FR2893399A1

FR2893399A1 - DECOMPRESSION DEVICE FOR REFRIGERANT CYCLE

Info

Publication number: FR2893399A1
Application number: FR0601476A
Authority: FR
Inventors: Nobuharu Kakehashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-05-18
Also published as: JP2006234207A; DE102006007756A1

Abstract

Un dispositif de décompression (130) comprend une partie de corps de soupape (134) qui est ouverte conformément à une différence de pression (DeltaP) entre un côté amont et un côté aval de la partie de corps de soupape (134), et une partie d'étrangleur fixe (136, 136a, 136b) au travers de laquelle le côté amont communique toujours avec le côté aval pour engendrer une résistance à l'écoulement prédéterminée entre ceux-ci. La partie de corps de soupape (134) est réglée pour se maintenir à un état fermé et le réfrigérant provenant d'un radiateur (120) est décomprimé par la partie d'étrangleur fixe (136, 136a, 136b) , lorsque la pression du réfrigérant provenant du radiateur (120) est inférieure à la pression critique. En conséquence, dans le cycle réfrigérant (100) présentant la capacité de régler la pression du réfrigérant à haute pression pour qu'elle soit plus élevée que la pression critique du réfrigérant, le cycle réfrigérant peut être mis en oeuvre efficacement même lorsque la pression du réfrigérant à haute pression est réglée plus basse que la pression critique.A pressure relief device (130) includes a valve body portion (134) which is opened in accordance with a pressure difference (DeltaP) between an upstream side and a downstream side of the valve body portion (134), and a a fixed choke portion (136, 136a, 136b) through which the upstream side always communicates with the downstream side to generate a predetermined flow resistance therebetween. The valve body portion (134) is set to maintain a closed state and the refrigerant from a radiator (120) is decompressed by the fixed restrictor portion (136, 136a, 136b) when the pressure of the refrigerant from the radiator (120) is below the critical pressure. Accordingly, in the refrigerant cycle (100) having the ability to set the pressure of the high pressure refrigerant to be higher than the critical refrigerant pressure, the refrigerant cycle can be effectively operated even when the pressure of the refrigerant High pressure refrigerant is set lower than the critical pressure.

Description

DISPOSITIF DE DECOMPRESSION POUR CYCLE REFRIGERANTDECOMPRESSION DEVICE FOR REFRIGERANT CYCLE

Description La présente invention se rapporte à un dispositif de décompression destiné à décomprimer un réfrigérant, qui commande une pression d'un réfrigérant du côté haute pression d'un cycle réfrigérant. Dans le cycle réfrigérant, la pression du réfrigérant peut être augmentée pour être supérieure ou égale à la pression critique du réfrigérant, et du dioxyde de carbone (CO2) peut être utilisé comme réfrigérant, par exemple. Dans un cycle réfrigérant décrit dans le document JP 10-9719A, du CO2 est utilisé comme réfrigérant, et la pression du réfrigérant dans un radiateur de réfrigérant est rendue supérieure ou égale à la pression critique du réfrigérant. Un dispositif de décompression est prévu pour décomprimer le réfrigérant s'écoulant hors du radiateur de réfrigérant, et le réfrigérant décomprimé provenant du dispositif de décompression est introduit dans un évaporateur. Le dispositif de décompression comporte un corps de soupape disposé dans un logement, et un degré d'ouverture du corps de soupape est commandé conformément à une pression dans l'évaporateur de sorte qu'une différence de pression entre la pression dans le radiateur de réfrigérant et la pression dans l'évaporateur devienne une différence de pression prédéterminée AP (par exemple 5,5 - 7 MPa). Ici, la différence de pression prédéterminée AP (5,5 - MPa) est établie sur la base de la pression du radiateur de réfrigérant, correspondant à la pression où le coefficient de performances (COP) du cycle réfrigérant se rapproche de la valeur maximum, et de la pression sans générer d'eau condensée sur l'évaporateur. Cependant, dans un cas où le cycle réfrigérant fonctionne alors que la pression dans le radiateur de réfrigérant est réglée plus basse que la pression critique, le coefficient COP du cycle réfrigérant se dégrade si la différence de pression entre le radiateur de réfrigérant et l'évaporateur est toujours commandée à la différence de pression prédéterminée. Par exemple, lorsque du CO2 est utilisé comme réfrigérant à une basse température d'air extérieur (par exemple 10 C), si la pression dans l'évaporateur est de 3,8 MPa, la pression dans le radiateur du réfrigérant est établie à une valeur élevée (3,8 + 5,5 = 9,3 MPa) plus élevée que la pression critique (7,4 MPa), indépendamment d'un cas où le cycle réfrigérant peut fonctionner avec une pression inférieure à la pression critique. Dans ce cas, le travail de compression du compresseur est inutilement accru, et le rendement (coefficient COP) du cycle réfrigérant est dégradé. Au vu des problèmes qui précèdent, c'est un but de la présente invention de procurer un dispositif de décompression pour un cycle réfrigérant, qui peut être mis en oeuvre avec un rendement approprié même si la pression du côté haute pression du cycle réfrigérant est plus élevée que la pression critique du réfrigérant ou inférieure à la pression critique. Un dispositif de décompression (130) de la présente invention peut être utilisé de façon appropriée pour un cycle réfrigérant (100) qui comprend un compresseur (110) capable de comprimer un réfrigérant à une pression plus élevée que la pression critique du réfrigérant, un radiateur de réfrigérant (120) destiné à refroidir le réfrigérant provenant du compresseur (110), et un évaporateur (140) destiné à évaporer du réfrigérant. Dans ce cycle réfrigérant (100), le dispositif de décompression (130) est situé entre le radiateur de réfrigérant (120) et l'évaporateur (140). Conformément à un aspect de la présente invention, le dispositif de décompression (130) comprend une partie de corps de soupape (134) qui est ouverte conformément à une différence de pression (AP) entre un côté amont de la partie de corps de soupape (134) reliée au radiateur (120), et un côté aval de la partie de corps de soupape (134), relié à l'évaporateur (140), et une partie d'étrangleur fixe (136, 136a, 136b) au travers de laquelle le côté amont communique toujours avec le côté aval pour générer une résistance à l'écoulement prédéterminée entre le côté amont et le côté aval. En outre, la partie de corps de soupape (134) est. maintenue à un état fermé et le réfrigérant provenant du radiateur (120) est décomprimé par la partie d'étrangleur fixe (136, 136a, 136b) lorsque la pression du réfrigérant provenant du radiateur (120) est plus basse que la pression critique.. Comme seul l'étrangleur fixe (136, 136a, 136b) du dispositif 40 de décompression (130) fonctionne comme moyen de décompression dans le dispositif de décompression (130) lorsque la pression du réfrigérant à haute pression du cycle réfrigérant est établie à une pression plus basse que la pression critique, il permet d'empêcher que le compresseur (110) soit actionné inutilement, et le rendement du cycle réfrigérant (100) peut être amélioré efficacement. Le dispositif de décompression (130) peut être utilisé de façon appropriée pour un cycle réfrigérant (100) comportant un accumulateur (150). Dans ce cas, le rendement du cycle réfrigérant (100) peut être amélioré efficacement en utilisant des fonctions de commande automatique de la partie d'étrangleur fixe (136) et de l'accumulateur (150). La partie de corps de soupape (134) peut être ouverte lorsque la différence de pression (OP) est plus grande qu'une valeur prédéterminée, alors que la pression du réfrigérant provenant du radiateur (120) est plus haute que la pression critique. Le dispositif de décompression peut être muni d'un boîtier (131) comportant une partie d'orifice d'entrée (132) disposée du côté amont et une partie d'orifice de sortie (133) disposée du côté aval. Dans ce cas, la partie de corps de soupape (134) peut être placée dans le boîtier (131) pour ouvrir et fermer la partie d'orifice d'entrée (132). Par exemple, la partie d'étrangleur fixe peut être un orifice (136) ménagé dans la partie de corps de soupape (134) pour communiquer directement avec la partie d'orifice d'entrée (132). En variante, la partie d'étrangleur fixe peut être un orifice (136a) disposé dans le boîtier (131) à une position différente de la partie d'orifice d'entrée (132). En outre, la partie d'étrangleur fixe (136b) peut être disposée en dehors du boîtier (131). Le dispositif de décompression (130) peut être réglé de manière à ce que le réfrigérant au niveau d'une partie d'orifice de sortie du radiateur (120) présente un état de sécheresse inférieur ou égal à 0,25 lorsque le cycle réfrigérant (100) fonctionne. En outre, le cycle réfrigérant (100) peut être muni d'un échangeur de chaleur intérieur (160) dans lequel un réfrigérant provenant du radiateur (120) vers le dispositif de décompression (130) réalise un échange de chaleur avec un réfrigérant provenant de l'évaporateur (140) vers le compresseur (110). The present invention relates to a decompression device for decompressing a refrigerant, which controls a pressure of a refrigerant on the high pressure side of a refrigerant cycle. In the refrigerant cycle, the refrigerant pressure can be increased to be greater than or equal to the critical refrigerant pressure, and carbon dioxide (CO2) can be used as the refrigerant, for example. In a refrigerant cycle described in JP 10-9719A, CO2 is used as the refrigerant, and the refrigerant pressure in a refrigerant radiator is made to be greater than or equal to the refrigerant critical pressure. A decompression device is provided for decompressing the refrigerant flowing out of the refrigerant radiator, and the decompressed refrigerant from the decompression device is introduced into an evaporator. The pressure relief device comprises a valve body disposed in a housing, and a degree of opening of the valve body is controlled according to a pressure in the evaporator so that a pressure difference between the pressure in the coolant radiator and the pressure in the evaporator becomes a predetermined pressure difference AP (eg 5.5 - 7 MPa). Here, the predetermined pressure difference AP (5.5 - MPa) is established on the basis of the pressure of the refrigerant radiator, corresponding to the pressure where the coefficient of performance (COP) of the refrigerant cycle approaches the maximum value, and pressure without generating condensed water on the evaporator. However, in a case where the refrigerant cycle operates while the pressure in the refrigerant radiator is set lower than the critical pressure, the COP coefficient of the refrigerant cycle is degraded if the pressure difference between the refrigerant radiator and the evaporator is always controlled at the predetermined pressure difference. For example, when CO2 is used as the refrigerant at a low outside air temperature (eg 10 C), if the pressure in the evaporator is 3.8 MPa, the pressure in the radiator of the refrigerant is set to a high value (3.8 + 5.5 = 9.3 MPa) higher than the critical pressure (7.4 MPa), regardless of a case where the refrigerant cycle can operate with a pressure below the critical pressure. In this case, the compression work of the compressor is unnecessarily increased, and the efficiency (COP coefficient) of the refrigerant cycle is degraded. In view of the foregoing problems, it is an object of the present invention to provide a pressure relief device for a refrigerant cycle, which can be operated with a suitable efficiency even if the pressure on the high pressure side of the refrigerant cycle is higher. higher than the critical refrigerant pressure or below the critical pressure. A decompression device (130) of the present invention may be suitably used for a refrigerant cycle (100) that includes a compressor (110) capable of compressing a refrigerant at a pressure higher than the refrigerant critical pressure, a radiator refrigerant (120) for cooling the refrigerant from the compressor (110), and an evaporator (140) for evaporating refrigerant. In this refrigerant cycle (100), the pressure relief device (130) is located between the refrigerant radiator (120) and the evaporator (140). In accordance with one aspect of the present invention, the pressure relief device (130) comprises a valve body portion (134) which is opened in accordance with a pressure difference (AP) between an upstream side of the valve body portion ( 134) connected to the radiator (120), and a downstream side of the valve body portion (134), connected to the evaporator (140), and a fixed restrictor portion (136, 136a, 136b) through which the upstream side always communicates with the downstream side to generate a predetermined flow resistance between the upstream side and the downstream side. In addition, the valve body portion (134) is. maintained in a closed state and the refrigerant from the radiator (120) is decompressed by the fixed choke portion (136, 136a, 136b) when the refrigerant pressure from the radiator (120) is lower than the critical pressure. Since only the fixed choke (136, 136a, 136b) of the decompression device (130) functions as a decompression means in the decompression device (130) when the high pressure refrigerant pressure of the refrigerant cycle is set to a pressure lower than the critical pressure, it prevents the compressor (110) from being operated unnecessarily, and the efficiency of the refrigerant cycle (100) can be effectively improved. The decompression device (130) may be suitably used for a refrigerant cycle (100) having an accumulator (150). In this case, the efficiency of the refrigerant cycle (100) can be effectively improved by using automatic control functions of the fixed choke portion (136) and the accumulator (150). The valve body portion (134) can be opened when the pressure difference (OP) is larger than a predetermined value, while the refrigerant pressure from the radiator (120) is higher than the critical pressure. The pressure relief device may be provided with a housing (131) having an inlet port portion (132) disposed at the upstream side and an outlet port portion (133) disposed at the downstream side. In this case, the valve body portion (134) can be placed in the housing (131) to open and close the inlet port portion (132). For example, the fixed choke portion may be an orifice (136) in the valve body portion (134) for communicating directly with the inlet port portion (132). Alternatively, the fixed choke portion may be an orifice (136a) disposed in the housing (131) at a position different from the inlet port portion (132). In addition, the fixed choke portion (136b) may be disposed outside the housing (131). The pressure relief device (130) can be adjusted so that the refrigerant at a radiator outlet portion (120) has a dry state of less than or equal to 0.25 when the refrigerant cycle ( 100) works. In addition, the refrigerant cycle (100) may be provided with an indoor heat exchanger (160) in which a refrigerant from the radiator (120) to the decompression device (130) provides heat exchange with a refrigerant from the evaporator (140) to the compressor (110).

