter Druck gesetzt werden; und ein Durchlassbildungselement, welches mindestens einen Abschnitt aufweist, welcher in dem Druckabsenkungsraum angeordnet ist, und einen Abschnitt, welcher in dem Druckbeaufschlagungsraum angeordnet ist, und wobei es eine konische Form aufweist, die hinsichtlich eines Querschnittsbereichs mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum zunimmt. Ein Kältemitteldurchlass zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt von dem Körperteil, welcher den Druckabsenkungsraum definiert, und einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement ist ein Düsendurchgang, welcher als eine Düse funktioniert, welche das Kältemittel im Druck verringert und ausstößt, welches von dem Wirbelraum herausgeströmt ist. Ein Kältemitteldurchlass zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt von dem Körper, welcher den Druckbeaufschlagungsraum definiert, und der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement ist ein Diffusordurchgang, welcher als ein Diffuser funktioniert, welcher das Strahlkältemittel mit dem Saugkältemittel mischt, um die Mischung unter Druck zu setzen. Ein Trennraum gasförmig/flüssig ist vorgesehen, um eine rotierende Körperform koaxial mit dem Durchlassbildungselement aufzuweisen, und trennt ein Gas und eine Flüssigkeit von dem Kältemittel, welches von dem Diffusordurchgang herausgeströmt ist, durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft, welche in dem Körperteil gebildet wird.
Bei dem Ejektor von dem Beispiel der früheren Anmeldung wirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum mit den Ergebnissen, dass ein Kältemitteldruck an der Seite einer Mitte des Wirbels innerhalb des Wirbelraums auf einen Druck von einem gesättigten Kältemittel einer Flüssigphase reduziert werden kann oder einen Druck, bei welchem das Kältemittel im Druck verringert wird und zum Sieden gebracht wird (Kavitation tritt auf). Mit der oben genannten Betriebsweise ist eine größere Menge von einem Kältemittel einer Gasphase an einer inneren umfänglichen Seite als an einer äußeren umfänglichen Seite von einer Mittelachse des Wirbels vorhanden. Dies führt zu einem zweiphasigen Trennungszustand, bei welchem das Kältemittel eine einzige Gasphase in der Nähe einer Mittellinie des Wirbels innerhalb des Wirbelraums aufweist und eine einzige Flüssigphase um die Umgebung davon herum aufweist.
Das Kältemittel von dem zweiphasigen Trennungszustand strömt in den Düsendurchgang, und ein Sieden von dem Kältemittel wird durch ein Wandsieden und ein Schnittstellensieden gefördert. Das Kältemittel wird daher in einen gasförmig/flüssiggemischten Zustand gebracht, in welchem eine Gasphase und eine Flüssigphase auf homogene Weise miteinander in der Umgebung von einem Bereichsteil einer minimalen Strömung von dem Düsendurchgang gemischt werden. Des Weiteren wird das Kältemittel, welches in den gasförmig/flüssig-gemischten Zustand in der Umgebung von dem Bereichsteil einer minimalen Strömung von dem Düsendurchgang gebracht worden ist, blockiert (gedrosselt), und eine Strömungsmenge von dem Kältemittel in dem gasförmig/flüssig-gemischten Zustand wird auf eine zweiphasige Schallgeschwindigkeit beschleunigt.
Das somit auf die zweiphasige Schallgeschwindigkeit beschleunigte Kältemittel wird zu einer idealen zweiphasigen Sprühströmung, bei welcher die zwei Phasen auf homogene Weise miteinander an einer stromabwärtigen Seite von dem Bereichsteil einer minimalen Strömung in dem Düsendurchgang gemischt sind, und die Strömungsmenge kann weiter zunehmen. Als ein Ergebnis kann die Effizienz einer Energieumwandlung (entspricht der Düseneffizienz) bei einem Umwandeln einer Druckenergie von dem Kältemittel in eine Geschwindigkeitsenergie in dem Düsendurchgang verbessert werden. Des Weiteren wird bei dem Ejektor des Beispiels der früheren Anmeldung das Durchlassbildungselement, welches in einer konischen Form gebildet ist, eingesetzt, und ein Querschnitt von dem Diffusordurchgang senkrecht zu einer axialen Richtung davon, wenn von der axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement her betrachtet, ist in einer ringförmigen Form gebildet. Die Form des Diffusordurchgangs erweitert sich entlang einem äußeren Umfang von dem Durchlassbildungselement mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum, und das Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang strömt, wird um die Achse von dem Durchlassbildungselement herum verwirbelt.
Mit der oben genannten Konfiguration kann, da der Strömungskanal eines Kältemittels für ein Unter-Druck-Setzen des Kältemittels in dem Diffusordurchgang in einer Spiralform gebildet werden kann, eine Zunahme hinsichtlich der axialen Abmessung von dem Diffusordurchgang eingeschränkt werden. Als ein Ergebnis kann ein Vergrößern des Körpers von dem Ejektor insgesamt eingeschränkt werden. Das heißt, gemäß dem Ejektor von dem Beispiel einer früheren Anmeldung kann die höhere Düseneffizienz ausgeübt werden ohne ein Vergrößern des Körpers, unabhängig von Schwankungen einer Last von dem Kältekreislauf.
Bei dem Ejektor des Beispiels einer früheren Anmeldung wird des Weiteren das Gasförmige-Flüssige von dem Kältemittel, welches von dem Diffusordurchgang herausströmt, durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum, welcher im Inneren von dem Körper gebildet ist, getrennt. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, in welchem ein Trennmittel gasförmig-flüssig außerhalb von dem Körper angeordnet ist, das Gasförmige/Flüssige von dem Kältemittel auf effiziente Weise in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum getrennt werden, und eine Kapazität von dem Gasförmig/flüssig-Trennraum kann auf wirksame Weise reduziert werden.
Wenn jedoch wie bei dem Ejektor bei dem Beispiel einer früheren Anmeldung der Querschnitt von dem Diffusordurchgang senkrecht zu der axialen Richtung lediglich in der ringförmigen Form gebildet ist, besteht ein Risiko, dass eine Geschwindigkeit von dem Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang in einer Wirbelrichtung strömt, abnimmt, wenn eine Strömungsmenge von Kältemittel von dem Kältemittel, welches in dem Kreislauf zirkuliert, reduziert wird, zum Beispiel in dem Zeitpunkt einer niedrigen Last von dem Ejektorkältekreislauf.
Eine Reduzierung hinsichtlich der Geschwindigkeit von dem Kältemittel, welches somit durch den Diffusordurchgang in der Wirbelrichtung strömt, verkürzt den spiralförmigen Strömungskanal des Kältemittels für ein Unter-Druck-Setzen des Kältemittels in dem Diffusordurchgang. Dies führt zu einem Risiko, dass das Kältemittel nicht ausreichend in dem Diffusordurchgang unter Druck gesetzt werden könnte. Des Weiteren ist die Zentrifugalkraft, welche auf das Kältemittel, das von dem Diffusordurchgang herausströmt, wirkt, reduziert, was eine Trennleistung gasförmig/flüssig von dem Gasförmig/flüssig-Trennraum dazu bringt, reduziert zu sein.
Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ejektor bereitzustellen, welcher fähig ist zum Erreichen einer hohen Düseneffizienz mit einer hohen Druckbeaufschlagungsleistung unabhängig von Schwankungen einer Last von einem Kältekreislauf, ohne den Körper zu vergrößern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ejektor für eine Kältekreislaufvorrichtung vom Typ Dampf-Kompression verwendet. Der Ejektor umfasst einen Körperteil, welcher einen Wirbelraum umfasst, in welchem ein Kältemittel, welches von einem Kältemitteleinlassanschluss her strömt, verwirbelt wird, einen Druckabsenkungsraum, in welchem das Kältemittel, welches von dem Wirbelraum herausströmt, im Druck verringert wird, einen Saugdurchlass, welcher mit einer stromabwärtigen Seite von dem Druckabsenkungsraum in einer Kältemittelströmung in Kommunikation steht und ein Kältemittel von einem Äußeren her ansaugt, und einen Druckbeaufschlagungsraum, in welchem ein Strahlkältemittel, welches von dem Druckabsenkungsraum ausgestoßen wird, mit einem Saugkältemittel, welches von dem Saugdurchlass her angesaugt wird, gemischt wird. Der Ejektor umfasst des Weiteren ein Durchlassbildungselement, welches mindestens einen Teil umfasst, welcher im Inneren von dem Druckabsenkungsraum und dem Druckbeaufschlagungsraum angeordnet ist und welcher eine konische Form derart aufweist, dass ein Querschnittsbereich mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum zunimmt. Der Körperteil weist einen Düsendurchgang auf, welcher ein Kältemitteldurchlass ist, welcher zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt, welcher den Druckabsenkungsraum definiert, und einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement definiert ist, und der Düsendurchgang funktioniert als eine Düse, welche das Kältemittel, welches von dem Wirbelraum herausströmt, im Druck verringert und ausstößt. Der Körperteil weist einen Diffusordurchgang auf, welcher ein Kältemitteldurchlass ist, welcher zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt, welcher den Druckbeaufschlagungsraum definiert, und der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement definiert ist, und der Diffusordurchgang funktioniert als ein Diffusor, welcher das Strahlkältemittel und das Saugkältemittel zusammenmischt und das gemischte Kältemittel unter Druck setzt. Der Diffusordurchgang weist eine ringförmige Form in einem Querschnitt senkrecht zu einer axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement auf. Der Ejektor weist des Weiteren einen Wirbelförderungsteil auf, welcher eine Wirbelströmung von dem Kältemittel fördert, das in dem Diffusordurchgang strömt.
Dementsprechend wild das Kältemittel in dem Wirbelraum verwirbelt, mit den Ergebnissen, dass die Effizienz einer Energieumwandlung (entspricht der Düseneffizienz) in dem Düsendurchgang so wie mit dem Beispiel einer früheren Anmeldung verbessert werden kann. Das Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang strömt, wird mit den Ergebnissen verwirbelt, dass eine Zunahme hinsichtlich der Abmessung von dem Diffusordurchgang in der axialen Richtung eingeschränkt werden kann, so wie mit dem Beispiel der früheren Anmeldung. Dies macht es möglich, einen Ejektor bereitzustellen, welcher zum Erreichen einer hohen Düseneffizienz unabhängig von Schwankungen einer Last von einem Kältekreislauf ohne ein Vergrößern des Körpers fähig ist.
Zusätzlich kann zum Beispiel, da der Wirbelförderungsteil vorgesehen ist, selbst wenn die Strömungsmenge von Kältemittel, welches in der Kältekreislaufvorrichtung zirkuliert, reduziert wird, eine Reduzierung hinsichtlich der Geschwindigkeit von dem Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang in der Wirbelrichtung strömt, eingeschränkt werden. Eine Reduzierung in der Länge von einem spiralförmigen Kältemittelströmungskanal, welcher das Kältemittel in dem Diffusordurchgang unter Druck setzt, kann daher eingeschränkt werden, wobei man dadurch in der Lage ist, eine Reduzierung hinsichtlich der Druckbeaufschlagungsstärke von dem Kältemittel in dem Diffusordurchgang zu unterdrücken.
Dies macht es möglich, den Ejektor bereitzustellen, welcher zum Erzielen einer hohen Umwandlungseffizienz von Energie (entspricht der Düseneffizienz bei dem konventionellen Stand der Technik) in dem Düsendurchgang und ebenso zum Erzielen einer hohen Druckbeaufschlagungsleistung in dem Diffusordurchgang unabhängig von Schwankungen einer Last von einer Kältekreislaufvorrichtung ohne ein Vergrößern des Körpers fähig ist.
