DE112013006288B4

DE112013006288B4 - Ejektor

Info

Publication number: DE112013006288B4
Application number: DE112013006288.7T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Yokoyama; Haruyuki Nishijima; Etsuhisa Yamada; Daisuke Nakajima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: JP2014142166A; JP6119566B2; US9618245B2; CN104903594A; US20150345840A1; WO2014103276A1; CN104903594B; DE112013006288T5

Abstract

Ejektor für eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung, in dem ein Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors in ein Kältemittel gemischt ist, wobei der Ejektor umfasst:einen Körper (30) mit einer Kältemitteleinlassöffnung (31a), einem Wirbelraum (30a), in dem ein aus einer Kältemitteleinlassöffnung (31a) strömendes Kältemittel verwirbelt wird, einem Druckverringerungsraum (30b), in dem der Druck des aus dem Wirbelraum (30a) strömenden Kältemittels verringert wird, einem Ansaugdurchgang (13b), der mit einer strömungsabwärtigen Seite des Druckverringerungsraums (30b) in einer Kältemittelströmung in Verbindung steht und ein Kältemittel von außen (31b) ansaugt, und einem Druckerhöhungsraum (30e), in dem ein von dem Druckverringerungsraum (30b) ausgestoßenes Ausstoßkältemittel mit einem von dem Ansaugdurchgang (13b) gesaugten Ansaugkältemittel vermischt wird; undein Durchgangsausbildungselement (35), das wenigstens teilweise im Inneren des Druckverringerungsraums (30b) und im Inneren des Druckerhöhungsraums (30e) angeordnet ist und eine konische Form hat, deren Querschnittsfläche mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum (30b) zunimmt, wobeiein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Körpers (30), der den Druckverringerungsraum (30b) definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements (35) bereitgestellt ist, ein Düsendurchgang (13a) ist, der als eine Düse wirkt, die den Druck des aus dem Wirbelraum (30a) strömenden Kältemittels verringert und es ausstößt,ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Körpers (30), der den Druckerhöhungsraum (30e) definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements (35) bereitgestellt ist, ein Diffusordurchgang (13c) ist, der als ein Diffusor wirkt, der den Druck einer Mischung des Ausstoßkältemittels und des Ansaugkältemittels erhöht,der Diffusordurchgang (13c) in einer Querschnittoberfläche senkrecht zu einer Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements (35) eine ringförmige Form hat,der Körper (30) ferner einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f), der das aus dem Diffusordurchgang (13c) strömende Kältemittel durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft in Gas und Flüssigkeit abscheidet, einen Ausströmungsdurchgang (34b) für gasphasiges Kältemittel, durch den ein von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschiedenes gasphasiges Kältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors (11) ausströmt, und einen Ölrückführungsdurchgang (34c), der ein flüssigphasiges Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschieden und mit dem Kältemaschinenöl vermischt wird, von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) zu dem Ausströmungsdurchgang für gasphasiges Kältemittel leitet, umfasst,der Ölrückführungsdurchgang (34c) einen Einlassteil (34d) hat, der in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) offen ist, undein Abstand von dem Einlassteil (34d) des Ölrückführungsdurchgangs (34c) zu einer Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements (35) in einer Radialrichtung des Durchgangsausbildungselements (35) länger als ein Abstand von dem Einlassteil (34d) zu einer Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums (30f) ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2012-285640, eingereicht am 27. Dezember 2012, und Nr. 2013-233017 , eingereicht am 11. November 2013, deren Inhalte hier per Referenz eingebunden sind.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Ejektor, der den Druck eines Fluids verringert und das Fluid durch eine Saugwirkung eines Ausstoßfluids, das mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird, ansaugt.
Hintergrundtechnik
Herkömmlicherweise waren Ejektoren als eine Druckverringerungsvorrichtung gekannt, die auf eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung angewendet wird. Der Ejektor dieser Art hat einen Düsenabschnitt, der den Druck von Kältemittel verringert, ein gasphasiges Kältemittel, das aus einem Verdampfer geströmt ist, aufgrund einer Saugwirkung eines ausgestoßenen Kältemittels, das von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, ansaugt, das ausgestoßene Kältemittel mit dem Ansaugkältemittel in einem Druckerhöhungsteil (Diffusorabschnitt) vermischt, wodurch er fähig ist, den Druck zu erhöhen.
Daher kann in der Kältekreislaufvorrichtung mit dem Ejektor als der Druckverringerungsvorrichtung (auf den hier nachstehend als „Ejektorkältekreislauf“ Bezug genommen wird) ein Bewegungsleistungsverbrauch eines Kompressors mit der Verwendung der Kältemitteldruckerhöhungswirkung in einem Druckerhöhungsteil des Ejektors verringert werden, und ein Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs kann weiter als der einer normalen Kältekreislaufvorrichtung mit einem Expansionsventil als die Druckverringerungsvorrichtung verbessert werden.
Ferner offenbart das Patentdokument 1 einen Ejektor mit dem Düsenabschnitt, der den Druck des Kältemittels in zwei Stufen verringert, als den Ejektor, der auf den Ejektorkältekreislauf angewendet wird. Detaillierter wird in dem Ejektor des Patentdokuments 1 der Druck des Kältemittels mit einem flüssigphasigen Hochdruckzustand in einer ersten Düse zu einem gasförmig-flüssigen Zweiphasenzustand verringert, und das Kältemittel, das in dem gasförmig-flüssigen Zweiphasenzustand ist, strömt in eine zweite Düse.
Mit dem vorstehenden Aufbau wird in dem Ejektor des Patentdokuments 1 das Sieden des Kältemittels in der zweiten Düse gefördert, um einen Düsenwirkungsgrad als den Gesamtdüsenabschnitt zu verbessern, und der COP soll wie der Gesamtejektorkältekreislauf weiter verbessert werden.
Auch wird in dem allgemeinen Ejektor ein Diffusorabschnitt (Druckerhöhungsteil) koaxial auf einer Verlängerung in der Axialrichtung des Düsenabschnitts angeordnet. Ferner offenbart das Patentdokument 2, dass ein Spreizwinkel des derart angeordneten Diffusorabschnitts relativ verkleinert ist, um eine Verbesserung in dem Ejektorwirkungsgrad zu ermöglichen. Darüber hinaus offenbaren Patentdokument 3, Patentdokument 4 und Patentdokument 5 weitere Ejektoren.
Der Düsenwirkungsgrad bedeutet einen Energieumwandlungswirkungsgrad, wenn eine Druckenergie des Kältemittels in dem Düsenabschnitt in kinetische Energie umgewandelt wird. Der Ejektorwirkungsgrad bedeutet den Energieumwandlungswirkungsgrad als der Gesamtejektor.
Dokumente des bisherigen Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 3 331 604 B2
Patentdokument 2: JP 2003 - 014 318 A
Patentdokument 3: WO 2012/ 108 982 A1
Patentdokument 4: WO 2012/ 092 685 A1
Patentdokument 5: US 2005 / 0 011 221 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch wird gemäß der Untersuchung des gegenwärtigen Erfinders zum Beispiel in dem Ejektor des Patentdokuments 1 eine Wärmelast des Ejektorkältekreislaufs niedrig, und eine Kältemitteldruckdifferenz (eine Differenz zwischen einem hohen Druck und einem niedrigen Druck) zwischen einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite in dem Kreislauf wird verringert. Als ein Ergebnis wird die Differenz zwischen dem hohen Druck und dem niedrigen Druck durch die erste Düse verringert, und der Druck des meisten Kältemittels in der zweiten Düse kann nicht verringert werden.
In diesem Fall wird der Düsenwirkungsgrad durch Bewirken, dass das gasförmigflüssige Zweiphasenkältemittel in die zweite Düse strömt, nicht verbessert. Als ein Ergebnis kann der Druck des Kältemittels durch den Diffusorabschnitt nicht ausreichend erhöht werden.
Wenn im Gegensatz dazu der in dem Patentdokument 2 offenbarte Diffusorabschnitt mit dem relativ kleinen Spreizwinkel auf den Ejektor des Patentdokuments 1 angewendet werden kann, um den Ejektorwirkungsgrad zu verbessern, wird dadurch das Kältemittel in dem Diffusorabschnitt selbst bei der niedrigen Last des Ejektorkältekreislaufs ausreichend erhöht.
Wenn jedoch der Diffusorabschnitt dieser Art angewendet wird, wird eine Länge des Düsenabschnitts in der Axialrichtung länger als der gesamte Ejektor, was zu einer Gefahr führt, dass ein Körper des Ejektors bei der normalen Last des Ejektorkältekreislaufs unnötigerweise länger wird.
Unter den Gegebenheiten haben die gegenwärtigen Erfinder in JP 2013 - 177 879 A (auf die hier nachstehend als eine „frühere Beispielanmeldung“) früher einen Ejektor vorgeschlagen, der auf einen Ejektorkältekreislauf angewendet wird. Der Ejektor umfasst einen Körper der mit einem Wirbelraum, in dem ein aus einem Strahler strömendes Kältemittel verwirbelt wirbelt, einem Druckverringerungsraum, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Kältemittels verringert wird, einem Ansaugdurchgang, der mit einer strömungsabwärtigen Seite des Druckverringerungsraums in einer Kältemittelströmung in Verbindung steht und durch den das aus dem Verdampfer strömende Kältemittel gesaugt wird, und einem Druckerhöhungsraum, in dem das von dem Druckverringerungsraum ausgestoßene Ausstoßkältemittel und das aus dem Ansaugdurchgang gesaugte Kältemittel miteinander vermischt und sein Druck erhöht wird, ausgebildet ist; und ein Durchgangsausbildungsausbildungselement, das wenigstens teilweise im Inneren des Druckverringerungsraums und des Druckerhöhungsraums angeordnet ist und eine konische Form hat, deren Querschnittsfläche mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum zunimmt. In dem Körper definiert ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Druckverringerungsraums und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements bereitgestellt ist, einen Düsendurchgang, der als eine Düse wirkt, die den Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Kältemittels verringert und es ausstößt In dem Körper definiert ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts, der den Druckerhöhungsraum definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements bereitgestellt ist, einen Diffusordurchgang, der als ein Diffusor wirkt, der das Ausstoßkältemittel und das Ansaugkältemittel miteinander vermischt und den Druck des vermischten Kältemittels erhöht. Ein Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum, in dem das aus dem Diffusordurchgang strömende Kältemittel aufgrund der Wirkung einer Zentrifugalkraft in Gas und Flüssigkeit abgeschieden wird, ist in dem Körper definiert.
In dem Ejektor des Beispiels der früheren Anmeldung wirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum mit dem Ergebnis, dass ein Kältemitteldruck auf einer Wirbelmittelseite innerhalb des Wirbelraums auf einen Druck eines gesättigten flüssigphasigen Kältemittels oder einen Druck, bei dem der Druck des Kältemittels verringert und es gesiedet wird (Hohlraumbildung tritt auf) verringert werden kann. Mit dem vorstehenden Betrieb wird es möglich gemacht, dass eine größere Menge an gasphasigem Kältemittel auf einer Innenumfangsseite als auf einer Außenumfangsseite einer Wirbelmittelachse vorhanden ist Dies führt zu einem Zweiphasen-Trennungszustand, in dem das Kältemittel nur eine Gasphase in der Nachbarschaft einer Wirbelmittellinie innerhalb des Wirbelraums hat und nur eine flüssige Phase um deren Nachbarschaft hat.
Das Kältemittel mit dem Zweiphasen-Trennungszustand strömt in den Düsendurchgang, und das Sieden des Kältemittels wird durch das Wandoberflächensieden und das Grenzflächensieden gefördert, Daher wird das Kältemittel in einen gasförmig-flüssigen Mischzustand versetzt, in dem eine Gasphase und eine flüssige Phase in der Nachbarschaft eines minimalen Strömungsflächenteils des Düsendurchgangs homogen miteinander vermischt werden Ferner wird das Kältemittel, das in den gasförmig-flüssigen Mischzustand versetzt wurde, in der Nachbarschaft des Teils mit minimaler Strömungsfläche blockiert (gedrosselt), und ein Durchsatz des gasförmig-flüssigen Mischzustands wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit beschleunigt.