Par exemple, la partie de corps de soupape (134) peut être ouverte lorsque la différence de pression (AP) est supérieure ou égale à 3,6 MPa lorsque du dioxyde de carbone est utilisé comme réfrigérant. En outre, la partie d'étrangleur fixe peut être un orifice (136, 136a, 136b) présentant un diamètre d'orifice dans une plage entre 0,3 mm et 0,7 mm, et l'orifice (136, 136a, 136b) peut être réglé pour générer la résistance à l'écoulement. Des buts et avantages supplémentaires de la présente invention seront. plus facilement mis en évidence d'après la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés lorsqu'elle sera prise en même temps que les dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est un schéma simplifié représentant une structure entière d'un cycle réfrigérant conforme à un premier 15 mode de réalisation de la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe transversale représentant un dispositif de décompression du cycle réfrigérant de la figure 1, La figure 3 est un graphe représentant les relations entre 20 un diamètre d'orifice (diamètre intérieur) et un coefficient de performances (COP) du cycle réfrigérant lorsque la température de l'air extérieur (TAM) est modifiée, La figure 4 est un graphe représentant la relation entre une valeur de déplacement d'une partie de corps de soupape et une 25 différence de pression (Pl-P2) du dispositif de décompression, conformément au premier mode de réalisation, La figure 5 est un graphe représentant la relation entre une quantité de réfrigérant circulant au travers du dispositif de décompression et la différence de pression (Pl-P2) du dispositif 30 de décompression lorsque la partie de corps de soupape est dans un état ouvert et dans un état fermé, conformément au premier mode de réalisation, La figure 6 est un graphe représentant la relation entre un état de sécheresse du réfrigérant au niveau d'une partie 35 d'orifice d'entrée du dispositif de décompression et la quantité de réfrigérant circulant au travers du dispositif de décompression lorsque la partie de corps de soupape est dans l'état fermé, La figure 7 est un diagramme de Mollier représentant un état de fonctionnement du cycle réfrigérant lorsque du dioxyde de carbone est utilisé comme réfrigérant, La figure 8 est un schéma simplifié représentant une 5 structure entière d'un cycle réfrigérant conforme à un second mode de réalisation de la présente invention, et La figure 9 est un schéma simplifié représentant une structure entière d'un cycle réfrigérant conforme à un troisième mode de réalisation de la présente invention. 10 La figure 10 est un schéma simplifié représentant une structure entière d'un cycle réfrigérant conforme à un quatrième mode de réalisation de la présente invention. Ci-après, des modes de réalisation de la présente invention seront décrits en faisant référence aux dessins annexés. 15 (Premier mode de réalisation) Le premier mode de réalisation de la présente invention sera maintenant décrit en faisant référence aux figures 1 à 7. Dans ce mode de réalisation, un dispositif de décompression 130 est habituellement utilisé pour un cycle réfrigérant pour un 20 conditionneur d'air de véhicule. En outre, le cycle réfrigérant peut être mis en oeuvre avec une pression supérieure à la pression critique et une pression inférieure à la pression critique. Dans ce mode de réalisation, du dioxyde de carbone est utilisé comme réfrigérant, par exemple. 25 Comme indiqué sur la figure 1, le cycle réfrigérant comprend un compresseur 110, un radiateur de réfrigérant 120, le dispositif de décompression 130, un évaporateur 140 et un accumulateur 150 (séparateur gaz-liquide) qui sont reliés dans cet ordre, en un cycle fermé. 30 Le compresseur 110 est entraîné et actionné par une force d'entraînement provenant d'un moteur de véhicule, par exemple. Le compresseur 110 comprime un réfrigérant gazeux provenant de l'accumulateur 150 à une haute pression et une haute température. Le radiateur de réfrigérant 120 est situé au niveau 35 d'une partie avant dans un compartiment moteur de véhicule, et est utilisé comme échangeur de chaleur (refroidisseur de gaz) destiné à refroidir un réfrigérant en exécutant un échange de chaleur entre le réfrigérant comprimé dans le compresseur 110 et l'air extérieur (c'est-à-dire l'air à l'extérieur d'un habitacle 40 des passagers) introduit depuis une calandre du véhicule. Le dispositif de décompression 130 décomprime à réfrigérant à haute pression circulant hors du radiateur de réfrigérant 120. En général, le réfrigérant est décomprimé dans le dispositif de décompression 130 dans un état à deux phases gaz-liquide, et le réfrigérant décomprimé est introduit dans l'évaporateur 140. La structure du dispositif de décompression 130 sera décrite plus loin en détail. L'évaporateur 140 est un échangeur de chaleur dans lequel un réfrigérant s'écoulant hors du dispositif de décompression 130 est évaporé en exécutant un échange de chaleur avec de l'air devant être soufflé dans l'habitacle des passagers. Le réfrigérant du côté basse pression après avoir été décomprimé vers le dispositif de décompression 130 est évaporé en absorbant de la chaleur de l'air. Donc, de l'air devant être soufflé dans l'habitacle des passagers est refroidi par la chaleur latente de vaporisation du réfrigérant à basse pression alors que le réfrigérant à basse pression s'évapore dans l'évaporateur 140. Le réfrigérant circulant hors de l'évaporateur 140 est séparé en un réfrigérant gazeux et un réfrigérant liquide dans l'accumulateur 150, de sorte que le réfrigérant liquide est stocké temporairement dans l'accumulateur 150 en tant que réfrigérant en surplus, et le réfrigérant gazeux est fourni au compresseur 110. Ensuite, une structure du dispositif de décompression 130 sera décrite en détail en faisant référence à la figure 2. Comme indiqué sur la figure 2, le dispositif de décompression 130 comprend un boîtier 131, une partie de corps de soupape 134 comportant un orifice fixe 136, et un ressort 135. La partie de corps de soupape 134 et le ressort 135 sont situés dans le boîtier 131. Le boîtier 131 est fait de métal, par exemple de l'acier inoxydable ou du laiton. Le boîtier 131 est formé avec une forme de cylindre comportant deux parties d'extrémité circulaires. Une partie d'orifice d'entrée circulaire 132 dans une partie d'extrémité du boîtier cylindrique 131 pour communiquer avec le radiateur de réfrigérant 120, et une partie d'orifice de sortie 133 est ouverte dans l'autre partie d'extrémité du boîtier cylindrique 131 pour communiquer avec l'évaporateur 140. Une partie périphérique circulaire de la partie d'orifice d'entrée circulaire 132 est utilisée comme siège de soupape 132a, et le siège de soupape 132a est établi de manière à ce que la partie de corps de soupape 134 entre en contact avec le siège de soupape 132a dans l'état de soupape fermée. La partie de corps de soupape 134 est formée approximativement en une forme cylindrique comportant une partie conique circulaire dépassant vers la partie d'orifice d'entrée circulaire 132. La partie de corps de soupape 134 est disposée à l'opposé du siège de soupape 132a pour régler un degré d'ouverture de la partie d'orifice d'entrée 132. Une partie de guidage 134a s'étendant dans une direction axiale vers la partie d'orifice de sortie 133 est disposée au niveau d'une partie périphérique extérieure de la partie de corps de soupape 134. La partie de guidage 134a est prévue pour entrer approximativement en contact avec une surface de paroi intérieure du boîtier 131 pour guider un mouvement de la partie de corps de soupape 134. Plusieurs trous traversants 134b sont ménagés et disposés dans la direction de la circonférence dans une partie circulaire entre la partie de corps de soupape 134 et la partie de guidage 134a. Un espace intérieur du boîtier 131 peut être divisé par le corps de soupape 134 et la partie de guidage 134a en une première partie d'espacement du côté de la partie d'orifice d'entrée 132, et une seconde partie d'espacement du côté de la partie d'orifice de sortie 133. La première partie d'espacement et la seconde partie d'espacement, qui sont divisées par la partie de corps de soupape 134 et la partie de guidage 134a dans le boîtier 131, communiquent l'une avec l'autre par l'intermédiaire des trous traversants 134b. Le ressort 135 est un élément élastique métallique. Le ressort 135 est situé dans le boîtier 131 entre la partie d'extrémité comportant la partie d'orifice de sortie 133 et la partie de corps de soupape 134, de sorte qu'une force élastique du ressort 135 est appliquée à la partie de corps de soupape 134 vers la partie d'orifice d'entrée 132. L'orifice fixe 136 est une partie d'étrangleur qui est établie de façon à engendrer une résistance à l'écoulement prédéterminée. L'orifice fixe 136 est ménagé dans la partie de corps de soupape 134 pour pénétrer au travers de la partie centrale de la partie de corps de soupape 134 dans la direction axiale. De ce fait, la partie d'orifice d'entrée 132 reliée au radiateur de réfrigérant 120 et la partie d'orifice de sortie 133 reliée à l'évaporateur 1 communiquent toujours l'une avec l'autre par l'intermédiaire de l'orifice fixe 136. La figure 3 