Zusätzlich kann das Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang strömt, in der gleichen Richtung verwirbelt werden wie derjenigen von dem Kältemittel, welches in dem Wirbelraum verwirbelt wird. Als ein Ergebnis kann die Reduzierung hinsichtlich des spiralförmigen Kältemittelströmungskanals, welcher das Kältemittel in dem Diffusordurchgang unter Druck setzt, auf wirksame Weise eingeschränkt werden, und die Reduzierung hinsichtlich einer Druckbeaufschlagungsstärke von dem Kältemittel in dem Diffusordurchgang kann wirksam beschränkt werden.
Das Durchlassbildungselement ist nicht grundsätzlich auf eines beschränkt, welches lediglich die Form aufweist, bei welcher der Querschnittsbereich mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum zunimmt. Mindestens ein Teil von dem Durchlassbildungselement kann eine Form aufweisen, welche in Richtung nach außen mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum erweitert ist, und der Diffusordurchgang weist eine Form auf, welche in Richtung nach außen mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum entsprechend zu der Form des Durchlassbildungselements sich erweitert.
Außerdem ist das „Geformt-in-einer-konischen-Form” nicht auf Mittel beschränkt, bei welchen das Durchlassbildungselement in einer vollständig konischen Form gebildet ist, sondern umfasst ebenso eine Bedeutung von einer Form nahe zu einem Konus oder eine Form, welche teilweise die konische Form umfasst. Noch genauer ist die Querschnittsform entlang der axialen Richtung nicht auf ein gleichschenkliges Dreieck beschränkt, sondern umfasst eine Form, bei welcher die zwei Seiten, zwischen welchen der Scheitelpunkt eingeschlossen ist, in Richtung nach außen konvex geformt sind, und eine Form, bei welcher die Querschnittsform halbkreisförmig ist.
Des Weiteren ist „eine Wirbelströmung von Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang strömt, zu fördern” nicht dazu beabsichtigt, lediglich zu bedeuten, die Wirbelströmung von dem Kältemittel in einem Bereich insgesamt von dem Diffusordurchgang zu fördern, der sich von einer Einlassseite von dem Diffusordurchgang zu einer Auslassseite davon erstreckt, sondern bedeutet ebenso, die Wirbelströmung von mindestens einem Teil von Kältemittel zu fördern, welches durch den Diffusordurchgang strömt (z. B. ein Kältemittel an der Einlassseite von dem Diffusordurchgang, ein Kältemittel an der Auslassseite von dem Diffusordurchgang, ein Kältemittel unmittelbar vor einem Herausströmen von dem Diffusordurchgang).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Kältekreislaufs, welcher einen Ejektor entsprechend zu einer ersten Ausführungsform umfasst.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Achsenrichtung von dem Ejektor gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche jeweilige Kältemitteldurchlässe von dem Ejektor gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV aus der 3.
5 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen Zustand von einem Kältemittel in dem Kältekreislauf darstellt, welcher den Ejektor gemäß der ersten Ausführungsform umfasst.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht von einem Durchlassbildungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 ist eine Seitenansicht, welche einen Teil von einem Durchlassbildungselement gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Ansicht von oben, welche einen Teil von dem Durchlassbildungselement gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
9 ist eine Seitenansicht, welche einen Teil von einem Durchlassbildungselement gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Ansicht von oben, welche einen Teil von dem Durchlassbildungselement gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
11 ist eine Seitenansicht, welche ein Durchlassbildungselement gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.
12 ist eine Ansicht von oben, welche das Durchlassbildungselement gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
13 ist eine Seitenansicht von einem Durchlassbildungselement gemäß einer sechsten Ausführungsform.
14 ist eine Ansicht von oben von dem Durchlassbildungselement gemäß der sechsten Ausführungsform.
15 ist eine erläuternde Ansicht, welche eine Kältemittelströmung in einem Diffusordurchgang gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform darstellt.
Ausführungsformen für eine Nutzung der Erfindung
Im Folgenden werden hier mehrere Ausführungsformen für ein Umsetzen der vorliegenden Erfindung unter einer Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den jeweiligen Ausführungsformen kann ein Teil, welcher einem Umstand entspricht, der in einer vorherigen Ausführungsform beschrieben ist, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn lediglich ein Teil einer Konfiguration bei einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere vorherige Ausführungsform an die anderen Teile von der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt es besteht kein Konflikt in der Kombination.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit einer Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben werden. Wie es in der 1 dargestellt ist, ist ein Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform an einer Kältekreislaufvorrichtung angewendet, welche einen Ejektor als ein Mittel zur Druckabsenkung eines Kältemittels aufweist, d. h. einen Ejektorkältekreislauf 10. Des Weiteren ist der Ejektorkältekreislauf 10 an einer Klimaanlagenvorrichtung eines Fahrzeugs angewendet und führt eine Funktion eines Kühlens von geblasener Luft aus, welche in ein Inneres von dem Fahrzeug geblasen wird, welches ein Raum ist, der zu klimatisieren ist.
Als erstes saugt bei dem Ejektorkältekreislauf 10 ein Kompressor 11 ein Kältemittel an, setzt das Kältemittel unter Druck zu einem Kältemittel von hohem Druck und lässt das Kältemittel aus. Noch genauer ist der Kompressor 11 von dieser Ausführungsform ein elektrischer Kompressor, bei welchem ein Kompressionsmechanismus 11a einer festgelegten Kapazität und ein elektrischer Motor 11b für ein Antreiben des Kompressionsmechanismus 11a in einem Gehäuse aufgenommen sind.
Verschiedene Kompressionsmechanismen, wie zum Beispiel ein Kompressionsmechanismus vom Scroll-Typ und ein Kompressionsmechanismus vom Flügelradtyp, können als der Kompressionsmechanismus 11a eingesetzt werden. Des Weiteren wird der Betrieb (Drehzahl) von dem Elektromotor 11b gemäß einem Steuersignal gesteuert, welches von einer Steuereinrichtung, welche unten zu beschreiben ist, ausgegeben wird, und irgendeiner von einem Wechselstrommotor und einem Gleichstrommotor kann als der Elektromotor 11b eingesetzt werden.
Eine Kältemitteleinlassseite von einem Kondensator 12a von einem Wärmestrahler 12 bzw. Kühler ist mit einem Auslassanschluss von dem Kompressor 11 verbunden. Der Wärmestrahler 12 ist ein Strahlungswärmetauscher für eine Wärmeabstrahlung, welche ein Kältemittel von hohem Druck kühlt, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, durch die Abstrahlung von Wärme durch ein Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel von hohem Druck und der äußeren Luft des Fahrzeugs (Außenluft), welche durch einen Kühllüfter 12d geblasen wird.
Noch genauer ist der Wärmestrahler 12 ein sogenannter Kondensator mit Unterkühlung, welcher umfasst: einen Kondensator 12a, welcher ein Kältemittel eines hohen Drucks einer Gasphase kondensiert, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, durch ein Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel von hohem Druck und einer Gasphase und der Außenluft, welche von dem Kühllüfter 12d her geblasen wird, um die Wärme von dem Kältemittel von hohem Druck einer Gasphase abzustrahlen; ein Empfangsteil 12b bzw. Sammelteil, welches ein Gas und eine Flüssigkeit von dem Kältemittel trennt, welches von dem Kondensator 12a herausgeströmt ist, und ein überschüssiges Kältemittel einer Flüssigphase speichert; und einen Unterkühlungsteil 12c, welcher ein Kältemittel einer Flüssigphase unterkühlt, welches von dem Empfangsteil 12b herausgeströmt ist, durch ein Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel einer Flüssigphase und der Außenluft, welche von dem Kühllüfter 12d her geblasen wird.
Unterdessen setzt der Ejektorkältekreislauf 10 ein HFC-basiertes (HFC: Fluorkohlenwasserstoff) Kältemittel (noch genauer ein R134a) als das Kältemittel ein und bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, bei welchem ein Kältemitteldruck einer Hochdruckseite nicht einen kritischen Druck von dem Kältemittel überschreitet. Der Ejektorkältekreislauf 10 kann ein HFO-basiertes (HFO: Hydrofluorolefin) Kältemittel (noch genauer ein R1234yf) oder ähnliches als das Kältemittel einsetzen. Des Weiteren wird ein Kältemaschinenöl für ein Schmieren eines Kompressors 11 mit dem Kältemittel gemischt, und ein Teil von dem Kältemaschinenöl zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreislauf.
Der Kühllüfter 12d ist ein elektrisches Gebläse, von welchem eine Drehzahl (die Menge an geblasener Luft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, welche von der Steuereinrichtung ausgegeben wird. Ein Kältemitteleinlassanschluss 31a von dem Ejektor 13 ist mit einer Kältemittelauslassseite von dem Unterkühlungsteil 12c von dem Wärmestrahler 12 verbunden.
Der Ejektor 13 funktioniert als ein Mittel zur Druckabsenkung eines Kältemittels für eine Druckabsenkung des Kältemittels eines hohen Drucks einer Flüssigphase von dem Unterkühlungszustand, welches von dem Wärmestrahler 12 herausströmt und es dem Kältemittel ermöglicht, zu der stromabwärtigen Seite herauszuströmen, und funktioniert auch als ein Mittel zum Zirkulierenlassen des Kältemittels (Kältemitteltransportmittel) für ein Ansaugen (Transportieren) des Kältemittels, welches von dem Verdampfer 14, welcher später zu beschreiben ist, herausströmt, durch die Saugwirkung von einer Kältemittelströmung, welche bei hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird, um das Kältemittel zirkulieren zu lassen. Der Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform funktioniert des Weiteren ebenso als ein Gasförmig/flüssig-Trennmittel für ein Trennen des im Druck verringerten Kältemittels in ein Gas und in eine Flüssigkeit.
Eine spezifische Konfiguration von dem Ejektor 13 wird mit einer Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben werden. Währenddessen geben jeweils Oben-Pfeile und Unten-Pfeile in der 2 Oben-Richtungen und Unten-Richtungen in einem Zustand an, in welchem der Ejektorkältekreislauf 10 an einer Klimaanlagenvorrichtung eines Fahrzeugs montiert ist Ebenso ist die 3 eine schematische Querschnittsansicht, welche Funktionen von den jeweiligen Kältemitteldurchlässen von dem Ejektor 13 darstellt, und die gleichen Teile wie diejenigen in der 2 sind mit identischen Symbolen bezeichnet.
Als erstes umfasst, wie es in der 2 dargestellt ist, der Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform einen Körperteil 30, welcher durch die Kombination von mehreren Komponenten ausgebildet ist. Noch genauer weist der Körperteil 30 einen Gehäusekörper 31 auf, welcher aus einem prismatisch-zylindrischen oder kreisförmig-zylindrischen Metall hergestellt ist und welcher eine äußere Hülle von dem Ejektor 13 bildet. Ein Düsenkörper 32, ein mittlerer Körper 33 und ein unterer Körper 34 sind an einem Inneren von dem Gehäusekörper 31 befestigt.
Der Gehäusekörper 31 ist mit einem Kältemitteleinlassanschluss 31a ausgebildet, durch welchen das Kältemittel, welches von dem Wärmestrahler 12 herausgeströmt ist, in den Gehäusekörper 31 strömt, und einem Kältemittelsauganschluss 31b, durch welchen das Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausgeströmt ist, in den Gehäusekörper 31 angesaugt wird. Der Gehäusekörper 31 ist ebenso mit einem Auslassanschluss 31c eines Kältemittels einer Flüssigphase gebildet, durch welchen ein Kältemittel einer Flüssigphase, welches durch den Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f abgetrennt wird, der innerhalb des Körperteils 30 gebildet ist, zu der Kältemitteleinlassseite von dem Verdampfer 14 herausströmt, und einem Auslassanschluss 31d eines Kältemittels einer Gasphase, durch welchen das Kältemittel eines Gasphase, welches durch den Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f abgetrennt wird, zu der Saugseite von dem Kompressor 11 herausströmt.