Das auf diese Weise auf die Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit beschleunigte Kältemittel wird ein idealer Zweiphasen-Sprühnebel, in dem die zwei Phasen auf einer strömungsabwärtigen Seite des Teils mit minimaler Strömungsfläche in dem Düsendurchgang homogen miteinander vermischt werden, und der Durchsatz kann dazu gebracht werden, weiter zuzunehmen. Als ein Ergebnis kann der Energieumwandlungswirkungsgrad (entsprechend dem Düsenwirkungsgrad) beim Umwandeln einer Druckenergie des Kältemittels in eine Geschwindigkeitsenergie in dem Düsendurchgang verbessert werden.
Außerdem wird in dem Ejektor des Beispiels der früheren Anmeldung das zu der konischen Form ausgebildete Durchgangsausbildungselement verwendet, und der Diffusordurchgang hat in einem Querschnitt senkrecht zu einer Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements eine ringförmige Form Die Form des Diffusor dehnt sich entlang eines Außenumfangs des Durchgangsausbildungselements mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum aus, und das durch den Diffusordurchgang strömende Kältemittel wird um die Achse des Durchgangsausbildungselements verwirbelt.
Da mit dem vorstehenden Aufbau der Kältemittelströmungskanal zur Druckerhöhung des Kältemittels in dem Diffusordurchgang in einer Spiralform ausgebildet werden kann, kann eine Zunahme der Axialabmessung des Diffusordurchgangs beschränkt werden, und die Vergrößerung des Körpers als der Gesamtejektor kann beschränkt werden
Ferner wird in dem Ejektor des Beispiels der früheren Anmeldung das aus dem Diffusordurchgang strömende Kältemittel durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum, der in dem Inneren des Körpers definiert ist, in Gas und Flüssigkeit abgeschieden Daher kann das Kältemittel im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung außerhalb des Körpers angeordnet ist, das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum effizient in Gas und Flüssigkeit abgeschieden werden, und eine Kapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums kann effektiv verringert werden.
Der Grund ist, dass das aus dem Diffusordurchgang in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum strömende Kältemittel bereits eine Geschwindigkeitskomponente in eine Wirbelrichtung hatte. Das heißt, da das Kältemittel aufgrund der Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum mit einer hohen Geschwindigkeit wirbeln kann, kann die Gas-Flüssigkeitsabscheidung wirksam durchgeführt werden. Da ferner keine Notwendigkeit besteht, einen Raum zum Erzeugen oder Anwachsen einer Wirbelströmung des Kältemittels in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum zu erzeugen, kann eine Kapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums wirksam verringert werden.
Daher kann gemäß dem Ejektor in dem Beispiel der früheren Anmeldung der mit der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung integrierte Ejektor, der den höheren Düsenwirkungsgrad ausüben kann, ungeachtet von Lastschwankungen des Kältekreislaufs realisiert werden, ohne den Körper zu vergrößern.
Ein Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors wird in das Kältemittel der allgemeinen Kältekreislaufvorrichtung gemischt und ein Kältemittel, das mit dem flüssigphasigen Kältemittel kompatibel ist, wird als das Kältemaschinenöl dieser Art verwendet. Aus diesem Grund kehrt in der Kältekreislaufvorrichtung mit einem Gas-Flüssigkeitsabscheider (Akkumulator‘) auf einer Niederdruckseite ein Teil des abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittels durch einen Ölrückführungsdurchgang zu einer Ansaugseite des Kompressors zurück, um den Kompressor zu schmieren.
Wie bei dem Ejektor des Beispiels der früheren Anmeldung neigt das flüssigphasige Kältemittel mit der höhere Dichte als das gasphasige Kältemittel in dem Aufbau, in dem der Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung des Diffusordurchgangs eine ringförmige Form hat und der Diffusordurchgang eine Form hat, die auf der Außenumfangsseite in Richtung der strömungsabwärtigen Seite in der Kältemittelströmung allmählich vergrößert ist, oder in dem Aufbau, in dem das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum mit einer relativ kleinen Kapazität mit einer hohen Geschwindigkeit wirbelt, um die effiziente Gas-Flüssigkeitsabscheidung durchzuführen, dazu, in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum auf der Außenumfangsseite lokalisiert zu sein.
Wenn daher der Ölrückführungsdurchgang geeignet bereitgestellt ist, kann das flüssigphasige Kältemittel, in das das Kältemaschinenöl gemischt ist, nicht zu der Ansaugseite des Kompressors zurückkehren. Dies kann die Lebensdauer des Kompressors nachteilig beeinflussen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ejektor bereitzustellen, der mit der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung integriert ist und ein flüssigphasiges Kältemittel, das durch eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung abgeschieden und mit einem Kältemaschinenöl vermischt wird, geeignet nach außen abgeben kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Ejektor für eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Ejektor für eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung verwendet, in der ein Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors in ein Kältemittel gemischt ist. Der Ejektor umfasst: (i) einen Körper mit einem Kältemitteleinlass, einem Wirbelraum, in dem ein von einem Kältemitteleinlass strömendes Kältemittel verwirbelt wird, einem Druckverringerungsraum, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Kältemittels verringert wird, einem Ansaugdurchgang, der mit einer strömungsabwärtigen Seite des Druckverringerungsraums in einer Kältemittelströmung in Verbindung steht und das Kältemittel von außen ansaugt, und einem Druckerhöhungsraum, in dem ein von dem Druckverringerungsraum ausgestoßenes Ausstoßkältemittel mit einem von dem Ansaugdurchgang gesaugten Ansaugkältemittel vermischt wird; und (ii) ein Durchgangsausbildungsausbildungselement, das wenigstens teilweise im Inneren des Druckverringerungsraums und im Inneren des Druckerhöhungsraums angeordnet ist und eine konische Form mit einer Querschnittsfläche hat, die mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum zunimmt. Ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Körpers, der den Druckverringerungsraum definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements bereitgestellt ist, ist ein Düsendurchgang, der als eine Düse wirkt, die den Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Kältemittels verringert und es ausstößt Ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Körpers, der den Druckerhöhungsraum definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements bereitgestellt ist, ist ein Diffusordurchgang, der als ein Diffusor wirkt, der den Druck einer Mischung des Ausstoßkältemittels und des Ansaugkältemittels erhöht Der Diffusordurchgang hat in einer Querschnittoberfläche senkrecht zu einer Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements eine ringförmige Form Der Körper umfasst ferner einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum, der das aus dem Diffusordurchgang strömende Kältemittel durch eine Wirkung einer Zentrifugalkraft in Gas und Flüssigkeit abscheidet, einen Ausströmungsdurchgang für gasphasiges Kältemittel, durch den ein von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschiedenes gasphasiges Kältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors ausströmt, und einen Ölrückführungsdurchgang, der ein flüssigphasiges Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschieden und mit dem Kältemaschinenöl vermischt wird, von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum zu dem Ausströmungsdurchgang für gasphasiges Kältemittel leitet Der Ölrückführungsdurchgang hat einen Einlassteil, der in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum offen ist Ein Abstand von dem Einlassteil des Ölrückführungsdurchgangs zu einer Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements ist in einer Radialrichtung des Durchgangsausbildungselements länger als ein Abstand von dem Einlassteil zu einer Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums
Mit dem vorstehenden Aufbau kann der Energieumwandlungswirkungsgrad (entspricht dem Düsenwirkungsgrad) in dem Düsendurchgang durch Wirbeln des Kältemittels in dem Wirbelraum verbessert werden. Ferner kann eine Zunahme der axialen Abmessung des Diffusordurchgangs durch Verwirbeln des durch den Diffusordurchgang strömenden Kältemittels beschränkt werden.
Ferner wird das aus dem Diffusordurchgang strömende Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum, der im Inneren des Körpers bereitgestellt ist, in Gas und Flüssigkeit abgeschieden Daher kann das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum effizient in Gas und Flüssigkeit abgeschieden werden und die Kapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums kann effektiv verringert werden
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Einlassabschnitt des Ölrückführungsdurchgangs, der in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum offen ist, aus der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements betrachtet an einem Abschnitt näher an der Außenumfangsseite als zu der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements angeordnet.
Daher kann das flüssigphasige Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums lokalisiert ist, aufgrund des Aufbaus, in dem die Querschnittform des Diffusordurchgangs ringförmig ausgebildet ist, oder die Wirkung der Zentrifugalkraft in den Ölrückführungsdurchgang strömen Das flüssigphasige Kältemittel, in welches das Kältemaschinenöl gemischt ist, kann durch einen Strömungsdurchgang für gasphasiges Kältemittel zu der Ansaugseite des Kompressors ausströmen.
Das heißt, die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, einen mit einer Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung integrierten Ejektor bereitzustellen, der ermöglicht, dass ein von einem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschiedenes flüssigphasiges Kältemittel, in welches ein Kältemaschinenöl gemischt ist, geeignet nach außen ausströmt.
Der Ejektor kann ferner einen Wirbelförderabschnitt umfassen, der das Wirbeln des Kältemittels, das aus dem Diffusordurchgang strömt, um eine Achse des Durchgangsausbildungselements fördert.
Da ein Wirbelförderabschnitt bereitgestellt wird, kann das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum strömt, folglich sicher verwirbelt werden Daher kann das in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum strömende Kältemittel durch die Wirkung der Zentrifugalkraft sicher in Gas und Flüssigkeit abgeschieden werden, und das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel kann sicher in den Ölrückführungsdurchgang strömen, während es auf der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums lokalisiert wird.
Das in dem Diffusordurchgang strömende Kältemittel kann um eine Achse des Durchgangsausbildungselements herum wirbeln.
Da das in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum strömende Kältemittel ebenfalls wirbelt, kann folglich das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum strömt, durch die Wirkung der Zentrifugalkraft sicher in Gas und Flüssigkeit abgeschieden werden Auch kann das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel sicher in den Ölrückführungsdurchgang strömen, während es auf der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums lokalisiert wird.
Das Durchgangsausbildungselement ist nicht streng auf eines nur mit der Form, in der die Schnittfläche mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum zunimmt, beschränkt Wenigstens ein Teil des Durchgangsausbildungselements kann eine Form umfassen, deren Schnittfläche sich mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum aufweitet, und der Diffusordurchgang hat eine Form, die sich mit einem Abstand von dem Druckverringerungsraum gemäß der Form des Durchgangsausbildungselements nach außen aufweitet.
Außerdem ist das „zu einer konischen Form ausgebildet“ nicht auf eine Bedeutung beschränkt, dass das Durchgangsausbildungselement zu einer vollständig konischen Form ausgebildet ist, sondern umfasst auch die Bedeutung einer Form von nahezu einem Kegel oder eine Form, die die Kegelform teilweise enthält Insbesondere ist die entlang der Axialrichtung genommene Querschnittform nicht auf ein gleichschenkliges Dreieck beschränkt, sondern umfasst eine Form, in der zwei Seiten, zwischen denen eine Ecke eingeschoben ist, auf einer radial inneren Seite konvex sind, eine Form, in der die zwei Seiten, zwischen denen die Ecke eingeschoben ist, auf einer radial äußeren Seite konvex sind, und eine Form, in der die Querschnittform halbkreisförmig ist.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm eines Ejektorkältekreislaufs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine entlang einer Axialrichtung genommene Schnittansicht des Ejektors gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist ein schematisches Schnittdiagramm, das Funktionen jeweiliger Kältemitteldurchgänge des Ejektors gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist eine entlang einer Linie IV-IV von 2 genommene Querschnittansicht.
5 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist eine entlang einer Axialrichtung eines Ejektors gemäß einer zweiten Ausführungsform genommene Schnittansicht.
7 ist eine entlang einer Axialrichtung eines Ejektors gemäß einer dritten Ausführungsform genommene Schnittansicht.
8A ist ein schematisches Diagramm von oben, das ein Durchgangsausbildungselement eines Ejektors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
8B ist ein schematisches Schnittdiagramm, das den Ejektor gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
9 ist eine Querschnittansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Einlassabschnitt eines Ölrückführungsdurchgangs und einem Einlassabschnitt eines Strömungsdurchgangs für flüssigphasiges Kältemittel in einer Modifikation darstellt.