représente la relation entre un coefficient de performances (COP) du cycle réfrigérant 100 et un diamètre intérieur (diamètre d'orifice) de l'orifice fixe 136 lorsque la température de l'air extérieur (TAM) est modifiée. Comme indiqué sur la figure 3, lorsque le diamètre de l'orifice fixe 136 est établi dans une plage de 0,3 à 0,7 mm, le coefficient COP peut être augmenté avec suffisamment d'efficacité même lorsque la température de l'air extérieur TAM varie. Lorsque le diamètre de l'orifice fixe est établi à une valeur spéciale correspondant au coefficient COP maximum sous une température d'air extérieur, le coefficient COP maximum peut être obtenu à cette température d'air extérieur. For example, the valve body portion (134) can be opened when the pressure difference (AP) is greater than or equal to 3.6 MPa when carbon dioxide is used as the refrigerant. Further, the fixed choke portion may be an orifice (136, 136a, 136b) having an orifice diameter in a range of between 0.3mm and 0.7mm, and the orifice (136, 136a, 136b) ) can be set to generate the flow resistance. Additional objects and advantages of the present invention will be. more readily apparent from the following detailed description of the preferred embodiments when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic diagram showing an entire structure of a compliant refrigerant cycle Fig. 2 is a cross-sectional view showing a refrigerant cycle decompression device of Fig. 1; Fig. 3 is a graph showing the relationships between an orifice diameter; (inner diameter) and a coefficient of performance (COP) of the refrigerant cycle when the outside air temperature (TAM) is changed, FIG. 4 is a graph showing the relationship between a displacement value of a body part of valve and a pressure difference (P1-P2) of the decompression device according to the first embodiment, FIG. phe representing the relationship between a quantity of refrigerant circulating through the pressure relief device and the pressure difference (P1-P2) of the decompression device 30 when the valve body portion is in an open state and in a closed state, in accordance with In the first embodiment, Fig. 6 is a graph showing the relationship between a state of drought of the refrigerant at an inlet port portion of the pressure relief device and the amount of refrigerant flowing through the pressure relief device. When the valve body portion is in the closed state, Figure 7 is a Mollier diagram showing an operating state of the refrigerant cycle when carbon dioxide is used as the refrigerant. Figure 8 is a simplified diagram showing a 5 entire structure of a refrigerant cycle according to a second embodiment of the present invention, and Fig. 9 is a schematic diagram showing an entire structure of a refrigerant cycle according to a third embodiment of the present invention. Fig. 10 is a schematic diagram showing an entire structure of a refrigerant cycle according to a fourth embodiment of the present invention. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. (First Embodiment) The first embodiment of the present invention will now be described with reference to Figures 1 to 7. In this embodiment, a decompression device 130 is usually used for a refrigerant cycle for a conditioner. vehicle air. In addition, the refrigerant cycle can be operated with a pressure greater than the critical pressure and a pressure below the critical pressure. In this embodiment, carbon dioxide is used as a refrigerant, for example. As shown in FIG. 1, the refrigerant cycle comprises a compressor 110, a refrigerant radiator 120, the decompression device 130, an evaporator 140 and an accumulator 150 (gas-liquid separator) which are connected in this order, in one closed cycle. The compressor 110 is driven and driven by a driving force from a vehicle engine, for example. The compressor 110 compresses a gaseous refrigerant from the accumulator 150 to a high pressure and a high temperature. The coolant radiator 120 is located at a front end in a vehicle engine compartment, and is used as a heat exchanger (gas cooler) for cooling a refrigerant by performing a heat exchange between the compressed refrigerant in a the compressor 110 and the outside air (that is to say the air outside a passenger compartment 40) introduced from a radiator grille of the vehicle. The decompression device 130 decompresses at high pressure refrigerant flowing out of the refrigerant radiator 120. In general, the refrigerant is decompressed in the decompression device 130 in a two-phase gas-liquid state, and the decompressed refrigerant is introduced into the refrigerant. Evaporator 140. The structure of the decompression device 130 will be described later in detail. The evaporator 140 is a heat exchanger in which a refrigerant flowing out of the decompression device 130 is evaporated by performing a heat exchange with air to be blown into the passenger compartment. The refrigerant on the low pressure side after having been decompressed to the decompression device 130 is evaporated by absorbing heat from the air. Thus, the air to be blown into the passenger compartment is cooled by the latent heat of vaporization of the low-pressure refrigerant while the low-pressure refrigerant evaporates in the evaporator 140. The refrigerant flowing out of the air The evaporator 140 is separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant in the accumulator 150 so that the liquid refrigerant is stored temporarily in the accumulator 150 as a surplus refrigerant, and the gaseous refrigerant is supplied to the compressor 110. Next, a structure of the pressure relief device 130 will be described in detail with reference to Fig. 2. As shown in Fig. 2, the pressure relief device 130 comprises a housing 131, a valve body portion 134 having a fixed orifice 136 , and a spring 135. The valve body portion 134 and the spring 135 are located in the housing 131. The housing 131 is made of metal, e.g. example of stainless steel or brass. The housing 131 is formed with a cylinder shape having two circular end portions. A circular inlet portion 132 in an end portion of the cylindrical housing 131 for communicating with the refrigerant radiator 120, and an outlet portion 133 is open in the other end portion of the housing cylindrical 131 to communicate with the evaporator 140. A circular peripheral portion of the circular inlet port portion 132 is used as a valve seat 132a, and the valve seat 132a is set up so that the body portion valve 134 contacts the valve seat 132a in the closed valve state. The valve body portion 134 is formed approximately into a cylindrical shape having a circular conical portion protruding toward the circular inlet port portion 132. The valve body portion 134 is disposed opposite the valve seat 132a. to adjust an opening degree of the inlet port portion 132. A guide portion 134a extending in an axial direction toward the outlet port portion 133 is disposed at an outer peripheral portion of the valve body portion 134. The guide portion 134a is provided to approximately engage an inner wall surface of the housing 131 to guide movement of the valve body portion 134. A plurality of through holes 134b are provided and disposed in the circumferential direction in a circular portion between the valve body portion 134 and the guide portion 134a. An interior space of the housing 131 may be divided by the valve body 134 and the guide portion 134a into a first spacer portion on the side of the inlet port portion 132, and a second spacer portion on the side thereof. of the outlet port portion 133. The first spacer portion and the second spacer portion, which are divided by the valve body portion 134 and the guide portion 134a in the housing 131, communicate with each other. with the other through through holes 134b. The spring 135 is a metallic elastic element. The spring 135 is located in the housing 131 between the end portion having the outlet port portion 133 and the valve body portion 134, so that an elastic force of the spring 135 is applied to the body portion. valve 134 to the inlet port portion 132. The fixed port 136 is a choke portion that is set to provide a predetermined flow resistance. The fixed orifice 136 is formed in the valve body portion 134 to penetrate through the central portion of the valve body portion 134 in the axial direction. As a result, the inlet port portion 132 connected to the refrigerant radiator 120 and the outlet port portion 133 connected to the evaporator 1 still communicate with each other via the fixed orifice 136. FIG. 3 represents the relation between a coefficient of performance (COP) of the refrigerant cycle 100 and an inside diameter (orifice diameter) of the fixed orifice 136 when the outside air temperature (TAM) is changed. As shown in Fig. 3, when the diameter of the fixed orifice 136 is set in a range of 0.3 to 0.7 mm, the COP coefficient can be increased with sufficient efficiency even when the air temperature outside TAM varies. When the diameter of the fixed orifice is set to a special value corresponding to the maximum COP coefficient under an outside air temperature, the maximum COP coefficient can be obtained at this outside air temperature.

