KR20060042092A - 다중 증발기를 구비한 이젝터 사이클 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다중 증발기(multiple evaporator)를 구비한 이젝터 사이클에 따르면, 제1증발기(15)는 이젝터(14)로부터 배출되는 냉매를 증발시킨다. 제1증발기(15)의 냉매출구는 라디에이터(13)에 연결되는 압축기(12)의 흡입구에 연결된다. 상기 분기통로(16)는 라디에이터(13)과 이젝터(14)사이에 위치된 대응 분기점에서 냉매의 유동을 분기시킨다. 상기 분기통로(16)는 이젝터(14)의 흡입구(14c)로 냉매의 분기된 유동을 안내한다. 유량조절밸브(17)는 라디에이터(13)로부터 배출된 냉매를 감압하기 위해 라디에이터(13)의 하부측 상의 라디에이터(13)와 이젝터(14)사이의 분기통로(16)에 배치된다. 제2증발기(18)는 분기통로(16)에 배치된다.
이젝터사이클, 다중증발기, 분기통로, 유량조절수단, 감압수단

Description

다중 증발기를 구비한 이젝터 사이클{EJECTOR CYCLE HAVING MULTIPLE EVAPORATORS}
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도3은 본 발명의 제2실시예에서 전자제어장치(ECU)에 의해 수행되는 제어 동작을 나타낸 공정도.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자제어장치에 의해 대응하는 부품들의 다양한 작동모드와 제어 동작을 나타낸 표.
도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 전자제어장치에 의해 대응하는 부품들의 다양한 작동모드와 제어 작업을 나타낸 표.
도7은 본 발명의 제4실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도8은 본 발명의 제5실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도9는 본 발명의 제6실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도10은 본 발명의 제7실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도11은 본 발명의 제8실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도12는 본 발명의 제9실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도13은 본 발명의 제10실시예에 따른 이젝터 사이클의 개략도.
도14는 본 발명의 제11실시예에 따른 냉동 사이클 장치를 포함하는 이젝터 사이클의 개략도.
도15는 본 발명의 제11실시예에 따른 박스타입의 자동온도조절 팽창밸브의 단면도.
도16은 본 발명의 제11실시예에 따른 이젝터의 단면도.
도17a는 도16의 이젝터의 장점을 설명하기 위한 설명도.
도17b는 도16의 이젝터에서 냉매의 다양한 상태를 나타낸 설명도.
도18a는 본 발명의 제12실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 부분 단면도.
도18b는 도18a에서 XVIIIB의 방향에서 나타낸 정면도.
도19는 종래의 냉동 사이클의 개략도.
도20은 종래의 이젝터 사이클의 개략도.
도21은 종래의 자동온도조절 팽창밸브를 사용하는 냉동 사이클의 개략도.
도22는 도21의 냉동 사이클에 사용되는 박스타입의 자동온도조절 팽창 밸브의 일례를 나타낸 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11: 냉매순환통로 12: 압축기
13, 102: 라디에이터 14, 103: 이젝터
15, 18, 22: 증발기 16: 분기통로
17, 24: 유량조절밸브 19, 20, 28: 솔레노이드밸브
25: 전자제어장치 26, 27, 29: 송풍기
32: 계량조절기 63: 기액분리기
111. 112: 냉매통로 113: 다이아프램
117: 다이아프램 챔버 120: 열전도부
125: 안내봉
본 발명은 유체를 감압하기 위한 감압수단으로서 제공되고, 고속으로 토출되는 작동유체의 동반작용(entraining action)에 의하여 유체를 운송하는 운동량 운송펌프로서 제공되는 이젝터를 포함하는 이젝터 사이클에 관한 것으로, 이러한 이젝터 사이클은 예를 들면 다중(multiple) 증발기를 이용함으로써 객실의 냉방공조동작 및 냉장고의 냉동동작을 실행하는 차량공조장치 및 냉동시스템의 냉동사이클에 효과적으로 적용될 수 있다.
일본특허 제1644707호에는 도19에 나타낸 바와 같이 라디에이터(13)의 하류측에 위치되는 냉매통로의 일부분이 두 개의 통로(51, 52)로 분기되는 증기압축식 냉동사이클을 제안하고 있다. 상기 통로(51)에는 차량객실을 냉방하기 위한 냉방공 조용 증발기(55)가 배치되고, 상기 통로(52)에는 냉장고를 냉장하기 위한 냉장고용 증발기(56)가 배치된다.
상기 일본특허 제1644707호의 냉동사이클에서, 냉매의 흐름은 솔레노이드 밸브(53, 54)를 전환함으로써 객실의 냉방공조동작을 위한 통로(51)와 냉장고의 냉장동작을 위한 통로(52) 사이를 전환시킨다. 이에 따라, 냉방공조용 증발기(55)를 이용함으로써 실행되는 객실의 냉방공조동작 및 냉장고용 증발기(56)를 이용함으로써 실행되는 냉장고의 냉장동작이 양립하게 된다.
또한, 일본특허 제3322263호에는 도20에 나타낸 바와 같이, 이젝터(14)가 냉매감압수단 및 냉매순환수단으로서 이용되는 증기압축식 냉동사이클(이젝터 사이클)을 제안하고 있다. 이러한 이젝터 사이클에서는, 이젝터(14)의 냉매출구와 기액분리기(63) 사이에 제1증발기(61)가 배치되고, 상기 기액분리기(63)의 냉매출구와 이젝터(14)의 흡입구 사이에 제2증발기(62)가 배치된다.
도20에 나타낸 일본특허 제3322263호의 이젝터 사이클에서, 상기 이젝터(14)의 노즐부(14a)로부터 토출된 냉매가 팽창될 때, 냉매의 고속흐름에 의해 발생되는 압력강하를 이용하여, 이젝터(14)의 흡입구(14c)를 통해 상기 제2증발기(63)로부터 토출된 기상냉매를 흡인한다. 또한, 상기 이젝터(14)에서 냉매가 팽창될 때 발생하는 냉매의 속도에너지는 디퓨저부(diffuer portion)(가압부)에서 압력에너지로 전환되어, 상기 이젝터(14)로부터 토출된 냉매의 압력을 증가시킨다. 그러므로, 가압된 냉매는 압축기(12)로 제공되고, 이에 따라 압축기(12)를 구동하기 위한 구동력은 감소될 수 있다. 따라서, 이젝터 사이클의 작동효율은 향상될 수 있다.
또한, 상기 두 개의 증발기(61, 62)는 동일 공간으로부터 흡열하여 그 동일공간을 냉방하도록 이용되거나, 각각 다른 공간으로부터 흡열하여 그 각각의 공간을 냉방하도록 이용될 수 있다.
그러나, 도19에 나타낸 일본특허 제1644707호의 냉동사이클의 경우, 객실의 냉방공조동작을 위하여 이용되는 통로(51) 및 냉장고의 냉장동작을 위하여 이용되는 통로(52)는 타이머(timer)를 통해 전환된다. 그러므로, 냉방고의 냉장동작 동안, 객실의 냉방공조동작은 실행되지 않아 객실이 느끼는 공조감은 저하될 수 있다. 또한, 전환동작 이후 증발기(55, 56) 상태의 차이로 인하여, 압축기(12)의 토출 냉매온도(즉, 토출 냉매압력)는 현저히 변화될 수 있다. 예를 들면, 전환동작 이후 현재 동작되는 증발기(55)의 열부하가 상대적으로 커질 경우, 상기 압축기(12)는 최대성능으로 동작되어 고압측 파이프라인에서 비정상적인 고압을 발생시키고, 이에 따라 전체 동작을 정지시키게 된다.
도20에 나타낸 일본특허 제3322263호의 이젝터사이클의 경우, 압축기(12)는 기상냉매만을 제공받고, 제2증발기(62)는 액상냉매만을 제공받는다. 그러므로, 상기 이젝터(14)로부터 토출된 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리시키는 기액분리기(63)가 필요하게 된다. 따라서, 제조비용은 현저히 증가하게 된다.
또한, 상기 이젝터(14)의 냉매순환(기상냉매 흡입)동작을 유지하면서, 단일 이젝터(14)를 이용해야 하기 때문에 상기 제1증발기(61) 및 제2증발기(62)로의 냉매 분할비율을 결정해야만 한다. 그러므로, 상기 제1 및 제2증발기(61, 62)의 냉매유량을 적절히 조절하기에 어려움이 따르는 문제점이 있다.
한편, 도21은 복수개의 증발기를 포함하는 종래 제안된 다른 냉동사이클을 나타낸 것이다. 도21은 종래 제안된 자동온도조절 팽창밸브(105)를 포함하는 냉동사이클의 개략도이다. 상기 냉동사이클에서, 냉매순환통로(R)는 라디에이터(102)의 하류측에 위치된 지점에서 두 개의 통로(R1, R2)로 분기된다. 상기 일측 통로(R1)에는 제1증발기(104)가 제공되고, 이 제1증발기(104)는 예를 들면 객실 냉방공조동작을 실행하도록 이용된다. 상기 타측 통로(R2)에는 제2증발기(106)가 제공되고, 예를 들면 냉장고의 냉장동작을 실행하기 위하여 이용된다.
냉동박스(냉장고)를 포함하는 차량 공조시스템과 같이 다중 증발기를 이용하는 이러한 냉매사이클의 경우, 객실냉방공조동작을 위한 제1증발기(104) 및 냉장고의 냉장동작을 위한 제2증발기(106)의 온도는 객실냉방공조동작을 위한 냉매통로(R1)로 냉매를 공급하기 위하여 냉장고의 냉장동작을 위한 냉매통로(R1)에 배치된 솔레노이드밸브(107)를 간헐적으로 개폐함으로써 요구되는 증발온도로 각각 제어된다. 또한, 자동온도팽창밸브(105) 및 고정계량조절장치(fixed metering device)(108)가 감압수단으로서 제공된다. 도21에서, 도면부호 101은 냉매압축기를 나타내고, 도면부호 109는 체크밸브를 나타낸다. 도22는 박스타입 자동온도조절밸브(105)가 도21의 냉동사이클에 제공된 개략도이다.
이젝터가 도22의 냉동사이클에 이용되는 경우에서는 부하변동에 따른 조절(예를 들면, 유량조절) 및 압축기의 회전속도의 급격한 변화에 효과적인 대응이 요구된다. 이를 달성하기 위하여, 일본특허공개 제2004-44906호(미국특허출원공개 제2004/0007014호)에는 전부하영역을 통해 고효율과 높은 응답성을 나타내는 이젝터 가 제안되었다.
그러나, 예를 들면, 일본특허공개 제2004-44906호(미국특허출원공개 제2004/0007014호)의 이젝터가 박스타입 자동온도팽창밸브(105)를 포함하는 도22의 냉동사이클에 이용될 경우, 상기 이젝터의 적용이 제한된다. 그러므로, 냉동사이클, 즉 이젝터를 구비한 냉동사이클의 설계자유도가 저하되는 문제점이 있다.