Der Düsenkörper 32 ist aus einem im Wesentlichen konisch geformten Metallelement gebildet, welches in einer Strömungsrichtung des Kältemittels verjüngt ist. Der Düsenkörper 32 ist an dem Inneren von dem Gehäusekörper 31 durch Mittel, wie zum Beispiel ein Presspassen, befestigt, so dass eine axiale Richtung von dem Düsenkörper 32 parallel zu einer vertikalen Richtung (einer Oben-unten-Richtung in der 2) ist. Ein Wirbelraum 30a, in welchem das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss 31a her hereingeströmt ist, verwirbelt wird, ist zwischen einer überen Seite von dem Düsenkörper 32 und dem Gehäusekörper 31 vorgesehen.
Der Wirbelraum 30a ist in einer Farm eines Rotationskörpers gebildet, und seine Mittelachse, welche in der 2 durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angegeben ist, erstreckt sich in der vertikalen Richtung Währenddessen ist die Form eines Rotationskörpers eine solide Form, welche durch ein Drehen einer ebenen Figur um eine gerade Linie (Mittelachse) koplanar mit der Ebene der Figur herum gebildet ist.
Noch genauer ist der Wirbelraum 30a gemäß dieser Ausführungsform in einer im Wesentlichen zylindrischen Form geformt. Der Wirbelraum 30a kann in einer Form geformt sein, bei welcher ein kreisförmiger Konus oder ein kreisförmiger Kegelstumpf mit einem Zylinder kombiniert ist, oder ähnlichem.
Des Weiteren erstreckt sich der Kältemitteleinlassdurchlass 31e, welches den Kältemitteleinlassanschluss 31a und den Wirbelraum 30a verbindet, in einer tangentialen Richtung von eines inneren Wandoberfläche von dem Wirbelraum 30a, wenn in einer Richtung einer Mittelachse von dem Wirbelraum 30a betrachtet. Mit dieser Konfiguration strömt das Kältemittel, welches in dem Wirbelraum 30a von dem Kältemitteleinlassdurchlass 31e her geströmt ist, entlang einer inneren Wandoberfläche von dem Wirbelraum 30a und wird innerhalb des Wirbelraums 30a verwirbelt.
Währenddessen muss der Kältemitteleinlassdurchlass 31e nicht geformt sein, um vollständig der tangentialen Richtung von dem Wirbelraum 30a zu entsprechen, wenn in der Richtung der Mittelachse von dem Wirbelraum 30a her betrachtet. Wenn der Kältemitteleinlassdurchlass 31e mindestens eine Komponente in der tangentialen Richtung von dem Wirbelraum 30a umfasst, kann der Kältemitteleinlassdurchlass 31e gebildet sein, Komponenten in den anderen Richtungen zu umfassen (z. B. Komponenten in der axialen Richtung von dem Wirbelraum 30a).
Da eine Zentrifugalkraft auf das Kältemittel, welches in dem Wirbelraum 30a verwirbelt wird, wirkt, wird hier der Druck von einem Kältemittel, welches an der Seite einer Mittelachse vorhanden ist, niedriger werden als der Druck von einem Kältemittel, welches an der äußeren umfänglichen Seite in dem Wirbelraum 30a vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform ist dementsprechend während des normalen Betriebs des Ejektorkältekreislaufs 10 der Druck von einem Kältemittel, welches an der Seite einer Mittelachse in dem Wirbelraum 30a vorhanden ist, abgesenkt auf einen Druck, bei welchem ein Kältemittel einer Flüssigphase gesättigt ist, oder einen Druck, bei welchem ein Kältemittel im Druck verringert ist und siedet (eine Kavitation tritt auf).
Die Einstellung des Drucks von einem Kältemittel, welches an der Seite einer Mittelachse in dem Wirbelraum 30a vorhanden ist, kann durch ein Einstellen der Wirbelströmungsrate von dem Kältemittel, welches in den Wirbelraum 30a verwirbelt wird, realisiert werden. Die Einstellung der Wirbelströmungsrate kann des Weiteren zum Beispiel durch ein Einstellen eines Flächenverhältnisses zwischen dem Durchlassquerschnittsbereich von dem Kältemitteleinlassdurchlass 31e und dem Quer schnittsbereich von dem Wirbelraum 30a senkrecht zu der axialen Richtung ausgeführt werden. Währenddessen bedeutet bei dieser Ausführungsform die Wirbelströmungsrate die Durchflussmenge von dem Kältemittel in der Wirbelrichtung in der Umgebung von dem am weitesten umfänglich liegenden Teil von dem Wirbelraum 30a.
Ein Druckabsenkungsraum 30b, welcher es dem Kältemittel, welches von dem Wirbelraum 30a herausströmt, erlaubt, im Druck verringert zu sein, und ein Herausströmen zu der stromabwärtigen Seite erlaubt, ist innerhalb des Düsenkörpers 32 gebildet. Der Druckabsenkungsraum 30b ist in einer Form eines Rotationskörpers gebildet, welcher einen zylindrischen Raum aufweist, welcher mit einem kreisförmigen, kegelstumpfförmigen Raum gekoppelt ist, der sich nach und nach in einer Richtung einer Kältemittelströmung kontinuierlich von einer unteren Seite von dem zylindrischen Raum her erweitert. Eine Mittelachse von dem Druckabsenkungsraum 30b ist koaxial zu der Mittelachse von dem Wirbelraum 30a angeordnet.
Des Weiteren ist ein minimaler Durchlassbereichsteil 30m, welcher in dem Kältemitteldurchlassbereich am meisten reduziert ist, in dem Druckabsenkungsraum 30b gebildet, und ein Durchlassbildungselement 35, welches den Durchlassbereich von dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m ändert, ist in dem Druckabsenkungsraum 30b angeordnet. Das Durchlassbildungselement 35 ist in einer im Wesentlichen konischen Form gebildet, welche sich nach und nach in Richtung zu der stromabwärtigen Seite von der Kältemittelströmung erweitert, und die Mittelachse von dem Durchlassbildungselement 35 ist koaxial zu der Mittelachse von dem Druckabsenkungsraum 30b angeordnet. In anderen Worten ist das Durchlassbildungselement 35 in einer konischen Form gebildet, welche einen Querschnittsbereich aufweist, der mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum 30b zunimmt.
Der Kältemitteldurchlass ist zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt von dem Düsenkörper 32, welcher den Druckabsenkungsraum 30b definiert, und einer äußeren umfänglichen Oberfläche von der oberen Seite von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet. Wie es in der 3 dargestellt ist, umfasst der Kältemitteldurchlass einen zusammenlaufenden Teil 131 und einen auseinandergehenden Teil 132. Ein zusammenlaufender Teil 131 ist an der stromaufwärtigen Seite von einem minimalen Durchlassbereichsteil 30m in der Kältemittelströmung gebildet, in welchem der Kältemitteldurchlassbereich, welcher sich zu dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m hin erstreckt, nach und nach abnimmt. Ein auseinandergehender Teil 132 ist auf der stromabwärtigen Seite von dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m in der Kältemittelströmung gebildet, in welchem der Kältemitteldurchlassbereich nach und nach zunimmt.
In dem auseinandergehenden Teil 132 ist, da sich der Druckabsenkungsraum 30b mit dem Durchlassbildungselement 35 überlappt, wenn von der radialen Richtung her betrachtet, eine Querschnittsform von dem Kältemitteldurchlass senkrecht zu der Achsenrichtung ringförmig (eine Kreisringform, welche durch Entfernen einer kreisförmigen Form eines kleineren Durchmessers erhalten ist, welche koaxial von der kreisförmigen Form angeordnet ist). Da des Weiteren ein Ausbreitungswinkel von dem Durchlassbildungselement 35 von dieser Ausführungsform geringer ist als ein Ausbreitungswinkel von dem kreisförmigen, kegelstumpfförmigen Raum von dem Druckabsenkungsraum 30b, vergrößert sich der Kältemitteldurchlassbereich von dem auseinandergehenden Teil 132 nach und nach in Richtung zu der stromabwärtigen Seite in der Kältemittelströmung.
Bei dieser Ausführungsform ist der Kältemitteldurchlass, welcher zwischen der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Druckabsenkungsraum 30b und der äußeren umfänglichen Oberfläche von einer oberen Seite von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet ist, ein Düsendurchgang 13a, welcher als eine Düse funktioniert. Der Düsendurchgang 13a verringert das Kältemittel im Druck und beschleunigt ebenso die Strömungsrate von dem Kältemittel auf die Schallgeschwindigkeit und stößt das Kältemittel aus. Da des Weiteren das Kältemittel, welches in dem Düsendurchgang 13a strömt, in dem Wirbelraum 30a verwirbelt wird, weisen das Kältemittel, welches durch den Düsendurchgang 13a strömt, und das Strahlkältemittel, welches von dem Düsendurchgang 13a ausgestoßen wird, ebenso eine Geschwindigkeitskomponente in einer Richtung eines Verwirbelns in der gleichen Richtung wie derjenigen von dem Kältemittel auf, welches in dem Wirbelraum 30a verwirbelt wird.
Anschließend ist, wie es in der 2 dargestellt ist, der mittlere Körper 33 aus einem scheibenförmigen Element gebildet, welches aus Metall hergestellt ist, das ein Durchgangsloch von einer Form eines Rotationskörpers aufweist, welches durch beide Seiten davon in dem mittleren Teil davon hindurchtritt. Der mittlere Körper 33 nimmt ein Antriebsmittel 37 auf, welches das Durchlassbildungselement 35 an einer äußeren umfänglichen Seite von dem Durchgangsloch verstellt. Währenddessen ist eine Mittelachse von dem Durchgangsloch koaxial zu der Mittelachse von dem Wirbelraum 30a und dem Druckabsenkungsraum 30b angeordnet. Auch ist der mittlere Körper 33 an dem Inneren von dem Gehäusekörper 31 und der unteren Seite von dem Düsenkörper 32 durch Mittel, wie zum Beispiel eine Presspassung, befestigt.
Des Weiteren ist ein Einströmraum 30c zwischen einer oberen Oberfläche von dem mittleren Körper 33 und einer inneren Wandoberfläche von dem Gehäusekörper 31, welche zu dem mittleren Körper 33 gegenüberliegt, gebildet, und der Einströmlaum 30c sammelt das Kältemittel, welches von einem Kältemittelsauganschluss 31b herausgeströmt ist. Währenddessen ist bei dieser Ausführungsform, da eine verjüngte Spitze von einem unteren Ende von dem Düsenkörper 32 in dem Durchgangsloch von dem mittleren Körper 33 angeordnet ist, der Einströmraum 30c in einer ringförmigen Querschnittsform gebildet, wenn in der Richtung einer Mittelachse von dem Wirbelraum 30a und dem Druckabsenkungsraum 30b her betrachtet.
Das Durchgangsloch von dem mittleren Körper 33 weist einen Teil auf, in welchem ein Kältemitteldurchlassbereich nach und nach in Richtung zu der Richtung der Kältemittelströmung reduziert ist, um einer äußeren umfänglichen Form von der Spitze von dem Düsenkörper 32 in einem Bereich zu entsprechen, wo die untere Seite von dem Düsenkörper 32 eingesetzt ist, d. h. einem Bereich, in welchem sich der mittlere Körper 33 und der Düsenkörper 32 miteinander überlappen, wenn in einer radialen Richtung, senkrecht zu der axialen Linie, betrachtet.
Dementsprechend ist ein Saugdurchlass 30d zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von dem Durchgangsloch und einer äußeren umfänglichen Oberfläche von der unteren Seite von dem Düsenkörper 32 gebildet, und der Einströmraum 30c steht mit einer stromabwärtigen Seite von dem Druckabsenkungsraum 30b in der Kältemittelströmung durch den Saugdurchlass 30d in Kommunikation. Das heißt, bei dieser Ausführungsform bilden der Einströmraum 30c und der Saugdurchlass 30d einen Saugdurchlass 13b aus, durch welchen das Saugkältemittel von der radial äußeren Seite in Richtung zu der radial inneren Seite mit Bezug auf die Mittelachse strömt. Des Weiteten weist ebenso ein Querschnitt von dem Saugdurchlass 13b senkrecht zu der Mittelachse eine ringförmige Querschnittsform auf.