Le boîtier 131 peut être muni d'une partie de corps de cylindre intégrée à la première partie d'extrémité, et l'autre partie d'extrémité peut être formée séparément de la partie de corps de cylindre et être utilisée comme partie de couvercle de la partie de corps de cylindre. Dans ce cas, la partie de corps de soupape 134 et le ressort 135 sont logés dans la partie de corps de cylindre du boîtier 131, et alors la partie de couvercle est jointe à la partie de corps principale en utilisant un moyen de jonction tel qu'un soudage et une fixation à vis. The housing 131 may be provided with a cylinder body portion integral with the first end portion, and the other end portion may be formed separately from the barrel body portion and used as a lid portion of the housing. the cylinder body part. In this case, the valve body portion 134 and the spring 135 are accommodated in the barrel body portion of the housing 131, and then the lid portion is joined to the main body portion using junction means such as welding and screw fixing.

Si la pression du réfrigérant a une pression appliquée à la partie d'orifice d'entrée 132 est Pl, la pression du réfrigérant à basse pression appliquée à la partie d'orifice de sortie 133 est P2, et une force appliquée en raison de l'élasticité du ressort 135 est F, une différence de pression AP (AP = P1 - P2) entre la pression P1 et la pression P2 est appliquée à l'opposé de la force F du ressort 135. Dans ce mode de réalisation, comme indiqué sur la figure 4, les caractéristiques élastiques du ressort 135 sont établies de manière à ce que la force F soit plus grande que la différence de pression AP jusqu'à ce que la différence de pression AP soit augmentée à 3,6 MPa. Dans ce cas, la partie de corps de soupape 134 est maintenue dans un état fermé, et une valeur de déplacement de la partie de corps de soupape 134 devient nulle. Au contraire, lorsque la différence de pression AP devient supérieure à 3,6 MPa, la différence de pression AP est plus grande que la force F, et la partie de corps de soupape 134 se présente de manière à ouvrir la partie d'orifice d'entrée 132. Lorsque la différence de pression AP devient plus grande, la valeur de déplacement de la partie de corps de soupape 134 devient plus grande, et le degré d'ouverture de la partie d'orifice d'entrée 132 devient plus grand. Comme représenté sur la figure 5, jusqu'à ce que la partie de corps de soupape 134 soit ouverte, c'est-à-dire jusqu'à ce que la différence de pression AP soit augmentée à 3,6 MPa, le réfrigérant circule au travers uniquement de l'orifice fixe 136 pour générer une résistance à l'écoulement prédéterminée. De ce fait, une valeur d'écoulement de réfrigérant correspondant à la résistance à l'écoulement passe au travers de l'orifice fixe 136. Lorsque la partie de corps de soupape 134 est ouverte après que la différence de pression AP est augmentée au point de dépasser 3,6 MPa, une valeur d'écoulement de réfrigérant correspondant à la valeur de déplacement de la partie de corps de soupape 134 et de l'orifice fixe 136, passe par l'orifice fixe 136. If the pressure of the refrigerant has a pressure applied to the inlet port portion 132 is P1, the pressure of the low pressure refrigerant applied to the outlet port portion 133 is P2, and a force applied due to the elasticity of the spring 135 is F, a pressure difference AP (AP = P1 - P2) between the pressure P1 and the pressure P2 is applied opposite the force F of the spring 135. In this embodiment, as indicated in FIG. 4, the elastic characteristics of the spring 135 are set so that the force F is greater than the pressure difference AP until the pressure difference AP is increased to 3.6 MPa. In this case, the valve body portion 134 is held in a closed state, and a displacement value of the valve body portion 134 becomes zero. On the contrary, when the pressure difference AP becomes greater than 3.6 MPa, the pressure difference AP is larger than the force F, and the valve body portion 134 is in such a manner as to open the orifice portion As the pressure difference AP becomes larger, the displacement value of the valve body portion 134 becomes larger, and the degree of opening of the inlet port portion 132 becomes larger. As shown in FIG. 5, until the valve body portion 134 is opened, i.e., until the pressure difference AP is increased to 3.6 MPa, the refrigerant flows. through only the fixed orifice 136 to generate a predetermined flow resistance. As a result, a refrigerant flow value corresponding to the flow resistance passes through the fixed orifice 136. When the valve body portion 134 is opened after the pressure difference AP is increased to the point to exceed 3.6 MPa, a refrigerant flow value corresponding to the displacement value of the valve body portion 134 and the fixed orifice 136 passes through the fixed orifice 136.