10 ist eine Querschnittansicht, die eine andere Positionsbeziehung zwischen dem Einlassabschnitt des Ölrückführungsdurchgangs und dem Einlassabschnitt des Strömungsdurchgangs für flüssigphasiges Kältemittel in der Modifikation darstellt.

Ausführungsformen zur Ausnutzung der Erfindung
Hier nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden, und die redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt es liegt kein Nachteil in der Kombination.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 6 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, wird ein Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform auf eine Dampfkompressionskältekeislaufvorrichtung mit einem Ejektor als Kältemitteldruckverringerungsvorrichtung, das heißt, einen Ejektorkältekreislauf 10 angewendet. Überdies wird der Ejektorkältekreislauf 10 auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet und führt eine Funktion zum Kühlen von Gebläseluft, die in ein Fahrzeuginneres, das ein zu klimatisierender Raum ist, geblasen wird, aus.
Zuerst saugt in dem Ejektorkältekreislauf 10 ein Kompressor 11 ein Kältemittel ein, erhöht den Druck des Kältemittels auf ein Hochdruckkältemittel und stößt das Kältemittel aus. Insbesondere ist der Kompressor 11 dieser Ausführungsform ein elektrischer Kompressor, in dem ein Kompressionsmechanismus 11a mit fester Kapazität und ein Elektromotor 11b zum Antreiben des Kompressionsmechanismus 11a in einem einzigen Gehäuse aufgenommen sind.
Verschiedene Kompressionsmechanismen, wie etwa ein Spiralkompressionsmechanismus und ein Flügelzellenkompressionsmechanismus, können als der Kompressionsmechanismus 11a verwendet werden Ferner wird der Betrieb (die Drehzahl) des Elektromotors 11b gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von einer Steuervorrichtung, die nachstehend beschrieben werden soll, ausgegeben wird, und jeder eines Wechselstrommotors und eines Gleichstrommotors kann als der Elektromotor 11b verwendet werden.
Eine Kältemitteleinlassseite eines Kondensators 12a eines Wärmestrahlers 12 ist mit einer Ausstoßöffnung des Kompressors 11 verbunden Der Wärmestrahler 12 ist ein Wärmetauscher für die Wärmestrahlung, der ein Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, durch die Abstrahlung von Wärme kühlt, indem Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und der Fahrzeugaußenluft (Außenluft), die von einem Kühlventilator 12d geblasen wird, ausgetauscht wird.
Insbesondere ist der Wärmestrahler 12 ein sogenannter Unterkühlungskondensator, der umfasst: einen Kondensator 12a, der ein gasphasiges Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, durch die Abstrahlung von Wärme kondensiert, indem Wärme zwischen dem gasphasigen Hochdruckkältemittel und der Außenluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, ausgetauscht wird; einen Aufnehmerteil 12b, der Gas und Flüssigkeit des Kältemittels, das aus dem Kondensator 12a geströmt ist, trennt und ein überschüssiges flüssigphasiges Kältemittel lagert; und einen Unterkühlungsabschnitt 12c, der ein flüssigphasiges Kältemittel, das aus dem Aufnehmerteil 12b geströmt ist, unterkühlt, indem Wärme zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel und der von dem Kühlventilator geblasenen Außenluft ausgetauscht wird.
Indessen verwendet der Ejektorkältekreislauf 10 ein HFC-basiertes Kältemittel (insbesondere R134a) als das Kältemittel und bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt Der Ejektorkältekreislauf 10 kann ein HFO-basiertes Kältemittel (insbesondere R1234yf) oder ähnliches als das Kältemittel verwenden. Außerdem wird Kältemaschinenöl zum Schmieren des Kompressors 11 mit dem Kältemittel vermischt, und ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreislauf
Der Kühlventilator 12d ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Gebläseluftmenge) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben wird. Eine Kältemitteleinlassöffnung 31a des Ejektors 13 ist mit einer Kältemittelauslassseite des Unterkühlungsabschnitts 12c de Wärmestrahlers 12 verbunden.
Der Ejektor 13 wirkt als eine Kältemitteldruckverringerungsvorrichtung zur Verringerung des Drucks des flüssigphasigen Hochdruckkältemittels in dem Unterkühlungszustand, das aus dem Wärmestrahler 12 strömt, und lässt zu, dass das Kältemittel zu der strömungsabwärtigen Seite ausströmt. Der Ejektor wirkt auch als eine Kältemittelzirkulationsvorrichtung (Kältemitteltransportvorrichtung), die das aus einem später zu beschreibenden Verdampfer 14 strömende Kältemittel durch die Saugwirkung einer Kältemittelströmung, die mit einer hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, ansaugt, um das Kältemittel zu zirkulieren. Ferner wirkt der Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform auch als eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung zur Abscheidung des Kältemittels mit verringertem Druck in Gas und Flüssigkeit.
Ein spezifischer Aufbau des Ejektors 13 wird unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Indessen zeigen Oben- und Untenpfeile in 2 jeweils Auf- und Abrichtungen in einem Zustand an, in dem der Ejektorkältekreislauf 10 auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung montiert ist. Auch ist 3 eine schematische Querschnittansicht, die Funktionen der jeweiligen Kältemitteldurchgänge des Ejektors 13 darstellt, und die gleichen Teile wie die in 2 sind mit identischen Symbolen bezeichnet.
Erstens umfasst der Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, einen Körper 30, der durch die Kombination mehrerer Komponenten aufgebaut ist. Insbesondere hat der Körper 30 einen Gehäusekörper 31, der aus äußerem orthorhombischem Metall hergestellt und eine Außenschale des Ejektors 13 bildet Ein Düsenkörper 32, ein Mittelkörper 33 und ein unterer Körper 34 sind an einem Inneren des Gehäusekörpers 31 fixiert
Der Gehäusekörper 31 ist mit einer Kältemitteleinlassöffnung 31a, durch die das aus dem Wärmestrahler 12 geströmte Kältemittel in den Gehäusekörper 31 strömt, und einer Kältemittelansaugöffnung 31b, durch die das aus dem Verdampfer 14 geströmte Kältemittel in den Gehäusekörper 31 gesaugt wird, versehen Der Gehäusekörper 31 ist auch mit einer Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel, durch die ein von dem in dem Körper 30 ausgebildeten Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedenes flüssigphasiges Kältemittel zu der Kältemitteleinlassseite des Verdampfers 14 ausströmt, und einer Auslassöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel, durch die das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene gasphasige Kältemittel zu der Ansaugseite des Kompressors 11 ausströmt, ausgebildet.
Der Düsenkörper 32 ist aus einem im Wesentlichen konisch geformten Metallelement ausgebildet, das in einer Kältemittelströmungsrichtung angeschrägt ist. Der Düsenkörper 32 ist mittels Presspassung an dem Inneren des Gehäusekörpers 31 fixiert, so dass eine Axialrichtung des Düsenkörpers 32 parallel zu einer Vertikalrichtung (Oben-Untenrichtung in 2) ist Ein Wirbelraum 30a, in dem das Kältemittel, das von der Kältemitteleinlassöffnung 31a eingeströmt ist, wirbelt, ist zwischen einer Oberseite des Düsenkörpers 32 und dem Gehäusekörper 31 bereitgestellt.
Der Wirbelraum 30a ist zu einer Rotationskörperform ausgebildet, und seine Mittelachse, die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie in 2 angezeigt ist, erstreckt sich in der Vertikalrichtung. Indessen ist die Rotationskörperform eine massive Form, die durch Rotieren einer ebenen Figur um eine gerade Linie (Mittelachse), die mit der ebenen Figur komplanar ist, ausgebildet wird, Insbesondere ist der Wirbelraum 30a gemäß dieser Ausführungsform zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet Der Wirbelraum 30a kann als eine Form ausgebildet werden, in der ein kreisförmiger Kegel oder ein kreisförmiger Kegelstumpf mit einem Zylinder oder ähnlichem kombiniert wird.
Ferner erstreckt sich der Kältemitteleinlassdurchgang 31e, der die Kältemitteleinlassöffnung 31a und den Wirbelraum 30a verbindet, in einer Tangentialrichtung einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 30a, wenn er in einer Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 30a betrachtet wird Mit diesem Aufbau strömt das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinlassdurchgang 31e in den Wirbelraum 30a geströmt ist, entlang einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 30a und wirbelt innerhalb des Wirbelraums 30a.
Indessen braucht der Kältemitteleinlassdurchgang 31e nicht derart ausgebildet sein, dass er der Tangentialrichtung des Wirbelraums 30a vollständig entspricht, wenn er in der Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 30a betrachtet wird Wenn der Kältemitteleinlassdurchgang 31e wenigstens eine Komponente in der Tangentialrichtung des Wirbelraums 30a umfasst, kann der Kältemitteleinlassdurchgang 31e derart ausgebildet werden, dass er Komponenten in den anderen Richtungen (zum Beispiel Komponenten in der Axialrichtung des Wirbelraums 30a) umfasst.
Da eine Zentrifugalkraft auf das Kältemittel wirkt, das in dem Wirbelraum 30a wirbelt, wird der Druck eines Kältemittels, das auf der Seite der Mittelachse vorhanden ist, niedriger als der Druck eines Kältemittels, das auf der Außenumfangsseite in dem Wirbelraum 30a vorhanden ist Folglich wird in dieser Ausführungsform während des Normalbetriebs des Ejektorkältekreislaufs 10 der Druck eines Kältemittels, das auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 30a vorhanden ist, auf einen Druck, bei dem ein flüssigphasiges Kältemittel gesättigt ist, oder einen Druck, bei dem ein Kältemittel dekomprimiert und gesiedet wird (Hohlraumbildung tritt auf) verringert.
Die Einstellung des Drucks eines Kältemittels, das auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 30a vorhanden ist, kann realisiert werden, indem der Wirbeldurchsatz des in dem Wirbelraum 30a wirbelnden Kältemittels eingestellt wird Ferner kann die Einstellung des Wirbeldurchsatzes zum Beispiel ausgeführt werden, indem ein Flächenverhältnis zwischen der Durchgangsschnittfläche des Kältemitteleinlassdurchgangs 31e und der Schnittfläche des Wirbelraums 30a senkrecht zu der Axialrichtung eingestellt wird. Indessen bedeutet der Wirbeldurchsatz in dieser Ausführungsform den Durchsatz des Kältemittels in der Wirbelrichtung in der Nachbarschaft des äußersten Umfangsteils des Wirbelraums 30a.
Ein Druckverringerungsraum 30b, der zulässt, dass der Druck des aus dem Wirbelraum 30a strömenden Kältemittels verringert wird und es zu der strömungsabwärtigen Seite ausströmt, ist innerhalb des Düsenkörpers 32 ausgebildet Der Druckverringerungsraum 30b ist zu einer Rotationskörperform mit einem zylindrischen Raum, der mit einer kreisförmigen Kegelstumpfform gekoppelt ist, die sich in einer Kältemittelströmungsrichtung von einer Unterseite des zylindrischen Raums allmählich ausdehnt, ausgebildet Eine Mittelachse des Druckverringerungsraums 30b ist koaxial mit der Mittelachse des Wirbelraums 30a angeordnet.
Ferner ist ein Teil 30m mit minimaler Durchgangsfläche, die in der Kältemitteldurchgangsfläche am stärksten verkleinert ist, innerhalb des Druckverringerungsraums 30b ausgebildet, und ein Durchgangsausbildungselement 35, das die Durchgangsfläche des Teils 30m mit minimaler Durchgangsfläche 30m ändert, ist innerhalb des Druckverringerungsraums 30b angeordnet Das Durchgangsausbildungselement 35 ist zu einer im Wesentlichen konischen Form ausgebildet, die sich in Richtung der strömungsabwärtigen Seite der Kältemittelströmung allmählich ausdehnt, und die Mittelachse des Durchgangsausbildungselements 35 ist koaxial mit der Mittelachse des Druckverringerungsraums 30b angeordnet. Mit anderen Worten ist das Durchgangsausbildungselement 35 zu einer konischen Form mit einer Querschnittsfläche ausgebildet, die mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum 30b zunimmt.
