DE112015004847T5

DE112015004847T5 - Ejektorkältekreislauf

Info

Publication number: DE112015004847T5
Application number: DE112015004847.2T
Authority: DE
Inventors: Makoto Kume; Masahiro Yamada; Toshiyuki Tashiro; Yoshinori Araki; Youhei Nagano; Haruyuki Nishijima; Yoshiyuki Yokoyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2017-07-06
Also published as: US20170299227A1; JP6319041B2; CN107076471A; US10495350B2; WO2016063444A1; CN107076471B; JP2016084964A

Abstract

Ein Ejektorkältekreislauf hat einen Kompressor (11), ein Ejektormodul (13), einen Abgabekapazitätssteuerabschnitt (50a) und einen Druckdifferenzbestimmungsabschnitt (S81). Das Ejektormodul hat einen Körper (30), der einen Düsenabschnitt (13a), eine Kältemittelansaugöffnung (31b), einen Druckerhöhungsabschnitt (13c) und einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) bereitstellt. Der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bestimmt, ob eine Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist. Die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung ist als eine Betriebsbedingung definiert, in der eine Druckdifferenz (ΔP), die erhalten wird, indem ein niederdruckseitiger Kältemitteldruck (Ps) in dem Ejektorkältekreislauf von einem hochdruckseitigen Kältemitteldruck (Pd) in dem Ejektorkältekreislauf subtrahiert wird, kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzdruckdifferenz (KΔP1) ist. Der Körper ist mit einem Ölrückführungsdurchgang (31f) versehen, der einen Teil des flüssigphasigen Kältemittels, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschieden wird, leitet, um von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum zu einer Ansaugseite des Kompressors zu strömen. Der Abgabekapazitätssteuerabschnitt legt die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors größer oder gleich einer vorgegebenen Referenzabgabekapazität fest, wenn der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-217454 , eingereicht am 24. Oktober 2014, deren Offenbarung hier per Referenz eingebunden ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Ejektorkältekreislauf mit einem Ejektor als eine Kältemitteldruckverringerungseinrichtung.
Hintergrundtechnik
Herkömmlicherweise ist ein Ejektorkältekreislauf, der ein Dampfkompressionskältekreislauf ist, dafür bekannt, einen Ejektor als eine Kältemitteldruckuerringerungseinrichtung zu haben.
In einem ordinalen Kältekreislauf ist ein Verdampfungsdruck in einem Verdampfer im Wesentlichen gleich einem Druck eines Ansaugkältemittels, das in einen Kompressor gesaugt wird. Im Gegensatz dazu erhöht der Ejektorkältekreislauf den Druck des Ansaugkältemittels im Vergleich zu dem ordinalen Kältekreislauf. Auf diese Weise ist es in dem Ejektorkältekreislauf möglich, die von einem Kompressor verbrauchte Leistung zu verringern, um dadurch einen Leistungskoeffizienten (d. h. COP) des Kreislaufs zu verbessern.
Die Patentliteratur 1 offenbart einen Ejektor, der mit einer Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinrichtung integriert ist, wobei ein Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt integral ausgebildet ist. Auf den Ejektor wird hier nachstehend als „Ejektormodul” Bezug genommen.
Gemäß dem Ejektormodul in der Patentliteratur 1 ist es möglich, äußerst einfach den Ejektorkältekreislauf zu bilden, indem eine Ansaugöffnungsseite des Kompressors mit einer Ausströmungsöffnung für gasphasiges Kältemittel verbunden wird, aus der ein in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt abgeschiedenes gasphasiges Kältemittel strömt, eine Kältemitteleinlassseite eines Verdampfers mit einer Ausströmungsöffnung für flüssigphasiges Kältemittel verbunden wird, aus der in dem Gas-Flüsslgkeitsabscheidungsabschnitt abgeschiedenes flüssigphasiges Kältemittel strömt, eine Kältemittelauslassseite des Verdampfers mit einer Kältemittelansaugöffnung verbunden wird und ähnliches.
Literatur des bisherigen Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 2013-177879 A