Ebenso ist ein Druckbeaufschlagungsraum 30e, welcher in einer im Wesentlichen kreisförmigen, kegelstumpfförmigen Form gebildet ist, welche nach und nach in der Richtung der Kältemittelströmung erweitert ist, in dem Durchgangsloch von dem mittleren Körper 33 an der stromabwärtigen Seite von dem Saugdurchlass 30d in der Kältemittelströmung gebildet. Ein Druckbeaufschlagungsraum 30e ist ein Raum, in welchem das ausgestoßene Kältemittel, welches von dem oben erwähnten Düsendurchgang 13a ausgestoßen wird, mit dem Saugkältemittel gemischt wird, welches von dem Saugdurchlass 30d angesaugt wird.
Die untere Seite von dem oben erwähnten Durchlassbildungselement 35 ist in dem Druckbeaufschlagungsraum 30e angeordnet. Des Weiteren ist ein Ausbreitungswinkel von der konisch geformten seitlichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 in dem Druckbeaufschlagungsraum 30e geringer als ein Ausbreitungswinkel von dem kreisförmigen, kegelstumpfförmigen Raum von dem Druckbeaufschlagungsraum 30e. Der Kältemitteldurchlassbereich von dem Kältemitteldurchlass ist daher nach und nach in Richtung zu der stromabwärtigen Seite in der Kältemittelströmung vergrößert. Bei dieser Ausführungsform ist der Kältemitteldurchlassbereich so wie oben vergrößert. Der Kältemitteldurchlass, welcher zwischen der inneren umfänglichen Oberfläche von dem mittleren Körper 33 und der äußeren umfänglichen Oberfläche von der unteren Seite von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet ist und den Druckbeaufschlagungsraum 30e ausbildet, ist somit als ein Diffusordurchgang 13c definiert, welcher als ein Diffusor funktioniert. Der Diffusordurchgang 13c wandelt Geschwindigkeitsenergien von einem gemischten Kältemittel von dem Strahlkältemittel und dem Saugkältemittel in eine Druckenergie um. Das heißt, in dem Diffusordurchgang 13c werden das Strahlkältemittel und das Saugkältemittel zusammengemischt und unter Druck gesetzt. Des Weiteren weist ebenso ein Querschnitt von dem Diffusordurchgang 13c senkrecht zu der Mittelachse eine ringförmige Form auf. Wie es schematisch in der 3 dargestellt ist, weist das Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang 13c strömt, auch eine Geschwindigkeitskomponente in einer Richtung eines Wirbelns in der gleichen Richtung wie derjenigen von dem Kältemittel auf, welches in dem Wirbelraum 30a verwirbelt wird.
Bei dieser Ausführungsform sind mehrere Strömungssteuerungsplatten 38a als ein Beispiel für ein Wirbelförderungsteil vorgesehen, welches das Verwirbeln von dem Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang 13c strömt, fördert. Diese Strömungssteuerungsplatten 38a sind in einem Abschnitt von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet, welcher den Kältemittelauslass von dem Diffusordurchgang 13c an einer äußeren umfänglichen Seite von einem am weitesten unten liegenden Teil von dem Durchlassbildungselement 35 definiert. Die Strömungssteuerungsplatten 38a sind jede aus einem Plattenelement gebildet, das in der axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement 35 ausgebreitet ist, und wie es in einer Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV aus der 4 dargestellt ist, sind die Strömungssteuerungsplatten 38a radial um die Achse von dem Durchlassbildungselement 35 herum angeordnet.
Des Weiteren sind die Strömungssteuerungsplatten 38a jede in einer gekrümmten Form entlang der Wirbelströmungsrichtung gebildet, wenn von der axialen Richtung her betrachtet. Die jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a sind in einer beschleunigenden Kaskade (Anordnung einer Beschleunigungskaskade) angeordnet, bei welcher ein Abstand Tout zwischen den jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a an der Auslassseite der Kältemittelströmung enger ist als ein Abstand Tin zwischen den jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a an der Einlassseite. Bei dieser Ausführungsform sind die Abstände zwischen den jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a von der Einlassseite in Richtung zu der Auslassseite enger gemacht, und die Durchlassquerschnittsbereiche von den Kältemitteldurchlässen, welche zwischen den benachbarten Strömungssteuerungsplatten 38a gebildet sind, sind nach und nach reduziert, um dadurch die Wirbelströmung zu fördern während eines Beschleunigens der Strömungsrate von der Wirbelkomponente von dem Kältemittel.
Als nächstes werden die Antriebsmittel 37, welche innerhalb des mittleren Körpers 33 angeordnet sind und welche das Durchlassbildungselement 35 verstellen, beschrieben werden. Die Antriebsmittel 37 sind mit einer kreisförmigen, geschichteten Membran 37a ausgebildet, welche ein druckempfindliches Element ist. Noch genauer ist, wie es in der 2 dargestellt ist, die Membran 37a durch ein Mittel, wie zum Beispiel ein Schweißen, fixiert, um so einen zylindrischen Raum zu unterteilen, welcher an der äußeren umfänglichen Seite von dem mittleren Körper 33 gebildet ist, in obere und untere Räume.
Der obere Raum (Seite des Einströmraums 30c) von den zwei Räumen, welcher durch die Membran 37a unterteilt ist, bildet einen abgedichteten Raum 37b aus, in welchem ein temperaturempfindliches Medium eingeschlossen ist. Ein Druck von dem temperaturempfindlichen Medium ändert sich entsprechend einer Temperatur von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt. Das temperaturempfindliche Medium, welches die gleiche Zusammensetzung aufweist wie diejenige von einem Kältemittel, welches in dem Ejektorkältekreislauf 10 zirkuliert, ist in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossen, um eine vorherbestimmte Dichte aufzuweisen. Das temperaturempfindliche Medium dieser Ausführungsform ist dementsprechend R134a.
Auf der anderen Seite bildet der untere Raum von den zwei Räumen, welche durch die Membran 37a unterteilt sind, einen Einlassraum 37c, in welchen das Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, durch einen nichtgezeigten Kommunikationskanal eingelassen wird. Die Temperatur von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, wird daher an das temperaturempfindliche Medium, welches in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossen ist, über ein Deckelelement 37d und die Membran 37a übertragen. Das Deckelelement 37d trennt den Einströmraum 30c und den abgedichteten Raum 37b ab.
Bei diesem Beispiel ist, wie es aus den 2 und 3 sichtbar ist, der Saugdurchlass 13b an der oberen Seite von dem mittleren Körper 33 in dieser Ausführungsform angeordnet, und der Diffusordurchgang 13c ist an der unteren Seite von dem mittleren Körper 33 angeordnet. Daher ist mindestens ein Teil von den Antriebsmitteln 37 an einer Position angeordnet, welche durch den Saugdurchlass 13b und den Diffusordurchgang 13c von der vertikalen Richtung her eingeschlossen ist, wenn von der radialen Richtung von der axialen Linie her betrachtet.
Mehr im Detail ist der abgedichtete Raum 37b von den Antriebsmitteln 37 an einer Position angeordnet, wo sich der Saugdurchlass 13b mit dem Diffusordurchgang 13c überlappt, und an einer Position, welche von dem Saugdurchlass 13b und dem Diffusordurchgang 13c umgeben ist, wenn von einer Richtung einer Mittelachse von dem Wirbelraum 30a und dem Durchlassbildungselement 35 her betrachtet. Mit dieser Konfiguration wird die Temperatur von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, an den abgedichteten Raum 37b übertragen, und ein innerer Druck in dem abgedichteten Raum 37b wird ein Druck entsprechend zu der Temperatur von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt.
Des Weiteren wird die Membran 37a entsprechend zu einem Differenzdruck zwischen dem inneren Druck von dem abgedichteten Raum 37b und dem Druck von dem Kältemittel verformt, welches in den Einlassraum 37c von dem Verdampfer 14 geströmt ist. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass die Membran 37a aus einem Material hergestellt ist, das stark hinsichtlich einer Elastizität ist, exzellent in der Wärmeleitung ist und robust ist. Es ist zum Beispiel wünschenswert, dass die Membran 37a aus einem metallischen Laminat gebildet ist, das aus Edelstahl hergestellt ist (SUS304).
Eine obere Endseite von einem zylindrischen Betätigungsstab 37e, welcher mit einem Mittelteil von der Membran 37a durch zum Beispiel Schweißen verbunden ist, und eine untere Endseite von dem Betätigungsstab 37e sind an einem radial äußeren und am weitesten unten liegenden (Boden-)Teil von dem Durchlassbildungselement 35 befestigt. Mit dieser Konfiguration sind die Membran 37a und das Durchlassbildungselement 35 miteinander gekoppelt, und das Durchlassbildungselement 35 wird entsprechend zu einer Verstellung von der Membran 37a verstellt, um den Kältemitteldurchlassbereich von dem Düsenabschnitt 13a in dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m zu steuern.
Noch genauer steigt, wenn die Temperatur (der Grad einer Überhitzung) von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, ansteigt, ein gesättigter Druck von dem temperaturempfindlichen Medium, welches in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossen ist, an, um einen Differenzdruck zu erhöhen, welcher durch ein Subtrahieren des Drucks von dem Einlassraum 37c von dem inneren Druck von dem abgedichteten Raum 37b erhalten wird. Die Membran 37a verstellt dementsprechend das Durchlassbildungselement 35 in einer Richtung eines Vergrößerns des Kältemitteldurchlassbereichs in dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m (nach unten in der vertikalen Richtung).
Wenn auf der anderen Seite die Temperatur (der Grad einer Überhitzung) von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, abfällt, fällt ein gesättigter Druck von dem temperaturempfindlichen Medium, welches in dem abgedichteten Raum 37b abgedichtet ist, ab, um den Differenzdruck zu verringern, welcher durch ein Subtrahieren des Drucks von denn Einlassraum 37c von dem inneren Druck von dem abgedichteten Raum 37b erhalten wird. Mit der oben genannten Konfiguration verstellt die Membran 37a das Durchlassbildungselement 35 in einer Richtung eines Reduzierens des Kältemitteldurchlassbereichs von dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m (in Richtung zu der oberen Seite hin in der vertikalen Richtung).
Die Membran 37a verstellt das Durchlassbildungselement 35 entsprechend zu dem Grad eines Überhitzens von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, wie es oben beschrieben ist. Als ein Ergebnis wird der Kältemitteldurchlassbereich von dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m eingestellt, so dass der Grad eines Überhitzens von dem Kältemittel, das an der Auslassseite von dem Verdampfer 14 vorhanden ist, näher zu einem vorherbestimmten Wert wird. Eine Lücke zwischen dem Betätigungsstab 37e und dem mittleren Körper 33 ist durch ein Dichtungselement, wie zum Beispiel einen O-Ring, der nicht gezeigt ist, abgedichtet, und das Kältemittel leckt nicht durch die Lücke heraus, selbst wenn der Betätigungsstab 37e verstellt wird.
Der Boden von dem Durchlassbildungselement 35 ist einer Last von einer Spiralfeder 40 ausgesetzt, welche an dem unteren Körper 34 befestigt ist. Die Spiralfeder 40 legt eine Last an das Durchlassbildungselement 35 an, und die Last wird gegen das Durchlassbildungselement 35 gedrängt, um den Kältemitteldurchlassbereich in dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m zu reduzieren. Mit der Steuerung dieser Last kann ebenso ein Ventilöffnungsdruck von dem Durchlassbildungselement 35 geändert werden, um einen Zielgrad einer Überhitzung zu ändern.