La résistance à l'écoulement de l'orifice fixe 136 est réglée en réglant le diamètre et la longueur d'écoulement de l'orifice, de sorte que l'état de sécheresse du réfrigérant provenant du radiateur de réfrigérant 120 vers l'orifice fixe 136 du dispositif de décompression 130 devienne inférieur ou égal à 0,25, comme indiqué sur la figure 6. La valeur d'écoulement de réfrigérant est fortement modifiée lorsque l'état des phases du réfrigérant change, comme cela est indiqué par G sur la figure 6. La sécheresse représente un taux en poids de vapeur dans un 30 mélange vapeur-liquide, qui peut être connu sous le nom de taux de vapeur sèche ou qualité de sécheresse. Ensuite, le fonctionnement du cycle réfrigérant 100 et du dispositif de décompression 130 seront maintenant décrits en faisant référence à la figure 7. Lorsque le compresseur 110 35 fonctionne conformément à une demande de refroidissement, du réfrigérant circule dans le cycle réfrigérant 100, et de l'air passant par l'évaporateur 140 est refroidi par la chaleur latente de vaporisation du réfrigérant. Dans ce cas, de l'eau contenue dans l'air est condensée sur la surface de 40 l'évaporateur 140, et adhère à l'évaporateur 140. De ce fait, la température du réfrigérant à basse pression est établie dans l'évaporateur 140 pour ne pas être inférieure ou égale à 0 0C (température de congélation) tandis que la capacité de refroidissement de l'évaporateur 140 est maintenue. The flow resistance of the fixed orifice 136 is adjusted by adjusting the diameter and the flow length of the orifice, so that the dry state of the refrigerant from the refrigerant radiator 120 to the fixed orifice 136 of the decompression device 130 becomes less than or equal to 0.25, as shown in Figure 6. The refrigerant flow value is strongly changed when the state of the refrigerant phases changes, as indicated by G on the Fig. 6. Dryness represents a weight ratio of vapor in a vapor-liquid mixture, which may be known as dry vapor rate or drought quality. Then, the operation of the refrigerant cycle 100 and the decompression device 130 will now be described with reference to Fig. 7. When the compressor 110 operates in accordance with a cooling demand, refrigerant circulates in the refrigerant cycle 100, and The air passing through the evaporator 140 is cooled by the latent heat of vaporization of the refrigerant. In this case, water contained in the air is condensed on the surface of the evaporator 140, and adheres to the evaporator 140. As a result, the temperature of the low-pressure refrigerant is established in the evaporator 140 to not be less than or equal to 0 0C (freezing temperature) while the cooling capacity of the evaporator 140 is maintained.

Par exemple, si une température de sécurité du réfrigérant est établie à :3 C de manière à empêcher une génération de givre, la pression du réfrigérant à basse pression après décompression par le dispositif de décompression 130 est de 3,8 MPa lorsque l'on utilise du dioxyde de carbone. Par exemple, la température de l'air au niveau du côté d'air aval de l'évaporateur 140 est détectée par un capteur de température et la quantité de refoulement de réfrigérant depuis le compresseur 110 est commandée, de sorte que la pression (par exemple 3,8 MPa du réfrigérant à basse pression puisse être maintenue. For example, if a refrigerant safety temperature is set at: 3 C so as to prevent frost generation, the pressure of the low pressure refrigerant after decompression by the decompression device 130 is 3.8 MPa when uses carbon dioxide. For example, the temperature of the air at the downstream air side of the evaporator 140 is detected by a temperature sensor and the amount of refrigerant discharge from the compressor 110 is controlled, so that the pressure (for example example 3.8 MPa of low pressure refrigerant can be maintained.

La partie de corps de soupape 134 du dispositif de décompression 130 est maintenue à l'état de soupape fermé jusqu'à ce que la différence de pression AP devienne 3,6 MPa et que la pression du réfrigérant à haute pression atteigne 7,4 MPa (c'est-à-dire la pression critique) comme indiqué sur la figure 7. Dans ce cas, seul l'orifice fixe 136 fonctionne comme moyen de décompression. En outre, la résistance à l'écoulement du réfrigérant dans l'orifice fixe 136 est réglée de manière à ce que l'état de sécheresse du réfrigérant au niveau du côté de l'orifice de sortie du radiateur de réfrigérant 120 devienne inférieur ou égal à 0,25. De ce fait, le fonctionnement du cycle réfrigérant 100 peut être exécuté efficacement en utilisant efficacement un fonctionnement à commande automatique grâce à l'orifice fixe 136 et à l'accumulateur 150. Pendant le fonctionnement du cycle réfrigérant 100 à l'état de soupape fermé de la partie de corps de soupape 134, lorsque le réfrigérant, après être passé par le radiateur de réfrigérant 120, s'écoule dans le dispositif de décompression 130 et est décomprimé par le dispositif de décompression 130 en deux phases gaz-liquide, la partie de phase gazeuse incluse dans le réfrigérant est augmentée, et l'état de sécheresse du réfrigérant est augmentée. Dans ce cas, la quantité de réfrigérant circulant dans l'évaporateur 140 est diminuée en raison de la partie accrue de l'état de sécheresse dans le réfrigérant, en augmentant ainsi un degré de surchauffe dans l'évaporateur 140. Il en résulte que le réfrigérant liquide dans l'accumulateur 150 est déplacé vers le radiateur de réfrigérant 120, et que le rapport de réfrigérant liquide (degré de sous-refroidissement, degré de sur-refroidissement) du côté orifice de sortie du radiateur de réfrigérant 120 est augmenté. C'est-à- dire que l'état. de sécheresse du réfrigérant du côté de l'orifice de sortie du radiateur de réfrigérant 120 est augmenté. Au contraire, le réfrigérant après être passé par le radiateur de réfrigérant 120 circule dans le dispositif de décompression 130 dans un état liquide (zone de sous-refroidissement, zone de sur-refroidissement), le débit du réfrigérant circulant dans un dispositif de décompression 130 augmente par comparaison au cas où du réfrigérant gazeux est inclus dans le réfrigérant, en réduisant ainsi le degré de surchauffe dans l'évaporateur 140. Il en résulte que la quantité de réfrigérant liquide stockée dans l'accumulateur 150 est augmentée, et que la quantité du réfrigérant liquide dans le radiateur de réfrigérant 120 est diminuée, en réduisant ainsi le rapport de réfrigérant liquide (degré de sous-refroidissement) du côté sortie du radiateur de réfrigérant 120. C'est-à-dire que l'état de sécheresse du réfrigérant du côté de l'orifice de sortie du radiateur de réfrigérant 120 est diminué. En répétant l'opération du cycle ci-dessus, le réfrigérant après être passé par le radiateur de réfrigérant 120 est commandé au voisinage d'une ligne de sous-refroidissement appropriée (ligne COP maximum) sur la figure 7, en exécutant ainsi efficacement l'opération correspondant au cycle réfrigérant 100. En revanche, lorsque la différence de pression AP dans le dispositif de décompression 130 devient supérieure ou égale à une valeur prédéterminée (par exemple 3,6 MPa) et que la pression du réfrigérant à haute pression est augmentée pour être supérieure ou égale à la pression critique (par exemple 7,4 MPa), la partie de corps de soupape 134 est ouverte. Dans ce mode de réalisation, la différence de pression AP est utilisée à la place d'une variation de la charge thermique (capacité en réfrigérant) dans l'évaporateur 140, et le degré d'ouverture de la soupape dans la partie de corps de soupape 134 est réglé sur la base de la différence de pression AP. En réglant le degré d'ouverture de soupape de la partie de corps de soupape 134 sur la base de la différence de pression AP, un débit nécessaire peut être obtenu tout en empêchant la pression dans le radiateur de réfrigérant 120 d'augmenter de façon excessive. Il en résulte que l'opération du cycle réfrigérant 100 peut être exécutée efficacement. Conformément à ce mode de réalisation, le fonctionnement du cycle réfrigérant 100 peut être exécuté efficacement en utilisant le dispositif de décompression 130, même dans un cas où la pression du réfrigérant à haute pression est supérieure ou égale à la pression critique du réfrigérant ou bien dans un cas où la pression du réfrigérant à haute pression est inférieure à la pression critique du réfrigérant. (Second mode de réalisation) La figure 8 représente un cycle réfrigérant 100 du second mode de réalisation. Dans le second mode de réalisation, une position d'agencement de l'étrangleur fixe est modifiée dans le dispositif de décompression 130, et un échangeur de chaleur intérieur 160 est prévu dans le cycle réfrigérant 100, par comparaison au premier mode de réalisation ci-dessus. The valve body portion 134 of the pressure relief device 130 is kept in the closed valve state until the pressure difference AP becomes 3.6 MPa and the pressure of the high pressure refrigerant reaches 7.4 MPa. (In other words, the critical pressure) as shown in FIG. 7. In this case, only the fixed orifice 136 functions as a decompression means. Further, the flow resistance of the refrigerant in the fixed orifice 136 is adjusted so that the dry state of the refrigerant at the outlet side of the refrigerant radiator 120 becomes less than or equal to at 0.25. As a result, the operation of the refrigerant cycle 100 can be performed efficiently by effectively using self-operating operation through the fixed port 136 and the accumulator 150. During the operation of the refrigerant cycle 100 in the closed valve state of the valve body portion 134, when the refrigerant, after passing through the refrigerant radiator 120, flows into the decompression device 130 and is decompressed by the decompression device 130 into two gas-liquid phases, the part gas phase included in the refrigerant is increased, and the state of drought of the refrigerant is increased. In this case, the amount of refrigerant circulating in the evaporator 140 is decreased due to the increased portion of the drought state in the refrigerant, thereby increasing a degree of overheating in the evaporator 140. As a result, the liquid refrigerant in the accumulator 150 is moved to the refrigerant radiator 120, and the liquid refrigerant ratio (degree of subcooling, degree of supercooling) of the outlet side of the refrigerant radiator 120 is increased. That is, the state. refrigerant dryness at the outlet side of the refrigerant radiator 120 is increased. On the contrary, the refrigerant after passing through the refrigerant radiator 120 circulates in the decompression device 130 in a liquid state (sub-cooling zone, super-cooling zone), the flow rate of the refrigerant circulating in a decompression device 130 increases in comparison with the case where gaseous refrigerant is included in the refrigerant, thus reducing the degree of overheating in the evaporator 140. As a result, the amount of liquid refrigerant stored in the accumulator 150 is increased, and the amount of liquid refrigerant in the refrigerant radiator 120 is decreased, thereby reducing the liquid refrigerant ratio (degree of subcooling) on the outlet side of the refrigerant radiator 120. That is, the dry condition of the refrigerant radiator 120. refrigerant on the outlet side of the refrigerant radiator 120 is decreased. By repeating the above cycle operation, the refrigerant after passing through the refrigerant radiator 120 is controlled in the vicinity of a suitable sub-cooling line (maximum COP line) in FIG. 7, thereby effectively performing the corresponding to the refrigerant cycle 100. On the other hand, when the pressure difference AP in the decompression device 130 becomes greater than or equal to a predetermined value (for example 3.6 MPa) and the pressure of the refrigerant at high pressure is increased. to be greater than or equal to the critical pressure (e.g. 7.4 MPa), the valve body portion 134 is open. In this embodiment, the pressure difference AP is used in place of a variation of the heat load (refrigerant capacity) in the evaporator 140, and the degree of opening of the valve in the body portion of the valve 134 is set based on the pressure difference AP. By adjusting the degree of valve opening of the valve body portion 134 based on the pressure difference AP, a necessary flow rate can be obtained while preventing the pressure in the coolant radiator 120 from excessively increasing. . As a result, the operation of the refrigerant cycle 100 can be performed efficiently. According to this embodiment, the operation of the refrigerant cycle 100 can be efficiently performed using the pressure relief device 130, even in a case where the pressure of the high pressure refrigerant is greater than or equal to the critical pressure of the refrigerant or in a case where the pressure of the high-pressure refrigerant is lower than the critical refrigerant pressure. (Second Embodiment) Fig. 8 shows a refrigerant cycle 100 of the second embodiment. In the second embodiment, an arrangement position of the fixed choke is changed in the decompression device 130, and an indoor heat exchanger 160 is provided in the refrigerant cycle 100, in comparison with the first embodiment of the present invention. above.