Zusammenfassung der Erfindung
in einer allgemeinen Kältekreislaufvorrichtung wird Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors in Kältemittel gemischt. Als diese Art von Kältemaschinenöl wird Kältemaschinenöl verwendet, das mit flüssigphasigem Kältemittel kompatibel ist. In dem Ejektormodul in der Patentliteratur 1 wird ein Teil des flüssigphasigen Kältemittels, das in einem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (d. h. einem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt) abgeschieden wird, an die Ansaugseite des Kompressors rückgeführt, um den Kompressor zu schmieren.
Um jedoch das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel durch den Ölrückführungsdurchgang zu der Ansaugseite des Kompressors rückzuführen, ist eine Druckdifferenz zwischen einem Kältemitteldruck in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum und einem Kältemitteldruck auf der Ansaugseite des Kompressors erforderlich, die größer oder gleich einem vorgegebenen Druck ist. Wenn sich daher in dem Ejektormodul in der Patentliteratur 1 die Druckdifferenz zwischen einem hochdruckseitigen Kältemitteldruck und einem niederdruckseitigen Kältemitteldruck in dem Kreislauf verringert, kann es unmöglich werden, das flüssigphasige Kältemittel, in dem das Kältemaschinenöl gelöst ist, an den Kompressor rückzuführen.
Wenn es unmöglich ist, das flüssigphasige Kältemittel, in dem das Kältemaschinenöl gelöst ist, an den Kompressor rückzuführen, kann es einen nachteiligen. Einfluss auf die Lebensdauer des Kompressors ausüben.
Mit den vorstehenden Punkten im Blick ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Ejektorkältekreislauf bereitzustellen, mit dem ein Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum integral ausgebildet ist und in dem Kältemaschinenöl ordentlich an einen Kompressor rückgeführt werden kann.
Ein Ejektorkältekreislauf hat einen Kompressor, einen Strahler, ein Ejektormodul, einen Verdampfer, einen Abgabekapazitätssteuerabschnitt und einen Druckdifferenzbestimmungsabschnitt. Der Kompressor komprimiert mit einem Kältemaschinenöl vermischtes Kältemittel und gibt das Kältemittel ab. Der Strahler bewirkt, dass das von dem Kompressor abgegebene Kältemittel Wärme abstrahlt. Das Ejektormodul hat einen Körper, der einen Düsenabschnitt, eine Kältemittelansaugöffnung, einen Druckerhöhungsabschnitt und einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum bereitstellt. Der Düsenabschnitt verringert einen Druck des aus dem Strahler strömenden Kältemittels. Die Kältemittelansaugöffnung saugt ein Kältemittel als ein Ansaugkältemittel unter Verwendung einer Saugwirkung eines Einspritzkältemittels, das mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, an. Der Druckerhöhungsabschnitt mischt das Einspritzkältemittel und das Ansaugkältemittel und erhöht einen Druck des Kältemittels. Der Gas-Flossigkeitsabscheidungsraum scheidet das aus dem Druckerhöhungsabschnitt strömende Kältemittel in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel ab. Der Verdampfer verdampft das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel. Der Abgabekapazitätssteuerabschnitt steuert eine Kältemittelabgabekapazität des Kompressors. Der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bestimmt, ob eine Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist. Die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung ist als eine Betriebsbedingung definiert, in der eine Druckdifferenz, die erhalten wird, indem ein niederdruckseitiger Kältemitteldruck in dem Ejektorkältekreislauf von einem hochdruckseitigen Kältemitteldruck in dem Ejektorkältekreislauf subtrahiert wird, kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzdruckdifferenz ist.
Der Körper ist mit einem Ölrückführungsdurchgang versehen, der einen Teil des flüssigphasigen Kältemittels, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschieden wird, leitet, um von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum zu einer Ansaugseite des Kompressors zu strömen. Der Abgabekapazitätssteuerabschnitt legt die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors größer oder gleich einer vorgegebenen Referenzabgabekapazität fest, wenn der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist.
Wenn der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt gemäß den Merkmalen bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist, legt der Abgabekapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors auf die Referenzabgabekapazität oder höher fest. Daher wird die Druckdifferenz zwischen dem hochdruckseitigen Kältemitteldruck und dem niederdruckseitigen Kältemitteldruck in dem Ejektorkältekreislauf erhöht, und dadurch kann eine Druckdifferenz zwischen einem Kältemitteldruck in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum und einem Kältemitteldruck auf einer Ansaugseite des Kompressors erhöht werden.
Außerdem kann das flüssigphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschieden wird und das Kältemaschinenöl umfasst, durch den Ölrückführungsdurchgang an die Ansaugseite des Kompressors rückgeführt werden. Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass ein schädlicher Einfluss auf eine Lebensdauer des Kompressors aufgrund eines Mangels an dem Kältemaschinenöl bewirkt wird. Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, das Kältemaschinenöl ohne die Bereitstellung zusätzlicher Komponenten zu dem herkömmlichen Ejektorkältekreislauf zuverlässig an den Kompressor rückzuführen.
Der hochdruckseitige Kältemitteldruck in der vorliegenden Offenbarung kann ein Druck von Kältemittel sein, das durch einen Kältemittelströmungsweg von einer Abgabeöffnung des Kompressors zu einem Einlass des Düsenabschnitts strömt. Der hochdruckseitige Kältemitteldruck kann ein Druck von Kältemittel sein, das durch einen Kältemittelströmungsweg von einer Ausströmungsöffnung für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums zu der Kältemittelansaugöffnung strömt.
Die Kältemittelabgabekapazität kann eine Abgabekapazität sein, die ermöglicht, dass das flüssigphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum abgeschieden wird und das Kältemaschinenöl umfasst, durch den Ölrückführungsdurchgang zu der Ansaugseite des Kompressors zurückkehrt.
Wenn der Abgabekapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors auf die Referenzabgabekapazität oder höher festlegt, legt der Steuerabschnitt nicht nur die Kältemittelabgabekapazität kontinuierlich auf die Referenzabgabekapazität oder höher fest, sondern legt auch die Kältemittelabgabekapazität intermittierend auf die Referenzabgabekapazität oder höher fest, wenn der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher.
1 ist ein schematisches Gesamtaufbaudiagramm, das eine Fahrzeugklimaanlage darstellt, auf die ein Ejektorkältekreislauf gemäß einer ersten Ausführungsform angewendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen elektrischen Steuerabschnitt der Fahrzeugklimaanlage in der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerverarbeitung der Fahrzeugklimaanlage in der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Steuerverarbeitung der Fahrzeugklimaanlage in der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Steuerverarbeitung einer Fahrzeugklimaanlage in einer zweiten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung in der Kältemittelabgabekapazität eines Kompressors unter einer Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung in einer anderen Ausführungsform darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung werden hier nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht oder zu diesem äquivalent ist, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden, und Beschreibungen des Teils können 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 sogar kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, es liegt kein Nachteil in der Kombination.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform, der in einem Gesamtaufbaudiagramm in 1 dargestellt ist, wird auf eine Fahrzeugklimaanlage 1 angewendet und kühlt eine Blasluft, die in einen Fahrzeugraum (d. h. einen Innenraum), der ein zu klimatisierender Raum ist, geblasen werden soll. Daher ist das Fluid, das von dem Ejektorkältekreislauf 10 gekühlt werden soll, die Blasluft.
Ein HFC-Kältemittel (insbesondere R134a) wird in dem Ejektorkältekreislauf 10 als das Kältemittel verwendet, und der Ejektorkältekreislauf 10 bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck nicht übersteigt.
Natürlich kann ein HFO-basiertes Kältemittel (insbesondere R1234yf) oder ähnliches als das Kältemittel verwendet werden.
Überdies wird Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors 11 in das Kältemittel gemischt, und ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreislauf. Als das Kältemaschinenöl wird Kältemaschinenöl, das mit flüssigphasigem Kältemittel kompatibel ist, verwendet.
In Vorrichtungen, die den Ejektarkältekreislauf 10 bilden, saugt der Kompressor 11 das Kältemittel an, erhöht den Druck des Kältemittels, bis das Kältemittel Hochdruckkältemittel wird, und gibt das Kältemittel ab. Der Kompressor 11 ist zusammen mit einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor), die eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs ausgibt, in einem Fahrzeugmotorraum angeordnet. Der Kompressor 11 wird von einer Drehantriebskraft, die von dem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, über eine Riemenscheibe, einen Riemen und ähnliche angetrieben.
Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Kompressor mit variabler Kapazität mit einer Kältemittelabgabekapazität, die durch Ändern einer Abgabekapazität eingestellt werden kann, als der Kompressor 11 verwendet. Die Abgabekapazität (d. h. ein Kältemittelabgabevolumen) des Kompressors 11 wird durch einen Steuerstrom gesteuert, der von einer (später beschriebenen) Steuerung 60 an ein Abgabekapazitätssteuerventil des Kompressors 11 ausgegeben wird.
Hier ist der Motorraum der vorliegenden Ausführungsform ein Raum außerhalb des Fahrzeugraums, in dem der Verbrennungsmotor aufgenommen ist, und ist ein Raum, der von einer Fahrzeugkarosserie, einer (später beschriebenen) Feuerschutzwand 50 und ähnlichen umgeben ist. Auf den Motorraum kann in manchen Fällen auch als ein Motorabteil Bezug genommen werden. Eine Kältemittelzuströmungsöffnung eines Kondensationsabschnitts 12a eines Strahlers 12 ist mit einer Abgabeöffnung des Kompressors 11 verbunden.
Der Strahler 12 ist ein Wärmestrahlungswärmetauscher, der Wärme zwischen dem von dem Kompressor 11 abgegebenen Hochdruckkältemittel und Luft außerhalb des Fahrzeugraums (d. h. Außenluft), die von einem Kühlventilator 12d geblasen wird, austauscht, um dadurch zu bewirken, dass das Hochdruckkältemittel Wärme abstrahlt, um das Kältemittel zu kühlen. Der Strahler 12 ist in Bezug auf das Fahrzeug auf einer Vorderseite in dem Motorraum angeordnet.
Insbesondere ist der Strahler 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als etwas ausgebildet, das als ein Unterkühlungskondensator bezeichnet wird, der umfasst: den Kondensationsabschnitt 12a, der Wärme zwischen dem gasphasigen Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, und der Außenluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, austauscht, um dadurch zu bewirken, dass das gasphasige Hochdruckkältemittel Wärme abstrahlt, um das Kältemittel zu kondensieren, einen Sammlerabschnitt 12b, der das aus dem Kondensationsabschnitt 12a strömende Kältemittel in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel abscheidet und überschüssiges flüssigphasiges Kältemittel lagert, und einen Unterkühlungsabschnitt 12c, der Wärme zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel, das aus dem Sammlerabschnitt 12b strömt, und der Außenluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, austauscht und dadurch das flüssigphasige Kältemittel unterkühlt.
Der Kühlventilator 12d ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (d. h. eine Blasluftmenge) von einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuerung 60 ausgegeben wird. Eine Kältemittelzuströmungsöffnung 31a eines Ejektormoduls 13 ist mit einer Kältemittelausströmungsöffnung des Unterkühlungsabschnitts 12c des Strahlers 12 verbunden.
Das Ejektormodul 13 arbeitet als eine Kältemitteldruckverringerungseinrichtung, die einen Druck des unterkühlten flüssigphasigen Hochdruckkältemittels, das aus dem Strahler 12 strömt, verringert und wirkt als ein Kältemittelzirkulationsabschnitt (d. h. ein Kältemittelüberführungsabschnitt), der das Kältemittel, das aus einem (später beschriebenen) Verdampfer 14 strömt, unter Nutzung einer Saugwirkung einer Kältemittelströmung, die mit einer hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, ansaugt.
Überdies hat das Ejektormodul 13 der vorliegenden Ausführungsform eine Funktion eines Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitts, der das Kältemittel, dessen Druck verringert ist, in das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel abscheidet.
Mit anderen Worten ist das Ejektormodul 13 der vorliegenden Ausführungsform als der „mit dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt integrierte Ejektor” oder der „Ejektor mit der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsfunktion” ausgebildet. Um in der vorliegenden Ausführungsform die Struktur, in welcher der Ejektor, und der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (d. h. ein Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum) miteinander integriert (d. h. modularisiert) sind, von einem Ejektor ohne einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt deutlich zu unterscheiden, wird die Struktur unter Verwendung des Begriffs „Ejektormodul” bezeichnet.
Des Ejektormodul 13 ist zusammen mit dem Kompressor 11 und dem Strahler 12 in dem Fahrzeugmotorraum angeordnet. Auf- und Abpfeile in 1 stellen Auf- und Abrichtungen in einem Zustand an, in dem das Ejektormodul 13 an dem Fahrzeug montiert ist, und Auf- und Abrichtungen in einem Zustand, in dem andere Komponenten an dem Fahrzeug montiert sind, sind nicht auf die vorstehend Richtungen in 1 beschränkt. 1 stellt eine Axialschnittansicht des Ejektormoduls 13 dar.
Wie in 1 insbesondere dargestellt, umfasst das Ejektormodul 13 der vorliegenden Ausführungsform einen Körper 30, der durch Montieren mehrerer Komponentenelemente ausgebildet ist. Der Körper 30 ist durch ein kreisförmiges säulenförmiges Metallelement ausgebildet. in dem Körper 30 sind mehrere Kältemittelzuströmungsöffnungen und mehrere Innenräume ausgebildet.
Als die mehreren Kältemittelzuströmungs- und Ausströmungsöffnungen, die in dem Körper 30 ausgebildet sind, sind insbesondere die Kältemittelzuströmungsöffnung 31a, eine Kältemittelmittelansaugöffnung 31b, eine Ausströmungsöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel und eine Ausströmungsöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel ausgebildet. Die Kältemittelzuströmungsöffnung 31a lässt zu, dass das Kältemittel, das aus dem Strahler 12 strömt, ins Innere strömt. Die Kältemittelansaugöffnung 31b saugt das aus dem Verdampfer 14 strömende Kältemittel an. Die Ausströmungsöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel lässt zu, dass das flüssigphasige Kältemittel, das in einem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f, der im Inneren des Körpers 30 ausgebildet ist, abgeschieden wird, in Richtung einer Kältemitteleinlassseite des Verdampfers 14 strömt. Die Ausströmungsöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel lässt zu, dass das gasphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wird, in Richtung einer Ansaugseite des Kompressors 11 strömt.