Des Weiteren sind bei dieser Ausführungsform die mehreren (noch genauer zwei) zylindrischen Räume in dem Teil von dem mittleren Körper 33 auf der radial äußeren Seite vorgesehen, und die jeweiligen kreisförmigen, geschichteten Membranen 37a sind in diesen Räumen befestigt, um zwei Antriebsmittel 37 auszubilden. Die Anzahl der Antriebsmittel 37 ist jedoch nicht auf diese Anzahl beschränkt. Wenn die Antriebsmittel 37 an mehreren Stellen vorgesehen sind, ist es wünschenswert, dass die Antriebsmittel 37 bei regelmäßigen, winkelbezogenen Intervallen mit Bezug auf die jeweiligen Mittelachsen angeordnet sind.
Auf alternative Weise kann eine Membran, welche aus der ringförmigen, dünnen Platte gebildet ist, in einem Raum befestigt sein, welcher eine ringförmige Form aufweist, wenn von der axialen Richtung her betrachtet, und die Membran und das Durchlassbildungselement 35 können miteinander durch mehrere Betätigungsstäbe gekoppelt sein.
Als nächstes ist der untere Körper 34 aus einem kreisförmig-zylindrischen metallischen Element gebildet und in dem Gehäusekörper 31 durch ein Mittel, wie zum Beispiel ein Verschrauben, befestigt, um einen Boden von dem Gehäusekörper 31 zu verschließen. Der Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f, welcher das Gas und die Flüssigkeit von dem Kältemittel voneinander trennt, welches von dem oben erwähnten Diffusordurchgang 13c herausgeströmt ist, ist zwischen der oberen Seite von dem unteren Körper 34 und dem mittleren Körper 33 gebildet.
Der Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f ist als ein Raum von im Wesentlichen einer zylindrischen Form eines Rotationskörpers gebildet, und die Mittelachse von dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f ist ebenso koaxial zu den Mittelachsen von dem Wirbelraum 30a und dem Druckabsenkungsraum 30b angeordnet.
Wie es oben beschrieben ist, strömt das Kältemittel in dem Diffusordurchgang 13c entlang dem Kältemitteldurchlass, welcher eine ringförmige Querschnittsform aufweist, während es verwirbelt wird. Das Kältemittel, welches von dem Diffusordurchgang 13c in den Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f strömt, weist daher ebenso eine Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung auf. Das Gas und die Flüssigkeit von dem Kältemittel werden daher durch die Wirkung der Zentrifugalkraft innerhalb des Gasförmig/flüssig-Trennraums 30f getrennt. Außerdem weist ein inneres Volumen von dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f ein Volumen auf, welches unzureichend ist, um im Wesentlichen ein überschüssiges Kältemittel zu sammeln, selbst wenn eine Lastschwankung in dem Kreislauf auftritt und die Zirkulationsströmungsmenge des Kältemittels, welches in dem Kreislauf zirkuliert, variiert wird.
Ein zylindrisches Rohr 34a, welches koaxial zu dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f angeordnet ist und sich nach oben hin erstreckt, ist in dem mittleren Teil von dem unteren Körper 34 angeordnet. Das Kältemittel einer Flüssigphase, welches durch den Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f abgetrennt wird, wird temporär an der äußeren umfänglichen Seite von dem Rohr 34a zurückgehalten und strömt von dem Auslassanschluss 31c eines Kältemittels einer Flüssigphase heraus. Auch ist ein Ausströmdurchlass 34b eines Kältemittels einer Gasphase im Inneren von dem Rohr 34a gebildet und leitet das Kältemittel einer Gasphase, welches in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f abgetrennt wird, zu einem Auslassanschluss 31d eines Kältemittels einer Gasphase von dem Gehäusekörper 31.
Des Weiteren ist die oben erwähnte Spiralfeder 40 an einem oberen Ende von dem Rohr 34a befestigt. Die Spiralfeder 40 funktioniert ebenso als ein Vibrationen absorbierendes Element, welches die Vibration von dem Durchlassbildungselement 35 abschwächt, welche durch eine Druckpulsation verursacht wird, die erzeugt wird, wenn das Kältemittel im Druck verringert wird Zusätzlich ist ein Ölrückkehrloch 34c, welches ein Kältemaschinenöl in dem Kältemittel einer Flüssigphase in den Kompressor 11 durch den Ausströmdurchlass 34b eines Kältemittels einer Gasphase zurückbringt, an einem Basisteil (am weitesten unten liegender Teil) von dem Rohr 34a gebildet.
Der Auslassanschluss 31c eines Kältemittels einer Flüssigphase von dem Ejektor 13 ist mit einer Einlassseite von dem Verdampfer 14 verbunden, wie es in der 1 dargestellt ist. Der Verdampfer 14 ist ein Wärmetauscher zum Absorbieren von Wärme, welcher ein Kältemittel eines niedrigen Drucks verdampft, das durch den Ejektor 13 im Druck verringert wird, und eine Wärmeabsorptionswirkung durch ein Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel eines niedrigen Drucks und Luft ausführt, die in das Innere des Fahrzeugs von einem Gebläselüfter 14a geblasen wird.
Der Gebläselüfter 14a ist ein elektrisches Gebläse, von welchem die Drehzahl (die Menge an geblasenen Luft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, welche von der Steuereinrichtung ausgegeben wird. Eine Auslassseite von dem Verdampfer 14 ist mit dem Kältemittelsauganschluss 31b von dem Ejektor 13 verbunden. Des Weiteren ist der Auslassanschluss 31d eines Kältemittels einer Gasphase von dem Ejektor 13 mit der Saugseite von dem Kompressor 11 verbunden.
Als nächstes umfasst die Steuereinrichtung (nicht gezeigt) einen hinlänglich bekannten Mikrocomputer, welcher eine CPU, ein ROM und ein RAM umfasst, sowie umfängliche Schaltkreise von dem Mikrocomputer. Die Steuereinrichtung steuert die Betriebsweisen von den oben erwähnten verschiedenen elektrischen Stellantrieben 11b, 12d und 14a und ähnlichem durch ein Ausführen von verschiedenen Berechnungen und Verarbeitungen auf der Basis von einem Steuerprogramm, welches auf dem ROM gespeichert ist.
Des Weiteren ist eine Sensorgruppe für ein Steuern einer Klimatisierung, wie zum Beispiel ein Innenlufltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Luft, welche im Inneren des Fahrzeugs vorhanden ist, ein Außenlufttemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Außenluft, ein Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen der Stärke einer Sonnenstrahlung im Inneren des Fahrzeugs, ein Verdampfertemperatursensor zum Erfassen der Temperatur der von dem Verdampfer 14 herausgeblasenen Luft (die Temperatur des Verdampfers), ein Temperatursensor einer Auslassseite zum Erfassen der Temperatur von einem Kältemittel auf der Auslassseite von dem Wärmestrahler 12 und ein Drucksensor einer Auslassseite zum Erfassen des Drucks von einem Kältemittel, das an der Auslassseite von dem Wärmestrahler 12 vorhanden ist, mit der Steuereinrichtung verbunden Dementsprechend werden Erfassungswerte der Sensorgruppe an die Steuereinichtung eingegeben.
Des Weiteren ist ein Betriebsbrett (nicht gezeigt), welches nahe von einem Armaturenbrett vorgesehen ist, an dem vorderen Teil im Inneren des Fahrzeugs positioniert ist, mit der Eingangsseite der Steuereinrichtung verbunden, und Betriebssignale, welche von verschiedenen Betriebsschaltern ausgegeben werden, die an dem Betriebsbrett montiert sind, werden zu der Steuereinrichtung eingegeben. Ein Betriebsschalter zur Klimatisierung, welcher verwendet wird, um eine Klimatisierung im Inneren des Fahrzeugs auszuführen, ein Temperatureinstellschalter eines Fahrzeuginneren, welcher zum Einstellen der Temperatur von Luft, welche im Inneren des Fahrzeugs vorhanden ist, verwendet wird, und ähnliches sind als die verschiedenen Betriebsschalter vorgesehen, welche an dem Betriebsbrett montiert sind.
Währenddessen ist die Steuereinrichtung dieser Ausführungsform mit Steuermitteln für ein Steuern der Betriebsweisen von verschiedenen Steuerzieleinichtungen integriert, welche mit der Ausgangsseite der Steuereinrichtung verbunden sind, jedoch bildet eine Struktur (Hardware und Software), welche die Betriebsweisen der verschiedenen Steuerzieleinrichtungen steuert, von der Steuereinrichtung ein Steuermittel von den jeweiligen Steuerzieleinrichtungen. Zum Beispiel bildet eine Struktur (Hardware und Software), welche den Betrieb des Elektromotors 11b von dem Kompressor 11 steuert, ein Auslassfähigkeitssteuermittel bei dieser Ausführungsform.
Als nächstes wird der Betrieb von dieser Ausführungsform, welche die oben erwähnte Konfiguration aufweist, mit einer Bezugnahme auf ein Mollier-Diagramm der 5 beschrieben werden. Die Ordinatenachse in dem Mollier-Diagramm stellt einen Druck entsprechend zu P0, P1 und P2 in der 3 dar. Wenn ein Betriebsschalter von dem Betriebsbrett angeschaltet wird, setzt als erstes die Steuereinrichtung den Elektromotor 11b von dem Kompressor 11, den Kühllüfter 12d und den Gebläselüfter 14a und ähnliches in Betrieb. Der Kompressor 11 saugt dementsprechend ein Kältemittel an und komprimiert ein Kältemittel und lässt das Kältemittel aus.
Das Kältemittel einer Gasphase (Punkt a5 in der 5), welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird und eine hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweist, strömt in den Kondensator 12a von dem Wärmestrahler 12 und wird durch ein Austauschen von Wärme zwischen der Luft (Außenluft), welche von dem Kühllüfter 12d her geblasen wird, und ihm selbst und durch ein Abstrahlen von Wärme kondensiert. Das Kältemittel, welches die Wärme in dem Kondensator 12a abgestrahlt hat, wird in ein Gas und eine Flüssigkeit in dem Empfangsteil 12b getrennt. Ein Kältemittel einer Flüssigphase, welches einer Trennung gasförmig/flüssig in dem Empfangsteil 12b ausgesetzt worden ist, wird in ein unterkühltes Kältemittel einer Flüssigphase geändert durch ein Austauschen von Wärme zwischen der Luft, welche von dem Kühllüfter 12b her geblasen wird, und ihm selbst in dem Unterkühlungsteil 12c und weiteres Abstrahlen von Wärme (von dem Punkt a5 zu dem Punkt b5 in der 5).
Das unterkühlte Kältemittel einer Flüssigphase, welches von dem Unterkühlungsteil 12c von dem Wärmestrahler 12 herausgeströmt ist, wird durch den Düsendurchgang 13a isentrop im Druck verringert und ausgestoßen (von dem Punkt b5 zu dem Punkt c5 in der 5). Der Düsendurchgang 13a ist zwischen der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Druckabsenkungsraum 30b von dem Ejektor 13 und der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet. In dieser Situation wird der Kältemitteldurchlassbereich des Druckabsenkungsraums 30b in dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m derart geregelt, dass der Grad einer Überhitzung von dem Kältemittel an der Auslassseite von dem Verdampfer 14 nahe zu einem vorherbestimmten gegebenen Wert wird.
Das Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausgeströmt ist, wird durch den Kältemittelsauganschluss 31b und den Saugdurchlass 13b (den Einströmraum 30c und den Saugdurchlass 30d) aufgrund der Saugwirkung von dem Strahlkältemittel angesaugt, welches von dem Düsendurchgang 13a herausgestoßen worden ist. Außerdem strömen das Strahlkältemittel, welches von dem Düsendurchgang 13a ausgestoßen wurde, und das Saugkältemittel, welches durch den Saugdurchlass 13b und ähnliches angesaugt wird, in den Diffusordurchgang 13c (von dem Punkt c5 zu dem Punkt d5 und von dem Punkt h5 zu dem Punkt d5 in der 5).
