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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Ein
solches Kältemittel-Kreislaufsystem
ist in US-A-5 651 265 beschrieben und umfasst einen Kompressor und
einen Kondensor. Eine Dekompressionseinrichtung dekomprimiert Kältemittel
aus einem Auslass des Kondensors und ein Verdampfer ist derart angeordnet,
dass Kältemittel
aus dem Verdampfer in den Kompressor angesaugt wird. Ein Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
scheidet Kältemittel
in Gaskältemittel
und Flüssigkältemittel
ab.
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Ein
herkömmlicher
Grundaufbau eines Kältemittel-Kreislaufsystems
ist grob in einen Aufnehmerkreislauf und einen Sammlerkreislauf
auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen Steuerung eines Überheizgrads
von Kältemittel
und eines Auslasses eines Verdampfers und einer Steuerung eines Unterkühlgrads
von Kältemittel
an dem Auslass eines Kondensors unterteilt.
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Wie
in dem Mollier-Diagramm von 52 gezeigt
ist, kühlt
und kondensiert der Aufnehmerkreislauf Kältemittel, welches aus einem
Kompressor 101 abgegeben wird, durch einen Kondensor 102, wobei
das Kältemittel
aus dem Auslass des Kondensors 102 in Gas- und Flüssigkeits-Kältemittel
durch einen Aufnehmer 107 getrennt bzw. abgeschieden wird,
welcher auf der Auslassseite des Kondensors 102 vorgesehen
ist. Das Flüssigkältemittel
aus dem Aufnehmer 107 wird veranlasst, sich zu expandieren, und
durch ein Expansionsventil 131 vom thermischen Typ dekomprimiert,
und dann wird das Niedrigdruck-Kältemittel
nach dieser Dekompression durch Absorption von Wärme aus Luft in dem Verdampfer 104 verdampft.
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In
diesem Aufnehmerkreislauf wird, da eine Gas-/Flüssigkeits-Grenzschicht des
Kältemittels
innerhalb des Aufnehmers 107 ausgebildet wird, und das
Kältemittel innerhalb
des Aufnehmers 107 oberhalb einer Flüssigkeitssättigungslinie L2 gehalten wird,
der Unterkühlgrad
SC des Kältemittels
am Auslass des Kondensors 102 auf 0°C gesteuert. Andererseits führt das
Expansionsventil 131 vom thermischen Typ den Überheizgrad
SH des Kältemittels
am Auslass des Verdampfers 104 zurück, um eine Ventilöffnung automatisch
einzustellen, um dadurch den Überheizgrad
SH des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 104 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
(z.B. 3 bis 15°C)
zu halten.
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Andererseits
ist in dem Sammlerkreislauf, wie in dem Mollier-Diagramm von 53 gezeigt ist, ein fester Begrenzer 103 (eine
feste Drossel), wie ein Kapillarrohr, direkt an dem Ausgang des
Kondensors 102 angeschlossen, um das Kältemittel aus dem Auslass des
Kondensors 102 in dem festen Begrenzer 103 direkt
zu dekomprimieren. Dann absorbiert Niedrigdruck-Kältemittel
nach der Dekompression Wärme
in dem Verdampfer 104 zur Verdampfung und das Kältemittel,
welches durch diesen Verdampfer 104 hindurch getreten ist,
wird veranlasst, in einen Sammler 108 hinein zu strömen. Anschließend wird das
Kältemittel
aus dem Auslass des Verdampfers in Gaskältemittel und Flüssigkältemittel
in dem Sammler 108 abgeschieden, und Gaskältemittel
innerhalb des Sammlers 108 wird in einen Kompressor 101 gesaugt.
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In
dem Sammlerkreislauf wird, da eine Gas-/Flüssigkeits-Grenzschicht des
Kältemittels
innerhalb des Sammlers 108 ausgebildet wird, und das Kältemittel
innerhalb des Sammlers 108 oberhalb einer Gassättigungslinie
L1 gehalten wird, der Überheizgrad
SH des in den Kompressor 1 gesaugten Kältemittels bei 0°C gehalten.
Da der feste Begrenzer 103 als Dekompressionsmittel verwendet
wird, wird der Unterkühlgrad
SC des Kältemittels
am Auslass des Kondensors 102 in Abhängigkeit von Strömungsmengeneigenschaften
des festen Begrenzers 103, einem Kreislaufhochdruck und
einer Kreislauf-Kältemittelströmungsrate
bestimmt, und der Unterkühlgrad
SC fluktuiert normalerweise in einem Bereich von 0 bis etwa 20°C infolge
von Fluktuationen der Kreislaufbetriebsbedingungen.
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Da
jedoch in dem früheren
Aufnehmerkreislauf das Expansionsventil 131 vom thermischen
Typ den Überheizgrad
SH des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 104 zurückführt, um eine Ventilöffnung automatisch
einzustellen, benötigt
das Aufnehmerkreislaufsystem einen komplizierten und präzisen Ventilmechanismus,
welcher zu einer Erhöhung
der Kosten führt.
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Damit
das Expansionsventil 131 vom thermischen Typ den Überheizgrad
SH des Kältemittels
am Auslass des Verdampfers 104 erfasst, besteht der Bedarf
zur Wahl eines Anbringungsplatzes für das Expansionsventil 131 vom
thermischen Typ in der Umgebung des Verdampfers 104, mit
anderen Worten, in einem Abteil. Im Ergebnis neigt ein Durchtrittsgeräusch des
Kältemittels,
welcher in einem Begrenzungsdurchtritt des Expansionsventils 131 vom
thermischen Typ dazu, sich zu einem Klimaanlagenbenutzer (Insassen)
innerhalb des Abteils fortzusetzen, und ein Problem eines Kältemitteldurchtrittsgeräusches wird
offensichtlich.
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In
dem Sammlerkreislauf kann dagegen, da der feste Begrenzer 103 als
das Dekompressionsmittel verwendet wird, dies bei ausnehmend niedrigen Kosten
im Vergleich mit dem Expansionsventil 131 vom thermischen
Typ hergestellt werden. Da es nicht notwendig ist, den festen Begrenzer 103 in
der Umgebung des Verdampfers zu platzieren, sondern der feste Begrenzer 103 an
der Außenseite
des Abteils (z.B. Motorraumseite des Fahrzeugs) platziert werden
kann, besteht der Vorteil, dass das Kältemitteldurchtrittsgeräusch, das
in das Abteil übertragen wird,
erheblich reduziert werden kann. Jedoch fluktuiert in einem Kältemittel-Kreislaufsystem
für Fahrzeugklimatisierung,
da der Kompressor 101 durch einen Fahrzeugmotor angetrieben
wird, die Anzahl von Umdrehungen des Kompressors 101 und
deshalb ebenso erheblich mit der Fluktuation der Drehzahl des Motors.
Aus diesem Grund kann, wenn der feste Begrenzer 103 als
das Dekompressionsmittel verwendet wird, ein Kältemittel-Strömungseinstellbetrieb
nicht hinreichend den starken Fluktuationen hinsichtlich der Anzahl
von Umdrehungen des Kompressors 101 entsprechen, um den
Unterkühlgrad
SC des Kältemittels
am Auslass des Kondensors erheblich zu fluktuieren, was in übermäßiger Fluktuationsbreite resultiert.
Zum Beispiel wird, wenn der Kompressor 101 mit hoher Geschwindigkeit dreht,
die Kompressorabgabekapazität
vergrößert, und
der aus dem Kompressor 101 abgegebene Hochdruck wird vergrößert, so
dass der Unterkühlgrad
SC des Kältemittels
am Auslass des Kondensors zu groß wird. Dieses Auftreten des übermäßigen Unterkühlgrads
SC bewirkt eine Vergrößerung hinsichtlich
der Kompressorantriebsleistung infolge des erhöhten Hochrucks, was den Kreislaufwirkungsgrad
verschlechtert.
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Zusätzlich besteht
ein anderer Nachteil darin, dass der Sammler 108 eine schlechte
Anbringbarkeit aufweist. Genauer ist der Sammler 108 an
der Auslassseite des Verdampfers 104, d.h. in einem Niedrigdruckdurchtritt
angeordnet, um Gas und Flüssigkeit
des Niedrigdruck-Kältemittels
mit einem großen
spezifischen Volumen abzuscheiden, und es ist nötig, die Kapazität des Sammlers 8 größer vorzusehen
als die des Aufnehmers 107, welcher an der Hochdruckseite
vorgesehen ist. Demgemäß wird, wenn
die Kältemittel-Kreislaufausstattungen
innerhalb eines solch engen Raums wie das Innere eines Fahrzeugmotorabteils
angebracht werden, die Anbringbarkeit des Sammlers 108 noch
weiter verschlechtert, als die des Aufnehmers 107.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Mit
Blick auf die vorstehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Kältemittel-Kreislaufsystem
mit einem verbesserten Aufbau bereitzustellen, welches einen Überheizgrad
von aus einem Kompressor abgegebenen Kältemittel und einen Überheizgrad
an einer Kältemittel-Auslassseite eines
Verdampfers einfach steuert.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältemittel-Kreislaufsystem
mit einem kompakten Aufbau bereitzustellen, welches einen Kreislaufwirkungsgrad
verbessern kann. Diese Aufgabe wird durch das Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Kondensor zum Kühlen und
Kondensieren von Kältemittel,
welches aus einem Kompressor abgegeben wird, eine erste Wärmetauscheinheit,
eine zweite Wärmetauscheinheit
an einer stromabwärtigen
Seite der ersten Wärmetauscheinheit
in einer Kältemittelströmungsrichtung,
und einen Gas-/Flüssigkeits-Abscheider,
der zwischen der ersten Wärmetauscheinheit
und der zweiten Wärmetauscheinheit
in der Kältemittelströmungsrichtung
in solch einer Weise angeordnet ist, dass ein aus einem Kompressor
abgegebenes Kältemittel
in der ersten Wärmetauscheinheit
gekühlt
wird und zumindest ein Gaskältemittel,
welches in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider abgeschieden
wurde, in die zweite Wärmetauscheinheit
strömt.
In dem Kondensor wird ein Zustand eines von der ersten Wärmetauscheinheit
zu dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
strömenden
Kältemittels
in Übereinstimmung
mit einem Überheizgrad
von Kältemittel
geändert,
welches aus dem Kompressor abgegeben wird, um eine Menge von Flüssigkältemittel,
welches in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
aufbewahrt wird, zu ändern.
Der Zustand des aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittels ist in einem Überheizzustand,
welcher durch eine Wärmeaustauschmenge
der ersten Wärmetauscheinheit
bestimmt wird, und ein Kompressionsvorgang des Kältemittels in dem Kompressor
ist im Grund eine isentropische Änderung
infolge adiabatischer Kompression. Demgemäß wird dann, wenn der Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel sich ändert, der
Zustand des Kältemittels
aus der ersten Wärmetauscheinheit
zu dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
geändert,
und die Menge von in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
gespeichertem Kältemittel
wird geändert.
Somit kann der Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel in einem vorbestimmten
Bereich gesteuert werden, und der Überheizgrad von Kältemittel
an einem Auslass eines Verdampfers kann in einem vorbestimmten Bereich
gesteuert werden.
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Vorzugsweise
wird ein Kommunikationspfad, durch welchen Flüssigkältemittel, das in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
aufbewahrt wird, in eine stromaufwärtige Seite der Dekompressionseinrichtung
in der Kältemittelströmungsrichtung
einge leitet. Demgemäß kann dies
einen Kältemittelmangel in
dem Kältemittel-Kreislaufsystem
und einen Ölmangel
in dem Kompressor verhindern.
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Andererseits
weist das Kältemittelsystem
ein Einstellelement zum Einstellen einer in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
gespeicherten Flüssigkältemittelmenge
in Übereinstimmung
mit dem Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel auf, und das Einstellelement
reduziert die Menge von in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider gespeichertem
Kältemittel,
wenn der Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel ansteigt. Demgemäß wird dann,
wenn der Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel ansteigt, die Menge
von Flüssigkältemittel
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
durch das Einstellelement reduziert, und die Strömungsmenge von in dem Kältemittel-Kreislaufsystem
zirkulierendem Kältemittel
wird vergrößert. Daher
kann ein Ansteigen des Überheizgrads
von Kältemittel
an dem Auslass des Verdampfers und ein Ansteigen des Überheizgrads
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel begrenzt werden.
Umgekehrt wird dann, wenn der Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel sinkt, die Menge
von Flüssigkältemittel
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
durch das Einstellelement vergrößert und
die Strömungsmenge
von in dem Kältemittel-Kreislaufsystem
zirkulierendem Kältemittel
gesenkt. Daher kann ein Absinken des Überheizgrads von Kältemittel
an dem Auslass des Verdampfers und ein Absinken des Überheizgrads
von Kältemittel,
welches von dem Kompressor abgegeben wird, begrenzt werden.
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Vorzugsweise
sind die erste Wärmetauscheinheit
und die zweite Wärmetauscheinheit
integral vorgesehen, um eine Mehrzahl von Rohren aufzuweisen, welche
parallel zueinander angeordnet sind, durch welche Kältemittel
strömen.
Demgemäß kann ein
Anbringungsaufbau der ersten Wärmetauscheinheit
und der zweiten Wärmetauscheinheit
einfach hergestellt werden. Bevorzugter ist der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
dahingehend vorgesehen, mit irgendeinem der ersten und zweiten Sammlertanks
integriert zu sein.
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Vorzugsweise
ist das Einstellelement eine Heizeinheit zum Einstellen einer Heizmenge
von Flüssigkältemittel
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
in Übereinstimmung
mit dem Überheizgrad
von aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittel. Daher kann die in
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider gespeicherte
Menge von Flüssigkältemittel
einfach gesteuert werden.
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In
dem Kältemittel-Kreislaufsystem
strömt Kältemittel
durch den Kompressor, einen Kondensor, eine Dekompressionseinrichtung
und den Verdampfer in dieser Reihenfolge durch einen Hauptkältemitteldurchtritt.
Das Einstellelement enthält
einen Kommunikationspfad, durch welchen Flüssigkältemittel in dem Gas/Flüssigkeitsabscheider
zu dem Hauptkältemittel
durchtritt, zurückkehrt,
und ein Ventil, das in dem Kommunikationspfad zur Erhöhung eines
Ventilöffnungsgrades
in Übereinstimmung
mit einer Vergrößerung des Überheizgrades
des aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittels angeordnet ist. Sinngemäß kann der Überheizgrad
des aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittels einfach unter Verwendung
des Einstellelements gesteuert werden.
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Der
Gas/Flüssigkeitsabscheider
kann dahingehend angeordnet sein, sowohl Gaskältemittel als auch Flüssigkältemittel,
welche voneinander in dem Gas/Flüssigkeitsabscheider
abgeschieden wurden, zu dem Hauptkältemitteldurchtritt innerhalb
des Kondensors zurückzuleiten.
Daher kann der Aufbau des Kondensors, der den Gas/Flüssigkeitsabscheider enthält, kompakt
hergestellt werden. Selbst in diesem Fall kann, da die Menge von
in dem Gas/Flüssigkeitsabscheider
gespeicherten Kältemittel
in Übereinstimmung
mit dem Überheizgrad
von Kältemittel,
das aus dem Kompressor abgegeben wird, eingestellt werden kann,
der Kreislaufwirkungsgrad verbessert werden.
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Der
Kondensor enthält
einen Einlassströmungspfad,
der zwischen dem ersten Sammlertank und dem Gas/Flüssigkeitsabscheider
vorgesehen ist, durch welchen ein Teil von Kältemittel in einem Kältemitteldurchtritt
des Kondensors in den Gas/Flüssigkeitsabscheider
eingeleitet wird, einen Gasrückführdurchtritt,
durch welchen Gaskältemittel
innerhalb des Gas/Flüssigkeitsabscheiders
in den Kältemitteldurchtritt
an einer stromabwärtsseitigen
Position von dem Einlassströmungspfad
in der Kältemittelströmungsrichtung
eingeleitet wird, und einen Flüssigkeitsrückführdurchtritt,
durch welchen Flüssigkältemittel
innerhalb des Gas/Flüssigkeitsabscheiders
in dem Kältemittel durchtritt
an einer stromabwärtsseitigen
Position von dem Einlassströmungspfad
in der Kältemittelströmungsrichtung
eingeleitet wird. Demgemäß kann ein
Volumen des Gas/Flüssigkeitsabscheiders
des Kondensors kleiner gemacht werden, während der Überheizgrad vom aus dem Kompressor
abgegebenem Kältemittel
einfach gesteuert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlicher,
wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet
wird, in welchen:
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1 ein
schematisches Diagramm ist, welches ein Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß einer ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Mollier-Diagramm des Kältemittel-Kreislaufsystems
gemäß der ersten
Ausführungsform
ist;
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3 eine
Kennlinienansicht zur Erläuterung
eines Betriebs des Kältemittel-Kreislaufsystems gemäß der ersten
Ausführungsform
ist;
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4 ein
schematisches Diagramm ist, welches ein Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ein
schematisches Diagramm ist, welches ein Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß einer dritten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Graph ist, welcher ein Verhältnis zwischen
einer Kompressorbetrieb-Ein/Aus-Steuerzeit
und einem Niedrigdruck in einem Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt;
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7A eine
Querschnittsansicht ist, welche eine Dekompressionseinrichtung gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7B eine
Querschnittsansicht ist, welche einen Ventilöffnungszustand eines variablen
Drosselventils in 7A zeigt;
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8 ein
Graph ist, welcher ein Verhältnis zwischen
einer Kompressor-Ein/Aus-Steuerzeit
und einem Niedrigdruck in einem Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß der vierten
Ausführungsform
zeigt;
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9 ein
schematisches Diagramm ist, welches ein Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß einer fünften bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ein
schematisches Diagramm ist, welches ein Kältemittel-Kreislaufsystem gemäß einer sechsten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer siebten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 eine schematische Perspektivansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer achten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 eine schematische Vorderansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer neunten bevorzugten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 eine vergrößerte Ansicht
des Teils ist, welcher durch XIV in 13 bezeichnet
ist, wenn ein Kappenelement entfernt ist;
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15 eine vergrößerte Ansicht
ist, welche 14 entspricht, wenn das Kappenelement
angefügt
ist;
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16 eine schematische Perspektivansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer zehnten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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17 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen Hauptteil des im Abscheider integrierten Kondensors in 16 zeigt;
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18 eine Draufsicht ist, welche einen Hauptteil
des im Abscheider integrierten Kondensors in 16 zeigt;
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19A ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und 19B ein
Mollier-Diagramm des Kältemittel-Kreislaufsystems
gemäß der elften
Ausführungsform
zeigt;
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20 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer zwölften bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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21 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer dreizehnten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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22 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer vierzehnten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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23 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer fünfzehnten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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24 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer sechzehnten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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25 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer siebzehnten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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26 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer achtzehnten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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27 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer neunzehnten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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28 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer zwanzigsten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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29 eine Perspektivansicht ist, welche einen Hauptteil
eines im Abscheider integrierten Kondensor in einem demontierten
Zustand eines Kappenelements gemäß einer
einundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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30 eine Draufsicht ist, wenn diese von einem Pfeil
XXX in 29 aus betrachtet wird;
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31 eine Querschnittsansicht ist, welche entlang
einer Linie XXXI-XXXI in 30 genommen ist;
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32 eine Perspektivansicht ist, welche einen Hauptteil
eines im Abscheider integrierten Kondensors in einem demontierten
Zustand eines Kappenelements gemäß einer
zweiundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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33 eine Draufsicht ist, wenn diese von einem Pfeil
XXXIII in 32 aus betrachtet wird;
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34 eine Querschnittsansicht ist, welche entlang
einer Linie XXXIV-XXXIV in 33 genommen
ist;
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35 eine Draufsicht ist, welche einen integrierten
Aufbau eines rohrförmigen
Rumpfabschnitts eines Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders
und eines Sammlertanks gemäß einer
dreiundzwanzigsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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36 eine Draufsicht ist, welche einen integrierten
Aufbau eines rohrförmigen
Rumpfabschnitts eines Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders
und eines Sammlertanks gemäß einer
vierundzwanzigsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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37 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer fünfundzwanzigsten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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38A und 38B eine
Perspektivansicht bzw. eine Schnittansicht ist, welche ein Plattenelement
zeigen, das für
den im Abscheider integrierten Kondensor in der fünfundzwanzigsten
bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird;
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39 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer sechsundzwanzigsten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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40 eine Perspektivansicht ist, welche ein Plattenelement
zeigt, das für
den im Abscheider integrierten Kondensor gemäß der sechsundzwanzigsten Ausführungsform
verwendet wird;
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41 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer siebenundzwanzigsten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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42 eine Perspektivansicht ist, welche ein Plattenelement
zeigt, das für
den im Abscheider integrierten Kondensor gemäß der siebenundzwanzigsten
Ausführungsform
verwendet wird;
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43 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen Hauptteil eines im Abscheider integrierten Kondensors gemäß einer
achtundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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44 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen Hauptteil eines im Abscheider integrierten Kondensors gemäß einer
Modifikation der achtundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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45 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer neunundzwanzigsten
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
46 eine schematische Schnittansicht ist, welche
eine Volumenkammer des Kältemittel-Kreislaufsystems
gemäß der neunundzwanzigsten
Ausführungsform
zeigt;
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47 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen im Abscheider integrierten Kondensor gemäß einer dreißigsten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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48A und 48B eine
Perspektivansicht bzw. eine Schnittansicht im demontierten Zustand
ist, welche einen Hauptteil eines im Abscheider integrierten Kondensors
gemäß der dreißigsten
Ausführungsform
zeigen;
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49A und 49B eine
Perspektivansicht bzw. eine Schnittansicht im demontierten Zustand
ist, welche einen Hauptteil eines im Abscheider integrierten Kondensors
gemäß der einunddreißigsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
50 eine schematische Schnittansicht ist, welche
einen variablen Begrenzer (Unterkühlsteuerventil) gemäß einer
zweiunddreißigsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
51 ein schematisches Diagramm ist, welches ein
Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß einer dreiunddreißigsten
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
52 ein Mollier-Diagramm eines herkömmlichen
Kältemittel-Kreislaufsystems
zeigt; und
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53 ein Mollier-Diagramm eines anderen herkömmlichen
Kältemittel-Kreislaufsystems
zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER
DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform, wenn
die vorliegende Erfindung für
ein Kältemittel-Kreislaufsystem
für eine
Fahrzeug-Klimaanlage verwendet wird. Ein Kompressor 1 wird
durch einen Fahrzeugmotor E über
eine elektromagnetische Kupplung 1a riemengetrieben. Hochdruckgas-Kältemittel,
welches aus dem Kompressor 1 abgegeben wird, strömt in einen
Kondensor 2, wo das Gaskältemittel Wärme mit Außenluft tauscht, um gekühlt und kondensiert
zu werden.