상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 목적은, 이젝터를 구비한 고효율 이젝터 사이클에서, 다중 증발기로의 냉매 유량을 용이하게 조절하기 위한 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 간단한 구성을 통해 이젝터 사이클에 냉매 유량을 용이하게 조절하기 위한 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 이젝터의 설계자유도의 적응성을 높이고, 간단한 구성과 신속한 응답을 동시에 얻을 수 있는 이젝터 사이클을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 제공되는 이젝터 사이클은, 압축기, 라디에이터, 이젝터, 제1증발기, 제1분기통로, 제1계량조절수단 및 제2증발기를 포함한다. 상기 압축기는 냉매를 흡입하고 압축한다. 상기 라디에이터는 상기 압축기로부터 배출된 고압냉매로부터 열을 방출시킨다. 상기 이젝터는 노즐부, 기상냉매흡입구 및 가압부를 포함한다. 상기 노즐부는 상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압 팽창시킨다. 상기 기상냉매흡입구는 상기 노즐부로부터 토출된 고속의 냉매유동작용에 의하여 기상냉매를 흡입한다. 상기 가압부는 고속냉매 및 기상냉매가 혼합된 유동의 속도에너지를 압력에너지로 변환시킨다. 제1증발기는 상기 압축기의 흡입구에 냉매출구가 연결되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 상기 이젝터로부터 배출된 냉매를 증발시킨다. 제1분기통로는 상기 라디에이터와 이젝터 사이에 위치된 대응 분기점에서 냉매의 유동을 분기시키고, 상기 이젝터의 기상냉매 흡입구로 분기된 냉매의 유동을 안내한다. 제1계량조절수단은 상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압시킨다. 제2증발기는 상기 제1분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발시킨다.
또한, 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 제공되는 이젝터 사이클은, 압축기, 라디에이터, 제1계량조절수단, 제1증발기, 이젝터, 제1분기통로, 제2계량조절수단 및 제2증발기를 포함한다. 상기 압축기는 냉매를 흡입하고 압축한다. 상기 라디에이터는 상기 압축기로부터 방출된 고압냉매로부터 열을 방출시킨다. 상기 제1계량조절수단은 상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압시킨다. 상기 제1증발기는 상기 제1계량조절수단의 냉매출구와 압축기의 흡입구 사이를 연결하고, 냉동성능을 달성하기 위하여 적어도 상기 제1계량조절수단으로부터 배출된 저압냉매를 증발시킨다. 상기 이젝터는 노즐부, 기상냉매흡입구 및 가압부를 구비한다. 상기 노즐부는 상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압 팽창시킨다. 상기 기상냉매흡입구는 노즐부로부터 방출된 고속의 냉매유동작용에 의하여 기상냉매를 흡입한다. 상기 가압부는 상기 고속냉매 및 기상의 냉매가 혼합된 유동의 속도에너지를 압력에너지로 변환시킨다. 제1분기통로는 상기 라디에이터와 제1계량조절수단 사이에 위치되는 대응분기지점에서 냉매유동을 분기시키고, 상기 이젝터의 기상냉매흡입구 로 냉매유동을 분기시킨다. 제2계량조절수단은 상기 제1분기통로에 배치되고, 상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압시킨다. 제2증발기는 상기 제2계량조절수단의 하부측 제1분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발시킨다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
(제1실시예)
도1은 차량 공조시스템 및 냉동시스템에서 실시되는 본 발명의 제1실시예에 따르는 이젝터 사이클의 대표적인 예를 나타낸다. 상기 이젝터 사이클은 냉매가 순환되는 냉매순환통로(11)를 포함한다. 압축기(12)는 냉매순환통로(11)에 배치된다. 상기 압축기(12)는 그 내부로 공급되는 냉매를 흡입하여 압축한다.
본 실시예에서, 상기 압축기(12)는 예를 들면, 벨트 등을 통해 차량구동엔진(미도시)에 의해 회전된다. 상기 압축기(12)는 그의 유량변화(displacement)를 통해 냉매배출비율을 조정할 수 있는 가변용량 압축기이다. 상기 유량변화는 상기 압축기(12)의 회전당 상기 압축기로부터 배출된 냉매의 양으로서 정의된다. 상기 압축기(12)의 유량변화는 상기 압축기(12)에서 냉매의 흡입체적을 변화시킴으로써 변화시킬 수가 있다.
회전사판(swash plate) 압축기는 전술한 목적을 위해 가장 일반적으로 사용되고 가변용량 압축기(12)로서 사용될 수도 있다. 특히, 회전사판 압축기에서, 피스톤 행정을 변화시키고 이에 따른 냉매의 흡입체적을 변화시키기 위해 회전사판의 경사각은 변화된다. 상기 압축기(12)의 회전사판 챔버내의 압력(제어압)은 유량변화 제어메커니즘을 구성하는 압력제어 전자기장치(12a)에 의해 변화되고, 이에 따라 상기 회전사판의 경사각은 외부적 및 전기적으로 제어된다.
상기 라디에이터(13)는 냉매유동방향으로 상기 압축기(12)의 하부에 배치된다. 상기 라디에이터(13)는 상기 압축기(12)로부터 토출되는 고압냉매와 냉각팬(미도시)에 의해 상기 라디에이터 쪽으로 송풍되는 외부공기(차량의 외부로부터 공급되는 외부공기)사이에서 열교환하고, 이에 따라 상기 고압 냉매는 냉각된다.
상기 이젝터(14)는 상기 냉매 유동 방향으로 상기 라디에이터(13)의 하부에 배치된다. 상기 이젝터(14)는 유체를 감압하기 위한 감압수단으로서 제공되고 배출된 고속 작동 유체의 혼합 작용에 의해 유체 이송을 실행하는 운동량 이송펌프로서 형성된다.(JIS Z 8126 Number 2.1.2.3 참조).
상기 이젝터(14)는 노즐부(14a)와 흡입구(14c)를 포함한다. 상기 노즐부(14a)는 라디에이터(13)로부터 배출된 상기 냉매를 안내하는 냉매 통로의 횡단면적을 감소시키고 등엔트로피적으로 감압하기 위해 상기 고압냉매를 팽창시킨다. 상기 흡입구(14c)는 노즐부(14a)의 냉매토출구가 위치한 공간에 배치된다. 상기 흡입구(14c)는 제2증발기(18)로부터 공급된 기상냉매를 흡입한다. 또한, 가압부로서 제공되는 디퓨저부(14b)는 냉매유동방향으로 노즐부(14a)와 흡입구(14c)의 하부에 배치 된다. 상기 디퓨저부(14b)는 그 하단부 쪽으로 냉매통로의 횡단면적이 점진적으로 증가하도록 형성되고, 이에 따라 상기 디퓨저부(14b)는 냉매유동을 감속시키고 냉매압력을 증가시킨다. 즉, 상기 디퓨저부(14b)는 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 변환시킨다.
상기 이젝터(14)의 상기 디퓨저부(14b)로부터 배출된 냉매는 제1증발기(15)로 공급된다. 상기 제1증발기(15)는 예를 들면, 상기 객실내로 배출된 공기를 냉각하고 상기 객실을 냉방시키기 위해 차량 객실공조장치(미도시)의 공기통로에 배치된다.
특히, 상기 객실 공기는 차량 객실 공기조화 장치의 전기 송풍기(제1송풍기)(26)로부터 상기 제1증발기(15) 쪽으로 송풍된다. 상기 제1증발기(15)에서, 상기 이젝터(14)에 의해 감압되어진 저압 냉매는 상기 객실 공기로부터 열을 흡수함으로써 기상냉매로 증발된다. 이에 따라 상기 객실 공기는 상기 객실을 냉방시키기 위해 냉각된다. 상기 제1증발기(15)에서 증발된 상기 기상냉매는 상기 압축기(12)속으로 흡입되게 되고 상기 냉매순환통로(11)를 통해 재순환된다.
또한, 본 실시예의 이젝터 사이클에서, 제1분기통로(16)가 형성된다. 상기 제1분기통로(16)는 상기 라디에이터(13)와 상기 라디에이터의 하부측의 상기 이젝터(14)사이의 냉매순환통로(11)의 대응하는 분기부로부터 분기되고, 이때 상기 이젝터(14)의 흡입구(14c)에서 상기 냉매순환통로(11)와 합류된다.
제1유량조절밸브(제1계량조절수단)(17)는 상기 제1분기통로(16)에 배치된다. 상기 제1유량조절밸브(17)는 상기 냉매의 유량을 조절하고 상기 냉매를 감압시킨 다. 상기 제1유량조절밸브(17)의 밸브개방도는 전기적으로 제어될 수 있다. 상기 제2증발기(18)는 상기 냉매의 유동방향으로 상기 제1유량조절밸브(17)의 하부에 배치된다.
상기 제2증발기(18)는 예를 들면, 차량 냉각기의 내부를 냉각시키기 위해 차량 냉각기(미도시)에 배치된다. 상기 냉각기의 내부공기는 상기 제2증발기(18)쪽으로 전기 송풍기(제2송풍기)(27)에 의해 송풍된다.
상기와 같은 본 실시예에서, 가변용량 압축기(12)의 압력제어 전자기 장치(12a), 제1 및 제2 송풍기(26,27) 및 제1유량조절밸브(17)은 전기제어장치(ECU)로부터 배출되는 상응하는 제어신호에 의해 전기적으로 제어된다.
다음, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 압축기(12)가 상기 차량엔진에 의해 구동되어지는 경우, 상기 냉매는 상기 압축기(12) 내에서 압축되고, 이에 따라 고온 및 고압의 냉매는 화살표 A의 방향으로 상기 압축기(12)로부터 배출되고, 상기 라디에이터(13)로 공급된다. 상기 라디에이터(13)에서, 고온의 냉매는 외부공기에 의해 냉각되고 이에 의해 응축된다. 상기 라디에이터(13)로부터 배출된 상기 액상냉매는 상기 냉매순환통로(11)를 통해 통과하는 화살표 B의 유동과 제1분기통로(16)를 통해 통과하는 화살표 C의 유동으로 분할된다.
상기 제1분기통로(16)을 통해 통과하는 냉매(화살표 C)는 제1유량조절밸브(17)를 통과하여 감압되고 이에 따라 저압의 냉매로 된다. 다음 제2증발기(18)에서, 저압 냉매는 상기 제2송풍기(27)에 의해 송풍되는 상기 냉각기의 내부 공기로 부터 열을 흡수하고, 이에 따라 상기 냉매는 증발된다. 이와 같이 제2증발기(18)는 상기 냉각기의 내부를 냉각시킨다.
여기에서, 제1분기통로(16)내의 냉매유량은, 즉 상기 제2증발기(18) 내의 냉매유량은, 상기 전기제어장치(제어수단,ECU)(25)를 통해 상기 제1분기통로(16)의 제1유량조절밸브(17)의 밸브개방도를 제어함으로써 조정된다. 따라서, 상기 제2증발기(18)에 의해 냉각되는 냉각 공간(특히, 상기 냉각기의 내부공간)의 냉동성능은 상기 제1유량조절밸브(17)의 밸브개방도와 회전속도, 즉 상기 전자제어장치(25)를 통하여 상기 제2송풍기(27)의 분당회전수(RPM)를 제어함으로써 제어된다.
상기 제2증발기(18)로부터 배출되는 상기 기상냉매는 상기 이젝터(14)의 흡입구(14c)로 흡입된다. 상기 냉매순환통로(11)내에서 유동하는 화살표 B의 냉매 유동은, 상기 이젝터(14)의 상기 노즐부(14a)의 냉매 입구로 공급된다. 상기 냉매는 감압되고, 상기 노즐부(14a)를 통해 팽창된다. 이와 같이, 상기 냉매의 압력에너지는 상기 노즐부(14a)에서 속도에너지로 변환되고, 상기 노즐부(14)의 출구로부터 고속으로 배출된다. 상기 냉매의 압력이 감소되기 때문에 상기 제2증발기(18)에서 증발되는 기상냉매는 상기 흡입구(14c)를 통하여 흡입된다.