Ein konvergenter Teil 131 und ein divergenter Teil 132 sind als ein Kältemitteldurchgang ausgebildet, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts, der den Druckverringerungsraum 30b des Düsenkörpers 32 definiert, und einer Außenumfangsoberfläche auf einer Oberseite des Durchgangsausbildungselements 35 ausgebildet. Wie in 3 dargestellt, ist der der konvergente Teil 131 insbesondere ein Kältemitteldurchgang, der auf einer strömungsaufwärtigen Seite des Teils 30m mit minimaler Durchgangsfläche in der Kältemittelströmung ausgebildet ist und dessen Kältemitteldurchgangsfläche allmählich abnimmt. Der divergente Teil 132 ist auf einer strömungsabwärtigen Seite des Durchgangslochs 30m mit minimaler Durchgangsfläche in der Kältemittelströmung ausgebildet und seine Kältemitteldurchgangsfläche nimmt allmählich zu
Da der Druckverringerungsraum 30b in dem divergenten Teil 132 mit dem Durchgangsausbildungselement 35 überlappt (überlappt), wenn er aus der Radialrichtung betrachtet wird, ist eine Schnittform des Kältemitteldurchgangs senkrecht zu der Achsenrichtung ringförmig (Doghnut-Form, die erhalten wird, indem eine kreisförmige Form mit kleinerem Durchmesser, die koaxial zu der kreisförmigen Form mit größerem Durchmesser angeordnet ist, entfernt wird) Da ferner ein Spreizwinkel des Durchgangsausbildungselements 35 dieser Ausführungsform kleiner als ein Spreizwinkel des kreisförmigen Kegelstumpfraums der Druckverringerungsraums 30b ist, vergrößert sich die Kältemitteldurchgangsfläche des divergenten Teils 132 allmählich in Richtung der strömungsabwärtigen Seite in der Kältemittelströmung.
In dieser Ausführungsform ist der Kältemitteldurchgang, der zwischen der Innenumfangsoberfläche des Druckverringerungsraums 30b und der Außenumfangsoberfläche eines oberen Teils des Durchgangsausbildungselements 35 ausgebildet ist, ein Düsendurchgang 13a, der als eine Düse wirkt Der Düsendurchgang 13a verringert den Druck des Kältemittels und beschleunigt auch den Durchsatz des Kältemittels auf die Schallgeschwindigkeit und stößt das Kältemittel aus. Da ferner das in den Düsendurchgang 13a strömende Kältemittel in dem Wirbelraum 30a wirbelt, haben das durch den Düsendurchgang 13a strömende Kältemittel und ein Ausstoßkältemittel, welches das von dem Düsendurchgang 13a ausgestoßene Kältemittel ist, auch eine Geschwindigkeitskomponente in eine Wirbelrichtung in die gleiche Richtung wie die des Kältemittels, das in dem Wirbelraum 30a wirbelt.
Als nächstes wird der Mittelkörper 33, wie in 2 dargestellt, aus einem plattenförmigen Element ausgebildet, das aus einem mit einem Durchgangsloch mit einer Rotationskörperform versehenen Metall, welches seine beiden Seiten in seinem Mittelteil durchdringt, hergestellt ist Der Mittelkörper 33 nimmt eine Antriebsvorrichtung 37 auf einer radial äußeren Seite darin auf und die Antriebsvorrichtung 37 verschiebt das Durchgangsausbildungselement 35 Indessen ist eine Mittelachse des Durchgangslochs koaxial mit den Mittelachsen des Wirbelraums 30a und dem Druckverringerungsraum 30b angeordnet Auch ist der Mittelkörper 33 etwa mittels Presspassung an dem Inneren des Gehäusekörpers 31 und der Unterseite des Düsenkörpers 32 fixiert.
Ferner ist ein Zuströmungsraum 30c zwischen einer oberen Oberfläche des Mittelkörpers 33 und einer Innenwandoberfläche des Gehäusekörpers 31, der dem Mittelkörper 33 zugewandt ist, ausgebildet, und der Zuströmungsraum 30c sammelt das aus der Kältemittelansaugöffnung 31b geströmte Kältemittel an Da in dieser Ausführungsform eine angeschrägte Spitze eines unteren Endes des Düsenkörpers 32 innerhalb des Durchgangslochs des Mittelkörpers 33 befindet, ist der Zuströmungsraum 30c im Querschnitt als eine ringförmige Form ausgebildet, wenn er in der Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 30a und des Druckverringerungsraums 30b betrachtet wird.
Es ist wünschenswert, dass ein Ansaugkältemitteleinlassdurchgang 30h, der die Kältemittelansaugöffnung 31b und den Zuströmungsraum 30c verbindet, sich in einer Tangentialrichtung der Innenumfangswandoberfläche des Zuströmungsraums 30c erstreckt, wenn er in der Mittelachsenrichtung des Zuströmungsraums 30c betrachtet wird Dies liegt daran, dass Kältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung 31b durch einen Ansaugkältemitteleinlassdurchgang 30h in den Zuströmungsraum 30c strömt, in der gleichen Richtung wie der des Kältemittels in dem Wirbelraum 30a wirbelt, und eine Wirbelströmung des Kältemittels, das aus dem Zuströmungsraum 30c in den Druckerhöhungsraum 20e, der später beschrieben werden soll, strömt, gefördert werden kann.
Das Durchgangsloch des Mittelkörpers 33 hat einen Teil 33, in dem eine Kältemitteldurchgangsfläche in der Kältemittelströmungsrichtung allmählich verkleinert ist, um in einem Bereich, wo die Unterseite des Düsenkörpers 32 eingesetzt ist, das heißt, einem Bereich in dem der Mittelkörper 33 und der Düsenkörper 32 einander überlappen, wenn sie in einer Radialrichtung senkrecht zu der Achsenlinie betrachtet werden, einer Außenumfangsform der angeschrägten Spitze des Düsenkörpers 32 zu entsprechen Entsprechend wird ein Ansaugdurchgang 30d zwischen einer Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs und einer Außenumfangsoberfläche der Unterseite des Düsenkörpers 32 ausgebildet, und der Zuströmungsraum 30c steht durch den Ansaugdurchgang 30d mit einer strömungsabwärtigen Seite des Druckverringerungsraums 30b in der Kältemittelströmung in Verbindung.
Das heißt, in dieser Ausführungsform wird durch den Ansaugkältemitteleinlassdurchgang 30h, den Zuströmungsraum 30c und den Ansaugdurchgang 30d ein Ansaugdurchgang 13b definiert, der das Kältemittel durch die Kältemittelansaugöffnung 31b von außen ansaugt. Ferner ist auch ein Querschnitt des Ansaugdurchgangs 13b senkrecht zu der Mittelachse des Ansaugdurchgangs 13b zu einer ringförmigen Form ausgebildet, und das angesaugte Kältemittel strömt in dem Ansaugdurchgang 13b von der Außenumfangsseite in Richtung der Innenumfangsseite der Mittelachse, während es wirbelt.
Auch ist ein Druckerhöhungsraum 30e, der zu einer im Wesentlichen kreisförmigen Kegelstumpfform ausgebildet ist, die sich in der Kältemittelströmungsrichtung allmählich ausbreitet, in dem Durchgangsloch des Mittelkörpers 33 auf der strömungsabwärtigen Seite des Ansaugdurchgangs 30d in der Kältemittelströmung ausgebildet Der Druckerhöhungsraum 30e ist ein Raum, in dem das ausgestoßene Kältemittel, das von dem vorstehend erwähnten Düsendurchgang 13a ausgestoßen wird, mit dem Ansaugkältemittel vermischt wird, das von dem Ansaugdurchgang 30d angesaugt wird.
Die Unterseite des vorstehend erwähnten Durchgangsausbildungselements 35 befindet sich in dem Druckerhöhungsraum 30e, Ferner ist ein Spreizwinkel der konisch geformten Seitenoberfläche des Durchgangsausbildungselements 35 in dem Druckerhöhungsraum 30e kleiner als ein Spreizwinkel des kreisförmigen Kegelstumpfraums des Druckerhöhungsraums 30e. Daher ist die Kältemitteldurchgangsfläche in Richtung der strömungsabwärtigen Seite in der Kältemittelströmung allmählich vergrößert.
In dieser Ausführungsform wird die Kältemitteldurchgangsfläche wie vorstehend vergrößert, Folglich ist der Kältemitteldurchgang, der zwischen der Innenumfangsoberfläche des Mittelkörpers 33 und der Außenumfangsoberfläche des Unterteils des Durchgangsausbildungselements 35 ausgebildet ist und den Druckerhöhungsraum 30e aufbaut, als ein Diffusordurchgang 13c ausgebildet, der als ein Diffusor wirkt Der Diffusordurchgang 13c wandelt die Geschwindigkeitsenergien einer Mischung des Ausstoßkältemittels und des Ansaugkältemittels in eine Druckenergie um Das heißt, in dem Diffusordurchgang 13c werden das Ausstoßkältemittel und das Ansaugkältemittel miteinander vermischt und ihr Druck erhöht.
Ferner hat ein Querschnitt des Diffusordurchgangs 13c senkrecht zu der Mittelachse auch eine ringförmige Form Wie in 3 schematisch dargestellt, hat das Kältemittel, das durch den Diffusordurchgang 13c strömt, auch eine Geschwindigkeitskomponente in eine Wirbelrichtung in der gleichen Richtung wie der des Kältemittels, das in dem Wirbelraum 30a wirbelt.
Als nächstes wird die Antriebsvorrichtung 37, die innerhalb des Mittelkörpers 33 angeordnet ist und das Durchgangsausbildungselement 35 verschiebt, beschrieben Die Antriebsvorrichtung 37 ist mit einer kreisförmigen laminierten Membran 37a aufgebaut, die ein auf Druck ansprechendes Element ist Wie insbesondere in 2 dargestellt, wird die Membran 37a etwa mittels Schweißen fixiert, um einen zylindrischen Raum, der auf der Außenumfangsseite des Mittelkörpers 33 ausgebildet ist, in zwei obere und untere Räume zu unterteilen.
Der obere Raum (die Seite des Zuströmungsraums 30c) der zwei Räume, die von der Membran 37a unterteilt werden, baut einen abgedichteten Raum 37b auf, in dem ein temperaturempfindliches Medium eingeschlossen ist. Ein Druck des temperaturempfindlichen Mediums ändert sich gemäß einer Temperatur des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels Das temperaturempfindliche Medium, das die gleiche Zusammensetzung wie die eines Kältemittels hat, das in dem Ejektorkältekreislauf 10 zirkuliert, ist in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossen, so dass es eine vorgegebene Dichte hat Folglich ist das temperaturempfindliche Medium dieser Ausführungsform ein Medium, das hauptsächlich R134a enthält.
Andererseits baut der untere Raum der zwei durch die Membran 37a unterteilten Räume einen Einleitungsraum 37c auf, in den das aus dem Verdampfer 14 strömende Kältemittel durch einen nicht gezeigten Verbindungskanal eingeleitet wird, Daher wird die Temperatur des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels über ein Kappenelement 37d und die Membran 37a auf das in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossene temperaturempfindliche Medium übertragen, Das Kappenelement 37d unterteilt den Zuströmungsraum 30c des abgedichteten Raums 37b.
Detaillierter ist, wie aus 2 und 3 offensichtlich, in dieser Ausführungsform der Ansaugdurchgang 13b auf der Oberseite des Mittelkörpers 33 angeordnet, und der Diffusordurchgang 13c ist in einem Bereich angeordnet, der sich von der Mittelachsenseite des Mittelkörpers 33 zu seiner Unterseite erstreckt. Daher ist wenigstens ein Teil der Antriebsvorrichtung 37 an einer Position angeordnet, die aus der Radialrichtung der Achsenlinie gesehen in der Vertikalrichtung zwischen dem Ansaugdurchgang 13b und dem Diffusordurchgang 13c eingeschoben ist.
Der abgedichtete Raum 37b der Antriebsvorrichtung 37 ist an einer Position angeordnet, wo der Ansaugdurchgang 13b den Diffusordurchgang 13c überlappt, und an einer Position, die von dem Ansaugdurchgang 13b und dem Diffusordurchgang 13c umgeben ist, wenn sie aus einer Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 30a und des Durchgangsausbildungselements 35 betrachtet wird. Mit diesem Aufbau wird die Temperatur des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels auf den abgedichteten Raum 37b übertragen, und ein Innendruck in dem abgedichteten Raum 37b wird ein Druck, der der Temperatur des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels entspricht.