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Der
Kondensor 2 weist eine erste Wärmetauscheinheit 2a und
eine zweite Wärmetauscheinheit 2b auf,
welche in einer Reihenfolge einer Kältemittelströmungsrichtung
vorgesehen sind. Ein Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zum
Abscheiden von Gas und Flüssigkeit
des Kältemittels
ist zwischen der ersten Wärmetauscheinheit 2a und
der zweiten Wärmetauscheinheit 2b in
dem Kondensor 2 vorgesehen.
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Der
Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c weist eine
lange und enge Behälterform
auf, welche sich in vertikaler Richtung erstreckt, und scheidet
Gas und Flüssigkeit
des Kältemittels
durch die Verwendung einer Dichtedifferenz zwischen flüssigem Kältemittel und
gasförmigem
Kältemittel
ab. Der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c weist
einen Tank auf, welcher das flüssige
Kältemittel
in dem unteren Tank sammelt, und führt das gasförmige Kältemittel
der zweiten Wärmetauscheinheit 2b zu.
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In
dieser Hinsicht ist der Kondensor 2 in einem Bereich angeordnet,
welcher durch Empfang eines Fahrtwinds gekühlt wird, der durch die Fahrt
des Fahrzeugs bewirkt wird, konkret in dem vorderen Abschluss oder
dergleichen innerhalb eines Fahrzeugmotorraums, um durch den Fahrtwind
und durch aus einem Kühllüfter (nicht
gezeigt) geblasener Luft gekühlt
zu werden.
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Der
Kondensor 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist durch integralen Zusammenbau der ersten Wärmetauscheinheit 2a,
der zweiten Wärmetauscheinheit 2b und
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c dahingehend,
diese drei Teile in einen einstückigen,
integrierten Aufbau durch ein Aluminium-Integrallötverfahren
oder dergleichen zusammenzubauen, vorgesehen.
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Wenn
jedoch diese drei Teile der ersten Wärmetauscheinheit 2a,
der zweiten Wärmetauscheinheit 2b und
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c individuell
aufgebaut und diese drei Teile durch die Verwendung einer geeigneten
Leitung oder dergleichen gekoppelt werden, werden dieselben Funktionen
bereitgestellt. Das heißt,
in der ersten Ausführungsform kann
selbstverständlich
ein solcher individueller Typ verwendet werden.
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Eine
Dekompressionseinrichtung 3 wird zur Dekompression des
durch den Kondensor 2 hindurch getretenen Kältemittels
in einem Niedrigdruck-Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand
verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dekompressionseinrichtung 3 ein
fester Begrenzer (eine feste Drossel), wie eine Öffnung, eine Düse und ein
Kapillarrohr.
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Ein
Verdampfer 4 verdampft das Niedrigdruck-Kältemittel
aus der Dekompressionseinrichtung 3 durch Absorbieren von
Wärme aus
Luft, welche aus dem Klimatisierungsgebläse 5 ausgeblasen wird.
Der Verdampfer 4 ist innerhalb eines Gehäuses 6 einer
Innenraum-Klimaanlage angeordnet, und kühle Luft, die durch den Verdampfer 4 gekühlt wird, wird
hinsichtlich der Temperatur in einem Heizkernabschnitt (nicht gezeigt)
eingestellt und anschließend in
das Passagierabteil des Fahrzeugs ausgeblasen. Das gasförmige Kältemittel,
das in dem Verdampfer 4 verdampft wird, wird in den Kompressor 1 gesaugt.
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Um
ein Einfrieren bzw. Vereisen in dem Verdampfer 4 zu vermeiden,
wird die Temperatur des Verdampfers 4 auf eine vorbestimmte
oder eine höhere
Temperatur durch Ein/Aus-Steuerung eines Betriebs des Kompressors,
Steuerung der Abgabekapazität
des Kompressors 1 oder dergleichen gesteuert.
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Als
nächstes
wird nun ein Betrieb des Kältemittel-Kreislaufsystems
gemäß der ersten
Ausführungsform
beschrieben. 2 ist ein Mollier-Diagramm auf
der Grundlage des Kältemittel-Kreislaufsystems
gemäß der ersten
Ausführungsform.
Wenn der Kompressor 1 durch den Fahrzeugmotor E angetrieben
wird, befindet sich Gaskältemittel
(a), welches von dem Kompressor 1 abgegeben wird, in einem überheizten
Gaszustand. Dieses Gaskältemittel
(a) aus dem Kompressor 1 strömt zunächst in die erste Wärmetauscheinheit 2a des
Kondensors 2. In der ersten Wärmetauscheinheit 2a wird
das Gaskältemittel
mit Kühlluft
(Außenluft)
zur Abstrahlung von Wärme
einem Wärmetausch
unterzogen, und strömt
in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c.
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In
dem Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
wird Flüssigkältemittel stets
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c gesammelt,
um eine Gas-/Flüssigkeits-Grenzschicht
auszubilden. Mit anderen Worten wird, wenn überheiztes Gaskältemittel
aus der ersten Wärmetauscheinheit 2a in
den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömt, ein
Teil des gesammelten flüssigen Kältemittels
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c verdampft.
Umgekehrt wird, wenn Gas-/Flüssigkeits-Feuchtgas
aus der ersten Wärmetauscheinheit 2a in
den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömt, Gas
und Flüssigkeit
des Kältemittels innerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c abgeschieden,
und das Flüssigkältemittel
wird in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c untergebracht.
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Da,
wie vorstehend beschrieben, die Gas-/Flüssigkeits-Grenzschicht in dem
Kältemittel stets
innerhalb des Gas/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgebildet
wird, wird das Kältemittel
(b) innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c auf
einer Sättigungsgaslinie
L1 in dem Mollier-Diagramm positioniert, und der Überheizgrad
wird SH = 0°C.
Somit strömt
gesättigtes
Gaskältemittel
(b), welches innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
Gas und Flüssigkeit
abgeschieden wurde, in die zweite Wärmetauscheinheit 2b des
Kondensors 2, und tauscht Wärme mit Kühlluft (Außenluft), um kondensiert zu
werden.
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Der
Unterkühlungsgrad
SC des Kältemittels (c)
an dem Auslass der zweiten Wärmetauscheinheit 2b wird
in Abhängigkeit
von Fluktuationen in den Kreislaufbetriebsbedingungen wie folgt
bestimmt. Genauer wird, da die Dekompressionseinrichtung 3 durch
einen festen Begrenzer aufgebaut ist, der Unterkühlungsgrad SC in Abhängigkeit
von der Strömungsmengenkennlinie,
einem Kreislauf-Hochdruck und einer Kreislauf-Kältemittelströmungsmenge
bestimmt. Die Strömungsmengekennlinie
wird auf der Grundlage einer Art des festen Begrenzers bestimmt.
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Das
vorstehend beschriebene unterkühlte Kältemittel
(c) wird als nächstes
durch den festen Begrenzer der Dekompressionseinrichtung 3 dahingehend
dekomprimiert, zu Niedrigdruck-Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel (d) zu werden, und
dieses Niedrigdruck-Kältemittel
(d) absorbiert als nächstes
Wärme von
durch das Gehäuse 6 in
dem Verdampfer 4 strömender
Luft, um verdampft zu werden, und wird zu überheiztem Gaskältemittel
(e) mit dem Überheizgrad
SH. Dieses überheizte
Gaskältemittel
(e) wird in den Kompressor 1 gesaugt, um wieder komprimiert zu
werden.
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In
dem Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
wird Kältemittel
(b) innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c im Zwischenraum
in dem Kondensor 2 in dem gesättigten Zustand auf der Sättigungsgaslinie
L1 gehalten, wie vorstehend beschrieben. Daher wird das aus dem
Kompressor 1 abgegebene Gaskältemittel (a) auf einen überheizten
Zustand gebracht, welcher durch eine Wärmetauschmenge (d.h. Menge
von Wärmeabstrahlung)
H1 in der ersten Wärmetauscheinheit 2a des
Kondensors 2 bestimmt wird. Mit anderen Worten wird der
Zustand des abgegebenen Gaskältemittels
(a) durch eine Vergrößerung oder eine
Verkleinerung der Wärmetauschmenge
H1 bestimmt.
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Da
ein Kompressionsvorgang von Kältemittel
in dem Kompressor 1 im Grunde eine isentropische Änderung
infolge adiabatischer Kompression ist, wird dann, wenn der Zustand
des abgegebenen Gaskältemittels
(a) bestimmt wird, der Zustand des Kältemittels e an der Saugseite
des Kompressors 1, d.h. der Überheizgrad SH des saugseitigen
Kältemittels
(e) durch eine isentropische Linie L3 bestimmt. Demgemäß wird selbst
dann, wenn angenommen wird, dass der Überheizgrad SH des saugseitigen Kältemittels
(e) in Abhängigkeit
von Fluktuationen in den Kreislaufbetriebsbedingungen fluktuiert,
die Wärmeaustauschmenge
H1 der ersten Wärmetauscheinheit 2a zweckmäßig zuvor
eingestellt, wodurch es möglich
wird, den Überheizgrad
SH des saugseitigen Kältemittels
(e) innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 0 bis 20°C zu steuern.
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Genauer
tritt dann, wenn der Überheizgrad SH
des abgegebenen Gaskältemittels
(a) ansteigt, das Kältemittel,
das in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
der ersten Wärmetauscheinheit 2a strömt, in einen Überheizbereichszustand,
um die Menge von Flüssigkältemittel
zu verringern, welches innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c angesammelt
ist, wodurch eine zirkulierende Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreislauf vergrößert wird.
Im Ergebnis ist jede Vergrößerung des Überheizgrads
SH des saugseitigen Kältemittels
(e) des Kompressors 1 beschränkt. Andererseits tritt dann,
wenn der Überheizgrad
SH des abgegebenen Gaskältemittels
(a) des Kompressors 1 sinkt, das durch den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
der ersten Wärmetauscheinheit 2a in
den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömende Kältemittel
in einen Gas-/Flüssigkeits-Bereichszustand,
um die Menge von flüssigem
Kältemittel
zu vergrößern, welches
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c gesammelt
ist, wodurch eine zirkulierende Kältemittel-Strömungsmenge
innerhalb des Kreislaufs gesenkt wird. Im Ergebnis wird jede Verringerung
des Überheizgrads
SH des saugseitigen Kältemittels
(e) des Kompressors 1 begrenzt. Demgemäß stellt das Kältemittel-Kreislaufsystem den Überheizgrad
SH des abgegebenen gasförmigen
Kältemittels
(a) des Kompressors 1 und des Überheizgrads SH des saugseitigen
Kältemittels
(e) jeweils auf vorbestimmte Bereiche ein.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
wird der Zustand des abgegebenen gasförmigen Kältemittels (a) des Kompressors
durch die Menge von Wärmeaustausch
H1 der ersten Wärmetauscheinheit 2a wie vorstehend
beschrieben bestimmt. Zusätzlich
wird der Überheizgrad
SH des saugseitigen Kältemittels (e)
des Kompressors 1 in Übereinstimmung
mit dem Kältemittel-Abgabezustand
des Kompressors 1 gesteuert. Dies hat daher gegenüber dem
herkömmlichen
Sammlerkreislauf selbst hinsichtlich der Steuerung des Überheizgrads
des Kältemittels
(c) am Auslass des Kondensors Vorteile.
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Genauer
ist 3 mit einer Rotationsanzahl (Rotationsgeschwindigkeit)
des Kompressors 1 auf der Abszisse und dem Überheizgrad
SH des saugseitigen Kältemittels
(e) und einer zirkulierenden Kältemittel-Strömungsmenge
(Massenströmungsmenge)
innerhalb des Kreislaufs auf der Ordinate gezeigt. Wie in 3 gezeigt,
weist in einem Sammlerkreislauf das saugseitige Kältemittel
(e) den Überheizgrad SH
auf, welcher unabhängig
von jeder Variation in der Anzahl an Umdrehungen (der Rotationsgeschwindigkeit)
des Kompressors konstant (gesättigtes
Gas) bei 0°C
gehalten wird.
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Dahingegen
wird in dem Kälteerzeugungskreislauf
der ersten Ausführungsform
dann, wenn die Umdrehungszahl des Kompressors mit der Erhöhung der
Motorgeschwindigkeit erhöht
wird, Hochdruck (Hochdruck-Kältemitteltemperatur)
erhöht,
um eine Differenz in der Temperatur zwischen dem Hochdruck-Kältemittel
und Kühlluft
zu erhöhen,
wodurch die Menge von Wärmeaustausch
H1 der ersten Wärmetauscheinheit 2a vergrößert wird.
Daher wird der Überheizgrad
SH des saugseitigen Kältemittels
(e) des Kompressors erhöht,
um das spezifische Volumen des durch den Kompressor angesaugten
Kältemittels
(e) zu vergrößern. Demgemäß wird in
der ersten Ausführungsform
eine Vergrößerungsrate
der Kältemittel-Strömungsmenge,
welche aus der Vergrößerung der
Umdrehungszahl des Kompressors resultiert, kleiner als dem Sammlerkreislauf.
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Dies
bedeutet, dass die Vergrößerungsrate der
erforderlichen Menge von Abstrahlung durch den Kondensor infolge
der Vergrößerung der
Anzahl von Umdrehungen des Kompressors kleiner wird als in dem Sammlerkreislauf.
Als ein Ergebnis ist die Vergrößerung des
Hochdrucks (Unterkühlgrad
SC von Kältemittel
an dem Auslass des Kondensors) begrenzt, wenn die Anzahl von Umdrehungen
des Kompressors vergrößert ist.
Demgemäß ist es
möglich, eine
Vergrößerung der
Kompressorantriebsleistung zu begrenzen.
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(Zweite Ausführungsform)
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4 zeigt
ein Kältemittel-Kreislaufsystem für eine Fahrzeug-Klimaanlage
gemäß der zweiten Ausführungsform,
und das Kältemittel-Kreislaufsystem
der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass eine
Dekompressionseinrichtung 30 durch einen variablen Begrenzer
anstelle des festen Begrenzers aufgebaut ist. In dieser Dekompressionseinrichtung 30 ist
ein Ventilantriebsmechanismus 30a zum Betreiben in Antwort
auf den Kältemittelzustand
an einer stromaufwärtigen
Seite vorgesehen, das heißt,
auf den hochdruckseitigen Kältemittelzustand
(Kältemitteldruck),
so dass ein begrenzender Öffnungsgrad
eines Ventilelements 30b in Antwort auf den hochdruckseitigen
Kältemittelzustand
durch den Ventilantriebsmechanismus 30a verändert wird.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist es möglich,
da der begrenzende Öffnungsgrad
der Dekompressionseinrichtung 30 in Antwort auf den hochdruckseitigen
Kältemittelzustand
dahingehend eingestellt werden kann, den Einstellbereich für die Kältemittel-Strömungsmenge
zu vergrößern, die
Breite der Änderung
hinsichtlich des Unterkühlgrads
SC des Kältemittels
(c) an dem Auslass des Kondensors 2 mehr zu verändern als
in dem Fall des festen Begrenzers, und den Unterkühlgrad SC
des Kältemittels (c)
an dem Auslass des Kondensors 2 innerhalb eines Bereichs
zu steuern, welcher für
den Kreislaufwirkungsgrad wünschenswert
ist. Als ein Ergebnis kann bei der zweiten Ausführungsform der Kreislaufwirkungsgrad
im Vergleich mit dem festen Begrenzer verbessert werden. Bei der
zweiten Ausführungsform sind
die anderen Teile ähnlich
zu denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
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(Dritte Ausführungsform)
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Bei
der dritten Ausführungsform
wird, um ein Einfrieren in dem Verdampfer 4 zu verhindern,
die Temperatur des Verdampfers 4 durch eine Ein/Aus-Steuerung
des Kompressorbetriebs 1 dahingehend gesteuert, eine vorbestimmte
Temperatur zu überschreiten.
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5 zeigt
eine dritte Ausführungsform,
und es ist ein Temperatursensor (Thermistor) 10 zur Erfassung
einer Temperatur Te des Verdampfers 4 innerhalb des Gehäuses 6 vorgesehen.
Die Temperatur Te von aus dem Verdampfer 4 ausgeblasener
Luft wird durch den Temperatursensor 10 erfasst, und ein Erfassungssignal
von dem Temperatursensor 10 wird in eine elektronische
Steuereinheit 11 (ECU) eingegeben. Wenn die tatsächliche
Temperatur Te des Verdampfers 4 auf eine vorbestimmte stoppseitige Temperatur
T1 (zum Beispiel 3°C)
absinkt, wird diese Tatsache durch die elektronische Steuereinheit 11 festgestellt,
und ein AUS-Signal der elektromagnetischen Kupplung 1a wird
von der elektronischen Steuereinheit 11 erzeugt. Dieses
Signal bringt die elektromagnetische Kupplung 1a in einen
ausgekoppelten Zustand, und der Kompressor 1 wird gestoppt
(ausgeschaltet).
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Andererseits
wird dann, wenn die tatsächliche
Temperatur Te des Verdampfers 4 auf eine vorbestimmte betriebsseitige
Temperatur T2 (zum Beispiel 4°C)
infolge des Stopps des Kompressors 1 ansteigt, wird diese
Tatsache durch die elektronische Steuereinheit 11 festgestellt,
und ein EIN-Signal der elektromagnetischen Kupplung 1a wird
erzeugt. Dieses EIN-Signal bringt die elektromagnetische Kupplung 1a in
einen eingekuppelten Zustand, und der Kompressor 1 kehrt
in einen Betriebszustand (EIN) zurück.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird der Betrieb des Kompressors 1 in
Antwort auf die Temperatur Te des Verdampfers 4 unterbrochen,
wodurch die Temperatur Te des Verdampfers 4 aufrechterhalten wird,
um die vorbestimmte stoppseitige Temperatur T1 zu überschreiten,
und es ist möglich,
ein Einfrieren des Verdampfers 4 zu verhindern. In dieser
Hinsicht ist die Temperaturdifferenz (zum Beispiel 1°C) zwischen
der vorbestimmten stoppseitigen Temperatur T1 und der vorbestimmten
betriebsseitigen Temperatur T2 zur Verhinderung einer Regelschwingung (hunting)
eine Hysteresebreite.
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In
einem Fall, in welchem eine solche Steuerung zur Aufrechterhaltung
der Temperatur des Verdampfers 4, um eine vorbestimmte
Temperatur zu überschreiten,
durch die EIN/AUS-Steuerung des Betriebs des Kompressors 1 wie
vorstehend beschrieben durchgeführt
wird, wird in einem Vergleichssammlerkreislauf C0, der in 6 gezeigt
ist, weil Flüssigkältemittel
stets innerhalb des Sammlers gesammelt wird, wenn der Kompressor 1 aus
einem gestoppten Zustand erneut gestartet wird, das Flüssigkältemittel
innerhalb des Sammlers verdampft, um in den Kompressor 1 gesaugt
zu werden. Daher ist es schwierig, den niedrigdruckseitigen Kältemitteldruck zu
senken. Im Ergebnis ist es nach einem Neustart des Kompressors 1 schwierig,
die Temperatur Te des Verdampfers 4 zu senken, und die
Betriebszeit EIN des Kompressors 1 wird länger, was
die Antriebsleistung des Kompressors 1 in dem Sammlerkältemittel-Kreislauf
C0 vergrößert.
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Dahingegen
wird gemäß dem Kälte erzeugenden
Kreislauf C1 der ersten bis dritten Ausführungsformen, da der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c an
der Hochdruckseite vorgesehen ist, und kein Sammler an der Kältemittelsaugseite
des Kompressors 1 vorgesehen ist, dann, wenn die Ein/Aus-Steuerung
des Betriebs des Kompressors 1 durchgeführt wird, jede Verlängerung
der Betriebszeit EIN des Kompressors 1, die aus der Verdampfung
des Flüssigkältemittels
innerhalb des Sammlers resultiert, nicht auf, aber die Antriebsleistung
des Kompressors 1 kann in dem Kältemittelkreislauf C1 im Vergleich
zu der des Sammlerkältemittel-Kreislaufs
C0 reduziert werden.