In dem Diffusordurchgang 13c wird die Geschwindigkeitsenergie von dem Kältemittel in die Druckenergie aufgrund des vergrößerten Kältemitteldurchlassbereichs umgewandelt. Als ein Ergebnis wird das gemischte Kältemittel unter Druck gesetzt, während das Strahlkältemittel und das Saugkältemittel zusammengemischt werden (von dem Punkt d5 zu dem Punkt e5 in der 5). Das Kältemittel, welches von dem Diffusordurchgang 13c herausgeströmt ist, wird in ein Gas und eine Flüssigkeit in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f getrennt (von dem Punkt e5 zu dem Punkt f5 und von dem Punkt e5 zu dem Punkt g5 in der 5).
Das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f getrennt worden ist, strömt von dem Auslassanschluss 31c eines Kältemittels einer Flüssigphase heraus und strömt in den Verdampfer 14. Das Kältemittel, welches in den Verdampfer 14 geströmt ist, absorbiert Wärme von der Luft, welche durch den Gebläselüfter 14a geblasen wird, und verdampft, und die geblasene Luft wird gekühlt (Punkt g5 zu Punkt h5 in der 5). Auf der anderen Seite strömt das Kältemittel einer Gasphase, welches in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f getrennt worden ist, von dem Auslassanschluss 31d eines Kältemittels einer Gasphase heraus und wird wiederum in den Kompressor 11 angesaugt, um dekomprimiert zu werden (Punkt f5 zu Punkt a5 in der 5).
Der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß dieser Ausführungsform wird, wie es oben beschrieben ist, betrieben und kann die geblasene Luft, welche in das Innere des Fahrzeugs zu blasen ist, kühlen. Des Weiteren kann bei dem Ejektorkältekreislauf 10, da das Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang 13c unter Druck gesetzt wird, in den Kompressor 11 angesaugt wird, die Antriebskraft von dem Kompressor 11 reduziert werden, um die Leistungskennziffer des Kreislaufs (COP) zu verbessern.
Des Weiteren wird gemäß dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform das Kältemittel in dem Wirbelraum 30a verwirbelt, mit den Ergebnissen, dass ein Kältemitteldruck an der Wirbelmittenseite in dem Wirbelraum 30a auf einen Druck von einem gesättigten Kältemittel einer Flüssigphase reduziert werden kann oder einen Druck, bei welchem das Kältemittel im Druck verringert wird und siedet (eine Kavitation tritt auf). Mit dem oben genannten Betrieb ist eine größere Menge von einem Kältemittel einer Gasphase an einer inneren umfänglichen Seite als an einer äußeren umfänglichen Seite von einer Wirbelmittelachse vorhanden. Dies führt zu einem zweiphasigen Trennzustand, bei welchem das Kältemittel eine einzige Gasphase in der Nähe von einer Wirbelmittellinie innerhalb des Wirbelraums 30a und eine einzige Flüssigphase um die Umgebung davon herum aufweist.
Das Kältemittel, welches in den zweiphasigen Trennungszustand gelangt ist, wie es oben beschrieben ist, strömt in den Düsendurchgang 13a. Als ein Ergebnis wird in dem zusammenlaufenden Teil 131 von dem Düsendurchgang 13a ein Sieden von dem Kältemittel durch das Wandsieden, welches erzeugt wird, wenn das Kältemittel von der äußeren umfänglichen Seitenwandoberfläche von dem ringförmigen Kältemitteldurchlass getrennt wird, und das Schnittstellensieden befördert, welches durch ein nukleares Sieden verursacht wird, das durch die Kavitation von dem Kältemittel an der Seite der Mittelachse von dem ringförmigen Kältemitteldurchlass erzeugt wird. Das Kältemittel, welches in das minimale Durchlassbereichsteil 30m von dem Düsendurchgang 13a strömt, wird dementsprechend in einen gasförmig/flüssig-gemischten Zustand gelangen, in welchem die Gasphase und die Flüssigphase gleichförmig miteinander gemischt sind. Die Strömung des Kältemittels in dem gasförmig/flüssig-gemischten Zustand wird in der Umgebung von dem minimalen Durchlassbereichsteil 30m blockiert (gedrosselt). Das Kältemittel in dem gasförmig/flüssig-gemischten Zustand, welches die Schallgeschwindigkeit durch das Abdrosseln erreicht, wird in dem auseinandergehenden Teil 132 beschleunigt und ausgestoßen. Wie es oben beschrieben ist, kann das Kältemittel von dem gasförmig/flüssig-gemischten Zustand effizient auf die Schallgeschwindigkeit durch die Begünstigung eines Siedens beschleunigt werden, welche sowohl von dem Wandoberflächensieden als auch dem Schnittstellensieden hervorgerufen wird. Als ein Ergebnis kann die Effizienz einer Energieumwandlung (entspricht der Düseneffizienz bei dem konventionellen Stand der Technik) in dem Düsendurchgang 13a verbessert werden.
Außerdem setzt der Ejektor 13 von dieser Ausführungsform das Durchlassbildungselement 35 ein, welches eine konische Form aufweist, von welcher ein Querschnittsbereich mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum 30b zunimmt. Die Querschnittsform von dem Diffusordurchgang 13c ist in einer ringförmigen Form gebildet. Der Diffusordurchgang 13c kann daher eine Form aufweisen, um sich entlang dem äußeren Umfang von dem Durchlassbildungselement 35 mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum 30b zu erweitern, und das Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang 13c strömt, kann verwirbelt werden.
Mit der oben angegebenen Konfiguration kann, da der Strömungskanal für ein Unter-Druck-Setzen des Kältemittels in der spiralförmigen Form in dem Diffusordurchgang 13c gebildet werden kann, eine Vergrößerung der Abmessung von dem Diffusordurchgang 13c in der axialen Richtung (die axiale Richtung von dem Durchlassbildungselement 35) beschränkt werden im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Diffusorabschnitt geformt ist, um sich in der axialen Richtung von dem Düsenabschnitt zu erstrecken, so wie bei einem herkömmlichen Stand der Technik. Als ein Ergebnis kann das Vergrößern von dem Körper des Ejektors 13 insgesamt eingeschränkt werden.
Außerdem kann bei dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform, da die Strömungssteuerungsplatte 38a als ein Beispiel von dem Wirbelförderungsteil vorgesehen ist, selbst dann, wenn zum Beispiel die Strömungsmenge des Kältemittels, welches in dem Ejektorkältekreislauf 10 zirkuliert, aufgrund der Lastschwankung reduziert ist, eine Reduzierung hinsichtlich der Geschwindigkeit von dem Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang 13c in der Wirbelrichtung strömt, eingeschränkt werden. Eine Reduzierung hinsichtlich des spiralförmigen Kältemittelströmungskanals für ein Unter-Druck-Setzen des Kältemittels in dem Diffusordurchgang 13c ist daher eingeschränkt, wobei man dadurch in der Lage ist, eine Reduzierung in der Stärke einer Druckbeaufschlagung von dem Kältemittel in dem Diffusordurchgang 13c zu unterbinden.
Das heißt, gemäß dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform kann die hohe Effizienz einer Energieumwandlung (entspricht der Düseneffizienz in dem konventionellen Stand der Technik) in dem Düsendurchgang 13a unabhängig von den Lastschwankungen von dem Ejektorkältekreislauf 10 ohne ein Vergrößern des Körpers erreicht werden. Des Weiteren kann die hohe Druckbeaufschlagungsleistung durch den Diffusordurchgang 13c ausgeführt werden.
Des Weiteren kann bei dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform, da die mehreren Strömungssteuerungsplatten 38a in der beschleunigenden Kaskade angeordnet sind, wenn von der axialen Richtung des Durchlassbildungselements 35 her betrachtet, die Strömungsrate der wirbelnden Komponente von dem Kältemittel beschleunigt werden, um auf effiziente Art und Weise die Wirbelströmung zu fördern. Als ein Ergebnis kann eine Reduzierung hinsichtlich der Zentrifugalkraft, welche auf das Kältemittel wirkt, welches von dem Diffusordurchgang 13c herausgeströmt ist und welches in den Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f strömt, eingeschränkt werden. Auch kann eine Reduzierung hinsichtlich der Gasförmig/flüssig-Trennleistung in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f eingeschränkt werden.
Bei dem Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform kann, da die Antriebsmittel 37 vorgesehen sind, das Durchlassbildungselement 35 in Übereinstimmung mit einer Lastschwankung von dem Ejektorkältekreislauf 10 verstellt werden, um die Kältemitteldurchlassbereiche von dem Düsendurchgang 13a und dem Diffusordurchgang 13c zu regeln. Der Ejektor 13 kann daher in geeigneter Weise entsprechend zu der Lastschwankung von dem Ejektorkältekreislauf 10 betrieben werden.
Da des Weiteren der abgedichtete Raum 37b, in welchem ein temperaturempfindliches Medium in den Antriebsmitteln 37 eingeschlossen ist, an eines Position angeordnet ist, welche zwischen dem Saugdurchlass 13b und dem Diffusordurchgang 13c eingeschlossen ist, kann ein Raum, welcher zwischen dem Saugdurchlass 13b und dem Diffusordurchgang 13c gebildet ist, auf effektive Weise verwendet werden. Als ein Ergebnis kann ein Vergrößern von dem Körper des Ejektors 13 insgesamt weiter eingeschränkt werden.
Da des Weiteren der abgedichtete Raum 37b an der Position angeordnet ist, welche von dem Saugdurchlass 13b und dem Diffusordurchgang 13c umgeben ist, wird die Temperatur von dem Kältemittel, welches von dem Verdampfer 14 herausströmt, von dem Kältemittel, welches durch den Saugdurchlass 13b strömt, auf exzellente Weise an das temperaturempfindliche Medium übertragen, ohne durch eine Außenlufttemperatur beeinträchtigt zu werden, und der Druck in dem abgedichteten Raum 37b kann dementsprechend geändert werden. Das heißt, der Druck innerhalb des abgedichteten Raums kann sich mit hoher Präzision in Abhängigkeit von der Temperatur von dem ausströmenden Kältemittel von dem Verdampfer 14 ändern.
Auch ist der Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f, welcher ein Gas und eine Flüssigkeit von dem Kältemittel trennt, das von dem Diffusordurchgang 13c herausgeströmt ist, in dem Körperteil 30 von dem Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform gebildet. Somit kann die Kapazität von dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f auf effektive Weise reduziert werden im Vergleich zu einem Fall, in welchem Gasförmig/flüssig-Trennmittel zusätzlich zu dem Ejektor 13 vorgesehen sind.
Das heißt, bei dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f gemäß dieser Ausführungsform besteht, da das Kältemittel, welches von dem Diffusordurchgang 13c herausströmt, schon verwirbelt worden ist, kein Bedarf, einen Raum zum Erzeugen oder zum Anheben der Wirbelströmung von dem Kältemittel in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f vorzusehen. Die Kapazität des Gasförmig/flüssig-Trennraums 30f kann daher auf effektive Weise reduziert werden im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Gasförmig/flüssig-Trenneinrichtung getrennt von dem Ejektor 13 vorgesehen wird.
Zweite Ausführungsform
Bei dieser Ausführungsform wird eine Beschreibung von einem Beispiel gegeben werden, bei welchem der Anordnungsmodus von Strömungssteuerungsplatten 38a geändert ist, wie es in der Querschnittsansicht der 6 gezeigt ist, in Bezug auf die erste Ausführungsform. Die 6 ist eine Zeichnung entsprechend zu der 2 von der ersten Ausführungsform. Noch genauer sind die Strömungssteuerungsplatten 38a gemäß dieser Ausführungsform in einer verzögernden Kaskade angeordnet, bei welcher ein Abstand Tout zwischen den jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a an der Strömungsauslassseite des Kältemittels breites ist als ein Abstand Tin zwischen den jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a an der Einlassseite. Bei dieser Ausführungsform sind die Abstände zwischen den jeweiligen Strömungssteuerungsplatten 38a in Richtung zu der Auslassseite von der Einlassseite her breiter hergestellt.