Als die Innenräume, die im Inneren des Körpers 30 ausgebildet sind, sind ein Wirbelraum 30a, ein Druckverringerungsraum 30b, ein Druckerhöhungsraum 30e, der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f und ähnliche ausgebildet. Der Wirbelraum 30a verwirbelt das Kältemittel, das von der Kältemittelzuströmungsöffnung 31a einströmt. Der Druckverringerungsraum 30b verringert den Druck des aus dem Wirbelraum 30a strömenden Kältemittels. In den Druckerhöhungsraum 30e strömt das Kältemittel, das aus dem Druckverringerungsraum 30b strömt. Der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f scheidet das aus dem Druckerhöhungsraum 30e strömende Kältemittel in Gas und Flüssigkeit ab.
Der Wirbelraum 30a und der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f sind in Formen mit im Wesentlichen kreisförmigen säulenförmigen Rotationskörpern ausgebildet. Der Druckverringerungsraum 30b und der Druckerhöhungsraum 30e sind in Formen mit im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Rotationkörpern ausgebildet, die sich von dem Wirbelraum 30a in der Richtung des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f allmählich erweitern. Die Mittelachsen aller dieser Räume sind auf der gleichen Achse angeordnet. Die Form des Rotationskörpers ist eine dreidimensionale Form, die gebildet wird, indem eine ebene Figur um eine gerade Linie (d. h. eine Mittelachse) in der gleichen Ebene gedreht wird.
Außerdem hat der Körper 30 einen Ansaugdurchgang 13b, der das Kältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung 31b gesaugt wird, in einer Kältemittelströmung in Richtung einer strömungsabwärtigen Seite in dem Druckverringerungsraum 30b oder einer in der Kältemittelströmung strömungsaufwärtigen Seite in dem Druckerhöhungsraums 30e leitet.
Ein Kältemittelzuströmungsdurchgang 31e, der die Kältemittelzuströmungsöffnung 31a und den Wirbelraum 30a verbindet, erstreckt sich in einer Axialrichtung der Mittelachse des Wirbelraums 30a gesehen in einer Tangentialrichtung einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 30a. Auf diese Weise strömt das Kältemittel, das von dem Kältemittelzuströmungsdurchgang 31e in den Wirbelraum 30a strömt, entlang der Innenwandoberfläche des Wirbelraums 30a und wirbelt um die Mittelachse des Wirbelraums 30a.
Eine Zentrifugalkraft wirkt auf das Kältemittel, das in dem Wirbelraum 30a wirbelt, und somit wird ein Kältemitteldruck auf einer Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 30a niedriger als auf einer Außenumfangsseite. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform der Kältemitteldruck auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 30a während des Normalbetriebs des Ejektorkältekreislaufs 10 auf einen Druck, bei dem das Kältemittel ein gesättigtes flüssigphasiges Kältemittel wird, oder einen Druck, bei dem das Kältemittel dekompressionsgesiedet wird, verringert. Der Druck, bei dem das Kältemittel dekompressionsgesiedet wird, ist mit anderen Worten ein Druck bei dem Kavitation auftritt.
Die Einstellung des Kältemitteldrucks auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 30a kann durch Einstellen einer Wirbelströmungsgeschwindigkeit des in dem Wirbelraum 30a wirbeinden Kältemittels erreicht werden. Die Wirbelströmungsgeschwindigkeit kann zum Beispiel durch Einstellen eines Verhältnisses zwischen einer Durchgangsquerschnittsfläche des Kältemittelzuströmungsdurchgangs 31e und einer vertikalen Querschnittsfläche des Wirbelraums 30a in der Axialrichtung eingestellt werden. Die Wirbelströmungsgeschwindigkeit der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich auf eine Strömungsgeschwindigkeit in einer Wirbelrichtung des Kältemittels in der Nähe eines äußersten Umfangsabschnitts in dem Wirbelraum 30a.
Ein Durchgangsausbildungselement 35 ist im Inneren des Druckverringerungsraums 30b und des Druckerhöhungsraums 30e angeordnet. Das Durchgangsausbildungselement 35 ist in einer im Wesentlichen konischen Form ausgebildet, die mit zunehmender Entfernung von dem Druckverringerungsraum 30b in Richtung einer Außenumfangsseite divergiert, und eine Mittelachse des Durchgangsausbildungselements 35 ist koaxial mit den Mittelachsen des Druckverringerungsraums 30b und ähnlicher angeordnet.
Ein Kältemitteldurchgang ist zwischen einer Innenoberfläche des Körpers 30, der den Druckverringerungsraum 30b und den Druckerhöhungsraum 30e bereitstellt, und einer Seitenoberfläche des Durchgangsausbildungselements 35 mit einer konischen Form bereitgestellt. Der Kältemitteldurchgang hat im Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung eine ringförmige Form. Die ringförmige Form ist mit anderen Worten eine Kreisringform, die erhalten wird, indem eine Kreisform mit kleinem Durchmesser von einem koaxialen Kreis entfernt wird.
In diesem Kältemitteldurchgang ist ein Kältemitteldurchgang, der zwischen dem Abschnitt des Körpers 30, der den Druckverringerungsraum 30b bildet, und einem Abschnitt der konischen Seitenoberfläche des Durchgangsausbildungselements 35 auf einer Spitzenseite ausgebildet ist, in einer Form ausgebildet, die eine Durchgangsquerschnittsfläche hat, die in Richtung der strömungsabwärtigen Seite der Kältemittelströmung verkleinert wird. Mit dieser Form bildet der Kältemitteldurchgang einen Düsendurchgang 13a, der als ein Düsenabschnitt wirkt, der den Druck des Kältemittels isentrop verringert und das Kältemittel ausstößt.
Insbesondere ist der Düsendurchgang 13a der vorliegenden Ausführungsform in einer derartigen Form ausgebildet, dass sich eine Durchgangsquerschnittsfläche von einer Einlassseite des Düsendurchgangs 13a in Richtung eines Abschnitts mit kleinster Durchgangsfläche allmählich verringert, und von dem Abschnitt mit kleinster Durchgangsquerschnittsfläche in Richtung einer Auslassseite des Düsendurchgangs 13a allmählich vergrößert. Mit anderen Worten ändert sich in dem Düsendurchgang 13a der vorliegenden Ausführungsform die Kältemetteldurchgangsquerschnettsfläche ähnlich dem, was als eine „Lavaldüse” bezeichnet wird.
Ein Kältemitteldurchgang, der zwischen dem Abschnitt des Körpers 30, der den Druckerhöhungsraum 30e bildet, und einem Abschnitt der konischen Seitenoberfläche des Durchgangsausbildungselements 35 auf einer strömungsabwärtigen Seite ausgebildet ist, hat eine derartige Form, dass sich die Durchgangsquerschnittsfläche in Richtung der strömungsabwärtigen Seite der Kältemittelströmung allmählich vergrößert. Mit dieser Form bildet der Kältemitteldurchgang einen Diffusordurchgang 13c, der als ein Diffusorabschnitt (d. h. ein Druckerhöhungsabschnitt) arbeitet, der ein Einspritzkältemittel, das von dem Düsendurchgang 13a ausgestoßen wird, mit dem Ansaugkältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung 31b angesaugt wird, mischt, um den Druck des Kältemittels zu erhöhen.
Ein Element 37 ist als eine Antriebseinrichtung, die das Durchgangsausbildungselements 35 verschiebt, um die Durchgangsquerschnittsfläche des Abschnitts mit kleinster Durchgangsfläche des Düsendurchgangs 13a zu ändern, in dem Körper 30 angeordnet.
Insbesondere hat das Element 37 eine Membran, die gemäß einer Temperatur und einem Druck des Kältemittels, das durch den Ansaugdurchgang 13b strömt, verschoben wird. Das durch den Ansaugdurchgang 13b strömende Kältemittel ist das aus dem Verdampfer 14 strömende Kältemittel. Durch Übertragen der Verschiebung der Membran auf das Durchgangsausbildungselement 35 unter Verwendung von Betätigungsstäben 37a wird das Durchgangsausbildungselement 35 in einer vertikalen Richtung verschoben.
Überdies verschiebt das Element 37 das Durchgangsausbildungselement 35 in eine derartige Richtung (d. h. in der Vertikalrichtung nach unten), dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Abschnitts mit kleinster Durchgangsquerschnittsfläche vergrößert wird, wenn die Temperatur (der Überhitzungsgrad) des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels zunimmt. Andererseits verschiebt das Element 37 das Durchgangsausbildungselement 35 in eine derartige Richtung (d. h. in der Vertikalrichtung nach oben), in der die Durchgangsquerschnittsfläche des Abschnitts mit kleinster Durchgangsfläche verringert wird, wenn die Temperatur (der Überhitzungsgrad) des aus dem Verdampfer 14 strömenden Kältemittels sich verringert.
In der vorliegenden Ausführungsform wird durch Verschieben des Durchgangsausbildungselements 35 gemäß dem Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Verdampfer 14 strömt, unter Verwendung des Elements 27 in dieser Weise die Durchgangsquerschnittsfläche des Abschnitts mit kleinster Durchgangsfläche des Düsendurchgangs 13a derart eingestellt, dass der Überhitzungsrad des Kältemittels auf einer Auslassseite des Verdampfers 14 sich einem vorgegebenen Referenzüberhitzungsgrad nähert.
Der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f ist unterhalb des Durchgangsausbildungselements 35 angeordnet. Der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f bildet einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt vom Zentrifugalabscheidungstyp, der das Kältemittel durch eine Wirkung einer Zentrifugalkraft in das Gas und die Flüssigkeit abscheidet, indem er das das aus dem Diffusordurchgang 13c strömende Kältemittel um die Mittelachse wirbelt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Innenkapazität des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f derart festgelegt, dass er fähig ist, nur eine äußerst kleine Menge an überschüssigem Kältemittel zu lagern oder im Wesentlichen kein überschlüssiges Kältemittel zu lagern, selbst wenn eine Lastschwankung in dem Kreislauf auftritt und sich ein Kältemittelzirkulationsdurchsatz durch den Kreislauf ändert. Folglich wird das Ejektormodul 13 insgesamt verkleinert.
Der Körper 30 hat einen Abschnitt, der eine untere Oberfläche des Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraums 30f bereitstellt. Der Abschnitt ist mit einem Ölrückführungsdurchgang 31f versehen, der das Kältemaschinenöl in dem abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel in einen Kältemitteldurchgang für gasphasiges Kältemittel rückführt. Der Durchgang für gasphasiges Kältemittel verbindet den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f und die Ausströmungsöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel miteinander. Die Ausströmungsöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel ist mit einer Ansaugöffnung des Kompressors 1 verbunden.
Daher ist der Ölrückführungsdurchgang 31f der Durchgang, der einen Teil des flüssigphasigen Kältemittels, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wurde und in dem das Kältemaschinenöl gelöst ist, von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f zu der Ansaugseite des Kompressors 11 leitet.
Andererseits ist eine Mündung 31i als eine Druckverringerungseinrichtung, die den Druck des in den Verdampfer 14 strömenden Kältemittels verringert, in einem Durchgang für flüssigphasiges Kältemittel angeordnet, der den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f und die Ausströmungsöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel verbindet. Eine Kältemittelzuströmungsöffnung des Verdampfers 14 ist mit der Ausströmungsöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel verbunden, wobei eine Einlassrohrleitung 15a zwischen dem Verdampfer 14 und der Ausströmungsöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel eingefügt ist.
Der Verdampfer 14 ist ein Wärmeaufnahmewärmetauscher, der eine Wärmeaufnahmewirkung durch Austauschen von Wärme zwischen dem Niederdruckkältemittel, dessen Druck in dem Düsendurchgang 13a des Ejektormoduls 13 verringert wurde, und der Blasluft, die von einem Gebläse 42 in den Fahrzeugraum geblasen wird, ausübt, um dadurch das Niederdruckkältemittel zu verdampfen. Überdies ist der der Verdampfer 14 in einem Gehäuse 41 einer (später beschriebenen) Innenklimatisierungseinheit 40 angeordnet.
Hier ist das Fahrzeug in der vorliegenden Ausführungsform mit der Feuerschutzwand 50 als eine Trennplatte versehen, die den Fahrzeugraum und den Fahrzeugmotorraum außerhalb des Fahrzeugraums voneinander trennt. Die Feuerschutzwand 50 hat auch eine Funktion zur Unterdrückung der Übertragung von Hitze, Geräuschen und ähnlichem im Inneren des Fahrzeugmotorraums an den Fahrzeugraum, und in manchen Fällen wird als ein Armaturenbrett auf ihn Bezug genommen.
Wie in 1 dargestellt, ist die Innenklimatisierungseinheit 40 auf einer Fahrzeugraumseite der Feuerschutzwand 50 angeordnet. Daher ist der Verdampfer 14 in dem Fahrzeugraum (d. h. einem Innenraum) angeordnet. Die Kältemittelansaugöffnung 31b des Ejektormoduls 13 ist durch eine Auslassrohrleitung 15b mit einer Kältemittelausströmungsöffnung des Verdampfers 14 verbunden.
Da das Ejektormodul 13, wie vorstehend beschrieben, in dem Fahrzeugmotorraum (d. h. einem Außenraum außerhalb des Fahrzeugraums) angeordnet ist, sind die Einlassrohrleitung 15a und die Auslassrohrleitung 15b derart angeordnet, dass sie durch die Feuerschutzwand 50 gehen.
Insbesondere ist die Feuerschutzwand 50 mit einem Durchgangsloch 50a mit einer kreisförmigen oder rechteckigen Form versehen. Der Fahrzeugmotorraum und der Fahrzeugraum (d. h. der Innenraum) stehen durch das Durchgangsloch 50 miteinander in Verbindung. Die Einlassrohrleitung 15a und die Auslassrohrleitung 15b sind mit einem Verbinder 51, der ein Metallelement für die Verbindung ist, verbunden und dadurch miteinander integriert. Die Einlassrohrleitung 15a und die Auslassrohrleitung 15b sind derart angeordnet, dass sie durch das Durchgangsloch 50a gehen, wobei die Einlassrohrleitung 15a und die Auslassrohrleitung 15b durch den Verbinder 51 miteinander integriert sind.
Zu dieser Zeit ist der Verbinder 51 auf einer Innenumfangsseite oder nahe an dem Durchgangsloch 50a angeordnet. Eine Dichtung 52, die aus einem elastischen Element ausgebildet ist, ist in einem Spielraum zwischen einer Außenumfangsseite des Verbinders 51 und einem Öffnungsrandabschnitt des Durchgangslochs 50a angeordnet. in der vorlegenden Ausführungsform wird eine Dichtung aus Ethylen-Propylendien-Copolymer-(EPDM-)Gummi ausgebildet, der ein Gummimaterial mit hervorragender Hitzebeständigkeit ist, als die Dichtung 52 verwendet.
Durch Anordnen der Dichtung 52 in dem Spielraum zwischen dem Verbinder 51 und dem Durchgangsloch 50a in dieser Weise, wird das Lecken von Wasser, von Geräuschen und ähnlichen von innerhalb des Motorraums durch den Spielraum zwischen dem Verbinder 51 und dem Durchgangsloch 50a in dem Fahrzeugraum unterdrückt.
Als nächstes wird die Innenklimatisierungseinheit 40 beschrieben. Die Innenklimatisierungseinheit 40 bläst die Blasluft, deren Temperatur durch den Ejektorkältekreislauf 10 eingestellt wurde, in den Fahrzeugraum und ist im Inneren einer Instrumententafel in einem vordersten Abschnitt in dem Fahrzeugraum angeordnet. Überdies wird die Innenklimatisierungseinheit 40 aufgebaut, indem das Gebläse 42, der Verdampfer 14, ein Heizungskern 44, eine Luftmischklappe 46 und ähnliche in das Gehäuse 41 gebracht werden, das eine Außenschale der Innenklimatisierungseinheit 40 bildet.
Das Gehäuse 41 bildet einen Luftdurchgang für die Blasluft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, und ist aus einem Harz (z. B. Polypropylen) mit einem gewissen Elastizitätsgrad und hervorragender Festigkeit geformt. Auf einer strömungsaufwärtigsten Seite der Blasluftströmung in dem Gehäuse 41 ist eine Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 43 als ein Innen- und Außenluftumschaltabschnitt angeordnet, der zwischen Innenluft (d. h. Luft im Fahrzeugraum) und Außenluft (Luft außerhalb des Fahrzeugraums) umschaltet und die Luft in das Gehäuse 41 einleitet.
Die Innen-/Außenluftsohaltvorrichtung 43 stellt Öffnungsflächen einer Innenlufteinleitungsöffnung zum Einleiten der Innenluft in das Gehäuse 41 und einer Außenlufteinleitungsöffnung zum Einleiten der Außenluft in das Gehäuse 41 unter Verwendung einer Innen-/Außenluftumschaltklappe kontinuierlich ein, um dadurch ein Verhältnis zwischen einem Luftvolumen der Innenluft und einem Luftvolumen der Außenluft kontinuierlich zu ändern. Die Innen-/Außenluftumschaltklappe wird von einem elektrischen Aktuator für die Innen-/Außenluftumschaltklappe angetrieben, und die Betätigung des elektrischen Aktuators wird durch Steuersignale gesteuert, die von der Steuerung 60 ausgegeben werden.