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6 zeigt
ein Niedrigdruckverhalten, welches aus der EIN/AUS-Steuerung des
Betriebs des Kompressors 1 resultiert. In 1 zeigt
die durchgezogene Linie in dem Graph das Niedrigdruckverhalten in
dem Kälteerzeugungskreis
C1 gemäß der vorliegenden
Erfindung (erste bis dritte Ausführungsformen),
und die unterbrochene Linie in dem Graph zeigt das Niedrigdruckverhalten
in dem Kälte
erzeugenden Sammlerkreislauf C0. Wie in 6 gezeigt, kann
die Betriebszeit EIN des Kompressors 1 in dem Kältemittelkreislauf
C1 im Vergleich zu dem Sammlerkältemittel-Kreislauf
C0 reduziert werden.
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In
der dritten Ausführungsform
sind die anderen Teile ähnlich
zu denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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(Vierte Ausführungsform)
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Die
vierte Ausführungsform
zeigt ein konkretes Beispiel der Dekompressionseinrichtung 30,
die durch einen variablen Begrenzer zum Ändern des Begrenzungsöffnungsgrads
in Antwort auf den Zustand des hochdruckseitigen Kältemittels
gemäß der zweiten
Ausführungsform
(4). 7A bezeichnet eine Dekompressionseinrichtung 30 gemäß der vierten
Ausführungsform,
und eine Kältemittelleitung 300 ist
zwischen der Auslassseite des Kondensors 2 und der Einlassseite
des Verdampfers 4 in 4 angeordnet.
Die Kältemittelleitung 300 wird
normalerweise aus Metall, wie Aluminium, ausgebildet. Innerhalb
der Kältemittelleitung 300 ist
ein Rumpfelement 301 der Dekompressionseinrichtung 30 eingesetzt. Dieses
Rumpfelement 301 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen
Form ausgebildet, welche beispielsweise Kunststoff bzw. Harz verwendet,
und wird durch einen Anschlag 302 innerhalb der Kältemittelleitung 300 positioniert.
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In
einer konkaven Nut 303 auf einer äußeren Umfangsoberfläche des
Rumpfelements 301 wird ein dichtender O-Ring 304 gehalten,
und der O-Ring 304 ist auf eine innere Wandoberfläche der
Kältemittelleitung 300 gepresst,
wodurch das Rumpfelement 301 an einer vorbestimmten Position
durch den Anschlag 302 gehalten wird.
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Die
Dekompressionseinrichtung 30 ist innerhalb des Rumpfelements 301 aufgebaut,
und weist grob gesagt die folgenden drei Elemente auf. Das heißt, das
erste Element der Dekompressionseinrichtung 30 ist ein
variables Drosselventil 305 vom Differentialtyp, das stromaufwärts in einer
Kältemittel-Strömungsrichtung
A angeordnet ist, das zweite Element der Dekompressionseinrichtung 30 ist
ein fester Begrenzer 306, der stromabwärts des variablen Drosselventils 305 angeordnet
ist, und das dritte Element der Dekompressionseinrichtung 30 ist
ein Zwi schenraum (Eingangsraum) 307, welcher zwischen dem
variablen Drosselventil 305 und dem festen Begrenzer 306 vorgesehen
ist.
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Das
variable Drosselventil 305 weist einen festen Ventilsitz 308,
ein Ventilelement 309, welches sich bezüglich des festen Ventilsitzes 308 bewegen kann,
und eine Schraubendruckfeder 310 als ein Federmittel zum
Ausüben
einer Federkraft in der Richtung, in welcher das Ventil auf diesem
Ventilelement 309 geschlossen wird, auf.
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Der
feste Ventilsitz 308 weist einen zylindrischen säulenförmigen Tragabschnitt 311 an
seinem mittleren Abschnitt auf, und dieser zylindrische säulenförmige Tragabschnitt 311 ist
auf der Außenumfangsseite
mit mehreren Kommunikationsverbindungslöchern 312 ausgebildet.
Der feste Ventilsitz 308 ist auf der Innenumfangsseite
eines stromaufwärtigen
Endabschnitts des Rumpfelements 301 mittels Schrauben oder
dergleichen angebracht und fixiert. In dieser Hinsicht wird eine
Position, in welcher der feste Ventilsitz 308 an dem Rumpfelement 301 angebracht
ist, eingestellt, wodurch die Federkraft (gewählte Last) der Schraubenfeder 310 eingestellt werden
kann.
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Das
Ventilelement 309 weist eine zylindrische Form auf. An
einem mittleren Abschnitt des Ventilelements 30 ist ein
Begrenzungsdurchtritt 313 ausgebildet, welcher ein kreisförmiges Loch
mit kleinem Durchmesser enthält.
Ein Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Endabschnitt des Ventilelements 309 und
dem zylindrischen säulenförmigen Tragabschnitt 311 des
festen Ventilsitzes 308 wird geändert, wodurch der Öffnungsbereich
an einem Einlass des Begrenzungsdurchtritts 313 eingestellt wird.
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Da
eine Druckdifferenz zwischen vor dem Ventilelement 309 und
an der Rückseite
des Ventilelements 309 auf das Ventilelement 309 als
eine Kraft in der Richtung wirkt, in welcher das Ventil geöffnet wird,
und die Federkraft der Schraubenfeder 310 auf das Ventilelement 309 als
eine Kraft in der Richtung wirkt, in welcher das Ventil geschlossen
wird, vollzieht das Ventilelement 309 eine Verschiebung
in der Axialrichtung derart, dass die Druckdifferenz zwischen vor
dem Ventilelement 309 und der Rückseite des Ventilelements 309 auf
einem vorbestimmten Wert gehalten wird, der durch die Federkraft
der Schraubenfeder 310 bestimmt wird, um den Öffnungsbereich
an dem Einlass des Begrenzungsdurchtritts 313 einzustellen.
Mit anderen Worten, wird das variable Drosselventil 305 als
ein Ventil zum Regulieren eines konstanten Differentialdrucks verwendet. 7B zeigt
einen Zustand, in welchem das Ventilelement 309 eine Verschiebung
zu der Schraubenfeder 310 hin vollführt, um das Ventil zu öffnen.
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Der
feste Begrenzer 306 wird an dem äußersten stromabwärtigen Endabschnitt
des Rumpfelements 301 ausgebildet, und seine Begrenzungsform
ist eine Düsenform
mit einer allmählich
zulaufenden Durchtrittsform mit kreisbogenförmigem Querschnitt. Der dazwischen
liegende Raum 307 wird zur Vergrößerung einer Kältemittelströmung verwendet,
die aus dem Begrenzungsdurchtritt 313 in dem variablen
Drosselventil 305 ausgestoßen wird, welcher größer als
der Querschnittsbereich des Durchtritts des festen Begrenzers 306 ist.
Demgemäß wird die
Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
durch Mischen eines Hochgeschwindigkeitsteils der ausgestoßenen Kältemittelströmung mit
einem Niedriggeschwindigkeitsteil gleichförmig gemacht, wodurch der Begrenzungsbetrieb
auf der Grundlage der ursprünglichen
Strömungsmengen-Kennlinie
des festen Begrenzers 306 zuverlässig dargestellt wird.
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An
dem äußersten
stromaufwärtigen
Endabschnitt des Rumpfelements 301 ist ein Filterelement 314 angeordnet.
Dieses Filterelement 314 wird verwendet, um ein Verstopfen
des feinen Begrenzungsdurchtritts in der Dekompressionseinrichtung 30 durch
Einfangen von Fremdkörpern,
wie in dem Kältemittel
enthaltenen Metallspänen,
zu verhindern.
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Gemäß der Dekompressionseinrichtung
der vierten Ausführungsform
bildet das variable Drosselventil 305 zum Durchführen der
Begrenzung an dem vorherigen Stadium das Ventil zur Regulierung
des konstanten Differentialdrucks, wie es vorstehend beschrieben
wurde. Zusätzlich
wird, da der Differentialdruck zwischen vor dem variablen Drosselventil 305 und
der Rückseite
des variablen Drosselventils 305 reduziert wird, wenn der
Kompressor 1 gestoppt wird (AUS), das Ventilelement 309 in
dem variablen Drosselventil 305 gegen den zylindrischen
säulenförmigen Tragabschnitt 311 des
festen Ventilsitzes 308 durch die Federkraft der Schraubenfeder 310 gedrückt, wie
in 7A gezeigt ist, so dass das variable Drosselventil 305 in
einen Zustand mit geschlossenem Ventil eintritt.
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Aus
diesem Grund ist es in dem Kälteerzeugungs-Kreislauf
möglich,
das Kältemittel
am Strömen von
der Hochdruckseite zu der Niedrigdruckseite zu hindern, indem das
variable Drosselventil 305 geschlossen wird, wenn der Kompressor 1 gestoppt wird,
wodurch ein Ansteigen des Niedrigdrucks während des Stopps des Kompressors 1 verzögert werden
kann. Im Ergebnis kann die Antriebsleistung des Kompressors 1 im
Vergleich zu einem Fall weiter reduziert werden, in welchem die
Dekompressionseinrichtung 3 aus einem festen Begrenzer
gebildet ist, wie in der ersten Ausführungsform, indem die Stoppzeit
des Kompressors 1 verlängert
wird.
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8 zeigt
ein Niedrigdruckverhalten mit einer Ein/Aus-Steuerung des Betriebs
des Kompressors 1. In 8 zeigt
C2 einen Fall, in welchem die Dekompressionseinrichtung 30 aus
dem variablen Differential-Drosselventil 305 wie in der
vierten Ausführungsform
gebildet ist, C1 zeigt einen Fall, in welchem die Dekompressionseinrichtung 3 aus
einem festen Begrenzer wie in der ersten Ausführungsform gebildet ist, und
C0 zeigt einen Fall eines Vergleichs-Sammelkältemittelkreislaufs. Wie aus 8 ersichtlich,
kann zusätzlich
zur Reduzierung der Betriebszeit (EIN) des Kompressors 1 im
Vergleich zu dem Sammlerkreislauf die Stoppzeit des Kompressors 1 verlängert werden,
und daher kann dessen Antriebsleistung höchst wirksam reduziert werden.
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(Fünfte Ausführungsform)
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In
der fünften
Ausführungsform
wird ein Mangel an Kältemittel
innerhalb des Kreislaufs verhindert, und die Ölrückströmeigenschaft zu dem Kompressor 1 verbessert.
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Gemäß dem Experiment
des vorliegenden Erfinders und dessen Studie wurde herausgefunden, dass
Flüssigkältemittel
zum Ansammeln innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c aus
dem folgenden Grund in einem Kälte
erzeugenden Kreislaufsystem neigt. Zunächst liegt, unter der Bedingung, dass
die kühlende
Wärmebelastung
hoch ist, wie bei hohen Temperatur im Sommer, die Verteilung von Außenluft
vor, die zu dem Kondensor 2 geblasen wird. Insbesondere
dann, wenn nur die kühlende
Wirkung der ersten Wärmetauscheinheit 2a vergrößert wird,
vergrößert sich
die Menge von Kältemittelkondensation
in dem ersten Wärmetauscher 2a,
so dass das Flüssigkältemittel
zum Ansammeln innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c neigt.
Zweitens wird das Gaskältemittel
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c gekühlt und
kondensiert durch Wärmeaustausch
mit Umgebungsatmosphäre,
wodurch das Flüssigkältemittel
zum Ansammeln innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c neigt.
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Als
Ergebnis besteht die Möglichkeit,
dass die zirkulierende Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreises unzureichend (unzureichende Kühlfähigkeit),
und die Ölrückströmungseigenschaft
zu dem Kompressor 1 verschlechtert ist, um die Schmierungsgüte in dem
Kompressor 1 zu beeinträchtigen.
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Somit
ist in der fünften
Ausführungsform,
wie in 9 gezeigt, ein Flüssigkeitsrückleitungs-Kommunikationspfad 12 zum
kommunizierenden Verbinden zwischen dem unteren Abschnitt (Basisabschnitt)
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und der
stromabwärtigen
Seite des Kondensors 2 (stromaufwärtige Seite der Dekompressionseinrichtung 3) vorgesehen.
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Dadurch
kann das Flüssigkältemittel
und Öl innerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c direkt
innerhalb des Kreises durch den Kommunikationspfad 12 zurückgeströmt werden,
und daher kann die unzureichend zirkulierende Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreislaufs und das unzureichende Ölrückströmen zu dem Kompressor 1 verhindert
werden. Bei der fünften
Ausführungsform sind die
anderen Teile ähnlich
zu denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
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(Sechste Ausführungsform)
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Die
sechste Ausführungsform
ist eine Modifikation der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform.
Bei der sechsten Ausführungsform
ist, wie in 10 gezeigt, ein U-förmiges Saugrohr 13 innerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c vorgesehen,
und eine Endabschlussöffnung 13a des Saugrohrs 13 ist
in einem Gaskältemittelbereich
in dem oberen Abschnitt innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in solch einer
Weise angeordnet, dass das Gaskältemittel
in dem oberen Abschnitt innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durch
die Abschluss-Endöffnung 13a angesaugt
werden kann. In dem U-förmigen
Bodenabschnitt des Saugrohrs 13 ist ein Kommunikationsloch
(Ölrückführloch) 13b zum
Ansaugen des Flüssigkältemittels und
des Öls
vorgesehen.
-
Dadurch
werden Flüssigkältemittel
und Öl
in dem unteren Abschnitt innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durch
das Kommunikationsloch 13b gesaugt, und es ist möglich, jede
unzureichend zirkulierende Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreislaufs und unzureichende Ölrückströmung zu dem Kompressor 1 zu
vermeiden. Demgemäß funktioniert
das Saugrohr 13 auch als der Kommunikationspfad 13 der
fünften
Ausführungsform.
Im Ergebnis kann ein Vorteil ähnlich
dem der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform erhalten werden.
Bei der sechsten Ausführungsform
sind andere Teile ähnlich
zu denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
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(Siebte Ausführungsform)
-
Die
siebte Ausführungsform
ist ebenso eine Modifikation der fünften Ausführungsform. Bei der siebten
Ausführungsform
ist, wie in 11 gezeigt, ein Begrenzungsabschnitt 14 zum
Einstellen einer Menge von Flüssigkältemittel,
wel ches in dem Kreislauf zirkuliert, in dem flüssigkeitsrückführenden Kommunikationspfad 12 vorgesehen.
-
Genauer
muss die Menge von Flüssigkältemittel
(Ölmenge),
die aus dem Kommunikationspfad 12 in den Kreislauf zurückströmt, normalerweise
in Übereinstimmung
mit der Größe des Kreislaufs (Menge
von in den Kreislauf eingefülltem
Kältemittel) geändert werden.
Wenn der Kältemitteldurchtritt-Druckverlust
in der Wärmetauscheinheit 2b des Kondensors 2 hoch
ist, wird die Menge von rückströmendem Flüssigkältemittel
(Ölmenge)
aus dem Kommunikationspfad 12 selbst bei der gleichen Durchtrittsfläche groß. Demgemäß ist es
nötig,
die Durchtrittsfläche
des Kommunikationspfads 12 entsprechend der Größe des Kreislaufs
und des Kältemitteldurchtritt-Druckverlusts
in der zweiten Wärmetauscheinheit 2b zu ändern.
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Somit
ist in der siebten Ausführungsform
der Kommunikationspfad 12 mit einem Begrenzungsabschnitt 14 versehen,
und die Begrenzungsöffnungsfläche des
Begrenzungsabschnitts 14 ist zweckmäßig gewählt, wodurch eine optimale
Rückströmflüssigkeits-Kältemittelmenge
(Ölmenge)
einfach eingestellt werden kann.
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Als
Begrenzungsabschnitt 14 kann ein fester Begrenzer, wie
eine Öffnung
und ein Kapillarrohr verwendet werden. Anstelle des festen Begrenzers
kann ein variabler Begrenzer mit einer Begrenzungsöffnung verwendet
werden, welche in der Lage ist, eingestellt zu werden.
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(Achte Ausführungsform)
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Die
achte Ausführungsform
bezieht sich auf einen im Abscheider integrierten Kondensor, wo
der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c mit
dem Kondensor 2 integriert ist. Unter Bezugnahme auf 12 wird nun der gesamte Aufbau des im Abscheider
integrierten Kondensors 2 gemäß der achten Ausführungsform
beschrieben. Der im Abscheider integrierte Kondensor 2 weist
einen Wärmetauschabschnitt
auf, welcher eine Mehrzahl von flachen Rohren 15 enthält, die
sich in der Horizontalrichtung erstrecken, um den Kältemitteldurchtritt
zu begrenzen, und Wellrippen 16, die mit den flachen Rohren 14 verbunden sind.
Eine erste Wärmetauscheinheit 2a ist
an der oberen Seite des Wärmetauschabschnitts
des im Abscheider integrierten Kondensors 2 aufgebaut,
und ein zweiter Wärmetauschabschnitt 2b ist
an der unteren Seite desselben aufgebaut.
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Auf
den lateralen Seiten dieser beiden Wärmetauscheinheiten 2a und 2b sind
Sammlertanks (Seitentanks) 17 und 18 angeordnet,
die sich in Vertikalrichtung erstrecken. Jeder innere Raum des Sammlertanks 17, 18 ist
durch zumindest eine Unterteilungsplatte 19, 20 in
oben und unten unterteilt. Die linken und rechten Endabschnitte
der flachen Rohre 15 sind mit den Innenräumen der
Sammlertanks 17 und 18 jeweils kommunizierend
verbunden.
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Ein
Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c mit
einer langen und engen Tankform, die sich in Vertikalrichtung erstreckt,
ist integral an dem Sammlertank 18 angeschlossen, und ein
oberer Raum des Sammlertanks 18 ist mit einem oberen Raum
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durch
einen ersten Kommunikationspfad 21 kommunizierend verbunden.
Ein oberer Gaskältemittelbereich
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ist
mit einem oberen Abschnitt eines unteren Raums des Sammlertanks 18 über einen
zweiten Kommunikationspfad 22 kommunizierend verbunden.
Ferner ist ein Flüssigkältemittelsammelbereich
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c kommunizierend
mit einem unteren Abschnitt innerhalb eines unteren Raums des Sammlertanks 18 über einen
dritten Kommunikationspfad 23 verbunden.
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Aus
dem Kompressor 1 abgegebenes Kältemittel tritt durch die flachen
Rohre 15 der ersten Wärmetauscheinheit 2a in
Horizontalrichtung, wie durch einen Pfeil (a) gezeigt ist, über den
oberen Raum des Sammlertanks 17 aus einem Einlassanschluss 24, und
strömt
in den oberen Raum des Sammlertanks 18. Somit tritt Kältemittel
durch den ersten Kommunikationspfad 21 aus dem oberen Raum
des Sammlertanks 18, wie durch einen Pfeil (b) gezeigt
ist, und strömt
in den oberen Raum innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c.
Gas und Flüssigkeit
des Kältemittels
werden wegen eines Dichteunterschieds in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c voneinander abgeschieden,
wobei sich das Flüssigkältemittel
an der unteren Seite in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c ansammelt,
und das Gaskältemittel
an der oberen Seite des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c gesammelt
wird.
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Das
Gaskältemittel
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c tritt
durch den zweiten Kommunikationspfad 22, wie durch einen
Pfeil (c) gezeigt ist, um in den unteren Raum des Sammlertanks 18 zu strömen, und
tritt anschließend
durch die flachen Rohre 15 der zweiten Wärmetauscheinheit 2b,
wie durch einen Pfeil (d) gezeigt ist, um in den unteren Raum des
Sammlertanks 18 zu strömen.
Zusätzlich tritt
das Flüssigkältemittel,
welches sich auf der unteren Seite in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c sammelt,
durch den dritten Kommunikationspfad 23, wie durch einen
Pfeil (e) gezeigt ist, um in den unteren Raum des Sammlertanks 18 zu
strömen,
und strömt
ferner durch die flachen Rohre 15 der zweiten Wärmetauscheinheit 2b,
wie durch einen Pfeil (d) gezeigt ist, um in den unteren Raum des
Sammlertanks 17 zu strömen.
Das Kältemittel
in dem unteren Raum des Sammlertanks 17 wird aus dem Kondensor 2 durch
einen Auslassanschluss 25 zu der Dekompressionseinrichtung 3 hin
abgegeben.
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Gemäß der achten
Ausführungsform
können die
ersten und zweiten Wärmetauscheinheiten 2a und 2b und
der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c integriert
werden, um den im Abscheider integrierten Kondensor 2 zu
bilden, und die ersten und zweiten Wärmetauscheinheiten 2a und 2b,
und der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c können wirksam
mit niedrigen Kosten mittels integralem Hartlötverfahren von Aluminium oder
dergleichen zusammengebaut werden.
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Ferner
kann zusätzlich
mit einem solchen äußerst einfachen
Aufbau derart, dass nur das Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und
der dritte Kommunikationspfad 23, der durch die Wandoberfläche des
Sammlertanks 18 hindurchtritt, vorgesehen sind, das Flüssigkältemittel
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zu
der zweiten Wärmetauscheinheit 2b zurückgeleitet
werden.
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(Neunte Ausführungsform)
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In
der neunten Ausführungsform
ist wie in der achten Ausführungsform
ein im Abscheider integrierter Kondensor 2 beschrieben.
Die neunte Ausführungsform
vereinfacht eine Einstellung des Durchtrittsöffnungsbereichs in dem dritten
Kommunikationspfad 23, welcher als der Kommunikationspfad zum
Zurückleiten
des Flüssigkältemittels
verwendet wird.
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Die 13 bis 15 zeigen
die neunte Ausführungsform,
und 14 ist eine vergrößerte Ansicht
des Abschnitts XIV von 13,
welcher einen Zustand mit abgenommenem Kappenelement 26 zeigt. 15 ist eine 14 entsprechende
vergrößerte Ansicht,
wenn das Kappenelement 26 angebracht ist. Da der Gesamtaufbau
(Aufbau eines Kältemitteldurchtritts)
des im Abscheider integrierten Kondensors 2 der neunten
Ausführungsform
derselbe wie in der achten Ausführungsform
ist, wird die Beschreibung weggelassen.