Ferner wird die Membran 37a gemäß einem Differentialdruck zwischen dem Innendruck des abgedichteten Raums 37b und dem Druck Kältemittels, das von dem Verdampfer 14 in den Einleitungsraum 37c geströmt ist, verformt Aus diesem Grund wird bevorzugt, dass die Membran 37a aus einem Material hergestellt ist, das sehr elastisch ist, eine hervorragende Wärmeleitung hat und robust ist Zum Beispiel ist es wünschenswert, dass die Membran 37a aus einem Metalllaminat ausgebildet ist, das aus nichtrostendem Stahl (SUS304) hergestellt ist
Eine obere Endseite einer zylindrischen Betätigungsstange 37e ist etwa mittels Schweißen mit einem Mittelteil der Membran 37a verbunden, und eine untere Endseite der Betätigungsstange 37e ist an einer radial äußeren und untersten Seite (Bodenseite) des Durchgangsausbildungselements 35 fixiert Mit diesem Aufbau sind die Membran 37a und das Durchgangsausbildungselement 35 miteinander gekoppelt, und das Durchgangsausbildungselement 35 wird gemäß einer Verschiebung der Membran 37a verschoben, um die Kältemitteldurchgangsfläche des Düsendurchgangs 13a (Durchgangsquerschnittsfläche in dem Teil 30m mit minimaler Durchgangsfläche) zu regulieren.
Insbesondere wenn die Temperatur (der Überhitzungsgrad) des Kältemittels, das aus dem Verdampfer 14 in den Zuströmungsraum 30c strömt, ansteigt, steigt ein Sättigungsdruck des temperaturempfindlichen Mediums, das in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossen ist, um einen Differenzdruck zu erhöhen, der erhalten wird, indem der Druck des Einleitungsraums 37c von dem Innendruck des abgedichteten Raums 37b subtrahiert wird Folglich verschiebt die Membran 37a das Durchgangsausbildungselement 35 in eine Richtung, in der die Durchgangsquerschnittsfläche in dem Teil 30m mit minimaler Durchgangsfläche vergrößert wird (in der Vertikalrichtung nach unten).
Wenn andererseits die Temperatur (der Überhitzungsgrad) des Kältemittels, das aus dem Verdampfer 14 in den Zuströmungsraum 30c strömt, fällt, fällt ein Sättigungsdruck des in dem abgedichteten Raum 37b eingeschlossenen temperaturempfindlichen Mediums, um den Differenzdruck zu verringern, der erhalten wird, indem der Druck des Einleitungsraums 37c von dem Innendruck des abgedichteten Raums 37b subtrahiert wird Mit dem vorstehenden Aufbau verschiebt die Membran 37a das Durchgangsausbildungselement 35 in eine Richtung, in der die Durchgangsquerschnittsfläche des Teils 30m mit minimaler Durchgangfläche verringert wird (in Richtung der Oberseite in der Vertikalrichtung).
Die Membran 37a verschiebt das Durchgangsausbildungselement 35, wie vorstehend beschrieben, gemäß der Temperatur des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels vertikal Als ein Ergebnis kann die Durchgangsquerschnittsfläche des Teils 30m mit minimaler Durchgangsfläche derart eingestellt werden, dass der Uberhitzungsgrad des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels näher an einen vorgegebenen Wert kommt. Eine Lücke zwischen der Betätigungsstange 37e und dem Mittelkörper 33 wird durch ein Abdichtungselement, wie etwa einen nicht gezeigten O-Ring, abgedichtet, und das Kältemittel läuft nicht durch die Lücke aus, selbst wenn die Betätigungsstange 37e verschoben wird.
Die Unterseite des Durchgangsausbildungselements 35 wird einer Last einer Spiralfeder 40 ausgesetzt, die an dem unteren Körper 34 fixiert ist. Die Spiralfeder 40 übt die Last aus, die das Durchgangsausbildungselement 35 derart drückt, dass die Durchgangsquerschnittsfläche in dem Teil 30m mit minimaler Durchgangsfläche verkleinert wird Mit der Regulierung dieser Last kann ein Ventilöffnungsdruck des Durchgangsausbildungselements 35 geändert werden, um einen Zielüberhitzungsgrad zu ändern.
Ferner werden in dieser Ausführungsform die mehreren (insbesondere zwei) zylindrischen Räume in dem Teil des Mittelkörpers 33 auf der radial äußeren Seite bereitgestellt, und die jeweiligen kreisförmigen laminierten Membranen 37a werden in diesen Räumen fixiert, um zwei Antriebsvorrichtungen 37 aufzubauen Jedoch ist die Anzahl von Antriebsvorrichtungen 37 nicht auf diese Zahl beschränkt Wenn die Antriebsvorrichtungen 37 an mehreren Stellen bereitgestellt werden, ist es wünschenswert, dass die Antriebsvorrichtung 37 in regelmäßigen Abständen in Bezug auf die jeweiligen Mittelachsen angeordnet ist.
Alternativ kann eine Membran, die aus der ringförmigen dünnen Platte ausgebildet ist, in einem Raum mit einer aus der Axialrichtung gesehen ringförmigen Form fixiert werden, und die Membran und das Durchgangsausbildungselement 35 können durch mehrere Betätigungsstangen miteinander gekoppelt werden
Als nächstes wird der untere Körper 34 aus einem kreisförmigen zylindrischen Metallelement ausgebildet und etwa mittels Verschrauben in dem Gehäusekörper 31 fixiert, um eine Unterseite des Gehäusekörpers 31 zu schließen In dem Innenraum des Gehäusekörpers 31 ist der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f, der Gas und Flüssigkeit des Kältemittels, das aus dem Diffusordurchgang 13c geströmt ist, voneinander abscheidet, zwischen der Oberseite des unteren Körpers 34 und der Unterseite des Mittelkörpers 33 bereitgestellt
Der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f ist als ein Raum mit einer Rotationskörperform, wie etwa einer im Wesentlichen zylindrischen Form, ausgebildet, und die Mittelachse des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f ist ebenfalls koaxial mit den Mittelachsen des Wirbelraums 30a und des Druckverringerungsraums 30b angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben, strömt das Kältemittel in dem Diffusordurchgang 13c entlang des Kältemitteldurchgangs mit einem ringförmigen Querschnitt, während es wirbelt Daher hat das Kältemittel, das von dem Diffusordurchgang 13c in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f strömt, auch eine Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung Daher werden das Gas und die Flüssigkeit des Kältemittels durch die Wirkung der Zentrifugalkraft innerhalb des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f abgeschieden Außerdem hat eine Innenkapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f ein Volumen, das nicht ausreicht, um wesentlich überschüssiges Kältemittel aufzunehmen, selbst wenn eine Lastvariation in dem Kreislauf auftritt, und der Kältemittelzirkulationsdurchsatz, der in dem Kreislauf zirkuliert wird variiert.
Ein zylindrisches Rohr 34a, das koaxial mit dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f angeordnet ist und sich aufwärts erstreckt, ist in dem Mittelteil des unteren Körpers 34 angeordnet Daher wird flüssigphasiges Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wird, vorübergehend auf der Außenumfangsseite des Rohrs 34a festgehalten und strömt aus der Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel. Ein Ausströmungsdurchgang 34b für gasphasiges Kältemittel ist im Inneren des Rohrs 34a bereitgestellt und leitet das gasphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wird, zu der Auslasssöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel.
Ferner ist ein Einlassteil 30j eines Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel auf einer Unterseite (eine Seite, wo ein Raum, in dem das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel gelagert wird, ausgebildet ist) einer Innenumfangswandoberfläche, die den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f des Gehäusekörpers 31 definiert, ausgebildet Der Einlassteil 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel leitet das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel zu der Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel.
Die vorstehend erwähnte Spiralfeder 40 ist an einem oberen Ende des Rohrs 34a fixiert Die Spiralfeder 40 wirkt auch als ein Schwingungsabsorptionselement, das die Schwingung des Durchgangsausbildungselements 35 dämpft, die durch ein Pulsieren des Drucks bewirkt wird, das erzeugt wird, wenn der Druck des Kältemittels verringert wird
Ein Einlassteil 34d eines Ölrückführungsdurchgangs 34c ist in einer oberen Oberfläche einer Außenumfangsseite des Rohrs 34 in den unteren Körper 34, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, das heißt, in einen Abschnitt, der den Boden des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f bildet, geöffnet Der Ölrückführungsdurchgang 34c ist ein Kältemitteldurchgang, der das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel, in welches das Kältemaschinenöl gemischt ist, zu dem Ausströmungsdurchgang für gasphasiges Kältemittel 34b leitet. Der Ölrückführungsdurchgang 34c ist zu einer Form ausgebildet, die sich parallel zu dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f erstreckt Der Ölrückführungsdurchgang 34c erstreckt sich parallel zu der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35.
Wie ferner durch eine Querschnittansicht von 4 angezeigt, ist der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c an einer Position näher an der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f als die Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 angeordnet Andererseits ist ein Auslassteil 34e des Ölrückführungsdurchgangs 34c in den Ausströmungsdurchgang 34b für gasphasiges Kältemittel geöffnet.
In einer Querschnittoberfläche senkrecht zu der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35 sind ein Liniensegment L1, das sich von der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 in Richtung der Mitte eines Einlassteils 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel erstreckt, und ein Liniensegment L2, das sich von der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 in Richtung der Mitte des Einlassteils 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c erstreckt, auf der gleichen Geraden angeordnet.
Das heißt, in dieser Ausführungsform ist ein Winkel θ, der zwischen dem Liniensegment L1 und dem Liniensegment L2 definiert ist, 180°. Daher wird der zwischen dem Liniensegment L1 und dem Liniensegment L2 definierte Winkel auf einen Winkel festgelegt, in dem der Einlassteil 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel und der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c am weitesten voneinander beabstandet sind.
Wenn die Durchgangsquerschnitte des Einlassteils 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel und des Einlassteils 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c nicht kreisförmig ausgebildet sind, können die Schwerpunkte der Durchgangsquerschnitte der jeweiligen Einlassteile 30j und 34c als die Mitte des Einlassteils 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel und die Mitte des Einlassteils 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c verwendet werden.
Die Auslassöffnung 31c des Ejektors 13 für flüssigphasiges Kältemittel ist, wie in 1 dargestellt, mit einer Einlassseite des Verdampfers 14 verbunden Der Verdampfer 14 ist ein Wärmetauscher zum Aufnehmen von Wärme, die ein Niederdruckkältemittel, dessen Druck von dem Ejektor 13 verringert wird, verdampft, und durch Austauschen von Wärme zwischen dem Niederdruckkältemittel und Gebläseluft, die von einem Gebläseventilator 14a in das Fahrzeuginnere geblasen wird, eine Wärmeaufnahmetätigkeit durchführt.
Der Gebläseventilator 14a ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (die Menge an Gebläseluft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben wird Eine Auslassseite des Verdampfers 14 ist mit der Kältemittelansaugöffnung 31b des Ejektors 13 verbunden Ferner ist die Auslassöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel des Ejektors 13 mit der Ansaugseite des Kompressors 11 verbunden.
Als nächstes umfasst die (nicht gezeigte) Steuervorrichtung einen wohlbekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und periphere Schaltungen des Mikrocomputers. Die Steuervorrichtung steuert die Betriebe der vorstehend erwähnten verschiedenen elektrischen Aktuatoren 11b, 12d und 14a und ähnlicher durch Durchführen verschiedener Berechnungen und der Verarbeitung auf der Basis eines auf dem ROM gespeicherten Steuerprogramms
Ferner ist eine Sensorgruppe zum Steuern der Klimatisierung, wie etwa ein Innenlufttemperatursensor zum Erfassen einer Fahrzeuginnentemperatur, ein Außenlufttemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Außenluft, ein Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen der Menge an Sonnenstrahlung in dem Fahrzeuginneren, ein Verdampfungstemperatursensor zum Erfassen der Ausblaslufttemperatur von dem Verdampfer 14 (der Temperatur des Verdampfers), ein auslassseitiger Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines Kältemittels auf der Auslassseite des Wärmestrahlers 12 und ein auslassseitiger Drucksensor zum Erfassen des Drucks des auf der Auslassseite des Wärmestrahlers 12 vorhandenen Kältemittels, mit der Steuervorrichtung verbunden Folglich werden Erfassungswerte der Sensorgruppe in die Steuervorrichtung eingespeist.