Dans le dispositif de décompression 130, un orifice fixe 136a est prévu en tant qu'étrangleur fixe dans le cas 131 à une position différente de l'orifice d'entrée 132, de sorte que le réfrigérant peut s'écouler au travers de l'orifice fixe 136a parallèlement à la partie d'orifice d'entrée 132. L'orifice fixe 136a est relié au radiateur de réfrigérant 120 pour communiquer avec le radiateur de réfrigérant 120. Dans ce mode de réalisation, la partie de corps de soupape 134 est prévue sans avoir d'orifice de façon à ne régler que le degré d'ouverture de la partie d'orifice d'entrée 132. En outre, l'échangeur de chaleur intérieur 160 comporte une première partie de passage et une seconde partie de passage séparées l'une de l'autre. Le réfrigérant provenant du radiateur de réfrigérant 120 circule dans le dispositif de décompression 130 par l'intermédiaire de la première partie de passage de l'échangeur de chaleur intérieur 160, et le réfrigérant provenant de l'évaporateur 140 (accumulateur 150) circule dans le compresseur 110 par l'intermédiaire dela seconde partie de passage de l'échangeur de chaleur intérieur 160 de façon à exécuter un échange de chaleur avec celui-ci. In the decompression device 130, a fixed orifice 136a is provided as a fixed choke in the case 131 at a position different from the inlet orifice 132, so that the refrigerant can flow through the fixed port 136a parallel to the inlet port portion 132. The fixed port 136a is connected to the refrigerant radiator 120 to communicate with the refrigerant radiator 120. In this embodiment, the valve body portion 134 is provided without having an orifice so as to adjust only the degree of opening of the inlet port portion 132. In addition, the indoor heat exchanger 160 has a first passage portion and a second passage portion separated from each other. The refrigerant from the refrigerant radiator 120 flows into the decompression device 130 through the first passage portion of the indoor heat exchanger 160, and the refrigerant from the evaporator 140 (accumulator 150) flows through the compressor 110 through the second passage portion of the indoor heat exchanger 160 so as to perform a heat exchange therewith.

Dans le cycle de réfrigérant du second mode de réalisation, lorsque la différence de pression AP est inférieure ou égale à une valeur prédéterminée (par exemple 3,6 MPa), la partie de corps de soupape 134 est positionnée à l'état de soupape fermé, et le réfrigérant provenant du radiateur de réfrigérant 120 est décomprimé par l'orifice fixe 136a du dispositif de décompression 130, de sorte que le réfrigérant décompressé est introduit dans l'évaporateur 140 par l'intermédiaire du trou traversant 134b et de la partie d'orifice de sortie 133. In the refrigerant cycle of the second embodiment, when the pressure difference AP is less than or equal to a predetermined value (for example 3.6 MPa), the valve body portion 134 is positioned in the closed valve state. , and the refrigerant from the refrigerant radiator 120 is decompressed by the fixed orifice 136a of the decompression device 130, so that the decompressed refrigerant is introduced into the evaporator 140 via the through hole 134b and the part d outlet port 133.

Au contraire, lorsque la différence de pression AP est plus grande que la valeur prédéterminée (par exemple 3,6 MPa), la partie de corps de soupape 134 ouvre la partie d'orifice d'entrée 132 de sorte que du réfrigérant est introduit dans le dispositif de décompression 130 par l'intermédiaire de la partie d'orifice d'entrée 132 et de l'orifice fixe 136a. De ce fait, la valeur de débit du réfrigérant est ajustée par le dispositif de décompression 13C alors que le réfrigérant est décompressé dans le dispositif de décompression 130. Comme le réfrigérant allant du radiateur de réfrigérant 120 vers le dispositif de décompression 130 peut être refroidi par le réfrigérant provenant de l'évaporateur 140 vers le compresseur 110, la différence d'enthalpie prise dans l'évaporateur 140 peut être augmentée, et la capacité de refroidissement dans l'évaporateur 140 peut être améliorée. (Troisième mode de réalisation) La figure 9 représente un cycle réfrigérant 100 du troisième mode de réalisation. Dans le cycle réfrigérant 100 du troisième mode de réalisation, la structure de l'étrangleur fixe dans le dispositif de décompression 130 est modifiée. In contrast, when the pressure difference AP is larger than the predetermined value (e.g. 3.6 MPa), the valve body portion 134 opens the inlet port portion 132 so that refrigerant is introduced into the the decompression device 130 through the inlet port portion 132 and the fixed port 136a. As a result, the refrigerant flow rate is adjusted by the pressure relief device 13C while the refrigerant is decompressed into the pressure relief device 130. As the refrigerant from the refrigerant radiator 120 to the pressure relief device 130 can be cooled by the refrigerant from the evaporator 140 to the compressor 110, the enthalpy difference taken in the evaporator 140 can be increased, and the cooling capacity in the evaporator 140 can be improved. (Third Embodiment) Fig. 9 shows a refrigerant cycle 100 of the third embodiment. In the refrigerant cycle 100 of the third embodiment, the structure of the fixed choke in the decompression device 130 is changed.