Mit der oben genannten Konfiguration ist bei dieser Ausführungsform die Strömungsrate von dem Kältemittel, welches von einem Diffusordurchgang 13c herausströmt, in der Wirbelrichtung leicht reduziert, jedoch ist der Durchlassquerschnittsbereich von dem Kältemitteldurchlass, welcher zwischen den benachbarten Strömungssteuerungsplatten 38a gebildet ist, nach und nach erhöht und kann als ein Diffusor funktionieren, welcher eine Geschwindigkeitsenergie von dem Kältemittel in eine Druckenergie umwandelt.
Als ein Ergebnis können nicht nur die gleichen Vorteile wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform erreicht werden, sondern ebenso kann die Reduzierung hinsichtlich der Stärke einer Druckbeaufschlagung von dem Kältemittel in dem Diffusordurchgang 13c auf effektive Weise eingeschränkt werden.
Dritte Ausführungsform
Bei dieser Ausführungsform wird eine Beschreibung von einem Beispiel gegeben werden, bei welchem die Strömungssteuerungsplatten 38b an einer oberen Seite von einem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind, welches eine konische Form aufweist, um einen Wirbelförderungsteil auszubilden, wie es in den 7 und 8 dargestellt ist. Die 7 ist eine vergrößerte Vorderansicht von der oberen Seite von dem einzelnen Durchlassbildungselement 35, wenn von einer Richtung (horizontale Richtung) senkrecht zu der axialen Richtung her betrachtet, und die 8 ist eine vergrößerte Vorderansicht von dem einzigen Durchlassbildungselement 35, wenn von einer Oberseite (obere Seite) in der axialen Richtung her betrachtet.
Die Strömungssteuerungsplatte 38b ist durch ein ebenes Plattenelement ausgebildet, das in einem Abschnitt (noch genauer einem Abschnitt, in welchem ein auseinandergehendes Teil 132 gebildet ist) angeordnet ist, in welchem ein Düsendurchgang 13a in einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet ist. Des Weiteren ist, wie es in der 8 dargestellt ist, eine ebene Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 radial um eine Achse von dem Durchlassbildungselement 35 in einem Zustand herum angeordnet, in welchem die ebene Oberfläche im Verhältnis zu der radialen Richtung geneigt ist, wenn von der axialen Richtung davon her betrachtet. Als ein Ergebnis wird die Strömung von Kältemittel zu einer Wirbelrichtung (Richtung um die Achse herum) geleitet, um die Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang 13c strömt, zu fördern.
Die anderen Konfigurationen und der Betrieb von dem Ejektorkältekreislauf 10 und dem Ejektor 13 sind mit denjenigen bei der ersten Ausführungsform identisch. Dementsprechend können die gleichen Vorteile wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform selbst bei dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform erzielt werden.
Das heißt, selbst wenn das Wirbelförderungsteil durch die mehreren Strömungssteuerungsplatten 38b ausgebildet ist, welche an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind, so wie bei dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform, kann die Reduzierung hinsichtlich der Strömungsrate von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang 13c in der Wirbelrichtung strömt, darin unterbunden werden, die Strömungsrate von dem Kältemittel zu reduzieren, welches in dem Ejektorkältekreislauf 10 zirkuliert.
Als ein Ergebnis kann, so wie mit der ersten Ausführungsform, die hohe Effizienz einer Energieumwandlung (entspricht der Düseneffizienz bei der konventionellen Technik) in dem Düsendurchgang 13a erreicht werden, unabhängig von den Lastschwankungen des Ejektorkältekreislaufs 10, ohne ein Vergrößern des Körpers. Des Weiteren kann die hohe Druckbeaufschlagungsleistung durch den Diffusordurchgang 13c ausgeführt werden.
Bei dieser Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, bei welchem die mehreren Strömungssteuerungsplatten 38b an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind. Auf alternative Weise können die mehreren Strömungssteuerungsplatten 38b in einem Abschnitt angeordnet sein, welcher den Düsendurchgang 13a (noch genauer einem Abschnitt, welcher den auseinandergehenden Teil 132 von dem Düsenkörper 32) in der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil 30 definiert, oder die mehreren Strömungssteuerungsplatten 38b können in sowohl dem Durchlassbildungselement 35 als auch dem Düsenkörper 32 angeordnet sein.
Vierte Ausführungsform
Bei dieser Ausführungsform wird eine Beschreibung von einem Beispiel gegeben weiden, bei welchem ein Wirbelförderungsteil durch ein Bilden von mehreren Nuten 38c an einer Oberseite von einem Durchlassbildungselement 35, welches eine konische Form aufweist, ausgebildet wird, wie es in den 9 und 10 dargestellt ist, anstatt von den Strömungssteuerungsplatten 38a von der dritten Ausführungsform. Die 9 und 10 sind Darstellungen, welche jeweils den 7 und 8 entsprechen.
Die Nuten 38c sind auf einem Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet, welches den Düsendurchgang 13a definiert (noch genauer einem Abschnitt, welcher den auseinandergehenden Teil 132 definiert). Wie es in der 10 dargestellt ist, erstrecken sich die Nuten 38c, um entlang einer Wirbelströmungsrichtung gekrümmt zu sein, wenn von einer axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement 35 her betrachtet. Mit dieser Form wird die Strömung des Kältemittels in die Wirbelrichtung geleitet, um die Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang 13c strömt, zu fördern.
Die anderen Konfigurationen und der Betrieb von dem Ejektorkältekreislauf 10 und dem Ejektor 13 sind identisch zu denjenigen bei der dritten Ausführungsform. So wie mit dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform können, selbst wenn das Wirbelförderungsteil durch die mehreren Nuten 38c ausgebildet ist, die an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet sind, die gleichen Vorteile wie diejenigen bei der dritten Ausführungsform erzielt werden.
Bei dieser Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, bei welchem die mehreren Nuten 38c an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind. Auf alternative Weise können die mehreren Nuten 38c an einem Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil 30 gebildet sein, welcher den Düsendurchgang 13a definiert (noch genauer einem Abschnitt, welcher den auseinandergehenden Teil 132 von dem Düsenkörper 32 definiert), oder die mehreren Nuten 38c können in sowohl dem Durchlassbildungselement 35 als auch dem Düsenkörper 32 gebildet sein.
Fünfte Ausführungsform
Bei dieser Ausführungsform wird eine Beschreibung von einem Beispiel gegeben wer den, bei welchem mehrere Strömungssteuerungselemente 38d auf einer konischen Seitenoberfläche von einem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind, um einen Wirbelförderungsteil auszubilden, wie es in den 11 und 12 dargestellt ist. Die 11 ist eine Vorderansicht von einem einzigen Durchlassbildungselement 35, wenn von einer Richtung (horizontale Richtung) senkrecht zu einer axialen Richtung davon betrachtet, und die 12 ist eine Ansicht von oben von dem einzigen Durchlassbildungselement 35, wenn von einer Oberseite (obere Seite) in der axialen Richtung her betrachtet. Die Strömungssteuerungselemente 38d sind aus länglichen, prismatischen Elementen gebildet, welche an einem Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind, welches den Diffusordurchgang 13c definiert, und welche spiralförmig entlang der Kältemittelströmung angeordnet sind, wenn von der axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement 35 her betrachtet, wie es in der 12 dargestellt ist. Mit dieser Form wird die Strömung des Kältemittels in die Wirbelrichtung geleitet, um die Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang 13c strömt, zu fördern.
Die anderen Konfigurationen und der Betrieb von dem Ejektorkältekreislauf 10 und dem Ejektor 13 sind identisch mit denjenigen bei der ersten Ausführungsform. Dementsprechend können die gleichen Vorteile wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform selbst bei dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform erreicht werden.
Das heißt, es kann, selbst wenn der Wirbelförderungsteil durch die mehreren Strömungssteuerungselemente 38d ausgebildet ist, welche an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind, so wie bei dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform, die Reduzierung hinsichtlich der Geschwindigkeit des Kältemittels, welches in dem Diffusordurchgang 13c strömt, in der Wirbelrichtung eingeschränkt werden durch ein Reduzieren der Strömungsrate von dem Kältemittel, welches in dem Ejektorkältekreislauf 10 zirkuliert.
Als ein Ergebnis kann, so wie bei der ersten Ausführungsform, die hohe Effizienz einer Energieumwandlung (entspricht der Düseneffizienz bei der konventionellen Technik) in dem Düsendurchgang 13a unabhängig von den Lastschwankungen des Ejektorkältekreislaufs 10 ohne ein Vergrößern des Körpers erzielt werden. Des Weiteren kann die hohe Leistung einer Druckbeaufschlagung durch den Diffusordurchgang 13c ausgeführt werden.
Bei dieser Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, bei welchem die Strömungssteuerungselemente 38d an der konischen Seitenoberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind. Auf alternative Weise können die Strömungssteuerungselemente 38d an einem Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil 30 angeordnet sein, welcher den Diffusordurchgang 13c definiert (noch genauer einem Abschnitt, welcher den Diffusordurchgang 13c in der inneren umfänglichen Oberfläche von dem mittleren Körper 33 definiert), oder die Strömungssteuerungselemente 38d können in sowohl dem Durchlassbildungselement 35 als auch dem mittleren Körper 33 angeordnet sein.
Sechste Ausführungsform
Bei dieser Ausführungsform wird eine Beschreibung von einem Beispiel gegeben werden, bei welchem anstatt von den Strömungssteuerungselementen 38d der fünften Ausführungsform mehrere Nuten 38e in einer konischen Seitenoberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet sind, um einen Wirbelförderungsteil auszubilden, wie es in den 13 und 14 dar gestellt ist Währenddessen sind die 13 und 14 Zeichnungen, welche jeweils den 11 und 12 entsprechen.
Die Nuten 38e sind an einem Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet, welcher den Diffusordurchgang 13c definiert. Wie es in der 14 dargestellt ist, erstrecken sich die Nuten 38e, um entlang einer Wirbelströmungsrichtung gekrümmt zu sein, wenn von einer axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement 35 her betrachtet. Mit dieser Form wird die Strömung des Kältemittels in die Wirbelrichtung geleitet, um die Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang 13c strömt, zu fördern.
Die anderen Konfigurationen und der Betrieb von dem Ejektorkältekreislauf 10 und dem Ejektor 13 sind identisch zu denjenigen bei der dritten Ausführungsform. Daher können, so wie mit dem Ejektor 13 von dieser Ausführungsform, selbst wenn der Wirbelförderungsteil durch die mehreren Nuten 38e ausgebildet ist, welche an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 gebildet sind, die gleichen Vorteile wie diejenigen bei der dritten Ausführungsform erreicht werden.
Bei dieser Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, bei welchem die mehreren Nuten 38e an der konischen Seitenoberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sind. Auf alternative Weise können die mehreren Nuten 38e an einem Abschnitt gebildet sein, welcher den Diffusordurchgang 13c definiert (noch genauer einem Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem mittleren Körper 33, welcher den Diffusordurchgang 13c definiert), oder die mehreren Nuten 38e können in sowohl dem Durchlassbildungselement 35 als auch dem Düsenkörper 32 gebildet sein.
Diese Offenbarung bzw. Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Modifikationen aufweisen, wie sie unten beschrieben sind, ohne von dem Kern dieser Erfindung abzuweichen.

(1) Bei der ersten und zweiten Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben worden, bei welchem die Strömungssteuerungsplatten 38a in dem Abschnitt angeordnet sind, welcher die Kältemittelauslassseite von dem Diffusordurchgang 13c definiert, um die Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang 13c strömt, zu fördern. Jedoch kann die Wirbelströmung von dem Kältemittel in dem Bereich insgesamt, welcher sich von der Einlassseite zu der Auslassseite von dem Diffusordurchgang 13c erstreckt, nicht gefördert werden, in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung von dem Ejektorkältekreislauf 10.