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In
der neunten Ausführungsform
ist an dem unteren Endabschnitt des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ein
abnehmbares Kappen-(Deckel)-Element 26 vorgesehen. Dieses
Kappenelement 26 weist einen Außengewindeabschnitt 27 auf, und
der Außengewindeabschnitt 27 ist
vorgesehen, um an einem Innengewindeabschnitt 28 angebracht und
befestigt zu werden, welcher auf der inneren Umfangswandoberfläche des
unteren Endabschnitts des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c vorgesehen
ist.
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In
dem Kappenelement 26 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche eines
zylindrischen säulenförmigen Abschnitts 29 unmittelbar
oberhalb des Außengewindeabschnitts 27 ein
dichtender O-Ring 30 eingepasst und angebracht. Ferner
ist ein zylindrischer Abschnitt 31 unmittelbar oberhalb
dieses zylindrischen säulenförmigen Abschnitts 29 vorgesehen, und
ein dichtender O-Ring 32 ist ebenso auf der oberen Umfangsoberfläche dieses
zylindrischen Abschnitts 31 eingepasst und angebracht.
Diese zwei O-Ringe 30 und 32 werden elastisch
gegen die innere Umfangsoberfläche
an dem oberen Ende des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c gedrückt, wodurch eine
Abdichtung zwischen der inneren Umfangswandoberfläche an dem
oberen Ende des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
dem Kappenelement 26 aufrechterhalten wird.
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An
dem oberen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 31 ist
ein Filter 33 zum Entfernen von Fremdkörpern integral vorgesehen.
Der Filter 33 ist beispielsweise aus einem zylindrischen
Netzelement aufgebaut, und das Flüssigkältemittel, welches sich an
der unteren Seite in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c ansammelt,
tritt durch einen Netzabschnitt an dem oberen Ende des Filters 33 und
einem Netzabschnitt mit einer zylindrischen Oberfläche, wie
durch Pfeile (f) in 15 gezeigt ist, wodurch Fremdkörper in
dem Flüssigkältemittel
entfernt werden können.
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Das
durch den Filter 33 hindurch getretene Flüssigkältemittel
strömt
nach unten in einen inneren Durchtritt 31a des zylindrischen
Abschnitts 31, wie durch einen Pfeil (g) von 15 gezeigt ist. Auf der Wandoberfläche des
zylindrischen Abschnitts 31 ist ein Kommunikationspfad
(Loch) 23a ausgebildet, welcher/welches auf den Sammlertank 18 weist.
Andererseits ist auf der unteren Wandoberfläche zwischen dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und dem
Sammlertank 18 ein Kommunikationspfad (Loch) 23b an
Bereichen gegenüberliegend
diesem Kommunikationspfad 23a ausgebildet. Durch diese beiden
Kommunikationspfade 23a und 23b wird der innere
Durchtritt 31a des zylindrischen Abschnitts 31 mit
dem unteren Abschnitt in dem Sammlertank 18 kommunizierend
verbunden.
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Demgemäß tritt
das Flüssigkältemittel
in dem inneren Durchtritt 31a des zylindrischen Abschnitts 31 durch
beide Kommunikationspfade 23a und 23b, wie durch
einen Pfeil (e) gezeigt ist, um in den unteren Abschnitt in dem
Sammlertank 18 zu strömen.
Mit anderen Worten bauen beide Kommunikationspfade 23a und 23b der
neunten Ausführungsform
den Kommunikationspfad 23 von 12 auf, welcher
in der achten Ausführungsform
beschrieben ist.
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In
diesem Fall kann, da eine Durchtrittsfläche des Kommunikationspfads 23a an
der Seite des Kappenelements 26 hinreichend kleiner als
eine Durchtrittsfläche
des Kommunikationspfads 23b an der Seite des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
des Sammlertanks 18 vorgesehen wird, eine Menge des Flüssigkältemittels,
welches von dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zu
dem Sammlertank 18 zurückströmt, durch
die Durchtrittsfläche
des Kommunikationspfads 23a im Wesentlichen an der Seite
des Kappenelements 26 eingestellt werden.
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Da
das Kappenelement 26 eine separate Komponente ist, welche
an dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
angebracht oder von diesem abgenommen werden kann, wird die Durchtrittsfläche des Kommunikationspfads 23a durch
bloßes
Ersetzen des Kappenelements 26 geändert, wodurch es möglich ist,
eine optimale Menge von rückströmendem Flüssigkältemittel
für jeden
Kälte erzeugenden
Kreislauf einzustellen. Darüber
hinaus kann, da der Filter 33 ebenfalls integral in dem
Kappenelement 26 vorgesehen ist, der Filteraufbau und der
Aufbau eines Durchtritts zum Zurückströmen des
Flüssigkältemittels
integral in einem Kappenelement 26 vorgesehen werden, wodurch
es ermöglicht
wird, den Aufbau zu vereinfachen, und das Anfügen des Filters 33 an
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c kann
einfach durchgeführt
werden. Ferner ist es möglich,
den Filter 33 einfach zu überprüfen und zu ersetzen.
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In
dieser Hinsicht ist an dem oberen Teil des Filters 33 des
Kappenelements 26 ein Trocknungsmittel 34 zur
Wasserabsorption angeordnet. Dieses Trocknungsmittel 34 kann
aus dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c durch
Entfernen des Kappenelements 26 entfernt werden.
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(Zehnte Ausführungsform)
-
Die
zehnte Ausführungsform
bezieht sich auf einen Aufbau zur Verbesserung eines Gas-/Flüssigkeits-Abscheidebetriebs
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c.
Die 16 bis 18 zeigen die
zehnte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der zehnten Ausführungsform sind die Teile des
im Abscheider integrierten Kondensors ähnlich zu denen in den achten
und neunten Ausführungsformen,
und sind durch die identischen Bezugsziffern bezeichnet, und deren
Beschreibung wird weggelassen.
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Bei
der zehnten Ausführungsform
ist eine Einlassöffnung 35,
durch welche das Kältemittel
innerhalb des Raums oberhalb der Unterteilungsplatte 20 (17) des Sammlertanks 18 in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömt, dezentriert
(verschoben) gegenüber
der Mitte des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2,
wie in 18 gezeigt ist, derart, dass die
Kältemittelströmung in
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
einer Tangentialrichtung (h) der zylindrischen inneren Umfangsoberfläche strömt. Dadurch
bildet in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c das
Kältemittel eine
wirbelnde Strömung
(i) entlang der zylindrischen inneren Umfangsoberfläche.
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In
dieser Hinsicht zeigen die 17 und 18 ein
Verbindungsrohr 35a, durch welche das Kältemittel innerhalb des Raums
oberhalb der Unterteilungsplatte 20 (17) des Sammlertanks 18 in eine Einlassöffnung 35 eingeleitet
wird. Dieses Verbindungsrohr ist jedoch nur zur Vereinfachung des Verständnisses
des Aufbaus von 17 und 18 gezeigt.
Tatsächlich
ist es möglich,
einen integrierten Aufbau (siehe die 12 bis 15)
des im Abscheider integrierten Kondensors 2 dadurch anzuwenden,
indem die äußere Umfangswandoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c mit
der des Sammlertanks 18 direkt verbunden wird. In diesem Fall
ist es nötig,
den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c mit
der Einlassöffnung 35 zu
versehen, und den Sammlertank 18 mit einem Kommunikationsloch
zu versehen, welches mit der Einlassöffnung 35 kommunizierend
verbindet.
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Andererseits
wird in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ein
Gasrückführrohr 36 angeordnet,
um sich in Vertikalrichtung in dem mittleren Abschnitt des wirbelnden Stroms
(i) zu erstrecken. Ein unterer Endabschnitt des Gasrückführrohrs 36 mündet bei
dem mittleren Abschnitt des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in der Querschnittsrichtung.
Der obere Abschnitt des Gasrückführrohrs 36 tritt
durch den oberen Oberflächenabschnitt
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c hindurch,
um zu dem Äußeren hin
positioniert zu werden, und das Gasrückführrohr 36, welches
zu dem Äußeren hin
positioniert ist, ist zu dem Innenraum des Sammlertanks 18 bei
einer Position (siehe 17), die niedriger als die
Unterteilungsplatte 20 ist, gebogen und mit dieser kommunizierend
verbunden.
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Demgemäß kann bei
der zehnten Ausführungsform
der Abschnitt der Einlassöffnung 35 als der
erste Kommunikationspfad 21 von 12 verwendet
werden, und das Gasrückführrohr 36 wird
als zweiter Kommunikationspfad 22 von 12 verwendet. In der Umgebung des Bodenabschnitts
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ist
der dritte Kommunikationspfad 23 zum Rückführen des Flüssigkältemittels, ähnlich zu
dem dritten Kommunikationspfad 23 von 12, vorgesehen.
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Gemäß der zehnten
Ausführungsform
tritt das Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2a in
dem oberen Teil des im Abscheider integrierten Kondensors 2 durchgetreten
ist, um gekühlt
zu werden, durch den oberen Raum des Sammlertanks 18, um
in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
der Tangentialrichtung (h) (18)
der zylindrischen inneren Umfangsoberfläche durch die Einlassöffnung 35 hindurch.
Dadurch bildet in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c das
darin strömende
Kältemittel
die wirbelnde Strömung
(i) entlang der zylindrischen inneren Umfangsoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c.
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Diese
wirbelnde Strömung
(i) veranlasst, dass eine Zentrifugalkraft auf die Kältemittelströmung wirkt,
das Flüssigkältemittel
und das Öl,
welche hohe Dichte aufweisen, werden gegen die innere Umfangsoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c gepresst,
und fallen entlang der inneren Umfangsoberfläche desselben herab, wie in 17 gezeigt ist. Dahingegen sammelt sich das Gaskältemittel
mit niedriger Dichte an dem mittleren Abschnitt des Gas-/Flüssigkeits-Ab scheiders 2c,
und deshalb kann nur das Gaskältemittel
durch die Öffnung
an dem unteren Ende des Gasrückführrohrs 36 angesaugt
werden.
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Da
das Gas und die Flüssigkeit
des Kältemittels,
welche durch die Einlassöffnung 35 strömen, zwangsweise
unter Verwendung der Zentrifugalkraft der wirbelnden Strömung groß I abgeschieden
werden, wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, zuverlässig das
Gas und die Flüssigkeit
des Kältemittels
abzuscheiden, welches in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömt, selbst
wenn die Tankkapazität
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c klein ist.
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Das
Gaskältemittel
in dem Gasrückführrohr 36 strömt somit
in die zweite Wärmetauscheinheit 2b über den
unteren Raum des Sammlertanks 18, und wird wieder kondensiert
und gekühlt.
Hier tritt ein Teil des Flüssigkältemittels,
welches sich in dem unteren Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c sammelt,
durch den dritten Kommunikationspfad 23, um in den unteren
Raum des Sammlertanks 18 zu strömen. In dem unteren Raum des
Sammlertanks 18 mischt sich Flüssigkältemittel mit dem Gaskältemittel
und anschließend
strömt
das gemischte Kältemittel
in die zweite Wärmetauscheinheit 2b.
Das Kältemittel,
welches in der zweiten Wärmetauscheinheit 2b kondensiert
ist, geht aus dem Kondensor 2 aus einem Auslassanschluss 25 durch
den unteren Raum des Sammlertanks 17 zu der Seite der Dekompressionseinrichtung 3.
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Erfindung
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In
einem Kältemittel-Kreislaufsystem
wird dann, wenn eine große
Menge des Flüssigkältemittels
sich innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ansammelt
und der Mangel des in dem Kreislauf zirkulierenden Kältemittels
auftritt, der Überheizgrad
des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 4 übermäßig, und der Überheizgrad
des Kältemittels,
welches aus dem Kompressor ausgestoßen wird, wird ebenso übermäßig. Daher
wird in der Erfindung der Überheizgrad
des von dem Kompressor abgegebenen Kältemittels direkt in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c eingeleitet,
um die Menge von Flüssigkältemittel
einzustellen, welches sich innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ansammelt,
wodurch der Überheizgrad
des von dem Kompressor abgegebenen Kältemittels gesteuert wird.
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19A zeigt einen Kälte erzeugenden Kreislauf der
elften Ausführungsform,
und ändert
den Aufbau von Kältemitteldurchtritt
zu dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
2c wie folgt. Es ist ein Einlassströmungspfad 37 vorgesehen,
durch welchen ein Teil des Kältemittels
an einem Punkt in dem Kältemitteldurchtritt
(Kreislaufhauptdurchtritt) des Kondensors 2 in den oberen
Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c strömt (umgehend
strömt). Eine
Position 37a, wo dieser Einlassströmungspfad 37 herausgenommen
ist, ist an einer Position gewählt,
in welcher Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel
in einem vorbestimmten Trockenheitsbereich in einem Zwischenraum
in dem Kältemitteldurchtritt
des Kondensors 2 während
einem steten Betrieb des Kälte erzeugenden
Kreislaufs strömt.
Eine Kältemittelströmungsmenge,
welche in den Einlassströmungspfad 37 abzuzweigen
ist, ist eine solch kleine Menge, wie beispielsweise 10% der gesamten
Strömungsmenge.
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Der
Gasrückführdurchtritt 36 entspricht
dem Gasrückführrohr 36 von 16 bis 18 und
wird verwendet, um das Gaskältemittel
in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c herauszunehmen,
um dieses zu einem stromabwärtigen Kältemitteldurchtritt
(der später
zu beschreiben ist) des Kondensors 2 zurückzuleiten.
Der flüssigkeitsrückführende Kommunikationspfad 12 entspricht dem
Kommunikationspfad 12 von 9 und 11 und
dem dritten Kommunikationspfad 23 von 16 und dergleichen, und wird verwendet, um das
Flüssigkältemittel
in dem unteren Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c nach
außen
bezüglich
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders
herauszunehmen, um dieses zu einem stromabwärtigen Kältemitteldurchtritt des Kondensors 2 zurückzuführen.
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Der
Gasrückführdurchtritt 36 und
der flüssigkeitsrückführende Kommunikationspfad 12 sind
in einen Durchtritt 38 vereinigt, und dieser Durchtritt 38 ist an
einem Kältemitteldurchtritt
des Kondensors 2 an einer vorbestimmten Position 38a stromabwärts um eine
vorbestimmte Distanz von der Herausnahmeposition 37a angeschlossen.
Jedoch können
der Gasrückführdurchtritt 36 und
der flüssigkeitsrückführende Kommunikationspfad 12 unvereinigt,
sondern einzeln an dem Kältemitteldurchtritt
des Kondensors angeschlossen sein.
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Da
ein Kältemitteldurchtritt
mit vorbestimmter Länge
zwischen der vorbestimmten Position 38a und dem Auslass
des Kältemitteldurchtritts
des Kondensors 2 vorgesehen ist, wird das Kältemittel,
welches in den Kältemitteldurchtritt
des Kondensors 2 aus dem Durchtritt 38 geströmt ist,
wieder gekühlt.
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Daher
ist in der vorliegenden Ausführungsform
ein Wärmetauschabschnitt
des Kondensors 2 in eine erste Wärmetauscheinheit 2d zwischen
einem Einlassanschluss 24 und einer Position 37a,
eine zweite Wärmetauscheinheit 2e zwischen
der Position 37a und einer Position 38a, und eine
dritte Wärmetauscheinheit 2f zwischen
der Position 38a und einem Auslassanschluss 25 unterteilt.
Natürlich
kann, falls der Kondensoraufbau derart angeordnet ist, dass ein
vorbestimmter Druckverlust zwischen der Position 37a und
der Position 38a sichergestellt werden kann, der Aufbau
angewandt werden, in welchem die zweite Wärmetauscheinheit 2e zwischen der
Position 37a und der Position 38a nicht vorgesehen
ist.
-
Ferner
ist ein spezielles Merkmal der elften Ausführungsform, ein Abgabekältemittel
Bypass-Durchtritt, durch welchen ein Teil des Kältemittels (überheiztes
Gaskältemittel),
das von dem Kompressor 1 abgeben wird, abgezweigt und direkt
in den oberen Teil in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c eingeleitet
wird, vorgesehen. Eine Kältemittel-Strömungsmenge,
welche zu dem Abgabekältemittel-Bypass-Durchtritt 39 abzugeben
ist, ist ebenso eine so kleine Menge wie beispielsweise etwa 10%
der Gesamtströmungsmenge,
dies ähnlich
der zu dem Einlassströmungspfad 37 abgezweigten
Strömungsmenge.
-
Als
nächstes
wird eine Beschreibung des Betriebs des Kälteerzeugungskreislaufsystems
der Erfindung gegeben. Wenn ein Übergangszustand
unmittelbar nach dem Start des Kälteerzeugungskreislaufs
abgeschlossen ist, um in einen stetigen Zustand überzugehen, werden ein Verhältnis einer
Strömungsmenge
eines Gas-/Flüssigkeits-Kältemittels mit
vorbestimmter Trockenheitsfraktion aus dem Einlassströmungspfad 37 zu
einer Strömungsmenge des
Kältemittels
von dem Abgabekältemittel-Bypass-Durchtritt 39,
und ein Verhältnis
einer Strömungsmenge
von Gaskältemittel
von dem Gasrückführdurchtritt 36 auf
eine Strömungsmenge
von Flüssigkältemittel
aus dem Kommunikationspfad 12 jeweils auf zweckmäßige Werte
eingestellt, und es wird eine stabile Flüssigkeitsoberfläche innerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgebildet.
-
In
diesem Fall steigt dann, wenn ein solches Phänomen, wie das die erste Wärmetauscheinheit 2d teilweise
gekühlt
wird, auftritt, die Menge von Kältemittelkondensation
in der ersten Wärmetauscheinheit 2d an,
um die Menge von Flüssigkältemittel
zu vergrößern, welche
sich innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ansammelt.
Dann wird während
der Zeit von einer solch hohen Kühllast
wie im Sommer die in dem Kreislauf zirkulierende Kältemittelmenge
unzureichend, so dass der Überheizgrad von
Kältemittel
an dem Auslass des Verdampfers 4 hoch wird. Im Ergebnis
wird der Überheizgrad
des Kältemittels,
welches aus dem Kompressor 1 abgegeben wird, hoch, so dass
das Kältemittel
mit dem hohen Überheizgrad
in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
dem Bypass-Durchtritt 39 hinein strömt.
-
Diese
Strömung
von Hochtemperaturkältemittel
mit hohem Überheizgrad
unterstützt
das Verdampfen des Flüssigkältemittels
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c,
um die Menge von Flüssigkältemittel
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c zu
reduzieren, so dass die Menge von aus dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zu
dem Kondensor 2 über
den Gasrückführdurchtritt 36 zurückgeführtem Kältemittel
vergrößert werden
kann. Daher ist es möglich,
die zirkulierende Kältemittelmenge
innerhalb des Kreislaufs zu vergrößern. Dadurch ist es möglich, den Überheizgrad
von dem Kältemittel
an dem Auslass des Verdampfers zu reduzieren, und das Flüssigkeitsniveau
des Flüssigkältemittels
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c kann
ebenso an dem stabilen Niveau während
eines stetigen Betriebs gehalten werden.
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Andererseits
ist unter der Bedingung, dass die Wärmelast in einem Kühlbetrieb
niedrig ist, der Überheizgrad
des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers etwa 0, oder das Flüssigkältemittel kehrt
in den Kompressor 1 zurück.
In diesem Fall wird der Überheizgrad
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels ebenso niedrig.
Daher sinkt ein Verdampfungsbetrieb des Flüssigkältemittels infolge unter Umgehung
abgegebenen Kältemittels,
welches in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c eingeleitet wird.
Aus diesem Grund vergrößert sich
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2 dagegen
die Speichermenge des Flüssigkältemittels
infolge von Gas-/Flüssigkeits-Abscheidung
des Gas-/Flüssigkeit-Kältemittels
von dem Einlassströmungspfad 37.
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Daher
wird, falls eine solche Situation auftritt, dass die innerhalb des
Kreislaufs zirkulierende Kältemittelmenge
wieder infolge einer Vergrößerung der Flüssigkältemittelmenge
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c unzureichend
wird, der Überheizgrad
von Kältemittel,
welches aus dem Kompressor 1 abgegeben wird, in Übereinstimmung
mit dem Kältemittelzustand
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c geändert, und
das Flüssigkeitsniveau
des Flüssigkältemittels
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c kann
bei dem stabilen Niveau während
des stetigen Betriebs gehalten werden.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird gemäß der Erfindung
das aus dem Kompressor 1 abgegebene Kältemittel direkt in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c eingeleitet,
wodurch eine Änderung
in dem Überheizgrad
des Kältemittels,
welches aus dem Kompressor 1 abgegeben wird, wirksam zurückgekoppelt
werden kann, um die Flüssigkältemittelmenge
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c einzustellen.
Somit wird durch diesen Einstellbetrieb der Flüssigkältemittelmenge die innerhalb
des Kreislaufs zirkulierende Kältemittelmenge
eingestellt, um den Überheizgrad
des aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittels zu steuern. Da der
Kompressionsvorgang in dem Kompressor 1 im Grund eine isentropische Änderung
ist, kann, falls der Überheizgrad
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels gesteuert werden
kann, der Überheizgrad des
Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 4 gesteuert werden.