Das Gebläse 42 als ein Gebläseabschnitt, der durch die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 43 eingesaugte Luft in den Fahrzeugraum bläst, ist auf einer strömungsabwärtigen Seite der Innen-Außenluftumschaltvorrichtung 43 in der Blasluftströmung angeordnet. Das Gebläse 42 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Vielflügel-Zentrifugalventilator (d. h. Sirocco-Ventilator) durch einen Elektromotor antreibt, und eine Drehzahl (d. h. ein Volumen der Blasluft) des Gebläses 42 wird durch eine Steuerspannung gesteuert, die von der Steuerung 60 ausgegeben wird.
Der Verdampfer 14 und der Heizungskern 44 sind in dieser Reihenfolge in der Blasluftströmungsrichtung auf einer strömungsabwärtigen Seite des Gebläses 42 der Blasluftströmungsrichtung angeordnet. Mit anderen Worten ist der Verdampfer 14 in der Blasluftströmungsrichtung auf der strömungsaufwärtigen Seite des Heizungskerns 44 angeordnet. Der Heizungskern 44 ist ein Heizwärmetauscher, der Wärme zwischen Motorkühlmittel und Blasluft nach dem Durchlaufen des Verdampfers 14 austauscht, um die Blasluft zu heizen.
In dem Gehäuse 41 ist ein Kaltluftumleitungsdurchgang 45 ausgebildet, um zuzulassen, dass die Blasluft, die den Verdampfer 14 durchlaufen hat, den Heizungskern 44 umgeht und zu der strömungsabwärtigen Seite strömt. Auf der strömungsabwärtigen Seite des Verdampfers 14 in der Blasluftströmungsrichtung, die die strömungsaufwärtige Seite des Heizungskerns 44 in der Blasluftströmungsrichtung ist, ist die Luftmischklappe 46 angeordnet.
Die Luftmischklappe 46 ist ein Luftvolumenverhältnis-Einstellabschnitt, der ein Verhältnis zwischen einem Volumen von Luft, die den Heizungskern 44 durchläuft, und einem Volumen von Luft, die den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 durchläuft, in der Luft nach dem Durchlaufen des Verdampfers 14 einstellt. Die Luftmischklappe 46 wird von einem elektrischen Aktuator, der die Luftmischklappe antreibt, angetrieben. Die Betätigung des elektrischen Aktuators wird durch Steuersignale gesteuert, die von der Steuerung 60 ausgegeben werden.
Ein Mischraum zum Mischen der Luft, die den Heizungskern 44 durchlaufen hat, und der Luft, die den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 durchlaufen hat, ist auf der strömungsabwärtigen Seite des Heizungskerns 44 in der Luftströmungsrichtung und auf der strömungsabwärtigen Seite des Kaltluftumleitungsdurchgangs 45 in der Luftströmungsrichtung bereitgestellt. Daher wird durch die Einstellung des Luftvolumenverhältnisses durch die Luftmischklappe 46 eine Temperatur der Blasluft (d. h. klimatisierte Luft), die in dem Mischraum gemischt wird, eingestellt.
Überdies sind an einem strömungsabwärtigsten Abschnitt des Gehäuses 41 in der Blasluftströmungsrichtung (nicht dargestellte) Öffnungslöcher zum Ausblasen der in dem Mischraum gemischten klimatisierten Luft in den Fahrzeugraum, der der zu klimatisierende Raum ist, angeordnet. Insbesondere werden als die Öffnungslöcher das Oberflächenöffnungsloch, das die klimatisierte Luft in Richtung eines Oberkörpers eines Insassen in dem Fahrzeugraum ausbläst, das Fußöffnungsloch, das die klimatisierte Luft in Richtung der Füße des Insassen ausbläst, und das Entfrosteröffnungsloch, das die klimatisierte Lift in Richtung der Innenoberfläche einer Windschutzscheibe ausbläst, bereitgestellt.
Die strömungsabwärtigen Seiten des Gesichtsöffnungslochs, des Fußöffnungslochs und des Entfrosteröffnungslochs in der Blasluftströmungsrichtung sind jeweils durch Kanäle, die Luftdurchgänge bilden, mit einem Gesichtsblasauslass, einem Fußblasauslass und einem Entfrosterblasauslass (keiner von ihnen ist dargestellt), die in dem Fahrzeugraum bereitgestellt sind, verbunden.
Eine Gesichtsklappe, die eine Öffnungsfläche des Gesichtsöffnungslochs einstellt, eine Fußklappe, die eine Öffnungsfläche des Fußöffnungslochs einstellt, und eine Entfrosterklappe, die eine Öffnungsfläche des Entfrosteröffnungslochs einstellt (keine von ihnen ist dargestellt) sind jeweils auf strömungsaufwärtigen Seiten des Gesichtsöffnungslochs, des Fußöffnungslochs und des Entfrosteröffnungslochs in der Blasluftströmungsrichtung angeordnet.
Die Gesichtsklappe, die Fußklappe und die Entfrosterklappe bilden einen Blasbetriebsartumschaltabschnitt, der zwischen Blasbetriebsarten umschaltet, und sind durch eine mechanische Verbindung oder ähnliches mit einem elektrischen Aktuator zum Antreiben der Blasbetriebsartklappen verbunden und werden synchron miteinander gedreht. Die Betätigung des elektrischen Aktuators wird ebenfalls durch Steuersignale gesteuert, die von der Steuerung 60 ausgegeben werden.
Als die Blasbetriebsarten gibt es eine Gesichtsbetriebsart, eine Zweihöhenbetriebsart, eine Fußbetriebsart, eine Entfrosterbetriebsart und ähnliche. In der Gesichtsbetriebsart wird das Gesichtsöffnungsloch vollständig geöffnet, um die Blasluft in Richtung des Oberkörpers des Insassen zu blasen. In der Zweihöhenbetriebsart werden sowohl das Gesichtsöffnungsloch als auch das Fußöffnungsloch geöffnet, um die Blasluft in Richtung des Oberkörpers und der Füße des Insassen zu blasen. In der Fußbetriebsart wird das Fußöffnungsloch vollständig geöffnet und die Entfrosteröffnung wird nur in einem kleinen Maß geöffnet, um die Blasluft hauptsächlich in Richtung der Füße des Insassen in dem Fahrzeugraum zu blasen. in der Entfrosterbetriebsart wird das Entfrosteröffnungsloch vollständig geöffnet, um die Blasluft in Richtung der Innenoberfläche der Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu blasen.
Als nächstes unter Bezug auf 2 wird ein allgemeiner Abriss eines elektrischen Steuerabschnitts in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Steuerung 60 ist durch einen bekannten Mikrocomputer einschließlich CPU, ROM, RAM und ähnlicher und peripherer Schaltungen des Mikrocomputers aufgebaut. Die Steuerung 60 führt basierend auf in dem ROM gespeicherten Klimatisierungssteuerprogrammen verschiedene Betriebe und Verarbeitungen durch. Die Steuerung 60 steuert die Betätigung der verschiedenen elektrischen Aktuatoren für den Kompressor 11, den Kühlventilator 12d, das Gebläse 42 und ähnliche, die mit einer Ausgangsseite der Steuerung 60 verbunden sind.
Eine Gruppe von Sensoren zur Klimatisierungsteuerung, wie etwa ein Innenlufttemperatursensor 61, ein Außenlufttemperatursensor 62, ein Sonneneinstrahlungssensor 63, ein Verdampfertemperatursensor 64, ein Kühlwassertemperatursensor 65 und einen hochdruckseitiger Drucksensor 66, sind mit der Steuerung 60 verbunden, und Erfassungswerte der Gruppe von Sensoren werden in die Steuerung 60 eingegeben. Der Innenlufttemperatursensor 61 erfasst eine Temperatur (d. h. eine Innenlufttemperatur) Tr in dem Fahrzeugraum. Der Außenlufttemperatursensor 62 ist eine Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung, die eine Außenlufttemperatur Tam erfasst. Der Sonneneinstrahlungssensor 63 erfasst eine Sonnenstrahlungsmenge As in dem Fahrzeugraum. Der Verdampfertemperatursensor 64 erfasst eins Ausblaslufttemperatur (d. h. eine Verdampfertemperatur) Tefin des Verdampfers 14. Der Kühlwassertemperatursensor 65 erfasst eine Kühlwassertemperatur Tw des in den Heizungskern 44 strömenden Motorkühlwassers. Der hochdruckseitige Drucksensor 66 erfasst den Druck (d. h. einen hochdruckseitigen Kältemitteldruck) Pd des von dem Kompressor 11 abgegebenen Hochdruckkältemittels.
Außerdem ist ein (nicht dargestelltes) Bedienfeld 70, das in der Nähe der Instrumententafel in einem vorderen Abschnitt in dem Fahrzeugraum angeordnet ist, mit einer Eingangsseite der Steuerung 60 verbunden, und Bediensignale, die von verschiedenen Bedienschaltern, die auf dem Bedienfeld 70 bereitgestellt sind, ausgegeben werden, werden in die Steuerung 60 eingegeben. Als die verschiedenen Bedienschalter, die auf dem Bedienfeld 70 bereitgestellt sind, sind ein Automatikschalter, ein Fahrzeugraumtemperaturfestlegungsschalter, ein Luftvolumenfestlegungsschalter und ähnliche bereitgestellt. Der Automatikschalter legt den automatischen Steuerbetrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 fest. Der Fahrzeug raumtemperaturfestlegungsschalter legt die Fahrzeugraumsolltemperatur Tsoll fest. Der Luftvolumenschalter legt ein Luftvolumen des Gebläses 42 manuell fest.
Die Steuerung 60 der vorliegenden Ausführungsform wird ausgebildet, indem Steuerabschnitte, die die Betätigung verschiedener Vorrichtungen steuern, die mit der Ausgangseite der Steuerung 60 verbunden sind und die gesteuert werden sollen, integral ausgebildet werden. in der Steuerung 60 bilden Aufbauten (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung der jeweiligen Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, die Steuerabschnitte für die jeweiligen Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen.
Zum Beispiel bildet in der vorliegenden Ausführungsform der Aufbau zum Steuern der Betätigung eines Abgabekapazitätssteuerventils des Kompressors 11 einen Abgabekapazitätssteuerabschnitt 60a zum Steuern der Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11. Der Abgabekapazitätssteuerabschnitt kann durch eine Steuerung ausgebildet werden, die ein von der Steuerung 60 getrennter Körper ist.
Als nächstes wird unter Verwendung von 3 und 4 die Betätigung der Fahrzeugklimaanlage 1 in der vorliegenden Ausführungsform mit der vorstehenden Struktur beschrieben. Ein Flussdiagramm in 3 stellt die Steuerverarbeitung einer Hauptroutine in einem von der Steuerung 60 ausgeführten Klimatisierungssteuerprogramm dar. Das Klimatisierungssteuerprogramm wird ausgeführt, wenn der Automatikschalter des Bedienfelds eingestellt (eingeschaltet) ist. Die Steuerabschnitte in den in 3 und 4 dargestellten Flussdiagrammen bilden verschiedene Funktionsimplementierungsabschnitte, die der Steuerung 60 bereitgestellt sind.
Zuerst wird bei S1 eine Initialisierung durchgeführt. In der Initialisierung werden ein Marker, ein Zeitschalter, etc. die durch eine Speicherschaltung in der Steuerung 60 konfiguriert werden, initialisiert, und Anfangspositionen der vorstehend beschriebenen verschiedenen elektrischen Aktuatoren werden eingestellt. Ein Wert bezüglich des Markers oder ein Betriebswert, die gespeichert werden, wenn ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 zuletzt gestoppt wurde oder als ein Fahrzeugsystem zuletzt beendet wurde, wird in der Initialisierung bei S1 abgerufen.
Anschließend werden bei 82 Erfassungssignale von einer Gruppe der Sensoren 61–66 und Bediensignale von dem Bedienfeld 70 für die Klimatisierung eingelesen. Eine Zielblastemperatur TAO, die eine Zieltemperatur der Blasluft ist, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, wird bei S3 basierend auf den Erfassungssignalen und den Bediensignalen, die bei S2 gelesen werden, berechnet.
Insbesondere wird die Zielluftblastemperatur TAO durch den folgenden mathematischen Ausdruck F1 berechnet: TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × As + C (F1)
Tsoll ist die Fahrzeugraumsolltemperatur, die von dem Fahrzeugraumtemperaturfestlegungsschalter festgelegt wird, Tr ist eine Fahrzeugraumtemperatur (d. h. die Innenlufttemperatur), die von dem Innenlufttemperatursensor 61 erfasst wird, Tam ist die Außenlufttemperatur, die von dem Außenlufttemperatursensor 62 erfasst wird, und As ist die Sonneneinstrahlungsmenge, die von dem Sonneneinstrahlungssensor 63 erfasst wird. Ksoll, Kr, Kam und Ks sind Steuerverstärkungen und C ist eine Korrekturkonstante.
Anschließend werden bei S4 bis S8 Steuerzustände der verschiedenen Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen und mit der Steuerung 60 verbunden sind, bestimmt.
Zuerst wird bei S4 die Drehzahl (d. h. eine Blaskapazität) des Gebläses 42, d. h. die Gebläsemotorspannung (d. h. eine Steuerspannung), die an den Elektromotor des Gebläses 42 angelegt werden soll, bestimmt und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S5. insbesondere wird die Gebläsemotorspannung bei S4 unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der Steuerung 60 gespeichert wird, basierend auf der bei S3 bestimmten Zielblastemperatur TAO bestimmt.
Insbesondere wird die Gebläsemotorspannung derart bestimmt, dass sie in einem äußerst niedrigen Temperaturbereich (d. h. einem maximalen Kühlbereich) und einem äußerst hohen Temperaturbereich (d. h. einem maximalen Heizbereich) der Zielblastemperatur TAO im Wesentlichen ein Maximalwert wird. Außerdem wird die Gebläsemotorspannung derart bestimmt, dass sie sich im Wesentlichen von dem Maximalwert in dem äußerst niedrigen Temperaturbereich oder dem äußerst hohen Temperaturbereich in Richtung eines Zwischentemperaturbereichs der Zielblastemperatur TAO allmählich verringert.
Als nächstes wird eine Ansaugbetriebsart, d. h. das Steuersignal, das an den Aktuator für die Innen-/Außenluftumschaltklappe ausgegeben werden soll, bei S5 bestimmt und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S6. insbesondere wird bei S5 die Ansaugbetriebsart unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der Steuerung 60 gespeichert wird, basierend auf der Zielblastemperatur TAO bestimmt.
Insbesondere wird im Grunde eine Außenluftbetriebsart zum Einleiten der Außenluft als die Ansaugbetriebsart ausgewählt. Wenn die Zielblastemperatur TAO in dem äußerst niedrigen Temperaturbereich ist und die hohe Kühlleistung erwünscht ist, wird eine Innenluftbetriebsart zum Einleiten der Innenluft ausgewählt.
Als nächstes wird bei S6 ein Öffnungsgrad der Luftmischklappe 46, d. h. das Steuersignal, das an den elektrischen Aktuator zum Antreiben der Luftmischklappe ausgegeben werden soll, bestimmt und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S7.
Insbesondere wird bei S6 der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 46 basierend auf der Zielblastemperatur TAO, der von dem Verdampfertemperatursensor 64 erfassten Verdampfertemperatur Tefin und der von dem Kühlwassertemperatursensor 65 erfassten Kühlwassertemperatur Tw derart bestimmt, dass die Temperatur der Blasluft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, sich der Zielblastemperatur TAO nähert.
Als nächstes wird bei S7 die Blasbetriebsart, d. h. das Steuersignal, das an den elektrischen Aktuator zum Antreiben der Blasauslassbetriebsartklappe ausgegeben werden soll, bestimmt und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S8. Insbesondere wird bei S7 die Blasbetriebsart unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der Steuerung 60 gespeichert wird, basierend auf der Zielblastemperatur TAO bestimmt.
Insbesondere wird die Blasbetriebsart in dieser Reihenfolge auf die Fußbetriebsart, die Zweihöhenbetriebsart und die Gesichtsbetriebsart geschaltet, wenn die Zielblastemperatur TAO sich von dem Hochtemperaturbereich zu dem Niedertemperaturbereich verringert.
Als nächstes wird bei S8 die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 11, d. h. der Steuerstrom, der an das Abgabekapazitätssteuerventil des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, bestimmt, und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S9. Details von S8 werden unter Verwendung des Flussdiagramms in 4 beschrieben.
In einem Steuerabschnitt S81 in 4 wird bestimmt, ob eine Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung, dass ein Druck ΔP, der durch Subtrahieren des niederdruckseitigen Kältemitteldrucks Ps von dem hochdruckseitigen Kältemitteldruck Pd des Kreislaufs erhalten wird, kleiner oder gleich einer vorgegebenen ersten Referenzdruckdifferenz KΔP1 ist, erfüllt ist. Daher bildet der Steuerabschnitt S81 einen Druckdifferenzbestimmungsabschnitt.