Noch genauer kann, wie es durch die dicken, durchgezogenen Linien in der 15 angegeben ist, eine Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung extrem gering werden im Vergleich zu einer Geschwindigkeitskomponente in der axialen Richtung in den Geschwindigkeitskomponenten von dem Kältemittel, welches durch den Diffusordurchgang 13c strömt, oder das meiste von der Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung kann beseitigt werden. Die 15 stellt schematisch die Strömungsrichtung von dem Kältemittel dar, welches entlang der konischen Seitenoberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 strömt, und stellt ebenso schematisch die Strömungssteuerungsplatten 38a in einer ebenen Plattenform dar, wenn von der axialen Richtung her betrachtet.
Selbst unter den oben genannten Betriebsbedingungen kann gemäß dem Ejektor von der ersten und zweiten Ausführungsform, da die Strömungssteuerungsplatten 38a, welche ein Beispiel von dem Wirbelförderungsteil sind, an der Kältemittelauslassseite von dem Diffusordurchgang 13c angeordnet sind, die Wirbelströmung von mindestens dem Kältemittel an der Auslassseite von dem Diffusordurchgang 13c und dem Kältemittel unmittelbar vor einem Herausströmen von dem Diffusordurchgang 13c gefördert werden, wie es in der 15 dargestellt ist.
Daher können die Strömungssteuerungsplatten 38a, welche ein Beispiel von dem Wirbelförderungsteil sind, auf effektive Weise eine Reduzierung hinsichtlich der Zentrifugalkraft, welche auf das Kältemittel wirkt, welches in den Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f geströmt ist, einschränken und eine Reduzierung hinsichtlich der Leistung einer Gasförmig/flüssig-Trennung in dem Gasförmig/flüssig-Trennraum 30f einschränken.

(2) Bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben worden, bei welchem die Strömungssteuerungsplatten 38a, welche in der Richtung eines Leitens der Wirbelströmung gekrümmt sind, radial um die Achse herum angeordnet sind, wenn von der axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement 35 her betrachtet, um den Wirbelförderungsteil auszubilden. Der Wirbelförderungsteil ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Strömungssteuerungsplatte, welche in einer Plattenform gebildet ist, kann zum Beispiel auf die gleiche Weise wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen angeordnet sein. Des Weiteren kann bei dem Ejektor, welcher die Antriebsmittel 37 aufweist, ein Querschnitt von dem Betätigungsstab 37e in der axialen Richtung die gleiche Form wie diejenige von der oben erwähnten Strömungssteuerungsplatte 38a aufweisen, und der Betätigungsstab 37e kann als der Wirbelförderungsteil funktionieren
(3) Bei den obigen Ausführungsformen sind die Details des Auslassanschlusses 31c eines Kältemittels einer Flüssigphase und des Auslassanschlusses 31d eines Kältemittels einer Gasphase von dem Ejektor 13 nicht beschrieben. Es können Druckabsenkungsmittel (z. B. eine seitlich befestigte Blendenöffnung oder ein kapillares Rohr) zum Verringern des Drucks des Kältemittels an diesen Kältemittelauslassanschlüssen angeordnet sein. Zum Beispiel kann eine festgelegte Blende zu dem Auslassanschluss 31c eines Kältemittels einer Flüssigphase hinzugefügt sein, und der Ejektor 13 kann an einem Ejektorkältekreislauf von einem Kompressor vom Typ mit zweistufiger Druckbeaufschlagung angewendet werden.
(4) Bei der oben erwähnten Ausführungsform kann, obwohl ein Material von dem Durchlassbildungselement 35 nicht beschrieben ist, das Durchlassbildungselement 35 aus einem Metall (z. B. Aluminium) oder einem Harz hergestellt sein. Wenn zum Beispiel das Durchlassbildungselement 35 aus einem Harz hergestellt ist und im Hinblick auf das Gewicht reduziert ist, können die Antriebsmittel 37 in der Größe kleiner gemacht werden, und der Körper von dem Ejektor 13 kann weiter kleiner gemacht werden.
(5) Bei der obigen Ausführungsform ist die Beschreibung von dem Beispiel gegeben worden, bei welchem die Antriebsmittel 37, welche das Durchlassbildungselement 35 verstellen, den abgedichteten Raum 37b umfassen, in welchem das temperaturempfindliche Medium, welches die Druckänderung gemäß einer Änderung in der Temperatur erfährt, abgedichtet ist, und die Membran 37a, welche entsprechend zu dem Druck von dem temperaturempfindlichen Medium innerhalb des abgedichteten Raums 37b verstellt wird. Die Antriebsmittel sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt, Zum Beispiel kann ein Thermowachs (engl: thermowax), welches eine Volumenänderung gemäß der Temperatur erfährt, als das temperaturempfindliche Medium eingesetzt werden, oder eine Konfiguration, welche ein elastisches Element von einer Formgedächtnislegierung aufweist, kann als der Antriebsteil verwendet werden. Des Weiteren kann eine Konfiguration, bei welcher das Durchlassbildungselement 35 durch einen elektrischen Mechanismus verstellt werden kann, wie zum Beispiel einen Elektromotor oder ein Solenoid bzw. Elektromagneten, als die Antriebsmittel eingesetzt werden.
(6) Bei der obigen Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben worden, bei welchem der Ejektorkältekreislauf 10, der den Ejektor 13 der vorliegenden Erfindung umfasst, an einer Klimaanlagenvorrichtung eines Fahrzeugs angewendet ist, jedoch ist die Anwendung von dem Ejektorkältekreislauf 10, welches den Ejektor 13 der vorliegenden Erfindung aufweist, nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Der Ejektorkältekreislauf 10 kann zum Beispiel an eine stationäre Klimaanlagenvorrichtung, ein Warenhaus mit Kühllagerung, eine Verkaufsmaschine für eine Kühl-Heizungs-Einrichtung usw. angewendet werden.
(7) Bei den oben erwähnten Ausführungsformen sind Beispiele beschrieben worden, bei welchen ein Unterkühlungswärmetauscher als der Wärmestrahler 12 eingesetzt wird, jedoch kann ein normaler Wärmestrahler, welcher lediglich aus dem Kondensator 12a gebildet ist, als der Wärmestrahler 12 eingesetzt werden.
(8) Auch können die Mittel, welche in den jeweiligen obigen Ausführungsformen offenbart sind, in geeigneter Weise zusammen in einem durchführbaren Bereich kombiniert werden. Zum Beispiel können als der Wirbelförderungsteil die Strömungssteuerungsplatten 38a in der ersten Ausführungsform, die Strömungssteuerungsplatten 38b in der dritten Ausführungsform und die Strömungssteuerungselemente 38 in der fünften Ausführungsform gleichzeitig eingesetzt werden.

Die Strömungssteuerungsplatten 38b in der dritten Ausführungsform können an der Oberseite von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sein, während die Nuten 38c in der vierten Ausführungsform in einem Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil 30, welcher den Düsendurchgang 13a definiert, vorgesehen sein können. Auf ähnliche Weise können die Strömungssteuerungselemente 38d in der fünften Ausführungsform an der konischen Seitenoberfläche von dem Durchlassbildungselement 35 angeordnet sein, während die Nuten 38e in der sechsten Ausführungsform in einem Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil 30, welcher den Diffusordurchgang 13c definiert, vorgesehen sein können.

Claims

Ejektor für eine Kältekreislaufvorrichtung vom Typ Dampf-Kompression, wobei der Ejektor aufweist: einen Körperteil (30), welcher einen Wirbelraum (30a) umfasst, in welchem ein Kältemittel, welches von einem Kälteeinlassanschluss (31a) her strömt, verwirbelt wird, einen Druckabsenkungsraum (30b), in welchem das Kältemittel, welches von dem Wirbelraum (30a) herausströmt, im Druck verringert wird, einen Saugdurchlass (13b), welcher mit einer stromabwärtigen Seite Von dem Druckabsenkungsraum (30b) in einer Kältemittelströmung in Kommunikation steht und ein Kältemittel von einem Äußeren her ansaugt, und einen Druckbeaufschlagungsraum (30e), in welchem ein Strahlkältemittel, welches von dem Druckabsenkungsraum (30b) her ausgestoßen wird, mit einem Saugkältemittel, welches von dem Saugdurchlass (13b) angesaugt wird, gemischt wird; und ein Durchlassbildungselement (35), welches mindestens einen Teil umfasst, welcher im Inneren von dem Druckabsenkungsraum (30b) und dem Druckbeaufschlagungsraum (30e) angeordnet ist und welches eine konische Form derart aufweist, dass ein Querschnittsbereich mit einer Distanz von dem Druckabsenkungsraum (30b) zunimmt, wobei der Körperteil (30) einen Düsendurchgang (13a) aufweist, welches ein Kältemitteldurchlass ist, welcher zwischen einer inneren umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt, welcher den Druckabsenkungsraum (30b) definiert, und einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35) definiert ist, und der Düsendurchgang (13a) als eine Düse funktioniert, welche das Kältemittel, welches von dem Wirbelraum (30a) herausströmt, im Druck verringert und ausstößt, der Körperteil (30) einen Diffusordurchgang (13c) aufweist, welcher ein Kältemitteldurchlass ist, welcher zwischen einer umfänglichen Oberfläche von einem Abschnitt, welcher den Druckbeaufschlagungsraum (30e) definiert, und der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35) definiert ist, und der Diffusordurchgang (13c) als ein Diffuser funktioniert, welcher das Strahlkältemittel und das Saugkältemittel zusammenmischt und das gemischte Kältemittel unter Druck setzt, und der Diffusordurchgang (13c) eine ringförmige Form in einem Querschnitt senkrecht zu einer axialen Richtung von dem Durchlassbildungselement (35) aufweist, wobei der Ejektor des Weiteren einen Wirbelförderungsteil (38a bis 38e) aufweist, welcher eine Wirbelströmung von dem Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang (13c) strömt, fördert.
Ejektor nach Anspruch 1, wobei der Wirbelförderungsteil eine Mehrzahl von Strömungssteuerungsplatten (38a) umfasst, welche an einer Auslassseite von dem Diffusordurchgang (13c) angeordnet sind, und die Mehrzahl von Strömungssteuerungsplatten (38a) radial um eine Achse von dem Durchlassbildungselement (35) herum angeordnet ist.
Ejektor nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Strömungssteuerungsplatten (38a) in einer beschleunigenden Kaskade angeordnet ist.
Ejektor nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Strömungssteuerungsplatten (38a) in einer verzögernden Kaskade angeordnet ist.
Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wirbelförderungsteil eine Strömungssteuerungsplatte (38b) umfasst, welche an mindestens einem von Abschnitten angeordnet ist, welche ein Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil (30), der den Düsendurchgang (13a) definiert, und ein Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35), der den Düsendurchgang (13a) definiert, sind.
Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wirbelförderungsteil eine Nut (38c) umfasst, welche an mindestens einem von Abschnitten angeordnet ist, welche ein Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil (30), der den Düsendurchgang (13a) definiert, und ein Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35), der den Düsendurchgang (13a) definiert, sind.
Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wirbelförderungsteil ein Strömungssteuerungselement (38d) umfasst, welches an mindestens einem von Abschnitten angeordnet ist, welche ein Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil (30), welches den Diffusordurchgang (13c) definiert, und ein Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35), welches den Diffusordurchgang (13c) definiert, sind.
Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wirbelförderungsteil eine Nut (38e) umfasst, welche an mindestens einem von Abschnitten vorgesehen ist, welche ein Abschnitt von der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperteil (30), der den Diffusordurchgang (13c) definiert, und ein Abschnitt von der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Durchlassbildungselement (35), der den Diffusordurchgang (13c) definiert, sind.
Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Körperteil (30) einen Gasförmig/flüssig-Trennraum (30f) umfasst, welcher das Kältemittel, welches von dem Druckbeaufschlagungsraum (30e) herausströmt, in ein Gas und eine Flüssigkeit trennt.
Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kältemittel, welches in dem Diffusordurchgang (13c) strömt, in der gleichen Richtung wirbelt wie derjenigen von dem Kältemittel, welches in dem Wirbelraum (30a) verwirbelt wird.