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19B ist ein Mollier-Diagramm, welches den Betrieb
des Kältemittel-Kreislaufsystems
der elften Ausführungsform
zeigt. In 19B ist aus Gründen der
angenehmeren Erstellung der Zeichnung der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c in
einem Zustand gezeigt, der hinsichtlich des Drucks niedriger als
der Kondensor 2 ist, aber es ist selbstverständlich,
dass der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zwischen
der Abgabeseite des Kompressors 1 und der stromaufwärtigen Seite
der Dekompressionseinrichtung 3 ist, und auf im Wesentlichen
gleichen Druck wie der Kondensor 2 ist.
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In
der Erfindung kann jede Vergrößerung des Überheizgrads
des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 4 durch die Einstellung
der Flüssigkältemittelmenge
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c beschränkt werden.
Daher wird es möglich,
eine obere Grenze des Überheizgrads
des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 4 auf beispielsweise etwa
15°C zu
beschränken.
Gemäß der Erfindung
wird Mangel der innerhalb des Kältemittel-Kreislaufsystems
zirkulierenden Kältemittelmenge
zuverlässiger
verhindert, wodurch es möglich
ist, einen Mangel an Kühlfähigkeit
und unzureichendes Zurückleiten
von Öl
zu dem Kompressor 1, infolge des Mangels der zirkulierenden
Kältemittelmenge,
zu verhindern.
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(Zwölfte Ausführungsform)
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In
der vorstehend beschriebenen Erfindung ist der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c innerhalb des
Kältemitteldurchtritts
des Kondensors 2 vorgesehen. Jedoch ist in der zwölften Ausführungsform
ein Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c an
der Kältemittel-Durchtrittsauslassseite
des Kondensors 2 vorgesehen, wie in 20 gezeigt
ist. Selbst bei dem Aufbau von 20 kann
durch das Einleiten von Kältemittel,
welches aus dem Kompressor 1 zu dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c abgegeben
wird, die Flüssigkältemittelmenge
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Ab scheider 2c eingestellt
werden. Demgemäß kann bei
der zwölften
Ausführungsform eine
der Erfindung ähnliche
Betriebswirkung erhalten werden.
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(Dreizehnte Ausführungsform)
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In
jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c an
der Hochdruckseite des Kreislaufs um den Kondensor 2 herum
vorgesehen, um das Kältemittel in
Gaskältemittel
und Flüssigkältemittel
zu trennen. Bei der dreizehnten Ausführungsform ist jedoch der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 an
einer Niedrigdruckseite des Kreislaufs vorgesehen, wie in 21 gezeigt ist, um Niedrigdruck-Kältemittel
an der Seite des Verdampfers 4 in Gaskältemittel und Flüssigkältemittel
zu trennen.
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Aus
diesem Grund ist in der dreizehnten Ausführungsform in einem Kältemittel-Bypass-Durchtritt 39 eine
Dekompressionseinrichtung 41 zum Reduzieren des Drucks
von aus dem Kompressor abgegebenem Kältemittel auf einen niedrigen
Druck vorgesehen. Die Dekompressionseinrichtung 41 kann
durch einen festen Begrenzer, wie ein Kapillarrohr und eine Öffnung,
aufgebaut sein. Es ist ein Einlassdurchtritt 42, durch
welchen ein Teil des Gas-/Flüssigkeits-Kältemittels
in einem vorbestimmten Trockenheitsbereich von einem Zwischenraum
in der Kältemittelleitung
des Verdampfers 4 im Sinne eines Bypasses umgehend geleitet
wird, um in den oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 zu
strömen.
Ferner ist ein Gasrückführdurchtritt 43 vorgesehen,
durch welchen Gaskältemittel, das
durch Abscheiden aus Flüssigkeit
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 erhalten
wird, aus dem oberen Teil des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 zu dem Äußeren hin
strömt,
und ein Flüssigkeitsrückführdurchtritt 44,
durch welchen Flüssigkältemittel,
das durch Abscheiden aus Gas erhalten wird und in dem unteren Teil
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 40 gesammelt
wird, zu dem Äußeren herausgenommen
wird. Diese beiden Durchtritte 43 und 44 werden
in einen Durchtritt 45 zusammengeschlossen, und dieser
Durchtritt 45 ist an dem Verdampfer 4 an einer
vorbestimmten Position stromabwärts
um einen vorbestimmten Abstand von der Herausnahmeposition des Einleitdurchtritts 42 angeschlossen.
Bei der dreizehnten Ausführungsform können jedoch
der Gasrückführdurchtritt 43 und
der Flüssigkeitsrückführdurchtritt 44 nicht
zusammengefasst sein, sondern an den Kältemitteldurchtritten des Verdampfers 4 individuell
angeschlossen sein.
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Bei
der dreizehnten Ausführungsform
ist der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 an
der Niedrigdruckseite des Kreislaufs vorgesehen, um das Kältemittel
des Verdampfers 4 in Gaskältemittel und Flüssigkältemittel
abzuscheiden. Die vorliegende Ausführungsform ist darin gleich
dem Fall, in welchem der hochdruckseitige Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c vorgesehen
ist, dass ein Teil des aus dem Kompressor 1 abgegebenen
Kältemittels
umgehend geleitet wird, um in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 eingeleitet zu
werden. Demgemäß kann bei
der dreizehnten Ausführungsform
eine Änderung
hinsichtlich des Überheizgrads
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels für die Einstellung
der Flüssigkältemittelmenge
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 40 zurückgeleitet
werden, und eine Betriebswirkung ähnlich der elften Ausführungsform
kann erhalten werden.
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In
dieser Hinsicht kann der niedrigdruckseitige Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 gemäß der dreizehnten
Ausführungsform
an der Auslassseite oder der Einlassseite des Kältemitteldurchtritts des Verdampfers 4 vorgesehen
werden, und nicht im Zwischenraum in dem Kältemitteldurchtritt des Verdampfers 4.
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(Vierzehnte Ausführungsform)
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Sowohl
die Erfindung (19) als auch die zwölfte Ausführungsform
(20) hat ein System angewandt, in welchem ein Teil
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels zum Einleiten in den
bezüglich
des Kreislaufs hochdruckseitigen Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c umgehend
geleitet wird. Jedoch wird in bei der vierzehnten Ausführungsform
die Betriebswirkung der elften oder zwölften Ausführungsform durch die Verwendung
eines elektrischen Mechanismus erhalten.
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Bei
der vierzehnten Ausführungsform
sind, wie in 22 gezeigt ist, an der Kältemittelabgabeseite
des Kompressors 1 ein Kältemittel-Temperatursensor 46 und
ein Kältemittel-Drucksensor 47 vorgesehen,
und Erfassungssignale von diesen beiden Sensoren 46 und 47 werden
in Überheizgrad (SH)-Feststellungsmitteln 49 eine
elektronischen Steuereinheit 48 eingegeben, um den Überheizgrad des
aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels durch dieses Feststellungsmittel 49 festzustellen. Das
Signal des Überheizgrads,
das durch das Überheizgrad-Feststellungsmittel 49 festgestellt
wurde, wird somit in Heizmengensteuermittel 50 eingegeben.
Andererseits wird vorausgehend in einem unteren Teil des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ein elektrischer
Heizer 51 zum Heizen des Flüssigkältemittels vorgesehen.
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Da
der Überheizgrad
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels höher wird,
wird die Energieversorgung des elektrischen Heizers 51 dahingehend
gesteuert, eine Heizmenge des elektrischen Heizers 1 durch
das Heizmengensteuermittel 50 zu vergrößern.
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Gemäß der vierzehnten
Ausführungsform kann,
da Verdampfungsmenge des Flüssigkältemittels
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durch
Vergrößern der
Heizmenge des elektrischen Heizers 51 in Antwort auf die
Erhöhung
hinsichtlich des Überheizgrads
des abgegebenen Kältemittels erhöht werden
kann, eine den elften und zwölften Ausführungsformen ähnliche
Betriebswirkung erhalten werden.
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(Fünfzehnte Ausführungsform)
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Bei
der fünfzehnten
Ausführungsform
ist, wie in 23 gezeigt, ein Ventil 52 in
dem Kommunikationspfad 12 des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c derart
angeordnet, dass ein Öffnungsgrad
des Ventils 52 durch einen Ventilantriebsmechanismus 53 zum Betrieb
in Antwort auf den Überheizgrad
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels eingestellt wird.
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Der
Ventilantriebsmechanismus 53 zum Betreiben des Ventils 52 in
Antwort auf den Überheizgrad
kann durch einen mechanischen Mechanismus aufgebaut werden, welcher
eine Verschiebung in Antwort auf die Temperatur und den Druck des
aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels ähnlich zu einem Diaphragma-Mechanismus in dem Wärmeexpansionsventil
bewirkt. In Antwort auf die Vergrößerung des Überheizgrads des aus dem Kompressor 1 abgegebenen
Kältemittels
wird der Öffnungsgrad
des Ventils 52 durch den Ventilantriebsmechanismus 53 vergrößert. Dadurch
kann die Strömungsmenge
des Flüssigkältemittels
aus dem Kommunikationspfad 12 in Antwort auf die Vergrößerung des Überheizgrads
des abgegebenen Kältemittels vergrößert werden,
und der den elften und zwölften Ausführungsformen ähnliche
Betriebseffekt kann erhalten werden.
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In
dieser Hinsicht kann anstelle des Ventilantriebsmechanismus 53 zum
mechanischen Betreiben in Antwort auf den Überheizgrad gemäß der fünfzehnten
Ausführungsform,
der Überheizgrad
des Kältemittels,
welches aus dem Kompressor 1 abgegeben wird, elektrisch
durch die Verwendung des Kältemittel-Temperatursensors 46,
des Kältemittel-Drucksensors 47 und
des Überheizgrad-Feststellungsmittels 49 in Übereinstimmung
mit der vierzehnten Ausführungsform
festgestellt werden. Andererseits kann der Öffnungsgrad des Ventils 52 elektrisch in
Antwort auf die Ausgabe von dem Überheizgrad-Feststellungsmittel 49 eingestellt
werden, so dass das Ventil 52 durch einen elektrischen
Aktuator, wie einen Motor, angetrieben wird.
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In
der fünfzehnten
Ausführungsform
wird die Strömungsmenge
des Flüssigkältemittels
aus dem Kommunikationspfad 12 in Abhängigkeit von einer Änderung
der Öffnung
des Ventils 52 eingestellt, wodurch die zirkulierende Kältemittel-Strömungsmenge innerhalb
des Kältemittel-Kreislaufsystems
eingestellt werden kann, und daher ist es ebenso möglich, den
Gasrückführdurchtritt 36 wegzulassen.
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(Sechzehnte Ausführungsform)
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In
der sechzehnten Ausführungsform
wird, wie in 24 gezeigt, eine Kältemittelleitung 54, durch
welche von dem Kompressor 1 abgegebenes Kältemittel
in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c eingeleitet
wird, mit einem Führungsabschnitt 54a versehen,
welcher an die Außenoberfläche des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c angeklebt
(adhered) wird. In diesem Fall vergrößert sich dann, wenn der Überheizgrad
des von dem Kompressor abgegebenen Kältemittels höher wird,
die Heizmenge des Flüssigkältemittels
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c,
die durch den Wärmeleitabschnitt 54a bewirkt
wird, um eine Verdampfung des Flüssigkältemittels
zu unterstützen.
Demgemäß kann die
den elften und zwölften
Ausführungsformen ähnliche
Betriebswirkung erhalten werden.
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(Siebzehnte Ausführungsform)
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25 zeigt die siebzehnte Ausführungsform, welche sich auf
ein konkretes Beispiel für
einen im Abscheider integrierten Kondensor 2 bezieht, der mit
einem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
integriert ist, um dieselbe Wirkung wie die elfte Ausführungsform (19) zu realisieren. In 25 werden Abschnitte mit ähnlichen Funktionen, wie die
in 19, durch dieselben Bezugsziffern
bezeichnet.
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Der
grundlegende Aufbau des im Abscheider integrierten Kondensors 2 gemäß der siebzehnten Ausführungsform
ist ähnlich
dem, welcher in den 12 bis 18 gezeigt
ist. Das heißt,
zwischen sowohl dem linken als auch dem rechten Sammlertank 17 und 18 ist
eine Wärmetauscheinheit
angeordnet, welche aus einer Vielzahl von flachen Rohren 15 zum
Erstrecken in der Horizontalrichtung, und Wellrippen 16 gebildet,
welche mit diesen verbunden sind.
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In
dem in den 12 bis 18 gezeigten Aufbau
des Kondensors sind jedoch sowohl der Einlassanschluss 54 als
auch der Auslassanschluss 25 in einem Sammlertank 17 angeordnet,
und der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c ist
an dem anderen Sammlertank 18 angeschlossen. Dahingegen
ist in der siebzehnten Ausführungsform
der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c in
einem Sammlertank 17 ange ordnet, in welchem der Einlassanschluss 24 angeordnet
ist, und der Auslassanschluss 25 ist in dem anderen Sammlertank 18 angeordnet.
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In
der siebzehnten Ausführungsform
ist eine Unterteilungsplatte 19 auf der oberen Seite innerhalb des
Sammlertanks 17 vorgesehen und ein Plattenelement 60a mit
einem Begrenzer 60 ist auf der unteren Seite innerhalb
des Sammlertanks 17 vorgesehen. Innerhalb des anderen Sammlertanks 18 ist
eine Unterteilungsplatte 20 auf derselben Höhenposition wie
das Plattenelement 60a mit dem Begrenzer 60 angeordnet.
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In
dem Sammlertank 17 kommuniziert ein Raum oberhalb der Unterteilungsplatte 19,
in welchen das von dem Kompressor 1 abgegebene Kältemittel
aus dem Einlassanschluss 24 direkt mit der oberen Abschnittsseite
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c durch
einen Abgabekältemittel-Umgehungsdurchtritt 39.
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In
der Wärmetauscheinheit
des in dem Abscheider integrierten Kondensors 2 baut die
Oberteilseite des Plattenelements 60a mit dem Begrenzer 60 und
die Unterteilungsplatte 20 eine erste Wärmetauscheinheit 2d (entspricht
der ersten Wärmetauscheinheit 2d von 19) auf, und die untere Teilseite baut
eine zweite Wärmetauscheinheit 2f (entspricht
der dritten Wärmetauscheinheit 2f von 19) auf.
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Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2d hindurch
getreten ist, um gekühlt und
kondensiert zu werden, ist normalerweise Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel in einem vorbestimmten
Trockenheitsbereich, und dieses Kältemittel strömt in einen
zwischenliegenden Raum zwischen der oberen Unterteilungsplatte 19 und
dem unteren Plattenelement 60a mit dem Begrenzer 60 in
dem Sammlertank 17. Anschließend tritt der Hauptstrom von
Kältemittel
durch den Begrenzer 60 von diesem zwischenliegenden Raum,
um in den untersten Raum innerhalb des Sammlertanks 17 zu
strömen. Gleichzeitig
strömt
ein Teil des Kältemittels
in dem zwischenliegenden Raum in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c von
dem Einlassströmungspfad 37.
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Das Öl enthaltende
Flüssigkältemittel
in dem unteren Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömt in den
untersten Raum innerhalb des Sammlertanks 17 durch den
Kommunikationspfad 12 zum Zurückleiten von Flüssigkältemittel,
welches in das Kältemittel-Kreislaufsystem
zu zirkulieren ist. In dieser Ausführungsform kann zwischen dem zwischenliegenden
Raum und dem untersten Raum innerhalb des Sammlertanks 17 ein
gewünschter Druckunterschied
mittels durch den Begrenzer 60 des Plattenelements 60a bewirkten
Druckverlust eingestellt werden. Demgemäß ist es möglich, einen Teil des Kältemittels
in dem zwischenliegenden Raum in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
dem Einlassströmungspfad 37 hineinzuströmen, und
zuverlässig
das Flüssigkältemittel
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c in
den untersten Raum innerhalb des Sammlertanks 17 durch
den Kommunikationspfad 12 hineinzuströmen.
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In
dieser Ausführungsform
kann jeder der vorstehend beschriebenen Abgabekältemittel-Bypass-Durchtritt 39,
der Einlassströmungspfad 37 und der
Kommunikationspfad 12 zur Rückführung von Kältemittel einfach durch ein
Kommunikationsloch, welches eine Wandoberfläche zwischen dem Sammlertank 17 und
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c einfach
ausgebildet werden. Daher besteht keine Notwendigkeit, irgendeine
Leitung zur Ausbildung irgendeines Abgabekältemittel-Bypass-Durchtritts 39 oder
dergleichen anzubringen. In dieser Hinsicht entspricht der Kommunikationspfad 12 zum
Rückleiten des
Flüssigkältemittels
dem Kommunikationspfad 12 zum Rückleiten des Flüssigkältemittels
von 19, und der Kommunikationspfad 23 von 12 und dergleichen.
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Ferner
ist ein Gaskältemittel-Herausnahmerohr 36 zum
Einleiten des Gaskältemittels
in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
dem untersten Raum innerhalb des Sammlertanks vorgesehen. Dieses
Gaskältemittel-Herausnahmerohr 36 kann
gleichzeitig mit dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und
dem Sammlertank 17 verbunden werden, wenn der im Abscheider
integrierte Kondensor 2 integral hartgelötet wird.
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Mit
einem solchen wie vorstehend beschriebenen Aufbau wird selbst in
der siebzehnten Ausführungsform
eine Kältemittelströmung ähnlich der
elften Ausführungsform
ausgebildet, und eine Betriebswirkung ähnlich der elften Ausführungsform
kann erhalten werden. Genauer tritt aus dem Kompressor 1 abgegebenes
Kältemittel
durch die erste Wärmetauscheinheit 2d von
dem Einlassanschluss 24, um gekühlt und kondensiert zu werden,
um zu Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel
mit vorbestimmtem Trockenheitsbereich zu werden, und ein Teil dieses
Gas-/Flüssigkeits-Kältemittels
tritt durch den zwischenliegenden Raum innerhalb des Sammlertanks 17 und
des Einlassströmungspfads 37,
um in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zu
strömen.
Gleichzeitig strömt ein
Teil des Kältemittels
aus dem Einlassanschluss 24 direkt in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c durch
den Bypass-Durchtritt 39, um mit Flüssigkältemittel innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c Wärme auszutauschen.
Daher wird der Überheizgrad
des aus dem Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c zurückgeführt, wodurch
es ermöglicht
wird, die Menge von Flüssigkältemittel
einzustellen, welches sich innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ansammelt.
Die Kältemittel-Strömungsmenge,
welche in dem Kältemittel-Kreislaufsystem
zirkuliert, wird eingestellt, um den Überheizgrad des aus dem Kompressor 1 abgegebenen
Kältemittels
einzustellen.
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Da
das Flüssigkältemittel
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c zuverlässig in
den untersten Raum innerhalb des Sammlertanks 17 durch
den Kommunikationspfad 12 zum Rückleiten des Flüssigkältemittels
eingeströmt
wird, ist es möglich,
unzureichende Ölrückleitung
zu dem Kompressor 1 und Mangel der Kältemittel-Strömungsmenge zu
verhindern, welche in dem Kältemittel-Kreislaufsystem
zirkuliert.
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(Achtzehnte Ausführungsform)
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In
der vorstehend beschriebenen siebzehnten Ausführungsform wird die Kältemittelströmung in dem
Kondensor 2 veranlasst, eine S-förmige Strömung aufzuweisen, so dass die
Kältemittelströmung eine
U-förmige
Wendung jeweils an der Seite des Sammlertanks 17 und an
der Seite des Sammlertanks 18 ausführt. In der achtzehnten Ausführungsform
wird jedoch eine W-förmig
wendende Strömung angewandt,
wie in 26 gezeigt, so dass die Kältemittelströmung eine
U-förmige
Wendung einmal an der Seite des Sammlertanks 17 und eine
U-förmige Wendung
zweimal an der Seite des anderen Sammlertanks 18 vollführt.
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Aus
diesem Grund ist in der achtzehnten Ausführungsform innerhalb des einen
Sammlertanks 17 eine Unterteilungsplatte 61 zusätzlich an
der unteren Seite eines Begrenzers 60 vorgesehen, und ein Auslassanschluss 25 ist
in einem Raum in dem untersten Teil unterhalb dieser Unterteilungsplatte 61 vorgesehen,
dies im Vergleich mit dem Aufbau von 25.
Dadurch ist in einer zweiten Wärmetauscheinheit 2f auf
der unteren Seite des Kondensors 2 eine Kältemittelströmung, welche
eine U-förmige Wendung
ausführt,
in dem unteren Raum innerhalb des anderen Sammlertanks 18 ausgebildet,
so dass die W-förmig
wendende Strömung
ausgebildet werden kann. In der achtzehnten, sind andere Teile ähnlich denen
der siebzehnten Ausführungsform.
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Gemäß der achtzehnten
Ausführungsform ist
es möglich,
sowohl den Einlassanschluss 24 als auch den Auslassanschluss 25 kollektiv
in dem anderen Sammlertank 17 anzuordnen, und einen Kältemittelleitungs-Verbindungsbetrieb
auf einem Fahrzeug kollektiv an der Seite des anderen Sammlertanks 17 durchzuführen.