Der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd des Kreislaufs ist der Druck des Kältemittels, das von der Abgabeöffnung des Kompressors 11 durch den Kältemittelströmungsweg zu der Kältemittelzuströmungsöffnung 31a des Ejektormoduls 13 strömt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd, der durch den hochdruckseitigen Drucksensor 66 erfasst wird, verwendet. Der niederdruckseitige Kältemitteldruck Ps des Kreislaufs ist der Druck des Kältemittels, das von der Ausströmungsöffnung 31c für flüssigphasiges Kältemittel des Ejektormoduls 13 durch den Kältemittelströmungsweg über den Verdampfer 14 zu der Kältemittelansaugöffnung 31b des Ejektormoduls 13 strömt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Wert verwendet, der basierend auf der Verdampfertemperatur Tefin bestimmt wird.
Wenn außerdem in dem Steuerabschnitt S81 der vorliegenden Ausführungsform, wie in einem Steuercharakteristikdiagramm in 4 dargestellt, nicht bestimmt wird, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist, und die Druckdifferenz ΔP in dem Verringerungsvorgang der Druckdifferenz ΔP kleiner oder gleich der ersten Referenzdruckdifferenz KΔP1 wird, wird bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist (Ja) und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S83.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist und die Druckdifferenz ΔP in einem Erhöhungsvorgang der Druckdifferenz ΔP größer oder gleich einem vorgegebenen zweiten Referenzdruckdifferenz KΔP2 wird, wird bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung nicht erfüllt ist (Nein) und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S82. Eine Differenz zwischen der ersten Referenzdruckdifferenz KΔP1 und der zweiten Referenzdruckdifferenz KΔP2 wird als Hysteresebreite festgelegt, um Steuerpendeln zu verhindern.
Die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11 unter einer normalen Betriebsbedingung, d. h. der Steuerstrom, der an das Abgabekapazitätssteuerventil des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, wird bei S82 bestimmt und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S9. Insbesondere wird bei S82 eine Zielerdampferblastemperatur TEO des Verdampfers 14 unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der Steuerung 60 gespeichert wird, basierend auf der Zielblastemperatur TAO bestimmt.
Basierend auf einer Abweichung der Verdampfertemperatur Tefin, die von dem Verdampfertemperatursensor erfasst wird, von der Zielverdampferblastemperatur TEO, wird der Steuerstrom, der an das Abgabekapazitätssteuerventil des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, derart bestimmt, dass die Verdampfertemperatur Tefin sich unter Verwendung eines Rückkopplungssteuerverfahrens der Zielverdampferblastemperatur TEO nähert.
Andererseits wird bei S82 die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11 unter der Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung bestimmt und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S9. Insbesondere wird bei S82 der Steuerstrom, der an das Abgabekapazitätssteuerventil des Kompressors 11 abgegeben werden soll, derart bestimmt, dass die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11 größer oder gleich der Referenzabgabekapazität wird.
Hier in dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform wird ein Teil des flüssigphasigen Kältemittels, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f des Ejektormoduls 13 abgeschieden wird, durch den Ölrückführungsdurchgang 31f zu der Ansaugseite des Kompressors 11 geleitet. Auf diese Weise wird das in dem flüssigphasigen Kältemittel gelöste Kältemaschinenöl an den Kompressor 11 rückgeführt, um den Kompressor 11 zu schmieren.
Um das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel auf diese Weise durch den Ölrückführungsdurchgang 31f an die Ansaugseite des Kompressors 11 rückzuführen, muss eine Druckdifferenz zwischen einem Kältemitteldruck in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f und einem Kältemitteldruck auf der Ansaugseite des Kompressors 11 größer oder gleich einem vorgegebenen Wert sein. Daher kann es unter der Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung mit der kleinen Druckdifferenz ΔP unmöglich sein, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel an den Kompressor 11 rückzuführen.
Daher wird in der vorlegenden Ausführungsform ein Wert, mit dem das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel zuverlässig an die Ansaugseite des Kompressors 11 rückgeführt werden kann, als die erste Referenzdruckdifferenz KΔP1 verwendet. Außerdem wird die Kältemittelabgabekapazität, bei der das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel zuverlässig an die Ansaugseite des Kompressors 11 rückgeführt werden kann, d. h. die Kältemittelabgabekapazität, bei der die Druckdifferenz ΔP größer oder gleich der ersten Referenzdruckdifferenz KΔP1 wird, als die Referenzabgabekapazität verwendet.
Als nächstes werden bei dem in 3 dargestellten S9 die Steuersignale und die Steuerspannungen von der Steuerung 60 an die verschiedenen Vorrichtungen, die zu steuernde Zielvorrichtungen, die mit der Ausgangsseite der Steuerung 60 verbunden sind, ausgegeben, um die gesteuerten Zustände zu erhalten, die bei den vorstehend beschriebenen S4 bis 8 bestimmt wurden. Wenn in dem folgenden S10 bestimmt wird, dass eine Steuerperiode τ vergangen ist, nachdem die Steuerperiode τ abgewartet wurde, kehrt die Steuerverarbeitung zu S2 zurück.
Mit anderen Worten werden in dem Klimatisierungssteuerprogramm, das durch die Steuerung 60 ausgeführt wird, das Einlesen der Erfassungssignale und der Bediensignale, die Bestimmung der gesteuerten Zustände der jeweiligen zu steuernden Vorrichtungen und die Ausgabe der Steuersignale und der Steuerspannungen an die jeweiligen zu steuernden Vorrichtungen wiederholt, bis der Stopp der Betätigung der Fahrzeugklimaanlage 1 angefordert wird. Durch die Ausführung des Klimatisierungssteuerprogramms strömt das Kältemittel, wie durch dicke durchgezogene Pfeile in 1 gezeigt, in dem Ejektorkältekreislauf 10.
Mit anderen Worten strömt das von dem Kompressor 11 abgegebene Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel in den Kondensationsabschnitt 12a des Strahles 12. Das Kältemittel, das in den Kondensationsabschnitt 12a geströmt ist, tauscht Wärme mit der Außenluft aus, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, strahlt Wärme ab und kondensiert. Das Kältemittel, das in dem Kondensationsabschnitt 12a kondensiert wurde, wird in dem Sammlerabschnitt 12b in gasphasiges und flüssigphasiges Kältemittel abgeschieden. Das flüssigphasige Kältemittel, das durch die Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Sammlerabschnitt 12b erhalten wurde, tauscht in dem Unterkühlungsabschnitt 12c Wärme mit der Außenluft aus, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und strahlt ferner Wärme ab, um ein unterkühltes flüssigphasiges Kältemittel zu werden.
Der Druck des unterkühlten flüssigphasigen Kältemittels, das aus dem Unterkühlungsabschnitt 12c des Strahlers 12 strömt, wird in dem Düsendurchgang 13a, der zwischen der Innenumfangsoberfläche des Druckverringerungsraums 30b des Ejektormoduls 13 und der Außenumfangsoberfläche des Durchgangsausbildungselements 35 ausgebildet ist, isentrop verringert und es wird ausgestoßen. Zu dieser Zeit wird die Kältemitteldurchgangsfläche des Abschnitts mit kleinster Durchgangsfläche des Druckverringerungsraums 30b in derart eingestellt, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des Verdampfers 14 sich dem Referenzüberhitzungsgrad nähert.
Unter Nutzung der Saugwirkung des aus dem Düsendurchgang 13a ausgestoßenen Einspritzkältemittels wird das aus dem Verdampfer 14 strömende Kältemittel von der Kältemittelansaugöffnung 31b in das Ejektormodul 13 gesaugt. Das aus dem Düsendurchgang 13a ausgestoßene Einspritzkältemittel und das durch den Ansaugdurchgang 13b angesaugte Ansaugkältemittel strömen in den Diffusordurchgang 13c und vereinigen sich miteinander.
In dem Diffusordurchgang 13c wird aufgrund der Vergrößerung einer Kältemitteldurchgangsfläche kinetische Energie des Kältemittels in Druckenergie umgewandelt. Während auf diese Weise das Ausstoßkältemittel und das Ansaugkältemittel miteinander vermischt werden, steigt der Druck des vermischten Kältemittels. Das aus dem Diffusordurchgang 13c strömende Kältemittel wird in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Der Druck des in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittels wird in der Mündung 31i verringert, und es strömt in den Verdampfer 14.
Das in den Verdampfer 14 geströmte Kältemittel nimmt Wärme aus der von dem Gebläse 42 geblasenen Blasluft auf und verdampft. Als ein Ergebnis wird die Blasluft gekühlt. Andererseits strömt das gasphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wurde, aus der Ausströmungsöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel und wird in den Kompressor 11 gesaugt und erneut komprimiert.
Die in dem Verdampfer 14 gekühlte Blasluft strömt in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad der Luftmischklappe 46 in einen Lüftungsweg auf der Seite des Heizungskerns 44 und den Kaltluftumleitungsdurchgang 45. Die Kaltluft, die in den Lüftungsweg auf der Seite des Heizungskerns 44 geströmt ist, wird erneut geheizt, wenn die Kaltluft den Heizungskern 44 durchläuft, und wird in dem Mischraum mit der Kaltluft, die den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 durchlaufen hat, vermischt. Die klimatisierte Luft, deren Temperatur in dem Mischraum eingestellt wird, wird aus dem Mischraum durch jeweilige Blasauslässe in den Fahrzeugraum geblasen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Fahrzeugraum zu klimatisieren. Überdies wird gemäß dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittel, dessen Druck durch den Diffusordurchgang 13 erhöht wurde, in den Kompressor 11 gesaugt, und daher ist es möglich, die Leistung zum Antreiben des Kompressors 11 zu verringern, um dadurch den Wirkungsgrad (d. h. den COP) des Kreislaufs zu verbessern.
Außerdem wird in dem Ejektormodul 13 der vorliegenden Ausführungsform durch Wirbeln des Kältemittels in dem Wirbelraum 30a der Kältemitteldruck auf der Wirbelmittelseite in dem Wirbelraum 30a auf den Druck, bei dem das Kältemittel das gesättigte flüssigphasige Kältemittel wird, oder den Druck, bei dem das Kältemittel unter verringertem Druck siedet, verringert. Mit anderen Worten ist der Druck, bei dem das Kältemittel unter verringertem Druck siedet, ein Druck, bei dem die Kavitation auftritt. Das gasförmig-flüssige Zweiphasenkältemittel, das auf der Wirbelmittelseite vorhanden ist, wird dazu gebracht, in den Düsendurchgang 13a zu strömen.
Auf diese Weise können das Wandoberflächensieden aufgrund von Reibung zwischen dem Kältemittel und Wandoberflächen des Düsendurchgangs 13a und des Grenzflächensieden aufgrund eines Siedekerns, das durch Kavitation des Kältemittels auf der Wirbelmittelseite bewirkt wird, des Sieden des Kältemittels in dem Düsendurchgang 13a erleichtern. Als ein Ergebnis ist es möglich, den Energieumwandlungswirkungsgrad beim Umwandeln der Druckenergie des Kältemittels in Geschwindigkeitsenergie durch den Düsendurchgang 13a zu verbessern.
Wenn gemäß dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform in dem Steuerabschnitt S81, der den Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bildet, bestimmt wird, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist, legt der Abgabekapazitätssteuerabschnitt 60a der Steuerung 60 die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11 größer oder gleich der Referenzausstoßkapazität fest.
Daher ist es möglich, die Druckdifferenz ΔP zwischen dem hochdruckseitigen Kältemitteldruck Pd und dem niederdruckseitigen Kältemitteldruck Ps zu erhöhen, um dadurch die Druckdifferenz zwischen dem Kältemitteldruck in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f und dem Kältemitteldruck auf der Ansaugseite des Kompressors 11 zu vergrößern. Als ein Ergebnis ist es möglich, das flüssigphasige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wurde und in dem das Kältemaschinenöl gelöst ist, durch den Ölrückführungsdurchgang 31f zuverlässig an die Ansaugseite des Kompressors 11 rückzuführen.
Es ist möglich, einen nachteiligen Einfluss, der durch das unzureichende Kältemaschinenöl auf die Lebensdauer des Kompressors 11 ausgeübt wird, zu unterdrücken. Außerdem ist es in dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Kältemaschinenöl zuverlässig an den Kompressor 11 rückzuführen, ohne zusätzliche Komponententeile an dem herkömmlichen Ejektorkältekreislauf bereitzustellen.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem eine Steuerbetriebsart des Steuerabschnitts S81, der den Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bildet, geändert ist. In dem Steuerabschnitt S81 der vorliegenden Ausführungsform wird unter Verwendung einer Außenlufttemperatur Tam, die von dem Außenlufttemperatursensor 62 erfasst wird, bestimmt, ob eine Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist.
Hier ist während des Entfeuchtungsheizbetriebs, der bei einer niedrigen Außenlufttemperatur durchgeführt wird, die Leistung, die für einen Ejektorkältekreislauf 10 zum Kühlen von Blasluft benötigt wird, niedrig und eine Heizlast des Ejektorkältekreislaufs 10 ist klein. Daher nimmt die Kältemittelabgabekapazität eines Kompressors 11 ab und eine Druckdifferenz ΔP zwischen einem hochdruckseitigen Kältemitteldruck Pd und einem niederdruckseitigen Kältemitteldruck Ps des Kreislaufs neigt dazu, abzunehmen.
Wenn daher in der vorliegenden Ausführungsform, wie in einem Steuercharakteristikdiagramm 5 dargestellt, nicht bestimmt wird, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist und die Außenlufttemperatur Tam in einem Verringerungsvorgang der Außenlufttemperatur Tam kleiner oder gleich einer vorgegebenen ersten Referenzaußenlufttemperatur KTam1 wird, wird bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist (Ja) und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S83.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist und die Außenlufttemperatur Tam in einem Zunahmevorgang der Außenlufttemperatur Tam größer oder gleich einer vorgegebenen zweiten Referenzaußenlufttemperatur KTam2 wird, wird bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung nicht erfüllt ist (Nein) und die Steuerverarbeitung geht weiter zu S82.
Die erste Referenzaußenlufttemperatur KTam1 wird auf eine derartige Temperatur festgelegt, dass die Temperaturdifferenz ΔP gleich einer ersten Referenzdruckdifferenz KΔP wird, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, wenn der Entfeuchtungsheizbetrieb in einem Fall durchgeführt wird, in dem die Außenlufttemperatur Tam kleiner oder gleich der ersten Referenzaußenlufttemperatur KTam1 ist. Eine Differenz zwischen der ersten Referenzaußenlufttemperatur KTam1 und der zweiten Referenzaußenlufttemperatur KTam2 wird als eine Hysteresebreite zur Verhinderung von Steuerpendeln festgelegt.
Andere Strukturen und Betätigungen einer Fahrzeugklimaanlage 1 sind ähnlich denen in der ersten Ausführungsform. Daher ist es mit der Fahrzeugklimaanlage 1 in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Klimatisierung in einem Fahrzeugraum ähnlich der ersten Ausführungsform zu erreichen. Überdies ist es gemäß dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform möglich, flüssigphasiges Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum 30f abgeschieden wurde und in dem Kältemaschinenöl gelöst ist, durch den Ölrückführungsdurchgang 31f zuverlässig an eine Ansaugseite des Kompressors 11 rückzuführen.
(Andere Modifikationen)
Es sollte sich verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen innerhalb eines Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung, wie hier nachstehend beschrieben, abdecken soll.