Außerdem ist ein (nicht gezeigtes) Bedienfeld, das in der Nähe einer Armaturenbretttafel angeordnet ist, mit der Eingangsseite der Steuervorrichtung verbunden, und Bediensignale, die von verschiedenen Bedienschaltern ausgegeben werden, die auf dem Bedienfeld montiert sind, werden in die Steuervorrichtung eingespeist, Ein Klimaanlagenbedienschalter, der verwendet wird, um die Klimatisierung in dem Fahrzeuginneren durchzuführen, ein Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter, der verwendet wird, um die Temperatur der in dem Fahrzeuginneren vorhandenen Luft festzulegen, und ähnliches sind als die verschiedenen Bedienschalter, die auf dem Bedienfeld montiert sind, bereitgestellt.
Indessen ist die Steuervorrichtung dieser Ausführungsform mit einer Steuervorrichtung zum Steuern der Betriebe verschiedener Steuerzielvorrichtungen integriert, die mit der Ausgangsseite der Steuervorrichtung verbunden sind, aber die Struktur (Hardware und Software) der Steuervorrichtung, die die Betriebe der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen steuert, bildet die Steuereinheit der jeweiligen Zielsteuervorrichtungen Zum Beispiel bildet eine Struktur (Hardware und Software), die den Betrieb des Elektromotors 11b des Kompressors 11 steuert, eine Steuereinheit für das Ausstoßvermögen in dieser Ausführungsform
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform mit dem vorstehend erwähnten Aufbau unter Bezug auf ein Mollier-Diagramm von 5 beschrieben Die Ordinatenachse in dem Mollier-Diagramm stellt einen P0, P1 und P2 in 3 entsprechenden Druck dar Zuerst, wenn ein Bedienschalter des Bedienfelds eingeschaltet wird, betreibt die Steuervorrichtung den Elektromotor 11b des Kompressors 11, den Kühlventilator 12d und den Gebläseventilator 14a und ähnliche Folglich saugt der Kompressor 11 ein Kältemittel an und komprimiert es und stößt das Kältemittel aus.
Das gasphasige Kältemittel (Punkt a5 in 5), das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird und eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, strömt in den Kondensator 12a des Wärmestrahlers 12 und wird durch Austauschen von Wärme zwischen der Gebläseluft (Außenluft), die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und sich selbst durch Abstrahlen von Wärme kondensiert. Das Kältemittel, das in dem Kondensator 12a Wärme abgestrahlt hat, wird in dem Aufnehmerteil 12b in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Ein flüssigphasiges Kältemittel, das in dem Aufnehmer 12b der Gas-Flüssigkeitsabscheidung unterzogen wurde, wird durch Austauschen von Wärme zwischen der Gebläseluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und sich selbst in dem Unterkühlungsabschnitt 12c und weiteres Abstrahlen von Wärme in eine unterkühltes flüssigphasiges Kältemittel geändert (von dem Punkt a5 zu dem Punkt b5 in 5).
Das unterkühlte flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Unterkühlungsabschnitt 12c des Wärmestrahlers 12 geströmt ist, wird durch den Düsendurchgang 13a isentrop dekomprimiert und ausgestoßen (von dem Punkt b5 zu dem Punkt c5 in 5). Der Düsendurchgang 13a ist zwischen der Innenumfangsoberfläche des Druckverringerungsraums 30b des Ejektors 13 und der Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements 35 definiert. In dieser Situation wird die Kältemitteldurchgangsfläche in dem Teil 30m mit minimaler Durchgangsfläche des Druckverringerungsraums 30b derart reguliert, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des Verdampfers 14 nahe an einen vorgegebenen Wert kommt.
Das Kältemittel, das aus dem Verdampfer 14 geströmt ist, wird aufgrund der Saugwirkung des Ausstoßkältemittels, das von dem Düsendurchgang 13a ausgestoßen wurde, durch die Kältemittelansaugöffnung 31b und den Ansaugdurchgang 13b (den Zuströmungsraum 30c und den Ansaugdurchgang 30d) angesaugt Außerdem strömen das Ausstoßkältemittel, das von dem Düsendurchgang 13a ausgestoßen wird, und das Ansaugkältemittel, das durch den Ansaugdurchgang 13b gesaugt wird, und ähnliche in den Diffusordurchgang 13c (von dem Punkt c5 zu dem Punkt d5 und von dem Punkt h5 zu dem Punkt d5 in 5).
In dem Diffusordurchgang 13c wird die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels aufgrund der vergrößerten Kältemitteldurchgangsfläche in die Druckenergie umgewandelt. Als ein Ergebnis wird der Druck des vermischten Kältemittels erhöht, während das Ausstoßkältemittel und das Ansaugkältemittel miteinander vermischt werden (von dem Punkt d5 zu dem Punkt e5 in 5). Das Kältemittel, das aus dem Diffusordurchgang 13c geströmt ist, wird in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f in Gas und Flüssigkeit abgeschieden (von dem Punkt e5 zu dem Punkt f5 und von dem Punkt e5 zu dem Punkt g5 in 5).
Das flüssigphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wurde, strömt aus der Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel und strömt in den Verdampfer 14. Das Kältemittel, das in den Verdampfer 14 geströmt ist, nimmt Wärme aus der von dem Gebläseventilator 14a geblasenen Luft auf und verdampft, und die Gebläseluft wird gekühlt (Punkt g5 zu Punkt h5 in 5) Andererseits strömt das gasphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wurde, aus der Auslassöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel, um in den Kompressor 11 gesaugt und erneut komprimiert zu werden (Punkt f5 zu dem Punkt a5 in 5).
Der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß dieser Ausführungsform arbeitet wie vorstehend beschrieben und kann die Gebläseluft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, kühlen. Da ferner in dem Ejektorkältekreislauf 10 das Kältemittel, dessen Druck von dem Diffusordurchgang 13c verringert wird, in den Kompressor 11 gesaugt wird, kann die Antriebsleistung des Kompressors 11 verringert werden, um die Kreislaufleistung (COP) zu verbessern.
Ferner wirbelt das Kältemittel gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform in dem Wirbelraum 30a mit den Ergebnissen, dass ein Kältemitteldruck auf einer Wirbelmittenseite in dem Wirbelraum 30a auf einen Druck eines gesättigten flüssigphasigen Kältemittels oder einen Druck, bei dem der Druck des Kältemittels verringert und es gesiedet werden kann (Hohlraumbildung tritt auf), verringert werden kann. Mit dem vorstehenden Betrieb ist auf einer Innenumfangsseite eine größere Menge an gasphasigem Kältemittel als auf einer Außenumfangsseite einer Wirbelmittelachse vorhanden Dies führt zu einem zweiphasigen Trennungszustand, in dem das Kältemittel nur eine Gasphase in der Nachbarschaft einer Wirbelmittellinie innerhalb des Wirbelraums 30a hat und nur eine flüssige Phase um deren Nachbarschaft hat.
Das Kältemittel, das, wie vorstehend beschrieben, in den Zweiphasentrennungszustand gekommen ist, strömt in den Düsendurchgang 13a Als ein Ergebnis wird in dem konvergenten Teil 131 des Düsendurchgangs 13a das Sieden des Kältemittels durch die Wandoberfläche gefördert, wobei das Sieden erzeugt wird, wenn das Kältemittel von der Außenumfangsseitenwandoberfläche des ringförmigen Kältemitteldurchgangs getrennt ist, und das Genzflächensieden durch einen siedenden Kern bewirkt wird, der durch die Hohlraumbildung des Kältemittels auf der Mittelachsenseite des ringförmigen Kältemitteldurchgangs erzeugt wird Folglich kommt das Kältemittel, das in den Teil 30m mit minimaler Durchgangsfläche des Düsendurchgangs 13a strömt, in einen gasförmig-flüssigen Mischzustand, in dem die Gasphase und die flüssige Phase gleichmäßig miteinander vermischt sind.
Die Strömung des Kältemittels in dem gasförmig-flüssigen Mischzustand wird in der Nachbarschaft des Teils 30m mit minimaler Durchgangsfläche blockiert (gedrosselt) Das Kältemittel in dem gasförmig-flüssigen Mischzustand, das durch das Drosseln die Schallgeschwindigkeit erreicht, wird in dem divergenten Teil 132 beschleunigt und ausgestoßen Wie vorstehend beschrieben, kann das Kältemittel in dem gasförmig-flüssigen Mischzustand durch die Förderung des Siedens, die sowohl durch das Wandoberflächensieden als auch das Grenzflächensieden bewirkt wird, effektiv auf die Schallgeschwindigkeit beschleunigt werden. Als ein Ergebnis kann der Energieumwandlungswirkungsgrad (entsprechend dem Düsenwirkungsgrad) in dem Düsendurchgang 13a verbessert werden.
Außerdem verwendet der Ejektor 13 dieser Ausführungsform das Durchgangsausbildungselement 35 mit einer konischen Form, deren Querschnittfläche mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum 30b zunimmt, Die Querschnittfläche des Diffusordurchgangs 13c ist in einer ringförmigen Form ausgebildet. Daher kann der Diffusordurchgang 13c eine Form haben, die sich mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum 30b entlang des Außenumfangs des Durchgangsausbildungselements 35 ausdehnt, und das durch den Diffusordurchgang 13c strömende Kältemittel kann verwirbelt werden.
Da mit dem vorstehenden Aufbau der Strömungskanal für die Druckerhöhung des Kältemittels in dem Diffusordurchgang 13c zu der Spiralform ausgebildet werden kann, kann eine Vergrößerung der Abmessung des Diffusordurchgangs 13c in der Axialrichtung (der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35) im Vergleich zu einem Fall, in dem der Diffusorabschnitt derart geformt ist, dass er sich in der Axialrichtung des Düsenabschnitts erstreckt, begrenzt werden. Als ein Ergebnis kann die Vergrößerung des Körpers des Gesamtejektors 13 beschränkt werden.
Ebenso ist der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f, der Gas und Flüssigkeit des Kältemittels, das aus dem Diffusordurchgang 13c geströmt ist, in dem Körper 30 des Ejektors 13 abscheidet, gemäß dieser Ausführungsform ausgebildet. Folglich kann die Kapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f im Vergleich zu einem Fall, in dem die Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung zusätzlich zu dem Ejektor 13 bereitgestellt ist, wirksam verringert werden.
Das heißt, da das Kältemittel, das aus dem Diffusordurchgang 13c mit der ringförmigen Form im Querschnitt bereits verwirbelt wurde, besteht in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f gemäß dieser Ausführungsform keine Notwendigkeit, einen Raum zum Erzeugen oder Wachsenlassen Wirbelströmung des Kältemittels in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum bereitzustellen Daher kann die Kapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f im Vergleich zu dem Fall, in dem die Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung entfernt von dem Ejektor 13 bereitgestellt ist, effektiv verringert werden.
Gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform ist der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c, der sich in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f öffnet, aus der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35 gesehen an einer Position näher an der Außenumfangsseite als die Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 angeordnet. Mit anderen Worten ist in der Radialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35 ein Abstand zwischen dem Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c und der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 länger als ein Abstand zwischen dem Einlassteil 34d und der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f.
Daher ist die Querschnittsform des Diffusordurchgangs 13c ringförmig ausgebildet, und der Diffusordurchgang hat die Form, die auf der Außenumfangsseite allmählich in Richtung der strömungsabwärtigen Seite in der Kältemittelströmung vergrößert ist Das flüssigphasige Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f lokalisiert ist, kann aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkraft effektiv in den Ölrückführungsdurchgang 34c strömen Das flüssigphasige Kältemittel, in das das Kältemaschinenöl gemischt ist, kann durch den Ausströmungsdurchgang 34b für flüssigphasiges Kältemittel zu der Ansaugseite des Kompressors 11 strömen.