상기 노즐부(14a)로부터 배출되는 냉매와 상기 흡입구(14c)로 흡입되는 냉매는, 상기 노즐부(14a)의 하부측에서 혼합되고 상기 디퓨저부(14b)로 공급된다. 상기 디퓨저부(14b)에서 냉매통로의 횡단면적이 증가하기 때문에 상기 냉매의 속도 에너지(팽창 에너지)는 압력에너지로 변환된다. 이에 의해 상기 냉매의 압력은 증가하게 된다. 상기 이젝터(14)의 디퓨저부(14b)로부터 배출된 상기 냉매는 제1증발 기(15)로 공급된다.
상기 제1증발기(15)에서, 상기 냉매는 차량객실내로 방출되는 공기로부터 열을 흡수하고, 이에 따라 상기 냉매는 증발하게 된다. 증발후에, 상기 기상냉매는 상기 압축기(12)로 흡입되어 압축된다. 그 후에, 상기 냉매는 상기 압축기(12)로부터 배출되고 상기 냉매순환통로(11)에서 화살표 A 방향으로 유동한다. 여기에서, 상기 전자제어장치(25)는 상기 압축기(12)의 상기 냉매배출량을 제어하기 위해 상기 압축기(12)의 체적(유량변화)를 제어하고, 이에 따라 상기 제1증발기(15)로 공급된 상기 냉매의 유량은 조정된다. 또한, 상기 전자제어장치(25)는 상기 제1증발기(15)에 의해 냉각되는 냉각공간을 냉각시키기 위해 특히, 차량객실을 냉방시키기 위한 냉동성능을 제어하기 위해 상기 제1송풍기(26)의 분당회전수(RPM)를 제어한다.
다음, 제1실시예의 효과를 설명하면 다음과 같다.
(1) 상기 제1증발기(15)는 상기 이젝터(14)의 상기 디퓨저부(14b)의 하부에 배치되고, 제1분기통로(16)는 상기 라디에이터(13)의 하부 측에서 상기 냉매순환통로(11)로부터 분기되고 상기 이젝터(14)의 흡입구(14c)에 연결된다. 상기 제1유량조절밸브(17)과 상기 제2증발기(18)는 상기 제1분기통로(16)에 배치된다. 따라서, 상기 냉동동작은 상기 제1 및 제2 증발기(15,18) 양 쪽 모두에서 지속적으로 실행된다.
(2) 상기 제1증발기(15)의 냉매증발압력은 상기 디퓨저부(14b)를 통과하여 감압된 후의 압력이다. 이와 대조적으로, 상기 제2증발기(18)의 출구는 상기 이젝 터(14)의 흡입구(14c)에 연결된다. 이에 의해, 상기 노즐부(14a)에서 감압된 바로 직후의 최저 압력은 상기 제2증발기(18)의 출구에 적용될 수 있다.
이와 같이, 상기 제2증발기(18)의 냉매증발압력(냉매증발온도)는 제1증발기(15)의 냉매증발압력(냉매증발온도)보다 더 낮게 할 수 있다. 이에 의해, 차량 객실의 냉방을 하는데 적당한 더 높은 온도 범위에서의 냉동동작은 상기 제1증발기(15)에 의해 실행될 수 있다. 이와 동시에, 상기 냉각기의 내부를 냉각하는데 적당하고 상기 더 높은 온도 범위보다 낮은 온도 범위에서의 냉동동작은 상기 제2증발기(18)에 의해 실행될 수 있다.
상기에 설명한 것과 같이, 차량 객실을 냉방하는데 적당한 상기 더 높은 온도범위에서의 냉동동작과, 상기 냉각기의 내부를 냉각하는데 적당한 상기 더 낮은 온도범위에서의 냉동동작은, 단지 상기 제1분기통로(16)만 추가된 간단한 구성으로도 구현될 수 있다. 즉, 두개의 다른 온도범위에서 냉동동작이 구현될 수 있다.
(3) 전술한 바와 같이, 상기 제1증발기(15)에 공급되는 냉매의 유량은 상기 압축기(12)의 냉매배출량을 제어함으로써 제어될 수 있다. 또한, 상기 제1증발기(15)의 냉동성능은 상기 제1송풍기(26)의 공기 유동량을 제어함으로써 제어될 수 있다.
또한, 상기 제2증발기(18)의 냉동성능은 상기 제1유량조절밸브(17)를 통과하는 냉매유량을 제어하고 상기 제2송풍기(27)의 공기유동량을 제어함으로써 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1증발기(15)의 냉동성능과 상기 제2증발기(18)의 냉동성능은, 개별적으로 각각 제어될 수 있다. 이에 의해, 상기 제1 및 제2 증발기(15,18)에서 열적 부하에 대한 변화에 대응하는 것이 상대적으로 용이하다.
(4) 상기 제1유량조절밸브(17)를 통과하여 감압되고 기상냉매와 액상냉매 모두 포함하는 감압된 2상(phase)을 가지는 냉매는 상기 제1분기통로(16)를 통과하여 상기 제2증발기(18)에 제공될 수 있다. 이에 의해, 도20의 일본특허 제 3322263호에서, 제2증발기(62)에 액상냉매를 공급하기 위해 제1 증발기(61)의 하부측에 기액분리기(63)를 제공할 필요가 없다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제1증발기(15)에서 냉매유량의 제어와 상기 제2증발기(18)에서 냉매유량의 제어는, 상기 압축기(12)의 냉매배출량의 제어와 상기 제1유량조절밸브(17)의 밸브개방도의 제어를 통해 각각 실행될 수 있다. 이에 의해 각각의 증발기(15,18)의 냉매 유량의 제어는 상기 각각의 증발기(15,18)의 열부하에 기반을 두고 적절하게 실행될 수 있다. 따라서, 상기 냉매 유량은 전체 냉매가 상기 이젝터(14)의 하부에 위치되는 상기 제1증발기(15)에서 기상냉매가 되도록 하는 방법으로 조정될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르는, 도20의 일본특허 제 3322263호에서 요구되는 기액분리기(63)를 제거하는 것이 가능하다. 이로 인해, 상기 이젝터 사이클의 제조비용은 감소될 수 있다.
(5) 상기 냉매의 압력은 상기 이젝터(14)의 디퓨저부(14b)에 의해 증가되고, 이에 따라 상기 압축기(12)의 입구 냉매 압력은 증가될 수 있다. 이와 같이, 상기 압축기(12)를 구동하기 위한 구동력은 최소화되어 사이클의 효율성을 향상시킨다.
(제2실시예)
도2는 제1 및 제2솔레노이드 밸브(제1 개폐수단과 제2개폐수단)(19,20)를 제외하면 상기 제1실시예의 이젝터 사이클과 유사한 제2실시예의 이젝터 사이클을 나타낸 것이다. 상기 제1솔레노이드 밸브(19)는 상기 이젝터(14)의 상부측에서 냉매순환통로(11)를 개폐한다. 상기 제2솔레노이드 밸브(20)는 상기 제1유량조절밸브(17)의 상부측에서 상기 제1분기통로(16)를 개폐한다. 상기 압축기(12)의 압력제어 전자기 장치(12a)와 유사하게, 상기 제1 및 제2솔레노이드 밸브(19,20)의 개폐는 전자제어장치(25)로부터 제공되는 대응하는 신호에 의해 제어된다.
상기 전자제어장치(25)에 의해 안내되는 작동모드의 선택을 도3에 참조하여 설명한다. 먼저, 사용자 입력 정보, 각 냉각공간의 온도 정보 및 각 증발기(15,18)의 온도정보는 S110 단계에서 전자제어장치(25)로 입력된다. 상기 사용자 정보는, 예를 들면 냉각공간을 냉각시키기 위한 온, 오프와 상기 냉각공간의 요구되는 설정 온도를 포함한다.
다음, S120 단계에서, 각 냉각공간의 설정 온도 또는 각 증발기(15,18)의 설정 온도는 S110 단계에서 입력된 정보를 기초로 하여 전자제어장치(25)에 의해 결정된다. 이와 같이, 냉매를 공급함으로써 요구되는 냉동성능을 달성하기 위해 작동되는데 필요한 증발기가 결정된다. 각각의 설정 온도를 기초로 한, 최상의 작동모드는 예를 들면, S130 단계에서 도4에 의거하여 결정된다.
본 실시예에서는, 제1증발기 작동모드(도4에서 제1증발기), 제2증발기 작동모드(도4에서 제2증발기), 다중 증발기 작동모드(도4에서 다중 증발기)가 제공된 다. 상기 제1증발기 작동모드에서는, 상기 제1증발기(15)의 냉동성능을 얻기 위하여 제1증발기(15)만이 작동된다. 상기 제2증발기 작동모드에서는, 상기 제2증발기(18)의 냉동성능을 얻기 위하여 제2증발기(18)만이 작동된다. 상기 다중 증발기 작동모드에서는, 상기 제1 및 제2증발기(15,18) 모두 상기 제1 및 제2증발기(15,18)의 냉동성능을 달성하기 위해 작동된다.
예를 들면, 사용자가 사이클을 작동시키고 상기 제1증발기(15)에 의해 냉각되는 냉각공간의 온도를 설정하는 경우, 즉, 상기 제1증발기(15)가 상기 제1증발기(15)의 냉동성능을 달성하기 위한 작동이 요구될 경우, 상기 제1증발기 작동모드는 선택된다. 상기 선택된 작동모드에 기반을 두고, 상기 전자제어장치(25)는 상기 제1 및 제2솔레노이드 밸브(19,20)와, 제1유량조절밸브(17)(도4에서 제1제어밸브)와, 제1 및 제2송풍기를 도4에 나타낸 방법으로 제어한다.
그 후에, 전자제어장치(25)는 단계 S140에서 설정 온도로 냉각공간의 온도를 조절하기 위하여 압축기(12)의 압력제어 전자기 장치(12a)와 같은 전자장치를 제어한다. 상기와 같은 방법으로 도4에 나타낸 각 작동모드는 전자제어장치(25)에 의해 선택되고 설정될 수 있다.
상기한 바를 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 제1증발기 작동모드에서, 전자제어장치(25)는 상기 제1솔레노이드밸브(19)를 개방하고 상기 제2솔레노이드밸브(20)를 폐쇄한다. 이때, 상기 전자제어장치(25)는 상기 제1증발기(15)에 공급되는 냉매의 유량을 제어하기 위해 상기 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)을 제어한다. 이와같이, 냉각공간으로 방출되는 공기로부터 상기 제1증발기(15)에서 냉매 에 의해 흡수되는 열의 전체량을 조절하는 것은 가능하다. 또한, 상기 제1증발기(15)에 의해 냉각되는 냉각공간내에 냉각공기의 유량은 상기 제1송풍기(26)의 분당회전수(공기유량)를 제어함으로써 제어된다. 이와 같이 상기 제1증발기의 냉동성능(특히, 차량 객실을 냉방시키기 위한 냉동성능)은 조절된다.
또한, 상기 제2증발기 작동모드에서는, 전자제어장치(25)가 상기 제1솔레노이드밸브(19)를 폐쇄하고 상기 제2솔레노이드밸브(20)을 개방한다. 상기 제2증발기(18)에 공급되는 냉매유량은 상기 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)과 상기 제1유량조절밸브(17)의 밸브 개방도를 제어함으로써 제어된다.