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(Neunzehnte Ausführungsform)
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In
den vorstehend beschriebenen siebzehnten und achtzehnten Ausführungsformen
ist die erste Wärmetauscheinheit 2d zum
Kühlen
des aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittels durch den Einlassanschluss 24 auf
der oberen Seite des Kondensors 2 angeordnet, und die zweite
Wärmetauscheinheit 2f zum
Kühlen
des Kältemittels
aus der ersten Wärmetauscheinheit 2d und
zum Kühlen
des gemischten Kältemittels,
das aus Gaskältemittel
und Flüssigkältemittel
von dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c besteht,
ist an der Unterseite des Kondensors 2 angeordnet. In der
neunzehnten Ausführungsform
ist jedoch, wie in 27 gezeigt, die erste Wärmetauscheinheit 2d zum
Kühlen
des aus dem Kompressor abgegebenen Kältemittels auf der unteren
Seite eines Kondensors 2 angeordnet, und die zweite Wärmetauscheinheit 2f zum
Kühlen
des Kältemittels
aus der ersten Wärmetauscheinheit 2d und zum
Kühlen
von gemischtem Kältemittel,
das aus Gaskältemittel
und Flüssigkältemittel
aus dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c besteht,
ist auf der oberen Seite des Kondensors 2 angeordnet.
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Demgemäß ist in
der neunzehnten Ausführungsform
in dem Inneren des Sammlertanks 17 auf der oberen Seite
der Unterteilungsplatte 19 das Plattenelement 60a mit
dem Begrenzer 60 angeordnet, und der Einlassanschluss 24 ist
in einem Raum in dem untersten Teil des Sammlertanks 17 angeordnet.
Da ein oberer Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 dem
Gaskältemittelraum in
dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c benachbart
ist, ist der Gasrückführdurchtritt 36,
der aus einem Kommunikationspfad gebildet ist, in Wandoberflächen des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
des Sammlertanks 17 derart ausgebildet, dass Gaskältemittel
in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c direkt
in den oberen Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 eingeleitet
werden kann.
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Da
ein Speicherabschnitt des Flüssigkältemittels
in dem unteren Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c von
dem oberen Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 beabstandet
ist, werden diese zwei miteinander durch einen Kommunikationspfad
zum Rückleiten
der Flüssigkeit
verbunden, welcher aus einem Leitungselement in der Art gebildet
ist, dass das Flüssigkältemittel
in dem unteren Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
den oberen Teil des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 eingeleitet werden
kann.
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Andererseits
ist in dem anderen Sammlertank 18 die Unterteilungsplatte 20 bezüglich der Höhe an derselben
Position (Position in der Nähe
des oberen Teils innerhalb des Tanks 18) wie der Begrenzer 60 angeordnet,
und ein Auslassanschluss 25 ist in einem oberen Raum der
Unterteilungsplatte 20 innerhalb des anderen Sammlertanks 18 angeordnet.
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Gemäß dem Kältemittel-Kreislaufsystem
der neunzehnten Ausführungsform
ist der Einlassströmungspfad 37,
durch den Kältemittel
von der ersten Wärmtauscheinheit 2d in
den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c strömt, bei
der oberen Seite der Unterteilungsplatte 19 angeordnet,
und ein Bypass-Durchtritt 39 von Kältemittel, welches aus dem
Kompressor 1 abgegeben wird, ist an der unteren Seite der
Unterteilungsplatte 19 angeordnet. Daher geht das Kältemittel
aus dem Bypass-Durchtritt 39 infolge
eines Dichteunterschieds zwischen Gaskältemittel und Flüssigkältemittel
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c nach
oben. Dahingegen fällt, weil
das Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2d durchgetreten
ist, Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel
in einem vorbestimmten Trockenheitsbereich ist, das Flüssigkältemittel
von der Position der Öffnung
des Einlassströmungspfads 37 innerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durch Gravitation.
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Demgemäß kann das
Gaskältemittel
aus dem Bypass-Durchtritt 39 vorteilhaft mit Flüssigkältemittel
aus dem Einlassströmungspfad 37 gemischt werden,
und Wärmetausch
zwischen beiden kann vorteilhaft durchgeführt werden. Im Ergebnis wird
der Überheizgrad
des aus dem Kompressor 27 abgegebenen Kältemittels ordnungsgemäß zu dem
Flüssigkältemittel
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c zurückgeleitet
(responded), wodurch es möglich
ist, die Menge von Flüssigkältemittel
genau einzustellen, welche sich innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ansammelt.
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Gemäß dem Kältemittel-Kreislaufsystem
der neunzehnten Ausführungsform
ist es, da der Einlassanschluss 24 auf der Seite des unteren
Teils angeordnet ist und der Auslassanschluss 25 auf der
Seite des oberen Teils angeordnet ist, geeignet für eine Anbringungsgestaltung,
in welchem eine Kompressorabgabe-Seitenleitung auf der Fahrzeugseite
auf der unteren Seite des Kondensors 2 angeordnet ist,
und eine Hochdruck-Flüssigkältemittelleitung
auf der Fahrzeugseite auf der oberen Seite des Kondensors 2 angeordnet
ist.
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(Zwanzigste Ausführungsform)
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Die
zwanzigste Ausführungsform
ist eine Modifikation der siebzehnten Ausführungsform von 25. In der zwanzigsten Ausführungsform ist, wie in 28 gezeigt, innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c eine
Mischkammer 63 ausgebildet, die durch eine Unterteilungsplatte 62 unterteilt ist,
welche sich in der Vertikalrichtung erstreckt, so dass der Bypass-Durchtritt 39 und
der Einlassströmungspfad 37 mit
dieser Mischkammer 63 kommunizierend verbunden sind.
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Demgemäß strömt das von
dem Kompressor 1 abgegebene Gaskältemittel in die Mischkammer 63 aus
dem Bypass-Durchtritt 39, und gleichzeitig strömt das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2d hindurch
getreten ist, in die Mischkammer 63 aus dem Einlassströmungspfad 37.
Somit strömt,
nachdem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider
und Gaskältemittel, welches
aus dem Kompressor 1 abgegeben wurde, gemischt wurden und
innerhalb der Mischkammer 63 einem Wärmetausch unterzogen wurde,
das gemischte Kältemittel
in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
einem Auslass-Kommunikationspfad 64 in dem oberen Teil
der Mischkammer 63.
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Gemäß der zwanzigsten
Ausführungsform kann,
da die Mischkammer 63 in einem länglichen Raum mit einer kleinen
Querschnittsfläche
ausgebildet ist und sich in der Vertikalrichtung erstreckt, das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel
aus dem Einlassströmungspfad 37 und
das vom Kompressor abgegebene Kältemittel
aus dem Einlassanschluss 24 vorteilhaft gemischt werden,
und innerhalb der Mischkammer 63 einem Wärmetausch
unterzogen werden. Die Menge des Flüssigkältemittels, welches sich innerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ansammelt,
kann ordnungsgemäß in Antwort
auf den Grad von Überhitzung
des vom Kompressor abgegebenen Kältemittels
eingestellt werden.
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(Einundzwanzigste Ausführungsform)
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Die
einundzwanzigste Ausführungsform
verbessert ein Verfahren zum Ausbilden eines Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c eines
im Abscheider integrierten Kondensors 2. In den 29 bis 31 weist
der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c einen
rohrförmigen
Rumpfabschnitt 65, der sich in der Vertikalrichtung erstreckt,
ein unteres Kappenelement 26 zum Blockieren (Verschließen) einer
unteren Endöffnung
dieses rohrförmigen
Rumpfabschnitts 65 und ein oberes Kappenelement 66 zum
Blockieren (Verschließen)
einer oberen Endöffnung
derselben auf.
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Der
rohrförmige
Rumpfabschnitt 65 und beide Kappenelemente 26 und 66 sind
vollständig
aus Aluminium ausgebildet, und der rohrförmige Rumpfabschnitt 65 ist
mit einem Hilfs- bzw. Zusatzdurchtritt 65a über seine
ganze Länge
in der Längsrichtung
(Vertikalrichtung) ausgebildet. Dieser Zusatzdurchtritt 65a weist
eine beispielsweise in 30 gezeigte
längliche
Querschnittsform auf, und ist parallel zu dem Tankraum 65b mit
kreisförmigem
Querschnitt des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c ausgebildet.
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Demgemäß können der
Tankraum 65b mit dem kreisförmigen Querschnitt des Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und
der Zusatzdurchtritt 65 mit dem länglichen Querschnitt integral
durch Extrusion oder dergleichen ausgebildet werden. In dieser Hinsicht
ist der rohrförmige
Rumpfabschnitt 65 mit einem Vorsprung 65c, die
zu dem Sammlertank 17 über
seine ganze Länge
in der Längsrichtung
(Vertikalrichtung) herausragt, ausgebildet, und der Vorsprung 65c ist
mit dem Zusatzdurchtritt 65a versehen. Ferner ist der Seitenabschnitt
des Vorsprungs 65c geeignet bzw. angepasst, an dem Sammlertank 17 angebracht
(hartgelötet)
zu werden.
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Der
Zusatzdurchtritt 65a ist dahingehend ausgebildet, einen
Gasrückführdurchtritt 36 zu
begrenzen, durch welchen das Gaskältemittel in dem oberen Teil
innerhalb des Tankraums 65b in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c in
den unteren Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 eingeleitet
wird. Aus diesem Grund ist die Umgebung des oberen Endabschnitts
des Zusatzdurchtritts 65a mit dem oberen Teil innerhalb
des Tankraums 65b durch ein Einlass-Kommunika tionsloch 36a kommunizierend
verbunden, welches in dem Vorsprung 65c des rohrförmigen Rumpfabschnitts 65 ausgebildet
ist. Die Umgebung des unteren Endes des Zusatzdurchtritts 65a ist
mit dem unteren Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 durch
ein Auslass-Kommunikationsloch 36b kommunizierend verbunden,
welches in dem Vorsprung 65c des rohrförmigen Rumpfabschnitts 65 ausgebildet
ist.
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Sowohl
das obere als auch das untere Kappenelement 26 und 66 sind
mit herausragenden Abschnitten 26a und 66a, von
denen beide eine größere Fläche entsprechend
der unteren Endöffnung
bzw. der oberen Endöffnung
des Tankraums 65b des rohrförmigen Rumpfabschnitts 65 aufweisen,
und mit herausragenden Abschnitten 26b und 66b versehen sind,
von denen beide eine kleinere Fläche
entsprechend der unteren Endöffnung
bzw. der oberen Endöffnung
des Zusatzdurchtritts 65a aufweisen, dies durch Formen.
Somit werden die herausragenden Abschnitte 26a und 66a,
von denen beide eine größere Fläche aufweisen,
in die untere Endöffnung bzw.
die obere Endöffnung
des Tankraums 65b eingepasst und verbunden, und die herausragenden Abschnitte 26b und 66b,
von denen beide eine kleinere Fläche
aufweisen, werden in die untere Endöffnung bzw. die obere Endöffnung des
Zusatzdurchtritts 65a eingepasst und verbunden, wodurch
die beiden oberen und unteren Öffnungen
des Tankraums 65b und des Zusatzdurchtritts 65a gleichzeitig
blockiert werden.
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In
dem Vorsprung 65c des rohrförmigen Rumpfabschnitts 65 sind
auf dem Seitenabschnitt (unterer Abschnitt in 30) des Zusatzdurchtritts 65a drei Kommunikationspfade 39, 37 und 12 in
der Vertikalrichtung angeordnet. Unter diesen Kommunikationspfaden 39, 37, 12 ist
der obere Kommunikationspfad ein Bypass-Durchtritt 39, durch welchen
das aus dem Kompressor 1 abgegebene und in den oberen Raum
der Unterteilungsplatte 19 innerhalb des Sammlertanks 17 strömende Kältemittel
in den Tankraum 65b des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c strömt. Dieser
Bypass-Durchtritt 39 ist unterhalb des Einlass-Kommunikationslochs 36a vorgesehen,
wie in 31 gezeigt ist.
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Der
dazwischen liegende Kommunikationspfad ist ein Einlassströmungspfad 37,
durch welchen das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel,
das durch die erste Wärmetauscheinheit 2d hindurch
getreten ist, in den Tankraum 65b des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c über einen
dazwischen liegenden Raum zwischen der Unterteilungsplatte 19 und
dem Begrenzer 60 innerhalb des Sammlertanks 17 strömt.
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Der
untere Kommunikationspfad ist ein Kommunikationspfad 12,
durch welchen das Flüssigkältemittel
in dem unteren Teil in dem Tankraum 65b des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
den unteren Raum des Begrenzers 60 in den Sammlertank 17 strömt.
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Gemäß der einundzwanzigsten
Ausführungsform
kann der Zusatzdurchtritt 65a zur Ausbildung des Gasrückführdurchtritts 36,
durch welchen das Gaskältemittel
in dem oberen Teil in dem Tankraum 65b des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
den unteren Raum des Begrenzers 60 in dem Sammlertank 17 eingeleitet
wird, integral mit dem rohrförmigen
Rumpfabschnitt 65 des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgeformt
werden. Daher ist es nicht nötig,
einen aus einem Leitungselement gebildeten Gasrückführdurchtritt 36 außerhalb
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c anzuordnen,
wie in den 25, 26 und 28 gezeigt
ist. Demgemäß ist es
möglich,
den Raum zu sparen und die Kosten zu reduzieren.
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In
der einundzwanzigsten Ausführungsform kann,
wie in der neunzehnten Ausführungsform
von 27 gezeigt, der Kommunikationspfad 12 zum
Zurückleiten
der Flüssigkeit,
der durch ein Leitungselement gebildet ist, außerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c angeordnet
werden. In diesem Fall kann der Kommunikationspfad 12 zum
Zurückleiten
des Flüssigkältemittels
durch den Zusatzdurchtritt 65a des rohrförmigen Rumpfabschnitts 65 gebildet
sein.
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(Zweiundzwanzigste Ausführungsform)
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Die
zweiundzwanzigste Ausführungsform
ist eine Modifikation der einundzwanzigsten Ausführungsform. Wie in den 32 bis 34 gezeigt
ist, ist in der zweiund zwanzigsten Ausführungsform der Vorsprung 65c in
dem rohrförmigen
Rumpfabschnitt 65 des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c mit
einem anderen Zusatzdurchtritt 65d parallel zu dem Zusatzdurchtritt 65a versehen.
Der rohrförmige
Rumpfabschnitt 65, der diese beiden Zusatzdurchtritts 65a und 65d enthält, kann
integral durch Extrusion oder dergleichen ausgeformt werden.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist darin zu der einundzwanzigsten Ausführungsform gleich, dass der
erste Zusatzdurchtritt 65a den Gasrückführdurchtritt 36 bildet.
Jedoch ist in der vorliegenden Ausführungsform der Kommunikationspfad 12 zum Zurückleiten
des Flüssigkältemittels
in der Umgebung des unteren Endabschnitts des ersten Zusatzdurchtritts 65a kommunizierend
verbunden, so dass das Flüssigkältemittel
in dem unteren Teil innerhalb des Tankraums 65b des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
die Umgebung des unteren Endabschnitts des ersten Zusatzdurchtritts 65a durch
den Kommunikationspfad 12 eingeleitet wird. Demgemäß werden an
dem unteren Endabschnitt des ersten Zusatzdurchtritts 65a das
Flüssigkältemittel
und das Gaskältemittel
gemischt und in den unteren Raum des Begrenzers 60 innerhalb
des Sammlertanks 17 aus einem Auslass-Kommunikationsloch 36b eingeleitet, welches
in der Umgebung des unteren Endabschnitts des ersten Zusatzdurchtritts 65a vorgesehen
ist. Daher wird die Umgebung des unteren Endabschnitts des ersten
Zusatzdurchtritts 65a gemäß der vorliegenden Ausführungsform
auch als ein Flüssigkeitsrückführdurchtritt
verwendet.
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Zusätzlich bildet
ein zweiter Zusatzdurchtritt 65d die Mischkammer 63 der
zwanzigsten Ausführungsform
von 28. Das heißt, der zweite Zusatzdurchtritt 65d ist
mit dem oberen Raum der Unterteilungsplatte 19 innerhalb
des Sammlertanks 17 über einen
Bypass-Durchtritt (Kommunikationsloch) 39 des vom Kompressor
abgegebenen Kältemittel
kommunizierend verbunden. Der zweite Zusatzdurchtritt 65d ist
mit dem dazwischen liegenden Raum zwischen der Unterteilungsplatte 19 und
dem Begrenzer 6 innerhalb des Sammlertanks 17 über einen
Einlassdurchtritt (Kommunikationsloch) 37 kommunizierend verbunden.
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Ferner
ist in dem zweiten Zusatzdurchtritt 65d an einer oberen
Position des Bypass-Durchtritts 39 ein Auslass-Kommunikationspfad 64 vorgesehen, durch
welchen der obere Teil des zweiten Zusatzdurchtritts 65d mit
dem oberen Teil innerhalb des Tankraums 65b des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c kommunizierend
verbunden ist. Dadurch strömt aus
dem Kompressor 1 abgegebenes Kältemittel in den zweiten Zusatzdurchtritt 65d (Mischkammer 63) aus
dem Bypass-Durchtritt 39, und gleichzeitig strömt das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2b hindurch
getreten ist, in den zweiten Zusatzdurchtritt 65d (Mischkammer 63)
aus dem Einlassströmungspfad 37.
Somit strömt,
nachdem das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel
und das vom Kompressor abgegebene Gaskältemittel gemischt wurden und
innerhalb des zweiten Zusatzdurchtritts 65d (Mischkammer 63)
einem Wärmetausch
unterzogen wurden, das gemischte Kältemittel in den Tankraum 65b des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c aus
dem Auslass-Kommunikationspfad 64 in dem oberen Teil des
zweiten Zusatzdurchtritts 65d (Mischkammer 63).
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Wie
vorstehend beschrieben, ist gemäß der zweiundzwanzigsten
Ausführungsform,
da der erste Zusatzdurchtritt 65a, der den Gasrückführdurchtritt 36 und
den die Mischkammer 63 bildenden zweiten Zusatzdurchtritt 65d bildet,
integral mit dem rohrförmigen
Rumpfabschnitt 65 des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgeformt
sind, eine Anzahl von Komponenten, welche durch Hartlöten oder
dergleichen zu verbinden sind, reduziert, wodurch ein einfacher Kondensor,
der bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann, gebildet werden
kann.
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In
der zweiundzwanzigsten Ausführungsform
sind, da der rohrförmige
Rumpfabschnitt 65 mit zwei Zusatzdurchtritten 65a und 65d versehen
ist, herausragende Abschnitte 26c und 66c, von
denen beide eine kleinere Fläche
zum Blockieren des zweiten Zusatzdurchtritts 65d aufweisen,
zu dem unteren Kappenelement 26 und dem oberen Kappenelement 66 jeweils
im Vergleich mit der einundzwanzigsten Ausführungsform hinzugefügt.
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(Dreiundzwanzigste Ausführungsform)
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In
der einundzwanzigsten und zweiundzwanzigsten Ausführungsform
wurde der Aufbau derart angeordnet, dass der rohrförmige Rumpfabschnitt 65 des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
des Sammlertanks 17 jeweils separat ausgeformt werden,
und der Sammlertank 17 und der rohrförmige Rumpfabschnitt 65 durch
Hartlöten
oder dergleichen miteinander verbunden werden. Jedoch werden in der
dreiundzwanzigsten Ausführungsform
der Sammlertank 17 und der rohrförmige Rumpfabschnitt 65 integral
durch Extrusion oder dergleichen ausgeformt, wie in 35 gezeigt ist.
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Konkreter
ist in der dreiundzwanzigsten Ausführungsform die Querschnittsfläche des
Vorsprungs 65c des rohrförmigen Rumpfabschnitts 65 weiter
vergrößert als
in der einundzwanzigsten und zweiundzwanzigsten Ausführungsform,
und der Zusatzdurchtritt 65a, welcher den Gasrückführdurchtritt 36 bildet und
der Sammlertank 17 sind integral zusammen mit diesem Vorsprung 65c ausgeformt. 35 ist eine Draufsicht entsprechend 30 und 33.
Wie in 35 gezeigt ist, können, da
Hohlräume,
die sich parallel in der Längsrichtung
(Vertikalrichtung) des rohrförmigen
Rumpfabschnitts 65 erstrecken, vorgesehen sind, der Tankraum 65b des
rohrförmigen Rumpfabschnitts 65,
der Zusatzdurchtritt 65a und der Sammlertank 17 einfach
integral durch Extrusion ausgeformt werden.
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(Vierundzwanzigste Ausführungsform)
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Die
vierundzwanzigste Ausführungsform,
die in 36 gezeigt ist, unterscheidet
sich von der dreiundzwanzigsten Ausführungsform darin, dass der zweite
Zusatzdurchtritt 65d, welcher die Mischkammer 63 bildet,
ebenso integral ausgebildet ist.
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Gemäß der vierundzwanzigsten
Ausführungsformen
besteht, da die Zusatzdurchtritts 65a und 65d und
der Sammlertank 17 integral mit dem rohrförmigen Rumpfabschnitt 65 des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgeformt
werden können, keine
Notwendigkeit für
einen Vorgang, in welchem diese Komponenten jeweils separat ausgeformt
werden, um integral verbunden zu werden, sondern die Kosten können weiter
reduziert werden. Beim Hartlöten
kann jedes Auftreten eines solchen Defekts, das geschmolzenes Hartlötmaterial
den Kommunikationspfad-Abschnitt zwischen dem rohrförmigen Rumpfabschnitt 65 und
dem Sammlertank 17 betritt, um den Kommunikationspfad-Abschnitt
zu blockieren, beseitigt werden.
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(Fünfundzwanzigste Ausführungsform)
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Die 37 und 38 zeigen
die fünfundzwanzigste
Ausführungsform,
welche eine Umformung der zwanzigsten Ausführungsform von 28 ist. In der vorstehend beschriebenen zwanzigsten
Ausführungsform
ist die Mischkammer 63 durch die Unterteilungsplatte 62 in
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und
in der Vertikalrichtung erstreckend unterteilt ausgebildet, so dass
das vom Kompressor abgegebene Kältemittel
aus dem Einlassanschluss 24 in die Mischkammer 63 durch
den Bypass-Durchtritt 39 strömt, und das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2d hindurch
getreten ist, in die Mischkammer 63 durch den Einlassströmungspfad 37 strömt.