Das heißt, gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform kann der Ejektor realisiert werden, der mit der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung integriert ist, der ermöglicht, dass das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel, in welches das Kältemaschinenöl gemischt ist, geeignet nach außen ausströmt.
Gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform sind das Liniensegment L1, das sich von der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 in Richtung der Mitte des Einlassteils 30j des Auslassdurchgangs für flüssigphasiges Kältemittel erstreckt, und das Liniensegment L2, das sich von der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 in Richtung der Mitte des Einlassteils 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c erstreckt, auf der gleichen Geraden angeordnet Daher kann das gasphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wird, wirksam davon abgehalten werden, in den Ölrückführungsdurchgang 34c zu strömen.
Der Grund ist, dass eine Flüssigkeitsoberfläche des flüssigphasigen Kältemittels innerhalb des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f dazu neigt, in der Nachbarschaft des Einlassteils 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel verringert zu sein Wenn mit anderen Worten das Liniensegment L1 und das Liniensegment L2 auf einer Geraden angeordnet sind, kann der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c an einer Position entfernt von dem Einlassteil 30j des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel angeordnet sein. Daher kann das Senken der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigphasigen Kältemittels in der Nachbarschaft des Einlassteils 34d des Ölrückführungsteils 34c beschränkt werden.
Als ein Ergebnis kann das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene gasphasige Kältemittel effektiv davon abgehalten werden, in den Ölrückführungsdurchgang 34c zu strömen.
Da gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform die Antriebsvorrichtung 37 bereitgestellt ist, kann das Durchgangsausbildungselement 35 gemäß einer Lastschwankung des Kältekreislaufs 10 verschoben werden, um die Kältemitteldurchgangsfläche des Düsendurchgangs 13a und des Diffusordurchgangs 13c zu regulieren. Daher kann der Ejektor 13 gemäß der Lastvariation des Ejektorkältekreislaufs 10 geeignet arbeiten.
Da ferner der abgedichtete Raum 37b, in dem ein temperaturempfindliches Medium eingeschlossen ist, in der Antriebsvorrichtung 37 an einer Position angeordnet ist, die zwischen dem Ansaugdurchgang 13b und dem Diffusordurchgang 13c eingeschoben ist, kann ein zwischen dem Ansaugdurchgang 13b und dem Diffusordurchgang 13c ausgebildeter Raum effektiv genutzt werden. Als ein Ergebnis kann die Vergrößerung des Körpers als der Gesamtejektor weiter verhindert werden.
Da überdies der abgedichtete Raum 37b an der Position angeordnet ist, die von dem Ansaugdurchgang 13b und dem Diffusordurchgang 13c umgeben ist, wird die Temperatur des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels, des durch den Ansaugdurchgang 13b strömenden Kältemittels hervorragend auf das temperaturempfindliche Medium übertragen, ohne durch eine Außenlufttemperatur beeinflusst zu werden, und der Druck in dem abgedichteten Raum 37b kann entsprechend geändert werden. Das heißt, der Druck innerhalb des abgedichteten Raums 37b kann mit hoher Genauigkeit gemäß der Temperatur des Ausströmungskältemittels von dem Verdampfer 14 geändert werden.
In einer zweiten Ausführungsform ist eine Mündung 36, die eine Ausströmungsdurchgangsdruckverringerungsvorrichtung zur Verringerung eines Drucks des Kältemittels, das aus dem Auslassteil 34e des Ölrückführungsdurchgangs 34c beispielhaft darstellt, im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, wie in einer Querschnittansicht von 6 dargestellt, in dem Auslassdurchgang 34b für gasphasiges Kältemittel des Ejektors 13 angeordnet. Detaillierter verringert die Mündung 36 eine Verbindungsquerschnittfläche innerhalb des Ausströmungsdurchgangs 34b für gasphasiges Kältemittel, um den Druck von Kältemittel, das aus dem Auslassteil 34e des Ölrückführungsdurchgangs 34c strömt, zu verringern.
Die anderen Aufbauten des Ejektors 13 und des Ejektorkältekreislaufs 10 sind identisch zu denen in der ersten Ausführungsform. Entsprechend können selbst in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Da ferner in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform die Mündung 36 bereitgestellt ist, kann der Kältemitteldruck in dem Auslassteil 34e weiter verringert werden als der Kältemitteldruck in dem Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c . Daher kann das flüssigphasige Kältemittel, in welches das Kältemaschinenöl gemischt ist, sicher aus der Ansaugseite des Kompressors 11 strömen. Ferner kann mit der geeigneten Festlegung der Dekompressionsgröße in der Mündung 36 ein Durchsatz des flüssigphasigen Kältemittels, das zu der Ansaugseite des Kompressors 11 zurückkehrt, durch den Ölrückführungsdurchgang 34c geeignet eingestellt werden.
In einer dritten Ausführungsform ist im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, wie in einer Querschnittansicht von 7 dargestellt, ein Vorratsbehälterloch 34f angeordnet. Insbesondere wird das Vorratsbehälterloch 34f ausgebildet, indem ein Abschnitt, der eine obere Oberfläche der Außenumfangsseite des Rohrs 34a in dem unteren Körper 34, das heißt, einen Boden des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f, bildet, einer Senkbohrungsverarbeitung unterzogen, um den Boden auf der Unterseite zu vertiefen.
Daher bildet das Vorratsbehälterloch 34f einen untersten Raum des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f darin, und das flüssigphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wird, strömt bevorzugt in das Vorratsbehälterloch 34f. Ferner ist ein Innendurchmesser des Vorratsbehälterlochs 34f derart ausgebildet, dass es größer als ein Durchgangsdurchmesser des Ölrückführungsdurchgangs 34c ist, und der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c ist in dieser Ausführungsform in den Boden das Vorratsbehälterlochs 34f geöffnet.
Die anderen Aufbauten des Ejektors 13 und des Ejektorkältekreislaufs 10 sind identisch zu denen in der ersten Ausführungsform. Entsprechend können selbst in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Ferner ist in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform das Vorratsbehälterloch 34f in dem Abschnitt ausgebildet, der den Boden des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f bildet, und der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c ist in das Vorratsbehälterloch 34f geöffnet. Selbst wenn daher die Flüssigkeitsoberfläche in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f durch Lastschwankungen gesenkt wird, oder selbst wenn die Flüssigkeitsoberfläche des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f durch die Neigung eines Fahrzeugs gesenkt wird, kann das flüssigphasige Kältemittel, in welches das Kältemaschinenöl gemischt ist, stabil in den Ölrückführungsdurchgang strömen.
Es ist unnötig zu sagen, dass das Vorratsbehälterloch 34f auf den Ejektor 13 mit der Mündung 36, welche die Ausströmungsdurchgangsdruckverringerungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform beispielhaft darstellt, angewendet werden kann.
In einer vierten Ausführungsform wird eine Beschreibung eines Beispiels gegeben, in dem, wie in 8A und 8B angezeigt, mehrere Strömungsregulierungsplatten 38, die die Wirbelförderungsöffnung beispielhaft darstellen, zu dem Ejektor 13 der ersten Ausführungsform hinzugefügt sind, um das Wirbeln des aus dem Diffusordurchgang 13c strömenden Kältemittels um eine Achse des Durchgangsausbildungselements 35 herum zu fördern. Wenn das Durchgangsausbildungselement 35 in 8A aus der Axialrichtung betrachtet wird, wird eine Strömungsrichtung des Kältemittels, das entlang einer konischen Seite des Durchgangsausbildungselements 35 strömt, durch dicke massive Pfeile schematisch dargestellt und die Strömungsregulierungsplatten 38 werden ebenfalls schematisch dargestellt.
Detaillierter sind die Strömungsregulierungsplatten 38 auf Abschnitten angeordnet, weiche die Außenumfangsseite eines untersten Abschnitts des Durchgangsausbildungselements 35 und die Kältemittelauslassseite des Diffusordurchgangs 13c bilden. Ferner sind die Strömungsregulierungsplatten 38 aus Plattenelementen ausgebildet, die in der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35 verteilt sind. Wie in 8A dargestellt, sind die Strömungsregulierungsplatten 38 ringförmig um die Achse des Durchgangsausbildungselements 35 herum angeordnet.
Die jeweiligen Strömungsregulierungsplatten 38 sind derart angeordnet, dass ihre Plattenoberflächen in Bezug auf eine Radialrichtung geneigt sind, wenn sie aus der Axialrichtung betrachtet werden. Das aus dem Diffusordurchgang 13c strömende Kältemittel strömt entlang der Plattenoberflächen der jeweiligen Strömungsregulierungsplatten 38, um die Strömung des Kältemittels, das aus dem Diffusordurchgang 13c strömt, in der Wirbelrichtung zu fördern Andere Strukturen und Betriebe sind die Gleichen wie die der ersten Ausführungsform. Folglich können selbst in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Zum Beispiel in einem Betriebszustand, in dem der Kältemitteldurchsatz, der in dem Kreislauf strömt, mit der Verringerung einer Wärmelast des Ejektorkältekreislaufs 10 verringert wird, kann eine Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung im Vergleich zu der Geschwindigkeitskomponente in der Axialrichtung radikal verringert werden oder die Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung kann in den Geschwindigkeitskomponenten des in dem Diffusordurchgang 13c strömenden Kältemittels fast beseitigt werden.
Da im Gegensatz dazu gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform die Strömungsregulierungsplatten 38, die den Wirbelförderungsabschnitt beispielhaft darstellen, bereitgestellt werden, kann das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f strömt, wie durch die dicken massiven Pfeile in 8A und 8B angezeigt, ungeachtet der Betriebsbedingungen des Ejektorkältekreislaufs 10 um die Achse des Durchgangsausbildungselements 35 wirbeln. Daher kann die Zentrifugalkraft sicher auf das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f angewendet werden.
Als ein Ergebnis kann gemäß dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform das in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f strömende Kältemittel ungeachtet der Betriebsbedingungen des Ejektorkältekreislaufs 10 sicher in Gas und Flüssigkeit abgeschieden werden Außerdem kann das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in den Ölrückführungsdurchgang 34c strömen, während es sicher auf der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f lokalisiert wird.
In dieser Ausführungsform werden die Strömungsregulierungsplatten 38, die jeweils zu der Plattenform ausgebildet sind, beschrieben. Jedoch sind die Strömungsregulierungsplatten 38 nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Wenn das Strömen des Kältemittels während des Wirbelns um die Achse des Durchgangsausbildungselements 35 gefördert werden kann, können die Strömungsregulierungsplatten 38 eine Form haben, die entlang der Wirbelströmungsrichtung gekrümmt ist, wenn sie aus der Axialrichtung betrachtet werden.
In dieser Ausführungsform sind, wie in 8A dargestellt, mehrere Strömungsregulierungsplatten 38 in einer sogenannten Verzögerungskaskadenanordnung angeordnet, in der ein Abstand zwischen den jeweiligen Strömungsregulierungsplatten 38 auf der Kältemittelströmungsauslassseite breiter als ein Abstand zwischen den jeweiligen Strömungsregulierungsplatten 38 auf der Einlassseite ist. Gemäß dem vorstehenden Aufbau können die Strömungsregulierungsplatten 38 als ein Diffusor wirken, der die Durchgangsquerschnittsfläche des Kältemitteldurchgangs, die zwischen den jeweiligen benachbarten Strömungsregulierungsplatten 38 definiert ist, allmählich vergrößert, um eine Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in eine Druckenergie umzuwandeln.
Ferner ist die Anordnung der Strömungsregulierungsplatten 38 nicht auf die vorstehende Anordnung beschränkt, sondern sie kann in einer sogenannten Beschleunigungskaskadenanordnung (beschleunigende Kaskadenanordnung) angeordnet werden, in der der Abstand zwischen den jeweiligen Strömungsregulierungsplatten 38 auf der Kältemittelströmungsauslassseite schmaler als der Abstand zwischen den jeweiligen Strömungsregulierungsplatten 38 auf der Kältemittelströmungseinlassseite ist Da gemäß diesem Aufbau die Durchgangsquerschnittsfläche des Kältemitteldurchgangs, der zwischen den jeweiligen benachbarten Strömungsregulierungsplatten 38 definiert ist, allmählich verkleinert werden kann, um den Durchsatz in der Wirbelrichtung des Kältemittels zu vergrößern, kann die Wirbelströmung wirksam gefördert werden.