또한, 상기 제2증발기(18)에 의해 냉각되는 상기 냉각공간내에 냉각공기의 유량은 상기 제2송풍기(27)의 분당회전수(공기유량)를 제어함으로써 제어된다. 이와 같이, 상기 제2증발기(18)의 냉동성능 (특히, 냉각기의 내부를 냉각시키기 위한 냉동성능)은 제어된다.
또한, 상기 다중 증발기 작동모드에서는, 전자제어장치(25)가 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브(19,20)를 모두 개방한다. 이때, 상기 전자제어장치(25)는 상기 제1증발기(15)에 공급되는 냉매유량을 제어하기 위해 상기 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)을 제어한다. 상기 제2증발기(18)에 공급되는 냉매유량은 상기 제1유량조절밸브(17)의 밸브 개방도를 조절함으로써 조절된다.
또한, 상기 제1송풍기(26)의 분당회전수(공기유량)와, 상기 제2송풍기(27)의 분당회전수(공기유량)을 각각 제어함으로써, 상기 제1증발기(15)의 냉각공간내에 방출된 냉각공기의 유량과 상기 제2증발기(18)의 냉각공간으로 방출된 냉각공기의 유량은 각각 제어된다. 이와 같이, 제1증발기(15)의 냉동성능과 상기 제2증발기(18)의 냉동성능은 각각 제어된다.
상기 이젝터(14)에 공급되는 냉매의 압력이 압축기(12)의 체적(냉매배출량)이 증가함으로써 증가될 경우, 상기 제2증발기(18)에서 증발된 기상냉매를 흡입하기 위한 이젝터(14)의 흡입 용량은 증가된다. 이와 같이, 상기 제2증발기(18)를 통과하여 유동하는 냉매유량은 제어될 수 있다.
또한, 상기 제2증발기 작동모드에서는, 냉매가 오직 제2증발기(18)에만 공급됨에 따라 상기 제2증발기(18) 내에 잔류하는 냉매 오일은 상기 압축기(12)로 귀환될 수 있다.
(제3실시예)
도5는 제3실시예에 따르는 이젝터 사이클을 나타낸 것이다. 상기 제3실시예의 이젝터 사이클은 제2분기통로(23)를 제외하면 상기 제2실시예의 이젝터 사이클과 유사하다. 상기 제2분기통로(23)는 상기 제1유량조절밸브(17)의 상부측 상에 위치한 제1분기통로(16)의 일 지점(분기점)과 상기 제1증발기(15)와 압축기(12)사이에 연결되는 냉매순환통로(11)의 일 지점(합류점)사이에 연결된다.
제2유량조절밸브(제2계량조절수단)(24)와 제3솔레노이드밸브(제3개폐수단)(28)는 상기 제2분기통로(23)에 배치된다. 상기 제2유량조절밸브(24)는 냉매의 유량을 제어하고 냉매를 감압시킨다. 상기 제3솔레노이드밸브(28)는 상기 제2분기통로(23)를 개폐한다. 또한, 제3증발기(22)는 제2분기통로(23)에서 냉매유동방향으로 상기 제2유량조절밸브의 하부측 상에 배치된다. 상기 제3증발기(22)의 냉각공간의 공기는 상기 제3증발기(22) 쪽으로 전기 송풍기(제3송풍기)에 의해 송풍된다.
여기서, 상기 제3증발기(22)의 하부측은 상기 제1증발기(15)의 하부측에 연결되고 상기 압축기(12)의 흡입구 측에 연결된다. 이와같이, 상기 제1증발기(15)의 냉매증발압력과 상기 제3증발기(22)의 냉매증발압력은 일반적으로 압축기(12)의 흡입압력과 동일하다. 이에 따라, 상기 제1증발기(15)의 냉매증발온도와 상기 제3증발기(22)의 냉매증발온도 또한 동일하다.
따라서, 예를 들면, 차량 객실의 앞 좌석 측면 공간은 상기 제1증발기(15)의 냉각공간으로서 설정될 수 있고, 차량 객실의 뒷좌석 측면 공간은 상기 제3증발기(22)의 냉각공간으로서 설정될 수 있다. 이와 같이, 차량 객실의 앞좌석 측면 공간과 뒷좌석 측면 공간은 상기 제1증발기(15)와 제3증발기(22)에 의해 각각 지속적으로 냉각될 수 있다.
제3실시예에서, 상기 제2유량조절밸브(24)와, 제3솔레노이드밸브(28) 및 제3송풍기(29)는 전자제어장치(25)로부터 공급되는 대응하는 제어 신호에 의해 제어된다.
상기 제3실시예의 전자제어장치(25)의 제어 작동은 도3의 단계 S130을 제외하면 상기 제2실시예의 전자제어장치(25)의 제어 작동과 대체로 유사하다. 즉, 상기 제2실시예에서, 작동모드는 도4에 의거하여 결정된다. 이에 반하여, 상기 제3실시예에서, 작동모드는 도6에 의거하여 결정된다.
상기 제3실시예에서, 전자에어장치(25)에 의해 제어된 구성요소의 수는 상기 제2실시예에서와 비교해보면 증가되고, 이에 따라 작동모드의 수는 도6에 나타낸 바와 같이 증가된다. 그러나, 전자제어장치(25)의 제어흐름은 상기 제2실시예에서와 유사하게, 요구되는 냉동성능을 얻기 위해 요구되는 대응하는 증발기의 작동모드를 기반으로 하여 결정된다.(도 3에서 S130 참조)
상기 제3실시예의 작동모드를 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 제3실시예의 제1증발기 작동모드(제1증발기)와 제2증발기 작동모드(제2증발기)는 상기 제2실시예에서와 유사하다. 상기 제3증발기 작동모드(제3증발기)에서, 전자제어장치(25)는 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(19,20)를 폐쇄하고 제3솔레노이드 밸브(28)를 개방한다.
상기 제3증발기(22)에 공급되는 냉매유량은, 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)과 제2유량조절밸브(24)의 밸브 개방도를 제어함으로써 제어된다. 또한, 상기 제3증발기(22)의 냉각공간 내 냉각공기의 유량은 제3송풍기(29)의 분당회전수(공기유량)를 제어함으로써 제어된다. 이와 같이, 상기 제3증발기(22)의 냉동성능(특히, 차량 객실의 뒷좌석 측면 공간을 냉방하기 위한 냉동성능)은 제어된다.
상기 제1 및 제2 증발기 작동모드(도6에서 제1 및 제2증발기)에서, 전자제어장치(25)는 상기 제1 및 제2솔레노이드밸브(19,20)를 개방하고 상기 제3솔레노이드 밸브(28)을 폐쇄한다. 압축기(12)와, 제1유량조절밸브(17)와, 제1 및 제2 송풍기(26,27)는 상기 제1 및 제2증발기(15,18)의 냉동성능을 제어하는 상기 제2실시예의 다중 증발기 작동모드에서와 동일한 방법으로 제어된다.
제1 및 제3증발기 작동모드(도6에서 제1 및 제3증발기)에서 전자제어장치(25)는 제1 및 제3솔레노이드밸브(19,28)를 개방하고, 제2솔레노이드밸브(20)를 폐 쇄한다. 이에 따라, 상기 제1증발기(15)에 공급되는 냉매유량은 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)을 제어함으로써 제어된다. 또한, 제3증발기(22)에 공급되는 냉매유량은 제2유량조절밸브(24)의 밸브 개방도를 제어함으로써 제어된다. 또한, 상기 제1증발기의 냉각공간내 냉각공기의 유량과 상기 제3증발기의 냉각공간내 냉각공기의 유량은 상기 제1송풍기(26)의 분당회전수(공기유량)와 상기 제3송풍기(29)의 분당회전수(공기유량)를 각각 제어함으로써 제어된다. 이와 같이, 제1증발기(15)의 냉동성능과 제3증발기(22)의 냉동성능은 제어된다.
상기 제2 및 제3증발기 작동모드(제1 및 제3증발기)에서 전자제어장치(25)는, 제2 및 제3솔레노이드밸브(20,28)를 개방하고 제1솔레노이드밸브(19)를 폐쇄한다. 상기 제2증발기(18)의 냉동성능과 상기 제3증발기(22)의 냉동성능은, 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)과 제 1 및 제2 유량조절밸브(17,24)의 밸브 개방도와 제2 및 제3 송풍기(27,29)의 공기유량을 제어함으로써 제어된다.
상기 제1 내지 제3 증발기 작동모드(도6에서 전체 증발기)에서, 전자제어장치(25)는 제1 내지 제3솔레노이드 밸브(19,20,28) 모두를 개방한다. 이에 따라, 제1증발기(15)에 공급되는 냉매의 유량은 압축기(12)의 체적(냉매 방출량)을 제어함으로써 제어된다. 또한, 제2증발기(18)에 공급되는 냉매의 유량과 제3증발기(22)에 공급되는 냉매의 유량은 상기 제1 및 제2 유량조절밸브(17,24)의 밸브 개방도를 각각 제어함으로써 제어된다.
또한, 상기 제1송풍기 내지 제3송풍기(26,27,29)의 분당회전수(공기유량)는 이에 대응하는 냉각공간내에 각각 방출된 냉각공기의 유량을 제어하도록 제어된다. 이와 같이, 상기 제1증발기(15)의 냉동성능과, 상기 제2증발기(18)의 냉동성능 및 상기 제3증발기(22)의 냉동성능은 각각 제어된다.
상기와 같은 방법으로, 도6에 나타낸 각 작동모드는 전자제어장치(25)에 의해 선택되고 설정될 수 있다. 이에 따라 일반적인 냉각공간이나 다중 냉각공간은 3개의 증발기(15,18,22) 중 하나 이상의 증발기에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 제2증발기 작동모드에서, 냉매는 상기 제2증발기(18)에만 공급된다. 아울러, 상기 제3증발기 작동모드에서는, 냉매는 상기 제3증발기(22)에만 공급된다. 이에 따라, 상기 제2증발기(18) 또는 상기 제3증발기(22)내에 잔류하는 냉매는 압축기(12)로 귀환될 수 있다.
(제4실시예)
도7은 제4실시예의 이젝터 사이클을 나타낸 것이다. 상기 제4실시예의 이젝터 사이클은 제3분기통로(21)를 제외하면 상기 제1실시예의 이젝터 사이클과 유사하다. 상기 제3분기통로(21)는, 이젝터(14)와 제1증발기(15) 사이에 위치되는 냉매순환통로(11)의 일지점(분기점)으로부터 제1증발기(15)와 압축기(12)사이에 위치되는 냉매순환통로(11)의 다른 지점(합류점)까지 연장된다. 제4증발기(또는 제3증발기)(30)는 상기 제3분기통로(21)에 배치된다. 전기 송풍기인 제4송풍기(또는 제3송풍기)는 제4증발기(30)의 반대편에 배치된다.
이와같이, 상기 제1 및 제2증발기(15,18)와 더불어, 소정의 냉각공간은 제4증발기(30)에 의해 냉각될 수 있다. 여기에서, 상기 제4증발기(30)의 하부측은 상기 제1증발기(15)의 하부측에 연결되고 압축기(12)의 흡입구 측에 연결된다. 이에 따라, 상기 제1증발기(15)의 냉매증발압력과 상기 제4증발기(30)의 냉매증발압력은 대체로 압축기(12)의 흡입 압력과 동일하다. 이로 인해, 상기 제1증발기(15)의 냉매증발온도와 제4증발기(30)의 냉매증발온도 또한 상기 압축기(12)의 흡입 온도와 동일하다.