Dans le troisième mode de réalisation, on prévoit un tube capillaire (passage de dérivation) comprenant un étrangleur fixe 136b, au travers duquel le réfrigérant provenant du radiateur de réfrigérant 120 contourne un passage intérieur du dispositif de décompression 130, comprenant la partie d'orifice d'entrée 132 et la partie d'orifice de sortie 133. Le passage de dérivation comprenant l'étrangleur fixe 136b est prévu de manière à ce que le réfrigérant puisse s'écouler au travers du passage de dérivation en parallèle avec le passage intérieur reliant la partie d'orifice d'entrée 132 et la partie d'orifice de sortie 133. In the third embodiment, there is provided a capillary tube (bypass passage) including a fixed restrictor 136b, through which refrigerant from the refrigerant radiator 120 bypasses an interior passage of the decompression device 130, including the orifice portion. inlet portion 132 and the outlet port portion 133. The bypass passage including the fixed restrictor 136b is provided so that the refrigerant can flow through the bypass passage in parallel with the connecting interior passageway. the inlet port portion 132 and the outlet port portion 133.

Dans le troisième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur intérieur 160 peut être prévu d'une manière similaire au second mode de réalisation décrit ci-dessus. Dans le cycle réfrigérant du troisième mode de réalisation, lorsque la différence de pression AP est inférieure ou égale à une valeur prédéterminée (par exemple 3,6 MPa), le réfrigérant provenant du radiateur de réfrigérant 120 est décompressé dans l'orifice fixe 136b du dispositif de décompression 130, et le réfrigérant décompressé est introduit dans l'évaporateur 140 par l'intermédiaire du passage de dérivation comportant l'étrangleur fixe 136b. Au contraire, lorsque la différence de pression z\P est plus grande que la valeur prédéterminée (par exemple 3,6 MPa, la partie de corps de vanne 134 ouvre la partie d'orifice d'entrée 132 de sorte que du réfrigérant est introduit dans le dispositif de décompression 130 par l'intermédiaire de la partie d'orifice d'entrée 132 et du passage de dérivation comportant l'orifice fixe 136b. De ce fait, la valeur de débit du réfrigérant peut être réglée par le dispositif de décompression 130 alors que le réfrigérant est décomprimé dans le dispositif de décompression 130. En conséquence, les avantages décrits dans les modes de réalisation ci-dessus peuvent être obtenus. (Quatrième mode de réalisation) La figure 10 représente un cycle réfrigérant 100 du quatrième mode de réalisation. Dans le quatrième mode de réalisation, les éléments similaires à ceux des modes de réalisation décrits ci-dessus sont indiqués par les mêmes références numériques, et une description détaillée de ceux-ci est omise. Dans le cycle réfrigérant 100 du quatrième mode de réalisation, un étrangleur variable 130c et un étrangleur fixe 136c sont prévus en tant que dispositif de décompression. L'étrangleur fixe 136c peut être conçu avec un orifice ou un tube capillaire. L'étrangleur variable 130c comprend un boîtier cylindrique 131c, une soupape mobile 134c placée afin d'être mobile dans le boîtier 131c, et un ressort hélicoïdal 135 placé pour appliquer une force de sollicitation (force de rappel) à la soupape mobile 134c. La soupape mobile 134c peut séparer un espace intérieur du boîtier 131c en une chambre de haute pression et une chambre de basse pression. De ce fait, la soupape mobile 134c est déplacée contre la force de rappel du ressort hélicoïdal 135, en fonction de la différence de pression entre la chambre de haute pression et la chambre de basse pression. Le boîtier 131c a un orifice d'entrée 132c communiquant avec la chambre de haute pression du boîtier 131c, un orifice de sortie 133c communiquant avec la chambre de basse pression du boîtier 131c, et un orifice variable 137. Du réfrigérant à haute pression provenant de l'échangeur de chaleur intérieur 16 s'écoule dans la chambre de haute pression du boîtier 131c par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée 132c, et du réfrigérant à basse pression décomprimé dans l'étrangleur mobile 130c s'écoule dans l'évaporateur 140 au travers de l'orifice de sortie 133c. In the third embodiment, the indoor heat exchanger 160 may be provided in a manner similar to the second embodiment described above. In the refrigerant cycle of the third embodiment, when the pressure difference AP is less than or equal to a predetermined value (for example 3.6 MPa), the refrigerant from the refrigerant radiator 120 is decompressed into the fixed orifice 136b of the decompression device 130, and the decompressed refrigerant is introduced into the evaporator 140 via the bypass passage having the fixed restrictor 136b. In contrast, when the pressure difference \ P is greater than the predetermined value (e.g. 3.6 MPa, the valve body portion 134 opens the inlet port portion 132 so that refrigerant is introduced. in the decompression device 130 through the inlet port portion 132 and the bypass passage having the fixed port 136b, whereby the refrigerant flow rate can be adjusted by the decompression device 130 as the refrigerant is decompressed in the decompression device 130. Accordingly, the advantages described in the above embodiments can be achieved (fourth embodiment) Fig. 10 shows a refrigerant cycle 100 of the fourth mode of In the fourth embodiment, the elements similar to those of the embodiments described above are indicated by the same reference numerals, and a Detailed description thereof is omitted In the refrigerant cycle 100 of the fourth embodiment, a variable choke 130c and a fixed choke 136c are provided as a decompression device. The fixed choke 136c may be designed with a hole or a capillary tube. The variable choke 130c comprises a cylindrical housing 131c, a movable valve 134c positioned to be movable in the housing 131c, and a coil spring 135 positioned to apply a biasing force (return force) to the movable valve 134c. The movable valve 134c can separate an interior space of the housing 131c into a high pressure chamber and a low pressure chamber. As a result, the movable valve 134c is moved against the biasing force of the coil spring 135 as a function of the pressure difference between the high pressure chamber and the low pressure chamber. The housing 131c has an inlet port 132c communicating with the high pressure chamber of the housing 131c, an outlet port 133c communicating with the low pressure chamber of the housing 131c, and a variable orifice 137. High pressure refrigerant from the indoor heat exchanger 16 flows into the high pressure chamber of the casing 131c through the inlet port 132c, and the low pressure refrigerant decompressed in the movable choke 130c flows into the chamber. evaporator 140 through the outlet orifice 133c.