(1) in dem in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiel legt der Abgabekapazitätssteuerabschnitt 60a die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11 kontinuierlich auf die Referenzabgabekapazität oder höher fest, wenn in dem Steuerabschnitt S81, der den Druckdifferenzbestimmungsabschnitt bildet, bestimmt wird, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist. Jedoch ist eine Steuerbetriebsart des Abgabekapazitätssteuerabschnitts 60a nicht auf die in jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.

Zum Beispiel kann die Kältemittelabgabekapazität gesteuert werden, um intermittierend größer oder gleich der Referenzabgabekapazität zu werden. Für die Schmierung des Kompressors 11 ist es unnötig, kontinuierlich Kältemaschinenöl an einen Gleitabschnitt des Kompressors 11 zuzuführen, und es reicht aus, das Kältemaschinenöl regelmäßig zuzuführen, so dass ein Ölfilm auf dem Gleitabschnitt nicht reißt. Daher ist es, wie in einem Zeitdiagramm in 6 dargestellt, möglich, die Steuerung derart durchzuführen, dass die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors unter der Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung regelmäßig intermittierend größer oder gleich der Referenzabgabekapazität wird.

(2) In dem in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform beschriebenen Beispiel wird der basierend auf der Verdampfertemperatur Tefin bestimmte Wert als der niederdruckseitige Kältemitteldruck Ps des Kreislaufs verwendet. Jedoch kann ein niederdruckseitiger Drucksensor, der einen Druck (niederdruckseitigen Kältemitteldruck Ps) von Kältemittel auf einer Auslassseite des Verdampfers 14 erfasst, bereitgestellt werden, und es kann in dem Steuerabschnitt S81 unter Verwendung des niederdruckseitigen Kältemitteldruckn Ps, der von dem niederdruckseitigen Drucksensor erfasst wird, bestimmt werden, ob eine Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist.
(3) Die Vorrichtungen, die den Ejektorkältekreislauf 10 bilden, sind nicht auf die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Offenbarten beschränkt.