제4실시예에서, 일반적인 냉각 공간 또는 다중 냉각 공간은 상기 제3실시예와 유사하게, 상기 3개의 증발기(15,18,30)에 의해 냉각될 수 있다.
(제5실시예)
제1실시예 내지 제4실시예 각각에서, 상기 이젝터(14)와 제1증발기(15)는 연속하여 연결된다. 이에 따라, 상기 이젝터(14)는 상기 제1증발기(15)로 공급되는 냉매유량을 조절하기 위한 유량조절기능을 구비하고, 또한 상기 제1증발기(15)와 제2증발기(18)사이에는 냉매 압력차를 유발하기 위한 펌핑 기능을 가지고 있다.
따라서, 상기 이젝터(14)를 설계할 때, 상기 유량조절기능과 펌핑기능을 모두 달성하기 위한 요구사양이 만족되어야 한다. 이에 따라, 상기 제1증발기(15)에 공급되는 냉매의 유량을 조절하기 위한 유량조절기능을 달성하기 위하여, 설계는 상기 제1증발기(15)에 의존할 필요가 있다. 그 결과로서, 고효율의 이젝터 사이클의 작동은 어렵게 된다.
이에 따라, 제5실시예에서, 이젝터(14)는 이젝터 사이클의 고효율 작동을 가능하게 하고, 이젝터(14)의 설계를 용이하게 하도록 제1증발기(15)의 유량을 조절하기 위한 유량조절기능을 배제한 펌핑기능만을 가진다.
제5실시예를 도8를 참조하여 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 냉매순환통로(11)에서, 제공된 계량조절기구(제1계량조절수단)(32)는 상기 라디에이터(13)의 출구와 상기 제1증발기(15)의 입구사이에 제공된다. 또한, 제5실시예에서, 상기 이젝터(14)는 냉매순환통로(11)에 제공되지 않는다. 반면, 상기 이젝터(14)는 상기 계량조절기구(32)와 평행하게 제공된다.
상기 계량조절기구(32)로서 비록 다양한 장치들이 사용될 수 있지만, 소정의 밸브에 제1증발기(15)의 출구에서 냉매의 과열을 유지하는 방법으로 개방도를 제어하는 자동온도조절 팽창 밸브는 본 실시예에서 계량조절기구(32)로서 사용된다.
게량기구(제2계량조절수단)(17)과 상기 제2증발기(18)는 라이에이터(13)의 출구와 이젝터(14)의 입구 사이에서 냉매순환통로(11)의 일지점으로부터 분기되는 제1분기통로(16)에 연속적으로 배치된다. 또한, 상기 제2증발기(18)의 출구는 상기 이젝터(14)의 흡입구(14c)에 연결된다. 상기 제1분기통로(16)의 계량조절기구(17)로서 비록 다양한 장치들이 사용될 수 있지만, 단순한 구조의 모세관과 같은 고정된 계량조절수단은 본 실시예에서 계량조절기구(17)로서 사용될 수 있다.
다음, 상기 제5실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다. 압축기(12)가 작동될 경우, 상기 압축기(12)로부터 방출되는 냉매는 외부공기로 열을 방출하고 라디에이터(13)내에서 응축된다. 이후, 상기 응축된 냉매유동은 다음의 3개의 유동으로 분할된다.
즉, 제1냉매유동은 상기 계량조절기구(32)를 통과하고 감압된다. 그런 다음, 상기 제1냉매유동은 상기 제1증발기(15)내로 유입된다. 제2냉매유동은 상기 이젝터 (14)의 노즐부(14a)를 통과하고 감압된다. 그런 다음, 상기 제2냉매유동은 상기 디퓨저부(14b)를 통과하고 압축된다. 그런 후에, 상기 제2냉매유동은 상기 제1증발기(15)내로 유입된다. 제3냉매유동은 상기 계량조절기구(17)를 통과하고 감압된다. 그런 후에, 상기 제3냉매유동은 상기 제2증발기(18)를 통과하고 상기 이젝터(14)의 흡입구(14c)로 흡입된다.
상기 제5실시예에서, 상기 이젝터(14)는 펌핑기능을 실행한다. 즉, 상기 이젝터(14)는 상기 제2증발기(18)의 출구에 제공된 냉매를 흡입하고 상기 노즐부(14a)를 통과하는 냉매유동(운전유동)과 흡입냉매를 혼합한다. 이에 따라, 상기 혼합된 냉매는 상기 디퓨저부(14b)에서 압축된다. 이에 따라, 상기 제2증발기(18)의 증발압력과 상기 제1증발기(15)의 증발 압력 사이에서 압력차(냉매증발온도 차)가 발생됨으로써, 상기 제1증발기(15)의 증발 압력은 상기 제2증발기(18)의 증발 압력보다 더 높아 지게 된다.
상기 제1증발기(15)로 유입되는 냉매유량은 제공된 계량조절기구(32)를 통해 제어될 수 있다. 이에 따라, 상기 이젝터(14)는 상기 제1증발기(15)의 유량을 조절하기 위한 유량조절기능을 가질 필요가 없다. 유사하게, 상기 제2증발기(18)로 유입되는 냉매유량은 상기 제공된 계량조절기구(17)를 통해 제어된다. 이에 따라, 상기 이젝터(14)의 기능은 상기 제1증발기(15)와 제2증발기(18)사이의 압력차를 발생시키기 위한 펌프기능으로 한정된다.
이와 같이, 상기 이젝터(14)의 구성은 상기 제1증발기(15)와 제2증발기(18)사이의 소정의 압력차를 발생하도록 설계될 수 있다. 즉, 소정의 유량으로 상기 이 젝터(14)에 냉매의 유량을 설정할 수 있도록 설계 될 수 있다. 그 결과로, 사이클 작동조건(예를 들면, 압축기의 분당회전수, 외부공기온도, 냉각공간온도 등)이 넓은 범위에 걸쳐 변하더라도 상기 이젝터 사이클은 고효율에서 작동될 수 있다.
또한, 상기 이젝터(14)의 노즐부(14a)로서 고정된 통로 횡단면을 가지는 고정된 노즐을 사용하기가 상대적으로 용이하기 때문에 상기 이젝터(14)의 기능은 펌핑기능에만 한정된다. 상기 고정된 노즐의 사용은 상기 이젝터(14)의 제조비용을 절감하게 한다.
(제6실시예)
도9는 제5실시예를 변형한 제6실시예를 나타낸 것이다. 특히, 제6실시예에서, 도9에 나타낸 바와 같이, 상기 이젝터(14)의 하부측(출구)은 상기 제1증발기(15)의 하부측(출구)에 연결된다. 본 실시예와 같이 변형되더라도 상기 이젝터 사이클은 상기 이젝터(14)의 구성의 적절한 설계에 따라 고효율로 작동될 수 있다.
그러나, 제6실시예에서, 압축기(12)로 복귀되는 액상냉매의 문제(때때로 압축기의 액체 슬러징으로서 언급됨)가 발생될 가능성이 있기 때문에, 상기 이젝터(14)의 노즐부(14a)를 통과한 냉매 유동(운전유동)은 어떤 증발기에도 통과됨이 없이 압축기(12)로 직접적으로 흡입된다.
따라서, 상기 이젝터(14)에서 구동유동의 유량이 상대적으로 적은 제6실시예에 즉, 상기 제2증발기(18)의 용량이 적은 경우에 적용하는 것이 제안된다.
제6실시예에 있어서, 소정의 밸브에서 이젝터(14)의 하부측에 냉매의 과열을 유지하는 방법으로 밸브 개방도를 제어하는 자동온도조절 팽창 밸브가 사용될 경 우, 상기 이젝터(14)의 하부측에 위치하는 냉매통로의 일지점으로부터 상기 압축기(12)까지 복귀되는 액상냉매는 더 신뢰성 있게 제한될 수 있다.
(제7실시예)
도10은 상기 제6실시예를 변형한 제7실시예를 나타낸 것이다. 특히, 상기 제7실시예에서, 도 10에 의거하여, 상기 이젝터(14)와 계량조절기구(17)와 도면에서 점선 프레임 내에 위치되는 제2증발기(18)는, 통합유닛(33)으로서 선 조립된다.
상기 제1분기통로(16)의 입구통로부와 상기 이젝터(14)의 하부에 위치된 하부측 통로부를 각각 구성하는 두개의 파이프 라인은 통합유닛(33)에 제공된다. 이와 같이, 상기 냉매순환통로(11)를 가지는 공지된 증기 압축 냉동 사이클(압축기(12), 라디에이터(13), 계량조절기구(32) 및 제1증발기(15)를 포함)은, 두개의 증발기(15,18)를 포함하는 이젝터 사이클로 용이하게 변형될 수 있다.
비록 제7실시예가 제6실시예의 변형이더라도, 상기 제6실시예의 통합유닛(33)의 형상은 상기 제5실시예에서 시행된 것일 수도 있다.(도8)
(제8 내지 제10실시예)
제8 내지 제10실시예들에서, 상기 제5실시예의 형상은(도8), 3개의 증발기(15,18,22)를 구비한 이젝터 사이클에서 구현된다.
도11은 제8실시예를 나타낸 것으로서, 상기 제5실시예의 형상이 도5에 나타낸 제3실시예에 적용된 것이다.
도12는 제9실시예를 나타낸 것으로서, 도11에 나타낸 제8실시예에서 상기 이젝터(14)의 하부에 위치된 하부측 통로가 계량조절기구(제3계량조절수단)(24)의 하부측과 제3증발기(22)의 상부측 사이에 연결된다.
도13은 제10실시예를 나타낸 것으로서, 상기 이젝터(14)의 하부에 위치된 하부측 통로가 도11에 나타낸 제8실시예에서 압축기(12)의 흡입구에 직접적으로 연결된다. 이는 도9 및 도10에 나타낸 제6 및 제 7실시예의 경우와 유사하다.
상기 제8실시예 내지 제10실시예에서, 제1증발기(15)의 냉매증발압력(냉매증발온도)은 상기 제3증발기(22)의 냉매증발압력(냉매증발온도)와 동일하게 되고, 상기 제2증발기(18)의 냉매증발압력(냉매증발온도)는 상기 제1 및 제3증발기(15,22)의 냉매증발압력(냉매증발온도)보다 작게 된다.
또한, 상기 제8 내지 제10실시예들에서, 상기 이젝터 사이클이 상기 이젝터(14)의 구성의 적절한 설계를 통해 고효율로 작동될 수 있기 때문에 상기 이젝터(14)의 기능은 펌핑기능으로 한정될 수 있다.
상기 제1실시예 내지 제10실시예들 중 어느하나의 실시예에서, 상기 제1실시예에서 (1) 내지 (5)에 언급된 효과와 유사한 효과가 달성될 수 있기 때문에, 기본 사이클 구성은 상기 제1실시예의 사이클 구성과 동일하다.
(제11실시예)
제11실시예를 도 14 내지 17b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도14는 이젝터 사이클을 개략적으로 나타낸 것으로서, 차량 공조시스템의 냉동사이클용으로 바람직한 본 발명의 제11실시예에 따른 냉동 사이클 장치가 구현된다. 상기 이젝터 사이클에서, 냉매순환통로(R)가 제공된다. 냉매를 흡입하고 압축하기 위한 압축기(101)는 상기 냉매순환통로(R)에 배치된다. 상기 냉매순환통로(R)에서, 라디에이터 (고압측 열교환기)(102)는 상기 압축기(101)의 하부에 배치된다. 상기 라디에이터(102)는 상기 압축기(101)로부터 배출되는 고압냉매의 열을 방출시킨다.