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Gemäß der fünfundzwanzigsten
Ausführungsform
ist jedoch, wie in 37 gezeigt ist, zwischen einer äußeren Wandoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c,
die sich in der Vertikalrichtung erstreckt, und einer äußeren Wandoberfläche des
Sammlertanks 17, die sich in der Vertikalrichtung erstreckt,
ein dickwandiges Plattenelement 67 angeordnet, und es wird
eine Mischkammer 63 in diesem Plattenelement 67 festgelgt.
-
Ferner
zeigen die 38A und 38B ein konkret
erläuterndes
Beispiel des Plattenelements 67. Wie in den 38A und 38B gezeigt,
ist das Plattenelement 67 der vorliegenden Ausführungsform
in einer länglichen
Plattenform ausgebildet, die sich in der Vertikalrichtung erstreckt,
und dickwandiges Material mit einer Plattendicke "t" verwendet, die hinreichend größer als
die von sowohl dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c als
auch dem Sammlertank 17 ist, beispielsweise etwa 5 mm.
Als Material zum Ausbilden des Plattenelements 67 wird Aluminium
verwen det, ähnlich
zu dem des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
des Sammlertanks 17. Eine Oberfläche des Plattenelements 67 auf
der Seite des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ist
mit einem länglichen
konkaven Abschnitt 67a mit Rechteckform versehen, um die
Mischkammer 63 auszubilden.
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In
diesem Plattenelement 67 sind auf dem hinteren Abschnitt
des konkaven Abschnitts 67a zwei obere und untere Durchgangslöcher vorgesehen. Das
obere Durchgangsloch bildet den Bypass-Durchtritt 39 und
das untere Durchgangsloch bildet den Einlassströmungspfad 37. Die
Mischkammer 63 kommuniziert mit dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c durch
einen Auslass-Kommunikationspfad 64, welcher eine Wandoberfläche des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durchdringt.
Ferner ist in dem Plattenelement 67 an dem unteren Teil des
konkaven Abschnitts 67a ein Durchgangsloch, das durch die
Plattendicke "t" des Plattenelements 67 hindurch
dringt, vorgesehen, um den flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfad 12 zu bilden.
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Das
Plattenelement 67 mit jedem der vorstehend beschriebenen
Abschnitte wird somit zwischen der äußeren Wandoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
der äußeren Wandoberfläche des
Sammlertanks 17 angebracht, um mit dem Plattenelement 67 an
den äußeren Wandoberflächen des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
des Sammlertanks 17 durch Hartlöten von Aluminium verbunden
zu werden. Dadurch kann zwischen dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und
dem Plattenelement 67 die Mischkammer 63 unter
Verwendung des konkaven Abschnitts 67a ausgebildet werden.
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Das
vom Kompressor abgegebene Kältemittel
strömt
in den oberen Raum der Unterteilungsplatte 19 innerhalb
des Sammlertanks 17 aus dem Einlassanschluss 24,
um in den oberen Teil innerhalb der Mischkammer 63 durch
den Bypass-Durchtritt 39 von
diesem oberen Raum zu strömen.
Ferner strömt das
Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel,
welches durch die erste Wärmetauscheinheit 2d hindurch
getreten ist, in den unteren Raum der Unterteilungsplatte 19,
und dieses Gas- /Flüssigkeits-Kältemittel
strömt
in den unteren Teil innerhalb der Mischkammer 63 durch den
Einlassströmungspfad 37.
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Somit
strömt,
nachdem das Kältemittel
aus dem Bypass-Durchtritt und das Kältemittel aus dem Einlassströmungspfad 37 innerhalb
der Mischkammer 63 gemischt wurden, das gemischte Kältemittel in
den Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c aus
dem Auslasskommunikationspfad 64. Das Flüssigkältemittel,
welches sich in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c ansammelt,
strömt
in den untersten Raum (unterer Raum des Begrenzers 60)
innerhalb des Sammlertanks 17 durch den Kommunikationspfad 12.
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Gemäß der fünfundzwanzigsten
Ausführungsform
besteht, weil die Mischkammer 63 durch das Plattenelement 67 ausgebildet
ist, welches zwischen der äußeren Wandoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
der äußeren Wandoberfläche des
Sammlertanks 17 angebracht ist, ein Vorteil darin, dass
die Größe und Position
der Mischkammer 63 frei durch die Form des Plattenelements 67 gewählt werden
kann.
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In
der fünfundzwanzigsten
Ausführungsform ist
das Plattenelement 67, welches in die dickwandige Platte
mit hinreichend größerer Plattendicke "t" als die Plattendicke des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c eingearbeitet
und der Sammlertank 17 verwendet, und das Plattenelement 67 ist
mit dem konkaven Abschnitt 67a versehen, wodurch die Mischkammer 63 ausgebildet
wird. Das Plattenelement 67, welches in die dickwandige
Platte mit der gleichen Plattendicke wie die des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und des
Sammlertanks 17 eingearbeitet ist, kann jedoch verwendet
werden. In diesem Fall kann es möglich sein,
das Plattenelement 67 presszuformen, um eine Form herzustellen,
welche dem konkaven Abschnitt 67a entspricht, um dadurch
die Mischkammer 63 auszubilden.
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(Sechsundzwanzigste Ausführungsform)
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Die 39 und 40 zeigen
eine sechsundzwanzigste Ausführungsform,
welche eine Umformung der fünfundzwanzigsten
Ausführungsform ist.
In der vorstehend beschriebenen fünfundzwanzigsten Ausführungsform
ist der Gasrückführdurchtritt 36,
durch welchen das Gaskältemittel
in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
den untersten Raum (unterer Raum des Begrenzers 60) innerhalb
des Sammlertanks 17 eingeleitet wird, durch eine Leitung
(Leitungsmaterial) ausgebildet. In der sechsundzwanzigsten Ausführungsform
wird der Gasrückführdurchtritt 36 jedoch unter
Verwendung eines Plattenelements 67 zwischen dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und dem
Sammlertank 17 ausgebildet.
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Konkreter
ist das Plattenelement 67 gemäß der sechsundzwanzigsten Ausführungsform
mit einem ersten konkaven Abschnitt 67a auf einer Oberfläche desselben
auf der Seite des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c vorgesehen,
wie in 40 gezeigt ist, um eine Mischkammer 63 auszubilden.
Andererseits ist auf einer Seite dieses ersten konkaven Abschnitts 67a ein
zweiter konkaver Abschnitt 67b ausgebildet, welcher sich
in der Vertikalrichtung parallel zu dem ersten konkaven Abschnitt 67a erstreckt.
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Dieser
zweite konkave Abschnitt 67b ist vorgesehen, um einen Gasrückführdurchtritt 36 auszubilden,
und ist daher im Wesentlichen entlang der Länge des Plattenelements 67 in
der Vertikalrichtung ausgebildet. In der Umgebung des oberen Endabschnitts
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c mündet ein
Einlass-Kommunikationsloch 36a,
durch welches die Umgebung des oberen Endabschnitts innerhalb des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders
mit der Umgebung des oberen Endabschnitts des zweiten konkaven Abschnitts 67b kommunizierend
verbunden ist. In dem Plattenelement 67 mündet ein
Auslass-Kommunikationsloch 36b in der Umgebung des unteren
Endabschnitts des zweiten konkaven Abschnitts 67b, so dass
die Umgebung des unteren Endabschnitts des zweiten konkaven Abschnitts 67b mit
dem unteren Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 durch
das Auslass-Kommunikationsloch 36b kommunizierend verbunden
ist.
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Gemäß der sechsundzwanzigsten
Ausführungsform
strömt
das Gaskältemittel
in dem oberen Teil innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
den oberen Teil des Gasrückführdurchtritts 36 (zweiter
konkaver Abschnitt 67b) des Plattenelements 67 durch
das Einlass-Kommunikationsloch 36a, und das Gaskältemittel
strömt
nach unten durch diesen Gasrückführdurchtritt 36.
Anschließend strömt das Gaskältemittel
in den unteren Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 durch das
Auslass-Kommunikationsloch 36b, das in dem unteren Teil
des Gasrückführdurchtritts 36 angeordnet
ist.
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Daher
kann nicht nur die Mischkammer 63 sondern auch der Gasrückführdurchtritt 36 integral mit
dem Plattenelement 67 geformt werden. In diesem Fall besteht
keine Notwendigkeit, eine Leitung zum Ausbilden des Gasrückführdurchtritts 36 vorzusehen,
sondern es wird ein Raum zum Vorsehen der Leitung unnötig, und
daher kann die Anbringbarkeit des Kondensors 2 an einem
Fahrzeug weiter verbessert werden.
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In
der sechsundzwanzigsten Ausführungsform
wird die Darstellung in 39 weggelassen,
da die Mischkammer 63 infolge des ersten konkaven Abschnitts 67a,
des Bypass-Durchtritts 39 des Einlassströmungspfads 37,
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 und dergleichen denselben Aufbau
wie die fünfundzwanzigste
Ausführungsform
aufweisen.
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(Siebenundzwanzigste Ausführungsform)
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Die 41 und 42 zeigen
eine siebenundzwanzigste Ausführungsform,
welche eine Umformung der vorstehend beschriebenen fünfundzwanzigsten
Ausführungsform
ist. In der vorstehend beschriebenen fünfundzwanzigsten Ausführungsform
ist der flüssigkeitsrückführende Kommunikationspfad 12 durch Öffnen eines
kreisförmigen
Durchgangslochs in dem unteren Teil des Plattenelements 67 ausgebildet.
In der siebenundzwanzigsten Ausführungsform
wird jedoch der flüs sigkeitsrückführende Kommunikationspfad 12 wie
in den 41 und 42 gezeigt,
ausgebildet.
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Genauer
ist in der siebenundzwanzigsten Ausführungsform das Plattenelement 67 mit
einem zweiten konkaven Abschnitt 67c zum Ausbilden des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 bei einem vorbestimmten Abstand
an einer Unterseite des ersten konkaven Abschnitts 67a zum
Ausbilden der Mischkammer 63 ausgebildet. Jeder der ersten
und zweiten konkaven Abschnitte 67a und 67c weist
eine längsgerichtete
und rechteckige Form auf.
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In
der Umgebung des Bodenabschnitts des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c mündet ein
Einlass-Kommunikationsloch 12a, so dass die Umgebung des
unteren Endabschnitts des zweiten konkaven Abschnitts 67c mit
der Umgebung des Bodenabschnitts innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c durch
das Einlass-Kommunikationsloch 12 kommunizierend
verbunden ist. In der Umgebung des oberen Endabschnitts des hinteren
Abschnitts des zweiten konkaven Abschnitts 67c mündet ein
Auslass-Kommunikationsloch 12b, so dass die Umgebung des
oberen Endabschnitts des zweiten konkaven Abschnitts 67c mit
dem unteren Raum des Begrenzers 60 innerhalb des Sammlertanks 17 durch das
Auslass-Kommunikationsloch 12b kommunizierend
verbunden ist.
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Gemäß der siebenundzwanzigsten
Ausführungsform
ist, ähnlich
zu der vorstehend beschriebenen achtzehnten Ausführungsform von 26, eine Unterteilungsplatte 61 zusätzlich in
bzw. an der Unterseite des Begrenzers 60 vorgesehen. Ferner
ist in dem untersten Raum unterhalb der Unterteilungsplatte 61 innerhalb
des Sammlertanks 17 ein Auslassanschluss 25 vorgesehen.
Dadurch wird in der zweiten Wärmetauscheinheit 2f auf
der Unterseite des Kondensors 2 eine Kältemittelströmung ausgebildet, welche
in dem unteren Raum innerhalb des anderen Sammlertanks 18 U-förmig wendet.
Demgemäß ist es
in dem Kondensor 2 möglich,
dass die Kältemittelströmung eine
W-förmig
wendende Strömung
ausbildet.
-
Gemäß der siebenundzwanzigsten
Ausführungsform
ist, weil der Auslassanschluss 25 in dem untersten Raum
unterhalb der Unterteilungsplatte 61 in dem Sammlertank 17 vorgesehen
ist, das Auslass-Kommunikationsloch 12b des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 mit dem Raum oberhalb der Unterteilungsplatte 61 in
dem Sammlertank 17 kommunizierend verbunden. Mit anderen Worten,
ist das Auslass-Kommunikationsloch 12b an der oberen Seite
der Unterteilungsplatte 61 positioniert.
-
Andererseits
ist es erwünscht,
um das Flüssigkältemittel
und das Öl
innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c zuverlässig zu
entnehmen, dass das Einlass-Kommunikationsloch 12a so
weit wie möglich
in der Nähe
des Bodenabschnitts innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c angeordnet
ist. Demgemäß sind das
Einlass-Kommunikationsloch 12a des flüssigkeitsrückführenden Kommunikationspfads 12 und
des Auslass-Kommunikationspfads 12b desselben dahingehend
angeordnet, in der Vertikalrichtung gegenüber einander versetzt zu sein.
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In
der siebenundzwanzigsten Ausführungsform
können,
da das Plattenelement 67 mit dem zweiten konkaven Abschnitt 67c vorgesehen
ist, um den flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfad 12 auszubilden, das Einlass-Kommunikationsloch 12a und
das Auslass-Kommunikationsloch 12b mittels des zweiten
konkaven Abschnitts 67c einfach einander entsprechen, selbst
wenn diese in der Vertikalrichtung abgelenkt sind.
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In
den vorstehend beschriebenen fünfundzwanzigsten
bis siebenundzwanzigsten Ausführungsformen
sind auf der Oberfläche
des Plattenelements 67 an einer Seite des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c der
erste konkave Abschnitt 67a und der zweite konkave Abschnitt 67b, 67c vorgesehen. Auf
der Oberfläche
des Plattenelements 67 an der Seite des Sammlertanks 17 kann
jedoch der erste konkave Abschnitt 67a (Mischkammer 63),
der zweite konkave Abschnitt 67b (Gasrückführdurchtritt 36) und
der zweite konkave Abschnitt 67c (flüssigkeitsrückführender Kommunikationspfad 12)
ausgebildet sein.
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(Achtundzwanzigste Ausführungsform)
-
Eine
achtundzwanzigste Ausführungsform bezieht
sich auf eine Verbesserung zum Unterdrücken verschlechterter Kältemittelströmung, die
durch ein Trockenmittel 34 zur Wasserabsorption bewirkt wird,
welches innerhalb des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c angeordnet
ist. Der Gesamtaufbau des Kondensors 2 gemäß der achtundzwanzigsten
Ausführungsform
kann beispielsweise 25 der siebenundzwanzigsten
Ausführungsform ähnlich sein, und
daher wird das gesamte schematische Diagramm des Kondensors weggelassen.
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Das
Trocknungsmittel 34 für
Wasserabsorption ist in einer länglichen
Form (siehe 25) entlang der länglichen
Form des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgebildet,
und ist auf dem Kappenelement 26 an dem Bodenabschnitt
des Gas-/Flüssig-keits-Abscheiders 2c angeordnet.
Der Bodenabschnitt des Trocknungsmittels 34 zur Wasserabsorption
ist auf dem oberen Abschnitt des Kappenelements 26 angebracht,
um getragen zu werden.
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In
diesem Aufbau tritt, wenn Schwingung und dergleichen während der
Fahrt des Fahrzeugs auf das Trocknungsmittel 34 ausgeübt werden,
ein Phänomen
auf, dass das Trocknungsmittel 34 sich bewegt, wodurch
die Öffnungsflächen des
Einlassströmungspfads 37 und
des flüssigkeitsrückführenden Kommunikationspfads 12,
welche dem Trocknungsmittel 34 gegenüberliegen, enger werden. Im
Ergebnis kann eine Kältemittelströmung aus
dem Einlassströmungspfad 37 in
den Gas-/ Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
eine Kältemittelströmung aus
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c in
den Kommunikationspfad 12 verhindert sein.
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In
der achtundzwanzigsten Ausführungsform ist
daher im Licht der vorstehend beschriebenen Punkte, wie in 43 gezeigt ist, das Trocknungsmittel 34 mit
Einschnürungsabschnitten 34a und 34b (Aussparung)
an Positionen versehen, welche den Öffnungen des Einlassströmungspfads 37 und
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 jeweils entsprechen.
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Konkreter
ist das Trocknungsmittel 34 normalerweise dadurch aufgebaut,
dass granuliertes Zeolith, das hinsichtlich der Wasserabsorptionsfähigkeit
exzellent ist, in einem taschenförmigen
Element zum Halten beinhaltet ist. Dieses taschenförmige Element
wird aus einem Material wie Filz hergestellt, um dem Kältemittel
zu ermöglichen,
zu zirkulieren, und die Größe dieses
taschenförmigen
Elements in der Umfangsrichtung ist teilweise an Positionen gegenüber den Öffnungen
des Einlassströmungspfads 37 und
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 kleiner gemacht, wodurch die Einschnürungsabschnitte 34a und 34b ausgebildet
werden können.
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Demgemäß ist, selbst
wenn das Trocknungsmittel 34 sich in einer Richtung dahingehend bewegt,
sich den Öffnungen
des Einlassströmungspfads 37 und
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 infolge von Schwingung oder dergleichen
des Fahrzeugs zu nähern,
ist das Vorliegen der Einschnürungsabschnitte 34a und 34b in
der Lage, Kältemitteldurchtritte
in der Umgebung der Öffnungen
des Einlassströmungspfads 37 und
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 bereitzustellen. Daher können ungeachtet
der Bewegung des Trocknungsmittels 34 Einströmen und
Ausströmen
des Kältemittels
zwischen dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c und
dem Einlassströmungspfad 37 oder
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 stets vorteilhaft durchgeführt werden.
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In
der Ausführungsform
von 43 ist das Trocknungsmittel 34 mit
den Einschnürungsabschnitten 34a und 34b versehen.
Jedoch können,
wie in 44 gezeigt ist, konkave Abschnitte 37b und 12c, welche
zu der Seite des Sammlertanks 17 ausgespart sind, in der
Umgebung der Öffnungen
des Einlassströmungspfads 37 und
des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 ausgebildet sein. In diesem Fall
können,
da die Fläche
der Durchtrittsöffnung
gegenüber
dem Trocknungsmittel 34 infolge der konkaven Abschnitte 37b und 12c vergrößert werden
können,
ungeachtet der Bewegung des Trocknungsmittels 34 ein Einströmen und
Ausströmen
des Kältemittels
in den Einlassströmungspfad 37 und
des flüssig keitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 ähnlich
zu dem Fall von 43 stets vorteilhaft ausgeführt werden.
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(Neunundzwanzigste Ausführungsform)
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In
der neunundzwanzigsten Ausführungsform
ist, wie in 34 gezeigt, eine Volumenkammer 68 mit
einem Volumen, welches es ermöglicht,
dass eine in den Kompressor 1 gesaugte Kältemittelströmung schnell
expandiert, zwischen der Auslassseite des Verdampfers 4 und
der Saugseite des Kompressors 1 angeordnet. In 45 ist die Volumenkammer 68 an dem Kältemittel-Kreislaufsystem
von 1 hinzugefügt.
In der neunundzwanzigsten Ausführungsform
sind die anderen Teile ähnlich
zu denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Die
Volumenkammer 68 lässt
schnell die in den Kompressor 1 gesaugte Kältemittelströmung expandieren
und zieht diese schnell zusammen, um ein Pulsationsgeräusch des
angesaugten Kältemittels mittels
eines Verlusts infolge dieser schnellen Expansion und dieses schnellen
Zusammenziehens zu reduzieren. Mit anderen Worten, bildet die Volumenkammer 68 einen
Expansionsdämpfer.
Dadurch kann das Pulsationsgeräusch
des angesaugten Kältemittels
in den Fahrzeugraum fortschreiten reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Überheizgrad
des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers 4 nicht direkt gesteuert.
Daher verschiebt sich bei einer niedrigen Strömungsmenge, bei welcher die
zirkulierende Kältemittelmenge
innerhalb des Kreislaufs niedrig wird, das heißt, wenn die Kühllast niedrig
ist, wie während
Leerlauf des Motors bei niedriger Außenlufttemperatur und die Drehzahl des
Kompressors 1 niedrig ist, das Kältemittel an dem Auslass des
Verdampfers 4 von dem Überheizbereich
zu dem Gas-/Flüssigkeits-Bereich,
so dass die Rückführung des
Flüssigkältemittels
zu dem Kompressor 1 auftreten kann.
-
Daher
ist in der neunundzwanzigsten Ausführungsform eine Gas und Flüssigkeit
abscheidende Funktion für
das Kältemittel
(vom Kompressor angesaugtes Käl temittel)
an dem Auslass des Verdampfers 4 an der Volumenkammer 68 hinzugefügt. Konkret
ist, wie in 46 gezeigt, die Volumenkammer 68 durch
einen länglichen
Tankrumpf 68a ausgebildet. Ferner ist an einer Endseite
des Tankrumpfes 68a in der Längsrichtung (Horizontalrichtung)
ein Kältemitteleinlass 69 vorgesehen,
der mit dem Verdampfer 4 kommunizierend verbunden ist,
während an
der anderen Endseite eine Saugleitung 70 des Kompressors 1 vorgesehen
ist.
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Ein
Einlass 70a der Saugleitung 70 ist an dem oberen
Teil innerhalb des Tankrumpfes 68a angeordnet, um so das
Gaskältemittel
in dem oberen Teil innerhalb des Tankrumpfes 68a anzusaugen.