Zum Beispiel wird in dem in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiel der Kompressor mit variabler Kapazität als der Kompressor 11 verwendet. Jedoch ist der Kompressor 11 nicht auf den Kompressor mit variabler Kapazität beschränkt. Als der Kompressor 11 kann ein Kompressor mit fester Kapazität, der durch eine Drehantriebskraft, die von einem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, über eine elektromagnetische Kupplung, einen Riemen oder ähnliches angetrieben wird, verwendet werden.
Wenn der Kompressor mit fester Kapazität verwendet wird, kann eine Betriebsrate des Kompressors durch Eingreifen und Lösen der elektromagnetischen Kupplung geändert werden, um die Kältemittelabgabekapazität einzustellen. Mit anderen Worten kann bei S83 die Betriebsarte des Kompressors erhöht werden, so dass die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors größer oder gleich der Referenzabgabekapazität wird.
Außerdem kann ein elektrischer Kompressor, dessen Kältemittelabgabekapazität durch Ändern einer Drehzahl eines Elektromotors eingestellt wird, als der Kompressor 11 verwendet werden. Wenn der elektrische Kompressor verwendet wird, kann die Drehzahl des Elektromotors geändert werden, um die Kältemittelabgabekapazität einzustellen. Mit anderen Worten kann bei S83 die Drehzahl des Elektromotors erhöht werden, so dass die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors größer oder gleich der Referenzabgabekapazität wird.
In dem in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiel wird der Unterkühlungswärmetauscher als der Strahler 12 verwendet. Jedoch kann ein normaler Strahler, der nur durch den Kondensationsabschnitt 12a gebildet wird, verwendet werden, und ein Flüssigkeitssammler (d. h. ein Sammler), der Kältemittel, das Wärme in dem Strahler abgestrahlt hat, in gasphasiges Kältemittel und flüssigphasiges Kältemittel abscheidet, um ein überschüssiges flüssigphasiges Kältemittel zu lagern, kann ebenso als der normale Strahler verwendet werden.
Überdies sind die Komponentenelemente, die das Ejektormodul 13 bilden, nicht auf die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Offenbarten beschränkt. Zum Beispiel sind die Komponentenelemente, wie etwa der Körper 30 und das Durchgangsausbildungselement 35 des Ejektormoduls 13 nicht auf die aus Metall Hergestellten beschränkt, sondern können aus Harz hergestellte Elemente sein.
Außerdem ist in dem in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiel das Ejektormodul 13 mit der Mündung 31i versehen. Jedoch kann die Mündung 31i nicht bereitgestellt sein und eine Druckverringerungseinrichtung kann in der Einlassrohrleitung 15a angeordnet sein. Als die Druckverringerungseinrichtung kann eine Mündung, ein Kapillarrohr oder ähnliches verwendet werden.