상기 라디에이터(102)로부터 방출되는 냉매는 본 실시예의 냉동 사이클 장치의 제1냉매통로(111)에 공급된다. 본 실시예의 냉동 사이클 장치는 박스타입 자동온도조절 팽창 밸브(105)와 이젝터(103)을 포함한다. 더욱 상세하게는, 상기 이젝터(103)의 냉매 입구(103a)는 즉, 이젝터(103)의 노즐부(131)의 냉매입구(103a)는, 상기 팽창밸브(105)의 계량조절부(S1)의 하부측에, 즉 제1냉매통로(111)의 출구에 기밀하게 연결된다. 팽창밸브(105)와 이젝터(103)은 본 실시예의 주요 특징이기 때문에, 팽창밸브(105)의 구성과 이젝터(103)의 구성을 더 상세하게 설명한다.
냉동 사이클 장치에서, 제1증발기(104)는 상기 이젝터(103)의 하부측 상의 상기 이젝터(103)의 냉매배출구(103c)에 연결된다. 상기 제1증발기(104)에서, 냉매 방출구(103c)으로부터 방출되는 냉매는 증발된다. 상기 제1증발기(104)의 냉매출구는 상기 냉동 사이클 장치의 제2냉매통로(112)를 통해 압축기(101)의 흡입구에 연결된다. 냉매유동은 라디에이터(102)와 냉동 사이클 장치, 즉 팽창밸브(105)와 이젝터(103) 사이의 일지점(분기점)에서 두개의 유동으로 분할된다. 상기 두개로 분할된 유동 중 하나는 냉매 순환통로(R1)을 통해 안내되고 냉동 사이클 장치의 제1냉매통로(111)의 입구에 공급된다. 상기 두개로 분할된 유동 중 다른 하나는 분기통로(R2)를 통해 안내되고 냉동사이클 장치, 특히 이젝터(103)의 냉매 흡입구(103b)로 공급된다.
다음으로, 팽창밸브(105)의 구성과 이젝터(103)의 구성에 대해 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도15는 본 실시예의 팽창밸브(105)의 횡단면도이다. 팽창밸브(105)는 라디에이터(102)와 이젝터(103)사이의 냉매통로에 배치된다. 즉, 이젝터(103)의 노즐부(131)의 상부측 상에 배치된다. 상기 팽창밸브(105)는 라디에이터(102)로부터 방출되는 고압 냉매를 기액혼합의 두개의 상태를 가지는 냉매로 감압하고 팽창한다. 본 실시예의 상기 팽창 밸브(105)는 공지된 박스타입 자동온도조절 팽창 밸브의 구조와 유사한 구조를 가진다. 상기 팽창 밸브(105)의 밸브 개방도는 제1증발기(104)의 냉매출구에서 소정의 범위, 예를 들면, 0.1도 내지 10도에서 냉매 과열을 유지하도록 제어된다.
상기 팽창 밸브(105)는 밸브 블록(밸브 주몸체)(D)과, 밸브유닛(E)와, 열전도부(120)와, 안내봉(125)와 볼 밸브부재(110)을 포함한다. 상기 밸브블록(D)은, 예를 들면 알루미늄으로 제조되고 대체로 직사각형의 평행 파이프 몸체로 형성된다. 또한, 밸브 블록(D)은 제1냉매통로(111)와 제2냉매통로(112)를 포함한다.
제1냉매통로(111)는 유입부(냉매입구)(111a), 유출부(냉매출구)(111b) 및 접속홀(111c)을 포함한다. 상기 유입부(111a)는 라디에이터(102)의 출구에 연결된다. 상기 유출부(111b)는 상기 이젝터(103)의 냉매입구(103a)에 연결된다. 상기 접속홀(111c)는 상기 유입부(111a)와 유출부(111b)사이에서 접속한다. 원뿔밸브시트표면(conical valve seat surface)(111d)은 상기 접속홀(111c)의 유입부(111a) 측 상기 접속홀(111c)의 입구에 제공된다. 상기 제2냉매통로(112)는 유입부(냉매입구)(112a)와, 유출부(냉매출구)(112b) 및 접속통로(112c)를 포함한다. 상기 유입부(112a)는 상기 증발기(104)의 출구에 연결된다. 상기 유출부(112b)는 압축기(101) 의 흡입구에 연결된다. 상기 접속통로(112c)는 상기 유입부(112a)와 유출부(112b)사이에서 접속하고 상기 열전도부(120)와 접속한다.
상기 밸브유닛(E)는 다이아프램(diaphragm)(113), 수용부(114) 및 커버부(115)를 포함한다. 상기 다이아프램(113)은 유연한 박막의 금속판으로 제조된다. 상기 수용부(114)는 상기 다이아프램(113)을 고정한다. 상기 밸브유닛(E)는 패킹(116)을 통해 밸브 블록(D)의 선단에 나사로 고정된다. 상기 수용부(114)와 커버부(115)는 예를 들면, TIG 용접에 의해 서로 연결된다. 상기 다이아프램(113)과 상기 커버부(115)는 다이아프램 챔버(117)를 형성한다.
상기 냉동 사이클에서 사용되는 냉매가스로서 동일한 타입으로 된 포화 가스는 상기 다이아프램 챔버(117)내에 채워진다. 상기 다이아프램 챔버(117)속에 상기 포화 가스를 채우기 위한 관통홀은 상기 커버부(115)를 통해 관통된다. 상기 다이아프램 챔버(117)속으로 상기 포화 가스가 채워진 후, 플러그(118)는 상기 커버부(115)의 관통홀을 기밀하게 덮도록 상기 커버부(115)의 관통홀에 끼워진다. 상기 요소장치(E)의 각 구성요소인 다이아프램(113)과, 수용부(114)와, 커버부(115)와, 플러그(118)는 제1재료로서 제공되는 일반적인 금속재료로 제조된다.
상기 열전도부(120)는 제2재료로서 제공되는 금속재료, 예를 들면 알루미늄이나 황동으로 제조되고, 상기 제1재료의 열전도성 보다 상대적으로 더 높은 열전도성을 보이며, 원통형의 몸체로 형성된다. 상기 열전도부(120)의 원통형의 몸체의 상부 표면은 후술할 가압력에 의해 상부쪽으로 가압되고, 상기 다이아프램(113)의 하부 표면과 밀접하게 맞닿게 된다. 상기 제2냉매통로(112)에서 유동하는 냉매(상 기 증발기(104)에서 증발된 가스 상태의 냉매)의 온도의 변화는 상기 열전도부(120)를 통해 상기 다이아프램(113)으로 전도된다. 또한, 상기 열전도부(120)의 원통형 몸체의 하부 표면은 안내봉(125)과 함께 상기 볼 밸브부재(110)로 상기 다이아프램(113)의 변위를 안내하도록 상기 안내봉(125)과 함께 가압된다.
상기 안내봉(125)은 열전도부(120) 하부에 배치되고, 상기 밸브블록(D)에 의해 슬라이딩가능하게 유지된다. 상기 안내봉(125)은 그 선단부에서 열전도부(120)의 하면과 맞닿게 된다. 또한, 상기 안내봉(125)은 수직방향으로 제2냉매통로(112)(접속통로(112c))를 통과하여 연장되고, 제1냉매통로(111)의 접속홀(111c)내로 삽입된다. 상기 안내봉(125)의 하단은 스프링(122)에 의해 원뿔형의 시트면(111d)에 대항하여 가압되는 볼 밸브부재(110)의 상면과 맞닿게 된다. 제1냉매통로(111)과 제2냉매통로(112)사이의 밸브블록(D)의 일지점에, 실링부인 오링(119)이 상기 밸브블록(D)에 수직방향으로 슬라이딩가능하게 수용되는 안내봉(125)에 제공된다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 볼밸브부재(110)는 접속홀(111c)의 입구에 제공되고, 안내봉(125)과 밸브 수용 부재(121)사이에서 유지된다. 상기 볼밸브부재(110)가 안착면(111d)에 대항하여 안착될 경우, 상기 볼밸브부재(110)는 상기 접속홀(111c)를 폐쇄한다. 상기 볼밸브부재(110)가 상기 안착면(111d)으로부터 상승될 때, 상기 볼밸브부재(110)는 상기 접속홀(111c)을 개방한다. 도 15에서, 상기 볼밸브부재(110)는 상기 다이아프램(113)을 하방향으로 가압하기 위한 가압력(다이아프램 챔버(117)의 압력에서 다이아프램(113)의 하측에 적용되는 냉매 증기의 압력을 뺀 값)과 밸브수용부재(121)를 통해 도15에서 상방향으로 볼밸브부재(110)를 가압하는 스프링(122)의 하중이 평형을 이루게 되는 위치에서 정적으로 유지된다.
상기 스프링(122)은 밸브수용부재(121)와 밸브블록(D)의 하단에 설치되는 조정나사(123)사이에 배치된다. 상기 스프링(122)은 밸브수용부재(121)를 통해 도 15에서 상방으로(밸브개방도를 감소시키기 위한 방향) 볼밸브부재(110)를 가압한다. 상기 조정나사(123)는 볼밸브부재(110)의 밸브개구압력을 조정하고, 오링(124)을 통해 밸브블록(D)의 하단과 맞닿게 된다.
다음, 팽창밸브(105)의 작동에 대해서 설명하면 다음과 같다. 상기 접속홀(111c)을 통과하는 냉매 유량은 상기 볼밸브부재(110)의 밸브개방도에 따라, 즉 상기 시트면(111d)과 관련된 상기 볼밸브부재(110)의 위치에 따라 결정된다. 상기 볼밸브부재(110)는 도 15에서 하방으로 다이아프램(113)을 가압하는 다이아프램 챔버(117)의 압력과 도 15에서 상방으로 다이아프램(113)을 가압하는 스프링(122)의 하중 및 다이아프램(113)의 하측에 적용된 냉매증기의 압력인 사이클내의 저압이 평형을 이루게 되는 평형위치로 이동하게 된다.
차량 객실의 온도가, 증기압이 안정되고 이로 인해 냉매가 증발기(104)에서 신속하게 증발되는 안정된 상태로부터 상승될 경우, 상기 증발기(104)의 출구에서 냉매 증기의 온도는 상승된다. 이와 같이, 제2냉매통로(112)내에 유동하는 냉매증기의 온도 변화는 상기 열전도부(120)와 다이아프램(113)을 통해 상기 다이아프램 챔버(117)에서 밀폐된 밀폐가스로 전도된다. 상기 다이아프램 챔버(117)에서 밀폐된 가스의 온도가 상승될 경우, 상기 다이아프램 챔버(117)의 압력은 상승된다.
이로 인해, 다이아프램(113)은 도15에서 하방향으로 가압되고 이동된다. 그 결과로서, 밸브개방도는 증가되고 증발기(104)에 공급되는 냉매유량은 증가된다. 반면, 객실의 온도가 하강되고 증발기(104)의 출구의 과열이 감소될 경우, 제2냉매통로(112)내에서 유동하는 냉매증기의 온도변화는 상기 다이아프램 챔버(117)의 밀폐가스에 전도된다.상기 밀폐가스의 온도가 하강하기 때문에, 다이아프램 챔버(117)의 압력은 감소된다.