Diese Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann, wie nachstehend beschrieben, vielfältige Modifikationen haben, ohne von dem Geist dieser Offenbarung abzuweichen.
(1) In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c auf dem Abschnitt angeordnet, der den Boden des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f in dem unteren Körper 34 bildet und aus der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35 an einer sichtbaren Position angeordnet Jedoch ist die Anordnung des Einlassteils 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c nicht auf die vorstehende Anordnung beschränkt.
Wenn der Einlassteil 34d des Ölrückführungsdurchgangs 34c mit anderen Worten aus der Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements 35 betrachtet an einer Position näher an der Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f als die Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 angeordnet ist, kann der Einlassteil 34d auf einem Abschnitt angeordnet sein, der eine zylindrische Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f in dem Gehäusekörper 31 bildet, oder kann zum Beispiel auf einer zylindrischen Seite des Rohrs 34a des unteren Körpers 34 angeordnet sein.
(2) In den vorstehenden Ausführungsformen wurde kein detaillierter Aufbau des Ausströmungsdurchgangs 30i für flüssigphasiges Kältemittel, der den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f und die Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel verbindet, beschrieben Wie in einer Querschnittansicht von 9 dargestellt, kann der Ausströmungsdurchgang 30i für flüssigphasiges Kältemittel sich in der Tangentialrichtung der Innenumfangswandoberfläche des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f erstrecken. Mit dem vorstehenden Aufbau wird eine kinetische Energie des in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f wirbelnden Kältemittels effektiv genutzt, und das Kältemittel kann aus der Seite des Verdampfers 14 strömen.
Selbst wenn der Ausströmungsdurchgang 30i für flüssigphasiges Kältemittel, wie vorstehend beschrieben, wie in 9 dargestellt, aufgebaut ist, können das Liniensegment L1 und das Liniensegment L2, wie in 9 dargestellt, auf der gleichen Geraden angeordnet werden. Mit anderen Worten können das Liniensegment L1 und das Liniensegment L2 derart angeordnet werden, dass der Winkel θ, der zwischen dem Liniensegment L1 und dem Liniensegment L2 definiert ist, 180° wird.
Gemäß der Untersuchung des gegenwärtigen Erfinders wird herausgefunden, dass, wenn der zwischen dem Liniensegment L1 und dem Liniensegment L2 definierte Winkel größer oder gleich 90° ist, das gasphasige Kältemittel ausreichend davon abgehalten werden kann, in den Ölrückführungsdurchgang 34c zu strömen.
Selbst wenn daher die mehreren Ölrückführungsdurchgänge 34c und die mehreren Ausströmungsdurchgänge 30i für flüssigphasiges Kältemittel bereitgestellt werden, ist es wünschenswert, dass der zwischen dem Liniensegment L1 und dem Liniensegment L2 definierte Winkel größer oder gleich 90° ist. Wenn zum Beispiel zwei Ölrückführungsdurchgänge 34c und zwei Ausströmungsdurchgänge 30i für flüssigphasiges Kältemittel bereitgestellt werden, können das Liniensegment L1 und das Liniensegment L2 wie in 10 dargestellt angeordnet werden.
Das heißt, die Einlassteile 34d der zwei Ölrückführungsdurchgänge 34c können in Bezug auf die Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 symmetrisch angeordnet werden, und die Einlassteile 30j der zwei Ausströmungsdurchgänge 30i für flüssigphasiges Kältemittel können in Bezug auf die Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 symmetrisch angeordnet sein. Ferner können die jeweiligen vier Einlassteile 34d und 30j in Abständen von 90° in Bezug auf die Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements 35 angeordnet sein Indessen sind 9 und 10 Ansichten, die jeweils 4 der ersten Ausführungsform entsprechen.
(3) In den vorstehenden Ausführungsformen sind die Details der Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel des Ejektors 13 nicht beschrieben. Eine Druckverringerungsvorrichtung (zum Beispiel seitlich fixierte Öffnung mit einer Mündung oder einem Kapillarrohr) zur Druckverringerung des Kältemittels kann auf der Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel angeordnet sein Zum Beispiel kann eine feste Öffnung zu der Auslassöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel hinzugefügt werden, und der Ejektor 13 kann auf einen Ejektorkältekreislauf mit einem zweistufigen Druckerhöhungskompressor angewendet werden
(4) In den vorstehenden Ausführungsformen wurde die Beschreibung des Beispiels gegeben, in dem die Antriebsvorrichtung 37, die das Durchgangsausbildungselement 35 verschiebt, den abgedichteten Raum 37b, in dem das temperaturempfindliche Medium mit dem Druck, der gemäß einer Änderung in der Temperatur geändert wird, abgedichtet ist, und die Membran 37a, die gemäß dem Druck des temperaturempfindlichen Mediums innerhalb des abgedichteten Raums 37b verschoben wird, umfasst Jedoch ist die Antriebsvorrichtung nicht auf diesen Aufbau beschränkt
Zum Beispiel kann ein Thermowachs mit einem Volumen, das gemäß der Temperatur geändert wird, als das temperaturempfindliche Medium verwendet werden, oder ein Aufbau mit einem elastischen Element aus einer Legierung mit Formgedächtnis kann als die Antriebsvorrichtung verwendet werden. Ferner kann ein Aufbau, in dem das Durchgangsausbildungselement 35 durch einen elektrischen Mechanismus, wie etwa einen Elektromotor oder einen Elektromagneten verschoben werden kann, als die Antriebsvorrichtung verwendet werden.
(5) Wenngleich in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen kein Material des Durchgangsausbildungselements 35 beschrieben ist, kann das Durchgangsausbildungselement 35 aus Metall (zum Beispiel Aluminium) oder Harz hergestellt sein Wenn das Durchgangsausbildungselement 35 zum Beispiel aus Harz ausgebildet ist und sein Gewicht verringert ist, kann die Antriebsvorrichtung 37 verkleinert werden und der Körper des gesamten Ejektors 13 kann weiter verkleinert werden.
(6) In den vorstehenden Ausführungsformen wird das Beispiel, in dem der Ejektorkältekreislauf 10 mit dem Ejektor 13 der vorliegenden Offenbarung auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet wird, beschrieben, aber die Anwendung des Ejektorkältekreislaufs 10 mit dem Ejektor 13 ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt Zum Beispiel kann der Ejektorkältekreislauf 10 zum Beispiel auf eine ortsfeste Klimatisierungsvorrichtung, ein Kühllagergebäude, eine Kühl-Heizvorrichtung für einen Verkaufsautomaten, etc. angewendet werden.
(7) In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen wurden Beispiele, in denen ein Unterkühlungswärmetauscher als der Wärmestrahler 12 verwendet wird, beschrieben, aber es ist unnötig zu sagen, dass ein normaler Wärmestrahler, der nur aus dem Kondensator 12a ausgebildet ist, als der Wärmestrahler 12 verwendet werden kann.

Claims

Ejektor für eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung, in dem ein Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors in ein Kältemittel gemischt ist, wobei der Ejektor umfasst: einen Körper (30) mit einer Kältemitteleinlassöffnung (31a), einem Wirbelraum (30a), in dem ein aus einer Kältemitteleinlassöffnung (31a) strömendes Kältemittel verwirbelt wird, einem Druckverringerungsraum (30b), in dem der Druck des aus dem Wirbelraum (30a) strömenden Kältemittels verringert wird, einem Ansaugdurchgang (13b), der mit einer strömungsabwärtigen Seite des Druckverringerungsraums (30b) in einer Kältemittelströmung in Verbindung steht und ein Kältemittel von außen (31b) ansaugt, und einem Druckerhöhungsraum (30e), in dem ein von dem Druckverringerungsraum (30b) ausgestoßenes Ausstoßkältemittel mit einem von dem Ansaugdurchgang (13b) gesaugten Ansaugkältemittel vermischt wird; und ein Durchgangsausbildungselement (35), das wenigstens teilweise im Inneren des Druckverringerungsraums (30b) und im Inneren des Druckerhöhungsraums (30e) angeordnet ist und eine konische Form hat, deren Querschnittsfläche mit dem Abstand von dem Druckverringerungsraum (30b) zunimmt, wobei ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Körpers (30), der den Druckverringerungsraum (30b) definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements (35) bereitgestellt ist, ein Düsendurchgang (13a) ist, der als eine Düse wirkt, die den Druck des aus dem Wirbelraum (30a) strömenden Kältemittels verringert und es ausstößt, ein Kältemitteldurchgang, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Abschnitts des Körpers (30), der den Druckerhöhungsraum (30e) definiert, und einer Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements (35) bereitgestellt ist, ein Diffusordurchgang (13c) ist, der als ein Diffusor wirkt, der den Druck einer Mischung des Ausstoßkältemittels und des Ansaugkältemittels erhöht, der Diffusordurchgang (13c) in einer Querschnittoberfläche senkrecht zu einer Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements (35) eine ringförmige Form hat, der Körper (30) ferner einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f), der das aus dem Diffusordurchgang (13c) strömende Kältemittel durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft in Gas und Flüssigkeit abscheidet, einen Ausströmungsdurchgang (34b) für gasphasiges Kältemittel, durch den ein von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschiedenes gasphasiges Kältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors (11) ausströmt, und einen Ölrückführungsdurchgang (34c), der ein flüssigphasiges Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschieden und mit dem Kältemaschinenöl vermischt wird, von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) zu dem Ausströmungsdurchgang für gasphasiges Kältemittel leitet, umfasst, der Ölrückführungsdurchgang (34c) einen Einlassteil (34d) hat, der in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) offen ist, und ein Abstand von dem Einlassteil (34d) des Ölrückführungsdurchgangs (34c) zu einer Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements (35) in einer Radialrichtung des Durchgangsausbildungselements (35) länger als ein Abstand von dem Einlassteil (34d) zu einer Außenumfangsseite des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums (30f) ist.
Ejektor gemäß Anspruch 1, wobei der Ölrückführungsdurchgang (34c) einen Auslassteil (34e) hat, der in den Ausströmungsdurchgang (34b) für gasphasiges Kältemittel offen ist, und der Ejektor ferner eine Ausströmungsdurchgangsdruckverringerungsvorrichtung (36) umfasst, die einen Druck des aus dem Auslassteil (34e) strömenden Kältemittels in dem Ausströmungsdurchgang (34b) für gasphasiges Kältemittel verringert.
Ejektor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Körper (30) ein Vorratsbehälterloch (34f) hat, das von einem Boden des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums (30f) vertieft ist und ein Loch ist, in welches das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel vorzugsweise über das gasphasige Kältemittel strömt, und der Einlassteil (34d) des Ölrückführungsdurchgangs (34c) in das Vorratsbehälterloch (34f) offen ist.
Ejektor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Körper (30) ferner einen Ausströmungsdurchgang (30i) für flüssigphasiges Kältemittel umfasst, in dem das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel ausströmt, der Ausströmungsdurchgang (30i) für flüssigphasiges Kältemittel einen Einlassteil (30j) hat, der in den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) offen ist, und ein Winkel (Θ) zwischen einem Liniensegment (L1), das sich von der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements (35) in Richtung einer Mitte eines Einlassteils (30j) des Ausströmungsdurchgangs (30i) für flüssigphasiges Kältemittel erstreckt, und einem Liniensegment (L2), das sich von der Achsenmitte des Durchgangsausbildungselements (35) in Richtung einer Mitte des Einlassteils (34d) des Ölrückführungsdurchgangs (34c) erstreckt, in einer Querschnittsoberfläche senkrecht zu einer Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements (35) größer oder gleich 90° ist.
Ejektor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner einen Wirbelförderungsabschnitt (38) umfasst, der das Verwirbeln des aus dem Diffusordurchgang (13c) strömenden Kältemittels um eine Achse des Durchgangsausbildungselements (35) herum fördert.
Ejektor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das in dem Diffusordurchgang (13c) strömende Kältemittel um eine Achse des Durchgangsausbildungselements (35) herum wirbelt.
Ejektor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ölrückführungsdurchgang (34c) sich parallel zu einer Axialrichtung des Durchgangsausbildungselements (35) erstreckt.