(4) In dem in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiel ist das Ejektormodul 13 in dem Fahrzeugmotorraum angeordnet. Jedoch kann das Ejektormodul 13 auf einer Fahrzeugraumseite der Feuerschutzwand 50 angeordnet werden.

Außerdem kann das Ejektormodul 13 auf einer Innenumfangsseite des Durchgangslochs 50a in der Feuerschutzwand 50 angeordnet werden. In diesem Fall ist ein Teil des Ejektormoduls 13 auf einer Fahrzeugmotorraumseite angeordnet und ein anderer Teil ist auf einer Fahrzeugraumseite angeordnet. Daher wird bevorzugt, eine Dichtung mit einer ähnlichen Funktion wie der in der ersten Ausführungsform in einem Spielraum zwischen dem Außenumfang des Ejektormoduls 13 und einem Öffnungsrandabschnitt des Durchgangslochs 50a anzuordnen.

(5) In dem in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiel wird der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Fahrzeugklimaanlage 1 angewendet. Jedoch ist der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf den beschränkt, der auf die Fahrzeugklimaanlage 1 angewendet wird. Zum Beispiel kann der Ejektarkältekreislauf 10 auf eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug angewendet werden. Der Ejektorkältekreislauf 10 kann sogar gar nicht für ein Fahrzeug sein, sondern kann auf eine ortsfeste Klimaanlage, ein Kühllager oder ähnliches angewendet werden.

Claims

Ejektorkältekreislauf, der umfasst: einen Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und das Kältemittel abgibt, wobei das Kältemittel mit einem Kältemaschinenöl vermischt ist; einen Strahler (12), der bewirkt, dass das von dem Kompressor (11) abgegebene Kältemittel Wärme abstrahlt; ein Ejektormodul (13) mit einem Körper, wobei der Körper bereitstellt: einen Düsenabschnitt (13a), der einen Druck des aus dem Strahler (12) strömenden Kältemittels verringert, eine Kältemittelansaugöffnung (31b), die ein Kältemittel als ein Ansaugkältemittel unter Verwendung einer Saugwirkung eines Einspritzkältemittels, das mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (13a) ausgestoßen wird, ansaugt, einen Druckerhöhungsabschnitt (13c), der das Einspritzkältemittel und das Ansaugkältemittel mischt und einen Druck des Kältemittels erhöht, und einen Gas-Flüssigkeltsabscheidungsraum (30f), der das aus dem Druckerhöhungsabschnitt (13c) strömende Kältemittel in ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel abscheidet; einen Verdampfer (14), der das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel verdampft; einen Abgabekapazitätssteuerabschnitt (60a), der eine Kältemittelabgabekapazität des Kompressors (11) steuert; einen Druckdifferenzbestimmungsabschnitt (S81), der bestimmt, ob eine Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist, wobei die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung als eine Betriebsbedingung definiert ist, in der eine Druckdifferenz (ΔP), die erhalten wird, indem ein niederdruckseitiger Kältemitteldruck (Ps) in dem Ejektorkältekreislauf von einem hochdruckseitigen Kältemitteldruck (Pd) in dem Ejektorkältekreislauf subtrahiert wird, kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzdruckdifferenz (KΔP1) ist, wobei der Körper (30) mit einem Ölrückführungsdurchgang (31f) versehen ist, der einen Teil des flüssigphasigen Kältemittels, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) abgeschieden wird, leitet, um von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum (30f) zu einer Ansaugseite des Kompressors (11) zu strömen, und der Abgabekapazitätssteuerabschnitt (60a) die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors größer oder gleich einer vorgegebenen Referenzabgabekapazität festlegt, wenn der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt (S81) bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist.
Ejektorkältekreislauf gemäß Anspruch 1, der ferner umfasst: eine Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung (62), die eine Außenlufttemperatur erfasst, wobei der Druckdifferenzbestimmungsabschnitt (S81) bestimmt, dass die Niederdruckdifferenzbetriebsbedingung erfüllt ist, wenn ein Erfassungswert (Tam) der Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung (62) kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzaußenlufttemperatur (KTam1) ist.