그 결과로서, 상기 다이아프램(113)은 도15에서 상방향으로 밀어 올려지고 이로 인해 볼밸브부재(110)가 도15에서 상방향으로 이동될 경우, 밸브개방도는 감소된다. 따라서, 증발기(104)에 공급되는 냉매유량은 감소된다. 이로 인해, 정상적인 사이클 작동시, 밸브개방도는 냉매증기의 온도, 예를 들면 약 섭씨 5도를 맞추고 접속홀(111c)에서 유동하는 냉매유량을 제어하기 위해 제어된다.
도16은 본 실시예의 이젝터(103)의 구조를 나타낸 횡단면도이고, 도 17a 및 도17b는 도16의 이젝터(103)의 효과를 설명하기 위한 설명도들이다. 상기 이젝터(103)는 냉매흡입구(103b)를 통해 제2증발기(106)에서 증발되는 기상냉매를 흡입하기 때문에 상기 이젝터(103)는 팽창밸브(105)의 제1냉매통로(111)(도 14에서 제1계량조절부 S1)를 경유하고 냉매입구(103a)를 통과하여 라디에이터(103)로부터 공급되는 냉매를 감압하고 팽창시킨다. 또한, 상기 이젝터(103)는 냉매의 팽창에너지를 냉매의 압력에너지로 변환시키고 압축기(101)의 흡입 압력을 증가시키도록 냉매 방출구(103c)로부터 냉매를 방출시킨다.
상기 이젝터(103)는 노즐부(131), 혼합부(132) 및 디퓨저부(133)을 포함한 다. 상기 노즐부(131)는 냉매입구(103a)를 통해 공급되는 고압 냉매의 압력에너지를 속도에너지로 변환시킴으로써 냉매입구(103a)를 통해 공급되는 고압 냉매를 등엔트로피적으로 감압시키고 팽창시킨다. 상기 노즐부(131)로부터 방출되는 고속 냉매 유동의 동반작용을 통해, 상기 혼합부(132)는 제2증발기(106)에서 증발되는 기상냉매를 흡입구(103b)를 통해 흡인한다. 이에 따라, 상기 혼합부(132)는 제2증발기(106)로부터 흡입된 냉매와 상기 노즐부(131)로부터 방출되는 냉매를 혼합한다. 상기 디퓨저부(133)는 제2증발기(106)로부터 흡입된 냉매와 노즐부(131)로부터 방출된 냉매를 더 혼합한다. 또한, 이와 동시에 상기 디퓨저부(133)는 냉매의 압력을 증가시키도록 냉매의 속도에너지를 냉매의 압력에너지로 변환시킨다.
이때, 상기 혼합부(132)에서, 상기 구동유동과 흡입유동은 상기 운전유동의 운동에너지와 상기 흡입유동의 운동에너지의 합으로 보존되어 혼합된다. 이에 따라 상기 혼합부(132)에서, 냉매의 압력(정압)은 증가된다. 상기 디퓨저부(133)에서 통로 횡단면적은 냉매의 속도에너지(동압)를 압력에너지(정압)로 변환하도록 점진적을 증가된다. 이로 인해, 상기 이젝터(103)에서, 냉매 압력은 혼합부(132)와 디퓨저부(133) 모두에서 증가된다. 이하에서는, 상기 혼합부(132)와 디퓨저부(133)는 압축부로서 공동으로 언급될 것이다.
본 실시예에서, 라발 노즐(Laval nozzle)에서 최소 통로 횡단면적을 가지는 목(제2계량조절부)(S2)을 구비하는 라발 노즐은 노즐부(131)로부터 방출되는 냉매의 속도를 음속이상으로 가속하는데 이용된다. 그러나, 라발 노즐 대신에 테이퍼진 노즐이 사용될 수 있도 있다. 본 실시예에서 디퓨저부(133) 전에 혼합부(132)의 통 로 횡단면적이 일정하다. 선택적으로, 혼합부(132)의 통로 횡단면적은 디퓨저부(133) 쪽으로 증가하도록 테이퍼지게 할 수 있다.
상기 라디에이터(102)에서 냉각되는 고압냉매는, 2상을 갖는 냉매(가스와 액체의 혼합)범위로 등엔트로피적으로 감압된다. 그런 후에, 상기 냉매는 등엔트로피적으로 감압되고 이젝터(103)의 노즐부(131)에 의해 팽창되고 음속이상으로 혼합부(132)로 공급된다. 따라서, 상기 냉매는 팽창밸브(105)에서 일단 비등되고 압력을 회복하기 위하여 노즐부(131)의 입구에서 팽창된다. 이와 같이, 상기 냉매는 비등핵이 발생되도록 유지되는 동안 노즐부(131)에서 비등될 수 있다. 이와같이, 노즐부(131)에서 냉매의 비등은 촉진되고, 액체 냉매 방울들이 이젝터의 효율(ηe)을 향상시키기 위해 분무되어진다.(도 17a)
본 실시예에서, 클로로플루오로카본(chlorofluorocarbon)은 냉매의 임계압력보다 작거나 같은 고압측 냉매압력 즉, 노즐부(131)에 공급되는 냉매 압력을 유지하기 위해 냉매로서 사용된다. 혼합부(132)에 공급되는 고속 냉매의 동반작용을 이용하는 펌프작용때문에, 제2증발기(106)에서 증발되는 냉매는 혼합부(132)속으로 흡입되게 된다. 이에 따라, 저압측 냉매는 제2증발기(106)와 이젝터(103)의 압축부(132,133)를 차례로 통과하여 순환된다.
반면, 제2증발기(106)로부터 흡입된 냉매(흡입유동)과 노즐부(131)로부터 방출되는 냉매(운전유동)은, 혼합부(132)에서 혼합되고 상기 혼합된 냉매의 동압은 디퓨저부(133)에서 정압으로 변환된다. 그런 다음, 상기 혼합된 냉매는 디퓨저부 (133)로부터 방출된다. 따라서, 본 실시예에서, 충분한 냉동 성능을 달성하면서도 노즐효율과 이젝터 효율은 증가되고, 다양한 하중의 변화에도 대응할 수 있다.
제1증발기(104)에서, 냉매는 열을 흡수하자마자 증발되기 때문에 상기 열은 냉매와 객실로 배출되는 공기사이에서 교환된다. 이와 같이, 냉동성능은 실행된다. 또한, 제2증발기(106)에서, 냉매는 열을 흡수하자마자 증발되기 때문에 상기 열은 냉매와 냉각기의 내부의 공기사이에서 교환된다. 이롸 같이, 냉동성능은 달성된다.
다음, 본실시예의 동작을 상기의 구성에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 압축기(101)가 작동될 경우, 고온 및 고압 냉매는 압축기(101)로부터 방출되고 라디에이터(102)로 공급되기 때문에 냉매는 압축기(101)에서 압축된다. 상기 라디에이터(102)에서, 고온 냉매는 차량 객실에서 외부에 있는 외부공기로 열을 방출한다. 즉, 라디에이터(102)에서, 냉매는 외부공기에 의해 냉각되고 액체상태로 보존된다.
상기 라디에이터(102)로부터 배출되는 액상냉매는 냉매순환통로(R1)와 분기통로(R2)로 분할된다. 상기 냉매순환통로(R1)에서, 냉매는 냉동사이클 장치의 제1냉매통로(111)로부터 이젝터(103)까지 공급되고 노즐부(131)에서 감압된다. 즉, 노즐부(131)에서, 냉매의 압력에너지는 속도에너지로 변환된다. 고속에서 노즐부(131)의 출구로부터 방출되는 냉매는 노즐부(131)로부터 냉매를 방출하는 때에 발생하는 단열의 열강하 때문에 흡입구(103b)를 통해 제2증발기(106)에서 증발되는 가스 상태의 냉매를 흡입한다.
상기 노즐부(131)로부터 토출되는 냉매와 제2증발기(106)로부터 흡입되는 냉매는 혼합되고 상기 혼합된 냉매는 디퓨저부(133)로 공급된다. 이때, 냉매의 압력 은 증가하기 때문에 냉매의 팽창에너지는 압력에너지로 변환된다. 이젝터(103)로부터 배출되는 냉매는 제1증발기(104)로 공급된다. 상기 제1증발기에서 냉매는 차량 객실로 배출되는 공기로부터 열을 흡수한다. 한편, 제1증발기에서 냉매는 차량객실의 내부공기에 의해 가열되고 증발된다.
증발된 기상냉매는 냉동 사이클 장치의 제2냉매통로(112)를 통해 압축기(101)로 공급된다. 분기통로(R2)에서, 다른 분할된 냉매 유동은 제2증발기(106)로 공급된다. 상기 제2증발기(106)에서, 냉매는 냉각기의 내부공기로부터 열을 흡수한다. 한편, 제2증발기(106)에서, 냉매는 냉각기의 내부공기에 의해 가열되고 증발된다. 상기 증발된 냉매는 이젝터(103)의 흡입구(103b)를 통해 흡입되게 된다.
다음, 본 실시예의 특징과 효과에 대해서 설명하면 다음과 같다. 본 실시예의 냉동 사이클 장치는 박스 타입 자동온도조절 팽창밸브(105)와 이젝터(103)를 포함한다. 상기 팽창밸브(105)는 고압냉매를 감압하기 위한 감압수단으로서 제공되는 제1계량조절부(S1)를 형성한다. 또한, 상기 팽창 밸브(105)는 제1냉매통로(111)를 통과하는 냉매의 과열에 기초하여 제1냉매통로(111)를 통과하는 냉매의 유량을 조절한다. 상기 이젝터(103)는 노즐부(131)와 가압부(132)를 포함한다. 상기 노즐부(131)는 제2계량조절부(S2)를 형성하고, 입구(103a)를 통해 공급되는 고압 냉매의 압력에너지를 속도에너지로 변환함으로써 냉매를 감압하고 팽창시킨다. 상기 가압부(132,133)는 노즐부(131)로부터 배출되는 고속의 냉매의 사용을 통해 흡입구(103b)로부터 가스 상태의 냉매를 흡입한다. 혼합된 냉매의 압력은 가압부(132,133)에 의해 증가되기 때문에 상기 가압부(132,133)는 노즐부(131)로부터 방 출되는 냉매와 흡입구(103b)로부터 흡입되는 냉매를 혼합하는 동안 상기 속도에너지를 압력에너지로 변환시킨다. 상기 이젝터(103)의 냉매 입구(103a)는 박스 타입 자동온도조절 팽창밸브(105)의 계량조절부(S1)의 하부측에 기밀하게 연결된다.
도14는 제11실시예에 따른 냉동 사이클 장치를 포함하는 이젝터 사이클의 개략도이다. 앞서 제안된 냉동 사이클의 본 실시예의 이젝터 사이클에 있어서, 노즐부(131)와 가압부(132, 133)를 구비하는 상기 이젝터(103)는 팽창밸브(105)와 제1증발기(104) 사이에 위치되고, 상기 팽창밸브(105)에 연결됨에 따라 상기 이젝터(103)는 흡입하고 제2증발기(106)로 부터 공급는 냉매를 가압한다. 따라서 제1, 제2증발기(104, 106)는 다른 온도범위에서 작동된다. 이때, 상기 이젝터(103)는 용이하게 탈착가능하도록 상기 팽창밸브(105)에 연결됨에 따라 상기 단순 구조를 갖는 상기 다양한 이젝터가 구비된다.