L'orifice variable 137 peut fournir un moyen d'étrangleur mobile tel qu'un dispositif de vanne à tiroir ou un dispositif de vanne à clapet, de même que la soupape mobile 134c. L'orifice 137 est ouvert dans le boîtier 131c pour faire face à une surface latérale de la soupape mobile 134c. En outre, l'orifice 137 est prévu pour être fermé par la surface latérale de la soupape mobile 134c lorsque la valeur de déplacement de la soupape variable 134c est nulle. C'est-à-dire que lorsque la soupape mobile 134c est positionnée à une position prédéterminée dans le boîtier 134c par la force de rappel du ressort hélicoïdal 135, l'orifice 137 est fermé par la surface latérale de la soupape mobile 134c. Une zone d'ouverture de l'orifice 137 communiquant avec la chambre à haute pression dans le boîtier 131c devient plus grande lorsqu'une valeur de déplacement de la soupape variable 134c s'opposant au ressort hélicoïdal 135 devient supérieure. Comme cela est représenté sur la figure 10, l'étrangleur variable 130c est placé dans le cycle réfrigérant 100 entre l'échangeur de chaleur intérieur 160 et l'évaporateur 140. En outre, l'étrangleur mobile 130c est réglé pour ouvrir l'orifice 137 lorsque la différence de pression entre la chambre de haute pression (pression du réfrigérant du côté haute pression) et la chambre de basse pression (pression du réfrigérant du côté basse pression) devient supérieure à une valeur prédéterminée. L'étrangleur variable 130c est déplacé de façon à ce que la zone d'ouverture de l'orifice 137 communiquant avec la chambre de haute pression soit augmentée lorsque la différence de pression devient supérieure. L'étrangleur variable 130c peut être conçu de façon à fermer l'orifice 137 lorsque la pression du réfrigérant haute pression avant d'être décomprimé est inférieure à la pression critique du réfrigérant. Ces caractéristiques peuvent être réglées en réglant la force de rappel du ressort 135 et une surface de réception de pression de la soupape mobile 134c. En variante, l'étrangleur variable 130c peut être conçu de façon à fermer l'orifice variable 137 lorsque la pression du réfrigérant haute pression est inférieure à une pression prédéterminée. Dans le quatrième mode de réalisation, l'étrangleur fixe 136c est prévu à l'extérieur du boîtier 131c. par exemple, l'étrangleur fixe 136c peut être réglé pour être ouvert d'une façon générale afin de toujours décomprimer le réfrigérant. Cependant, l'étrangleur fixe 136c peut être prévu dans le boîtier 131c ou la soupape mobile 134c. Lorsque l'étrangleur fixe 136c est combiné à l'étrangleur mobile 130c, la résistance à l'écoulement de l'étrangleur fixe 136c peut être réglée, de façon à ce que le réfrigérant puisse être décomprimé par l'étrangleur fixe 136c, en tant que degré d'ouverture le plus faible de l'étrangleur mobile combiné 130c. (Autres modes de réalisation) Bien que la présente invention ait été décrite en liaison avec certains modes de réalisation préférés de celle-ci en faisant référence aux dessins annexés, on doit noter que diverses variantes et modifications seront évidentes pour l'homme de l'art. Dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, l'échangeur de chaleur intérieur 160 peut être prévu d'une manière similaire aux second et troisième modes de réalisation. En variante, l'échangeur de chaleur intérieur 160 peut être omis dans le cycle réfrigérant 100 des second et troisième modes de réalisation. The variable orifice 137 may provide a movable choke means such as a slide gate device or a valve gate device, as well as the movable valve 134c. Port 137 is open in housing 131c to face a side surface of movable valve 134c. In addition, the orifice 137 is provided to be closed by the side surface of the movable valve 134c when the displacement value of the variable valve 134c is zero. That is, when the movable valve 134c is positioned at a predetermined position in the housing 134c by the return force of the coil spring 135, the orifice 137 is closed by the side surface of the movable valve 134c. An opening area of the orifice 137 communicating with the high pressure chamber in the housing 131c becomes larger when a displacement value of the variable valve 134c opposing the coil spring 135 becomes greater. As shown in Fig. 10, the variable choke 130c is placed in the refrigerant cycle 100 between the indoor heat exchanger 160 and the evaporator 140. In addition, the movable choke 130c is set to open the orifice 137 when the pressure difference between the high pressure chamber (refrigerant pressure on the high pressure side) and the low pressure chamber (refrigerant pressure on the low pressure side) becomes greater than a predetermined value. The variable choke 130c is moved so that the opening area of the orifice 137 communicating with the high pressure chamber is increased when the pressure difference becomes greater. The variable choke 130c may be designed to close the orifice 137 when the pressure of the high pressure refrigerant before being decompressed is below the critical refrigerant pressure. These features can be adjusted by adjusting the return force of the spring 135 and a pressure receiving surface of the movable valve 134c. Alternatively, the variable choke 130c may be designed to close the variable orifice 137 when the pressure of the high pressure refrigerant is below a predetermined pressure. In the fourth embodiment, the fixed choke 136c is provided outside the housing 131c. for example, the fixed choke 136c can be set to be opened in a general manner so as to always decompress the refrigerant. However, the fixed choke 136c may be provided in the case 131c or the movable valve 134c. When the fixed choke 136c is combined with the movable choke 130c, the flow resistance of the fixed choke 136c can be adjusted so that the chiller can be decompressed by the fixed choke 136c as a choke. that the lowest opening degree of the combined mobile choke 130c. (Other Embodiments) Although the present invention has been described in connection with certain preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it should be understood that various variations and modifications will be apparent to the man of the present invention. art. In the first embodiment described above, the indoor heat exchanger 160 may be provided in a manner similar to the second and third embodiments. Alternatively, the indoor heat exchanger 160 may be omitted from the refrigerant cycle 100 of the second and third embodiments.

Dans les premier, second et troisième modes de réalisation décrits ci-dessus, la différence de pression AP pour ouvrir la partie de corps de soupape 134 est réglée à 3,6 MPa lorsque la pression du réfrigérant à basse pression est réglée à 3,8 MPa (température de réfrigérant 3 C). Cependant, la différence de pression (AP) dans le dispositif de décompression 130 peut être réglée à une valeur supérieure ou égale à une différence entre la pression critique du réfrigérant et la pression du réfrigérant à basse pression. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, du dioxyde de carbone est utilisé comme réfrigérant. Cependant, tout type de réfrigérant utilisable dans la plage critique, tel que l'éthylène, l'éthane et l'oxyde d'azote peut être utilisé. Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, le dispositif de décompression 130 peut être utilisé pour un cycle réfrigérant sans l'accumulateur 150 et peut être utilisé pour un cycle réfrigérant pour d'autres utilisations. De telles variantes et modifications doivent être comprises comme étant dans la portée de la présente invention telle qu'elle est définie par les revendications annexées. In the first, second, and third embodiments described above, the pressure difference AP for opening the valve body portion 134 is set to 3.6 MPa when the low pressure refrigerant pressure is set to 3.8. MPa (refrigerant temperature 3 C). However, the pressure difference (AP) in the decompression device 130 may be set to a value greater than or equal to a difference between the critical refrigerant pressure and the low pressure refrigerant pressure. In the embodiment described above, carbon dioxide is used as a coolant. However, any type of refrigerant usable in the critical range, such as ethylene, ethane and nitrogen oxide can be used. In the embodiments described above, the decompression device 130 may be used for a refrigerant cycle without the accumulator 150 and may be used for a refrigerant cycle for other uses. Such variations and modifications are to be understood as being within the scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims

A pressure relief device (130) for a refrigerant cycle (1001 which comprises a compressor (110) for compressing a refrigerant at a pressure above the critical refrigerant pressure, a refrigerant radiator (120) for cooling the refrigerant from the compressor (110), and an evaporator (140) for evaporating refrigerant, the pressure relief device (130) being located between the refrigerant radiator (120) and the evaporator (140) and comprising a body portion valve (134) which is opened in accordance with a pressure difference (AP) between an upstream side of the valve body portion (134), connected to the radiator (120), and a downstream side of the valve body portion (134), connected to the evaporator (140), and a fixed restrictor portion (136, 136a, 136b) through which the upstream side always communicates with the downstream side, to generate a flow resistance determined between the upstream side and the downstream side, wherein the valve body portion (134) is maintained in a closed state and the refrigerant-from the radiator (120) is decompressed by the fixed choke portion (136, 136a 136b) when the refrigerant pressure from the radiator (120) is lower than the critical pressure.

The pressure relief device according to claim 1, wherein the valve body portion (134) is open when the pressure difference (AP) is larger than a predetermined value while the refrigerant pressure from the radiator (120) ) is higher than the critical pressure.

The pressure relief device of claim 1 or 2, further comprising a housing (131) having an inlet port portion (132) disposed on the upstream side and an outlet port portion (133) disposed on the downstream side, wherein the valve body portion (134) is located in the housing (131) to open and close the inlet port portion (132).

The decompression device of claim 3, wherein the fixed restrictor portion is an orifice (136) disposed in the valve body portion (134) for communicating directly with the inlet port portion (132). .

The decompression device of claim 3, wherein the fixed restrictor portion is an orifice (136a) disposed in the housing (131) at a position different from the inlet port portion (132).

The pressure relief device of claim 3, wherein the fixed restrictor portion (136b) is disposed outside the housing (131).

The pressure relief device according to any one of claims 1 to 6, wherein the refrigerant at a radiator outlet portion (120) has a dry state of less than or equal to 0.25 when the refrigerant cycle works.

The pressure relief device according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant cycle (100) comprises an indoor heat exchanger (160) into which refrigerant from the radiator (120) to the decompression device (130). ) exchanging heat with refrigerant from the evaporator (140) to the compressor (110).

The pressure relief device according to any one of claims 1 to 8, wherein the valve body portion (134) is open when the pressure difference (4P) is greater than or equal to 3.6 MPa when carbon is used as a refrigerant.

The pressure relief device according to any one of claims 1 to 9, wherein the fixed restrictor portion 40 is an orifice (136, 136a, 136b) having an orifice diameter in a range of 0.3 mm to 0 , 7 mm, and the orifice (136, 136a, 136b) is set to generate a resistance to flow.

The decompression device of any one of claims 1 to 10, wherein the refrigerant cycle (100) comprises an accumulator (150) between the evaporator (140) and the compressor (110).