Dadurch kann eine Rückkehr
des Flüssigkältemittels
in den Kompressor 1 bei niedriger Strömungsmenge verhindert werden.
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Ein
stromabwärtiger
Abschnitt des Einlasses 70a der Saugleitung 70 ist
in der Umgebung der Bodenoberfläche
oberhalb des Tankrumpfes 68a angeordnet. In der Saugleitung 70 ist
ein Kommunikationsloch (Ölrückführloch) 70b zum
Ansaugen des Flüssigkältemittels
und des Öls
bei einer Position vorgesehen, welche sich der Bodenoberfläche innerhalb des
Tankrumpfes 68 annähert.
Daher werden das Flüssigkältemittel
und das Öl
aus dem Kommunikationsloch 70b gesaugt, wodurch die Ölrückführfähigkeit
zu dem Kompressor 1 sichergestellt werden kann.
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Zusätzlich wird
in der neunundzwanzigsten Ausführungsform
für den
Kompressor 1 ein Kompressor mit variabler Kapazität verwendet,
welcher zur Änderung
seiner Abgabekapazität
in der Lage ist. Dieser Kompressor 1 variabler Kapazität ist geeignet, die
Abgabekapazität
bei der niedrigen Belastung zu reduzieren, wodurch die Kompressorleistung
bei der niedrigen Belastung wirksam reduziert werden kann.
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Andererseits
arbeitet der Kompressor 1 variabler Kapazität mit einer
kleinen Kapazität
bei der niedrigen Belastung, wodurch die Verringerung der zirkulierenden
Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreislaufs bei niedriger Belastung unterstützt werden
kann. Gemäß der neunundzwanzigsten
Ausführungsform
ist es möglich
zu verhindern, dass das Flüssigkältemittel
zu dem Kompressor 1 zurück kehrt, dies
durch die Gas und Flüssigkeit
abscheidende Funktion der Volumenkammer 68, welche als
der Expansionsdämpfer
verwendet wird. Das heißt,
in der neunundzwanzigsten Ausführungsform
ist es möglich,
die Darstellung der Energieeinsparwirkung unter Verwendung des Kompressors 1 variabler
Kapazität und
die Verhinderung des Flüssigkältemittelrücklaufs kompatibel
zu machen.
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In
dieser Ausführungsform
kann die Volumenkammer 68 ursprünglich eine Kapazität aufweisen,
welche zur Darstellung des Dämpfungseffekts ausreicht,
und kann die Gas und Flüssigkeit
abscheidende Funktion nur bei niedriger Strömungsmenge zeigen. Daher kann
die Volumenkammer 68 eine weit kleinere Kapazität im Vergleich
mit einem herkömmlichen
Sammler aufweisen.
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(Dreißigste Ausführungsform)
-
In
der dreißigsten
Ausführungsform
ist der Aufbau (Ausbildungsverfahren) der Mischkammer 63 gemäß der zwanzigsten
Ausführungsform
von 28 geändert.
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Genauer
ist gemäß der dreißigsten
Ausführungsform,
wie in den 47, 48A und 48B gezeigt, innerhalb eines Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ein
zylindrisches Abstandselement 71 entlang der inneren Wandoberfläche desselben
angeordnet. Dieses Abstandselement 71 ist aus einem Metall
wie Aluminium hergestellt, und ist an die innere Wandoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c angefügt. In der äußeren Umfangsoberfläche des
Abstandselements 71 ist, bei Positionen gegenüber einem
Bypass-Durchtritt 39 und eines Einlassströmungspfads 37,
die aus Kommunikationslöchern gebildet
sind, welche durch Wandoberflächen
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c und
des Sammlertanks 17 hindurch dringen, ein konkaver Abschnitt 71 ausgebildet,
der sich in der Vertikalrichtung erstreckt. Eine Mischkammer 63,
die sich in der Vertikalrichtung erstreckt, ist durch diesen konkaven
Abschnitt 71a und eine innere Wandoberfläche einer
flachen, verbundenen Oberfläche 2g des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgebildet.
Somit mündet
in einer dazwischen liegenden Position des konkaven Abschnitts 71a in
der Vertikal richtung ein Auslass-Kommunikationspfad 67,
durch welchen die Mischkammer 63 mit dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c kommunizierend
verbunden ist.
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Demgemäß strömt ein Teil
des vom Kompressor 1 abgegebenen Kältemittels in die Mischkammer 63 aus
dem Bypass-Durchtritt 39, und gleichzeitig strömt das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel, das
durch die erste Wärmetauscheinheit 2d hindurchgetreten
ist, in die Mischkammer 63 aus dem Einlassströmungspfad 37.
Nachdem das Gas-/Flüssigkeits-Kältemittel
und das von dem Kompressor abgegebene Kältemittel gemischt und innerhalb
der Mischkammer 63 einem Wärmetausch unterzogen wurden,
strömt
das gemischte Kältemittel
in den Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c aus
dem Auslass-Kommunikationspfad 64 der Mischkammer 63.
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Gemäß der dreißigsten
Ausführungsform können, da
die Mischkammer 63 durch den konkaven Abschnitt 71a des
Abstandselements 71 und die innere Wandoberfläche des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ausgebildet
sind, Größe und Position der
Mischkammer 63 frei durch Auswahl der Form des konkaven
Abschnitts 71a in dem Abstandselement 71 gewählt werden.
In der äußeren Umfangsoberfläche des
Abstandselements 71 ist es möglich, wenn ein konkaver Abschnitt,
welcher einen Gasrückführdurchtritt 36 ausbildet,
und ein Flüssigkeitsrückführ-Kommunikationspfad 12 bei
Positionen ausgebildet sind, welche sich von dem konkaven Abschnitt 71a zur
Ausbildung der Mischkammer 63 unterscheiden, den Gasrückführdurchtritt 36 und
den flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfad 12 in dem Abstandselement 71 auszubilden.
In 48B ist die Darstellung des
Gasrückführdurchtritts 36 weggelassen.
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(Einunddreißigste Ausführungsform)
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Die
einunddreißigste
Ausführungsform
bezieht sich auf einen anderen Aufbau (Ausbildungsverfahren) der
Mischkammer 63. Gemäß der einunddreißigsten
Ausführungsform
ist, wie in den 49A und 49B gezeigt
ist, eine flache, verbundene Oberfläche 2g eines Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c mit
einem konkaven Abschnitt 2a versehen, welcher sich in der
Vertikalrichtung erstreckt, und eine Mischkammer 63, welche
sich in der Vertikalrichtung erstreckt, wird durch den konkaven
Abschnitt 2h und die äußere Wandoberfläche (eine
flache Oberfläche entsprechend
der flachen, verbundenen Oberfläche 2g)
des Sammlertanks 17 ausgebildet. In dieser Mischkammer 63 mündet ein
Bypass-Durchtritt 39 und ein Einlassströmungspfad 37, welche
aus Kommunikationsöffnungen
gebildet sind, welche durch die Wandoberfläche des Sammlertanks 17 hindurch dringen.
In der dazwischen liegenden Position des konkaven Abschnitts 2h in
der Vertikalrichtung mündet
ein Auslass-Kommunikationspfad 64, durch welchen die Mischkammer 63 mit
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c kommunizierend
verbunden ist.
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Gemäß der einunddreißigsten
Ausführungsform
kann die Mischkammer 63 ohne die Verwendung von solch ein
zusätzlichen
Komponente wie dem Abstandselement 71 der dreißigsten
Ausführungsform
ausgebildet werden.
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(Zweiunddreißigste Ausführungsform)
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50 ist eine schematische Querschnittsansicht,
welche einen variablen Begrenzer 30 gemäß der dreiundzwanzigsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In der zweiunddreißigsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wenn der variable Begrenzer 30 als
eine Dekompressionseinrichtung wie in der zweiten Ausführungsform von 4 verwendet
wird, dieser variable Begrenzer 30 aus einem Unterkühlgrad-Steuerventil
gebildet, und der Begrenzer-Öffnungsgrad
des variablen Begrenzers 30 wird in Übereinstimmung mit dem Unterkühlgrad des
Hochdruckkältemittels
in einem Kältemittel-Kreislaufsystem
variabel vorgesehen.
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Wie
in 50 gezeigt ist, enthält das variable Ventil 30 ein
Ventilgehäuse 320.
Das Ventilgehäuse 320 weist
einen Hochdruckkältemitteleinlass 321 auf,
durch welchen Hochdruck-Kältemittel
aus der Auslassseite des Kondensors 2 strömt, und
einen Niedrigdruck-Kältemittelauslass 322,
durch welchen Niedrigdruck-Kältemittel
nach der Dekompression ausströmt.
Der Aufbau des variablen Begren zers 30 ist derart angeordnet,
dass ein Begrenzungsströmungspfad 323 zwischen
diesem Hochdruck-Kältemitteleinlass 321 und
dem Niedrigdruck-Kältemittelauslass 322 vorgesehen
ist, und dass der Öffnungsgrad
des Begrenzungsströmungspfads 323 durch
ein Ventil 324 variabel vorgesehen wird, welches in der Vertikalrichtung
von 50 beweglich angeordnet ist.
In dieser Hinsicht zeigt 50 einen
vollständig geschlossenen
Zustand, in welchem das Ventil 324 auf einem Ventilsitz
des Begrenzungsströmungspfads 323 anliegt.
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Eine
vorbestimmte Federkraft Ps einer Schraubenfeder 325 wird
auf das Ventil 324 durch ein Federtragelement 325a als
eine Kraft in der Richtung ausgeübt,
welche das Ventil öffnet.
Auf das Ventil 324 wird eine durch Verschiebung eines Diaphragmas 326 bewirkte
Kraft über
eine Temperaturfühler-
Betätigungsstange 327 ausgeübt. Ein
Raum innerhalb eines Diaphragmagehäuses 328 ist in zwei,
obere und untere, Druckkammern 329 und 330 durch
das Diaphragma 326 unterteilt.
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Die
obere erste Druckkammer 329 wird mit Kältemittel gefüllt, welches
eine Eigenschaft identisch oder annähernd dem zirkulierenden Kältemittel innerhalb
des Kreislaufs in einem Gas-/Flüssigkeits-Zustand
aufweist, und eine Temperatur Th von Einlasshochdruck-Kältemittel
wird auf in der ersten Druckkammer 329 eingefülltes Kältemittel
durch die Temperaturfühler-Betätigungsstange 327 und
das Diaphragma 326 übertragen,
wodurch das in die erste Druckkammer 329 eingefüllte Kältemittel
einen Sättigungsdruck
PT entsprechend der Temperatur Th des Einlasshochdruck-Kältemittels
erzeugt.
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Andererseits
wird in der unteren zweiten Druckkammer 330 ein Druck Ph
des Einlasshochdruck-Kältemittels
durch ein Kommunikationsloch 331 des Ventilgehäuses 320 eingeleitet.
Demgemäß variiert
ein Unterschied im Druck zwischen den beiden, oberen und unteren,
Druckkammern 329 und 330 in Abhängigkeit
von einer Änderung
des Unterkühlgrads
des Einlasshochdruck-Kältemittels.
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Die
Beschreibung eines Betriebs des Unterkühlgrad-Steuerventils 330 (variabler
Begrenzer) wird auf der Grundlage einer Änderung des Unterkühlgrads
des Einlasshochdruck-Kältemittels
konkret ausgeführt.
Wenn der Unterkühlgrad
des Einlasshochdruck-Kältemittels
niedrig wird, wird die Temperatur Th des Einlasshochdruck-Kältemittels
höher, um
den Sättigungsdruck
Pt des Kältemittels
anzuheben, welches in die erste Druckkammer 329 eingefüllt ist.
Dadurch wird das Verhältnis
von PT > (Ph + Ps) erfüllt, und
das Ventil vollzieht eine Verschiebung in einer Richtung, welche
das Ventil schließt,
um den Öffnungsgrad
des Begrenzungsströmungspfads 323 zu
senken. Daher steigt der Druck Ph an, um den Unterkühlgrad des
Einlasshochdruck-Kältemittels
zu vergrößern.
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Dahingegen
wird dann, wenn der Unterkühlgrad
des Einlasshochdruck-Kältemittels
hoch wird, die Temperatur Th des Einlasshochdruck-Kältemittels
niedriger, um den Sättigungsdruck
Pt des Kältemittels
zu senken, welches in die erste Druckkammer 329 gefüllt ist.
Dadurch wird das Verhältnis
von PT < (Ph +
Ps) erfüllt,
und das Ventil 324 vollzieht eine Verschiebung in einer
Richtung, welche das Ventil öffnet, um
den Öffnungsgrad
des Begrenzungsströmungspfads 323 zu
vergrößern, und
daher senkt der Hochdruck Ph den Unterkühlgrad des Einlasshochdruck-Kältemittels.
Somit kann der Unterkühlgrad von
Kältemittel
aus dem Kondensor 2 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
gesteuert werden, welcher durch eine Federkraft Ps der Schraubenfeder 325 eingestellt
wird.
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Gemäß der zweiunddreißigsten
Ausführungsform
ist das variable Ventil 30, welches als Dekompressionseinrichtung
verwendet wird, angeordnet, um den Unterkühlgrad des Auslass-Kältemittels aus
dem Kondensor 2 zu steuern, und die folgenden Vorteile
können
erzielt werden. Genauer wird, wenn ein fester Begrenzer wie die
Dekompressionseinrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform
verwendet wird, unter einer Bedingung, dass, wie während eines
Leerlaufs des Fahrzeugmotors E, die kühlende thermische Belastung
hoch ist und die Luftmenge des Kondensors 2 sinkt, die
Kühlkapazität unzureichend,
wodurch der Grad des Kühlens
des Hochdruck-Kältemittels
verringert wird, und die Kühlleistung
sinkt. Gemäß der zweiunddreißigsten
Ausführungsform
wird jedoch, selbst wenn die Kon densorkühlkapazität bei einer solch hohen Last
wie vorstehend beschrieben unzureichend ist, der Hochdruck Ph durch
den variablen Begrenzungsbetrieb des Unterkühlgrad-Steuerventils 30 angehoben,
wodurch es möglich
ist, den Unterkühlgrad
des Auslass-Kältemittels
des Kondensors 2 sicherzustellen, und es kann die Kühlleistung
einfach sichergestellt werden.
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Wenn
der feste Begrenzer, wie die Dekompressionseinrichtung 3 der
ersten Ausführungsform, verwendet
wird, verbleibt der feste Begrenzer stets in einem Öffnungszustand.
In der Ein/Aus-Steuerung des Betriebs des Kompressors 1 neigt
daher die Betriebszeit (EIN) des Kompressors 1 dazu, länger zu werden,
und die Stoppzeit (AUS) neigt dazu, kürzer zu werden (siehe C1 der
vorstehend beschriebenen 8).
-
In
der zweiunddreißigsten
Ausführungsform wird
dagegen, wenn der Hochdruck Ph sinkt, wenn der Kompressor 1 gestoppt
wird (AUS), das Ventil 324 des Unterkühlgrad-Steuerventils 30 geschlossen,
und daher kann die Kompressor-Stoppzeit durch Verzögern eines
Anstiegs in dem Niedrigdruck verlängert werden, wenn der Kompressor 1 gestoppt wird.
Während
des Betriebs (AUS) des Kompressors 1 steuert, um den Unterkühlgrad des
Auslass-Kältemittels
des Kondensors 2 sicherzustellen, das Ventil 324 des
Unterkühlgrad-Steuerventils 30 den
Begrenzungsöffnungsgrad
dahingehend, diesen geringfügig zu
begrenzen. Die Kompressor-Betriebszeit
kann daher verkürzt
werden, indem ein Abfallen des Niedrigdrucks vorangetrieben wird
(siehe C1 der vorstehend beschriebenen 8). Demgemäß kann die
Kompressor-Antriebsleistung durch Senken der Kompressorbetriebseffizienz
reduziert werden.
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Da
das Ansteigen des Hochdrucks Ph auf einen Ventilöffnungsbetrieb des Ventils 324 des
Unterkühlgrad-Steuerventils 30 rückgekoppelt
werden kann, wird das Ventil 324 bei einem anormal hohen Druck
vollständig
geöffnet,
so dass jede Erhöhung des
Hochdrucks Ph begrenzt werden kann.
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(Dreiunddreißigste Ausführungsform)
-
Die
dreiunddreißigste
Ausführungsform
führt eine Überheizgradsteuerung ähnlich zu
der vorstehend beschriebenen vierzehnten Ausführungsform von 22 durch. 51 zeigt
ein Kältemittel-Kreislaufsystem
gemäß der dreiunddreißigsten
Ausführungsform.
An der Auslassseite (Saugseite des Kompressors 1) des Verdampfers 4 sind
ein Kältemitteltemperatursensor 46a und
ein Kältemitteldrucksensor 47a vorgesehen,
und Erfassungssignale aus diesen beiden Sensoren 46a und 47a werden
in ein Überheizbestimmungsmittel 49 einer
elektronischen Steuereinheit 48 eingegeben, und dieses
Bestimmungsmittel 49 bestimmt den Überheizgrad des Kältemittels
aus dem Verdampfer 4. Das Signal des Überheizgrads, welches aus dem Überheizbestimmungsmittel 49 erhalten
wird, wird an das Heizmengensteuermittel 50 gegeben. Dieses
Heizmengensteuermittel 50 steuert eine Energieversorgung
eines elektrischen Heizers 51 zum Heizen des Flüssigkältemittels,
der unter einem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c vorgesehen
ist.
-
Mit
anderen Worten wird die Energieversorgung des elektrischen Heizers 51 durch
das Heizmengensteuermittel 50 in der Weise gesteuert, dass die
Heizmenge des elektrischen Heizers 51 vergrößert wird,
sowie der Überheizgrad
des Kältemittels aus
dem Verdampfer 4 höher
wird.
-
Daher
wird gemäß der dreiunddreißigsten Ausführungsform
die Heizmenge des elektrischen Heizers 51 in Übereinstimmung
mit der Vergrößerung des Überheizgrads
des Auslass-Kältemittels aus
dem Verdampfer 4 vergrößert, wodurch
die Verdampfungsmenge des Flüssigkältemittels
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c vergrößert werden kann,
und die zirkulierende Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreislaufs kann vergrößert werden. Mit anderen Worten,
wird die Menge von Flüssigkältemittel
in dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 2c in Übereinstimmung
mit einer Änderung
des Überheizgrads
des Kältemittels
aus dem Verdampfer 4 geändert,
wodurch der Überheizgrad
des aus dem Verdampfer 4 abgegebenen Kältemittels innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs durch Einstellen der zirkulierenden Kältemittelströmungsmenge
innerhalb des Kreislaufs gesteuert werden kann.
-
In
dieser Hinsicht kann die Erfindung gemäß der dreiunddreißigsten
Ausführungsform
auf die fünfzehnte
Ausführungsform
von 23 angewandt werden. In diesem
Fall kann der Ventilantriebsmechanismus 53 zum Einstellen
des Öffnungsgrads
des Ventils 52 in der fünfzehnten
Ausführungsform
von 23 in einen Mechanismus geändert werden,
welcher in Antwort auf den Überheizgrad
des Kältemittels
aus dem Verdampfer 4 anstelle des Überheizgrads des aus dem Kompressor 1 abgegebenen
Kältemittels
arbeitet.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen
derselben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben
wurde, ist zu bemerken, dass viele Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Bereichs der Ansprüche
für Fachleute
ersichtlich werden.
-
Beispielsweise
ist es in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wo die Dekompressionseinrichtung 3 durch
den festen Begrenzer aufgebaut ist, selbstverständlich, dass anstelle dieser
die Dekompressionseinrichtung 3 die Dekompressionseinrichtung 30,
die durch den variablen Begrenzer von 4 aufgebaut
ist, oder die Dekompressionseinrichtung 30, die aus einer
Kombination des variablen Begrenzers und des festen Begrenzers von 7 gebildet ist, oder durch das Unterkühlsteuerventil 30 gemäß der zweiunddreißigsten
Ausführungsform
verwendet werden kann.
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In
dem niedrigdruckseitigen Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 40 gemäß der dreizehnten
Ausführungsform
(21) kann auch das Kältemittelmengen-Einstellmittel gemäß der vierzehnten
bis sechzehnten Ausführungsform
(22 bis 24)
angewandt werden.
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In
der siebzehnten bis vierundzwanzigsten Ausführungsform, die in den 25 bis 36 gezeigt
ist, kann es möglich
sein, das Kappenelement 26 zum Blockieren des unteren Endabschnitts
des Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 2c ähnlich der
neunten Ausführungsform,
die in den 13 bis 15 gezeigt
ist, abnehmbar zu bauen, und einen Kommunikationspfad (Loch) 23a auszubilden,
welcher einen Teil des flüssigkeitsrückführenden
Kommunikationspfads 12 in dem Kappenelement 26 begrenzt.
Dadurch kann selbst in den siebzehnten bis vierundzwanzigsten Ausführungsformen
der flüssigkeitsrückführende Kommunikationspfad 12 einfach
durch bloßes
Ersetzen des Kappenelements 26 abgestimmt werden.
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Zusätzlich wird
in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die vorliegende
Erfindung typischerweise für
ein Kältemittel-Kreislaufsystem
für eine
Fahrzeug-Klimaanlage verwendet, aber es ist selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung auch für Kältemittel-Kreislaufsysteme
für jegliche
andere Verwendungen verwendet werden kann.
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Solche Änderungen
und Modifikationen sind dahingehend zu verstehen, dass diese innerhalb
des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie sie durch die
anliegenden Ansprüche
definiert ist.