또한, 상기 부하변화에 일치되기 위하여 상기 제1증발기(104)의 배출구에서의 과열이 감지된다. 상기 고부하 조작시, 상기 고온은 매우 커지고, 따라서 상기 팽창밸브는 개방된다. 반대로, 저부하 조작시, 상기 팽창밸브(105)는 폐쇄힌다. 따라서 상기 노즐부(131)는 압력 에너지를 속도 에너지로 변환시킨다. 그러나 혼합된 가스와 액체의 2상의 냉매가 사용될 경우, 상기 노즐 효율은 감소되고 이는 제2계량조절기(S2)에서 냉매의 가열이 지연되기 때문이다. 이와 같이, 상기 가열요인은 이젝터 효율(노즐 효율)을 증가시키기 위한 감압기에 의해 팽창밸브(105)에서 초기에 발생된다.
또한, 제1계량조절기(S1)와 제2계량조절기(S2) 사이에서 소정공간이 위치된 다. 이 경우 상기 노즐 효율은 팽창 밸브(105)의 초기에 발생된 가열요인에 의해 증가되고, 상기 팽창 밸브(105)에 구비되는 제1계량조절부와 노즐 목 사이에 장착되는 제2계량조절부 사이의 공간부는 향상된 성능을 제공한다. 이와 같은 방법으로, 상기 이젝터(103)를 구비하는 팽창밸브(105)의 간단한 조립과, 상기 제1계량조절기(S1)와 제2계량조절기(S2) 사이의 소정 공간부의 제공으로 높은 이젝터 효율이 달성된다.
또한, 상기 팽창 밸브(105)와 상기 이젝터(103)는 서로 연결되고, 상기 팽창밸브(105)의 중심축은 상기 이젝터(103)의 중심축에 직교된다. 이와 같은 방법으로, 상기 이젝터(103)의 흡입구(103b) 방향은 상기 이젝터(103)위로 위치될 경우, 360°범위에서 보다 자유롭게 선택될 수 있다.
또한, 상기 박스형의 팽창밸브(105)는 제1냉매통로(111), 제2냉매통로(112), 볼 밸브부재(110), 밸브유닛(E) 및 열전도부(120)를 구비한다. 상기 제1냉매로(111)는 제1증발기(104)의 입구에 연결된다. 상기 제2냉매로(112)는 제1증발기의 출구에 연결된다. 상기 볼 밸브부재(110)는 제1냉매로(111)에서 냉매의 유동율을 변화시킨다. 상기 밸브유닛(E)에서 격판(113)은 지지부(114)와 커버부(115) 사이에 구비, 즉 클램핑(clamping)되고, 포화 가스는 상기 격판(113)과 커버부(115)사이의 격판 챔버(117)에서 밀봉된다. 또한, 상기 격판(113), 상기 지지부(114) 및 상기 커버부(115)는 일반 금속으로 형성된다. 상기 밸브유닛(E)는 밸브 블럭(D)에 탈착가능하도록 연결된다. 상기 열처리부(120)는 다른 금속으로 형성되고, 이는 상기 밸브유닛(E)에 비하여 높은 열처리성 보여준다. 상기 열전도부(120)는 상기 제2냉 매로에서 다이아프램(113)으로 유동되는 냉매의 온도를 변화시킨다. 또한, 상기 열처리부(120)는 상기 다이아프램(113)에서 볼 밸브부재(110)까지 이동을 실행한다. 상기 제1냉매로(111)에서 흐르는 냉매유량은 상기 볼 밸브부재(110)의 배치에 의해 조절된다.
상기 구성은 소정의 박스형 팽창밸브(105)의 구성이다. 상기 구성에 있어서, 상술된 장치들의 결합을 통해 제조단가는 적어진다. 또한, 상술된 구성의 다양성은 상술된 장치의 적합한 결합에 의해 상대적으로 낮은 가격으로 실행된다.
또한, 저온부을 고온부로 변화시키는 상기 증기 압축 냉동 사이클은 압축기(101), 증발기(102), 냉동 사이클 장치(103, 105), 제1증발기(104), 분기로(R2) 및 제2증발기(106)를 구비한다. 상기 압축기(101)은 냉매를 압축시킨다. 상기 라디에이터(102)는 상기 압축기(101)로부터 배출된 고압냉매로부터 열을 방출시킨다. 상기 냉동 사이클 장치는 상기 증발기(102)로부터 배출되는 냉매를 제1냉매로(111)에 제공한다. 상기 제1증발기(104)의 배출구는 상기 제2냉매로(112)를 통해 압축기(101)의 흡입구로 연결된다. 상기 제1증발기(104)는 냉매를 증발시키고, 상기 냉매는 냉동 사이클 장치의 배출구(103c)로 배출된다. 상기 분기로(R2)는 증발기(102)와 냉동사이클 장치 사이(분기점)에서 냉매의 유동을 나누고, 상기 흡입구(103b)로 유동시킨다. 상기 제2증발기(106)는 분기로(R2)에 배열되고, 냉매를 증발시킨다.
상기 구성에서, 상기 이젝터(103)은 상기 팽창밸브(105)에 용이하게 탈착되도록 형성된다. 따라서, 상기 이젝터 사이클은 간단한 구성으로 이루어질 수 있다. 또한 상기 제2증발기가 사용되지 않는 경우, 단순한 일반 팽창 밸브 사이클은 상기 이젝터(103)와 제2증발기(106)를 제거함에 따라 만들어진다.
또한 상기 실시예에서, 상기 냉매는 염화불화탄소화합물(chlorofluorocarbon) 냉매, 탄화수소(HC)(hydrocarbon) 냉매 및 이산화탄소 냉매 중 하나를 선택하여 구현될 수 있다. 상기 염화불화탄소 화합물 냉매는 탄소, 불소, 염소 및 수소로 이루어진 유기화합물의 일반적인 명칭이다. 상기 염화불화탄소 화합물(chlorofluorocarbon)은 냉매로 널리 사용되어 왔다. 상기 염화불화탄소 화합물 냉매는 수산화염화불화탄소 화합물(HCFC) 냉매, 수산화불화탄소 화합물(HFC) 냉매 및 오존층의 손상 제한에 사용되는 염화불화탄소 화합물을 포함하는 염화불화탄소 화합물 냉매이다.
상기 HC 냉매는 자연 냉매 물질이고, 수소와 탄소를 포함한다. HC 냉매의 일예는 R600a(isobutene) 및 R290(propane)를 포함한다. 따라서, 염화불화탄소 화합물 냉매, 탄화수소(HC) 냉매 및 탄소 이산화화합물 냉매 중 하나가 선택되어 본 발명의 실시예의 냉매로 사용될 수 있다.
도18a는 본 발명의 제12실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 부분 단면도이고, 도18b는 도18a 에서 XVIIIB 방향에서 나타낸 정면도이다. 제11실시예에서, 상기 팽창밸브(105)와 이젝터(103)은 서로 연결되고, 상기 팽창밸브(105)의 중심축은 상기 이젝터(103)의 중심축에 직교된다. 제12실시예에서, 상기 팽창밸브(105)와 이젝터(103)은 서로 연결되고, 상기 팽창밸브(105)의 중심축은 상기 이젝터(103)의 중심축과 평행된다. 이와 같은 방법으로, 상기 이젝터(103)의 냉매 배출구(103c)의 방향은 상기 이젝터(103) 위로 위치될 경우, 360°범위에서 보다 자유롭게 선택될 수 있다.
본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않고, 하기 실시예와 같이 변형될 수 있다.
(1) 제1실시예에 있어서, 본 발명은 차량공조시스템 및 냉동시스템에 장착된다. 선택적으로 고온의 냉매증발온도를 갖는 제1증발기(15)와 저온의 냉매증발온도를 갖는 제2증발기(18) 모두 차량객실의 다른 구역(차량 전방 시트부와 차량 후방 시트부)의 냉각에 사용될 수 있다.
(2) 제1실시예에 있어서, 고온의 냉매 증발온도를 갖는 제1증발기(15)와 저온의 냉매 증발온도를 갖는 제2증발기(18) 모두 냉동기 내부의 냉각에 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 고온의 냉매 증발온도를 갖는 제1증발기(15)는 냉동기의 냉장실(chillroom) 내부 냉각에 사용될 수 있고, 저온의 냉매 증발온도를 갖는 제2증발기(18)는 냉동기 내부의 냉동실(freezing) 내부의 냉각에 사용될 수 있다.
(3) 본 발명의 이젝터 사이클은 물 히터의 열펌프로서 증기 압축 사이클에 적용될 수 있다.
(4) 냉매의 종류가 제1실시예에서 제10실시예까지 구체화되지 않지만, 냉매는 염화불화탄소 화합물, 탄화수소(HC), 선택적인 염화불화탄소 화합물과 탄소 이산화화합물 같은 적합한 냉매로 될 수 있고, 상기 냉매는 임계 증기압축 사이클 및 서브-임계 증기압축 사이클에 적용될 수 있다.
(5) 제1실시예에 있어서, 가스-유체 분리기는 사용되지 않는다. 선택적으로 상기 기액분리기는 단지 액상냉매를 제1증발기에 제공하기 위하여 제1증발기의 상 류부에 구비된다. 보다 선택적으로, 상기 기액 증발기는 압축기(12)에 기상냉매를 제공하기 위하여 압축기(12)의 상류부에 구비된다. 또한 상기 라디에이터의 하류부에는 리시버(receiver)가 구비될 수 있다. 상기 리시버는 기상냉매와 액상냉매를 분리하고, 액상냉매만을 하류부에 공급한다.
(6) 제1실시예에서 제4실시예에 있어서, 제1유량조절밸브(17)는 제2증발기(18)의 상류부에 구비된다. 제2증발기(18)의 열적 통로의 변화에 있어서, 모세관으로 고정된 크기의 구멍을 갖는 고정식 계량조절기는 제1유량조절밸브(17)로 사용될 수 있다.
또한, 상기 고정된 계량조절기와 솔레노이트 밸브가 제1유량조절밸브(17)로서 일체로 형성되고, 계량조절 기구로 제공될 수 있고, 고정된 계량조절기의 유량제어기능과 유량 패쇄 기능은 결합된다.
또한, 제1유량조절밸브(17)는 증발기의 배출부에서 과열감지에 근거하여 개방부의 개방정도를 제어하는 구조를 갖는 계량조절기(예를들어, 증발밸브)로 될 수 있다.
또한, 제2실시예 및 제3실시예에 있어서, 상기 제1유량조절밸브(17)는 제2솔레노이드밸브(20)로부터 분리되고, 제2유량조절밸브(24)는 제3솔레노이드밸브(28)로부터 분리된다. 선택적으로, 제1유량조절밸브(17)와 제2솔레노이드밸브(24)의 결합 또는 제2유량조절밸브(24)와 제3솔레노이드밸브(24)의 결합 즉, 유량조절밸브와 솔레노이드밸브가 일체로 형성된 유량 패쇄 기능을 갖는 계량조절기로 사용될 수 있다.
(7) 제1실시예 내지 제4실시예에 있어서, 가변용량 압축기는 상기 압축기(12)로 사용되고, 상기 가변용량 압축기(12)의 용량은 냉매 배출율을 제어하는 상기 ECU(25)에 의해 제어된다. 선택적으로, 고정유량 압축기가 압축기(12)로 사용될 수 있다. 이 경우, 고정된 압축기(12)의 온-오프 조작은 전자기 클러치에 의해 제어되고, 온 작동 시간과 오프 작동 시간의 비율은 상기 압축기(12)의 냉매 배출율을 제어하기 위해 제어된다.
또한, 전기 압축기가 사용될 경우, 상기 전기 압축기(12)의 냉매 배출율은 상기 전기 압축기(12)의 분당회전수 제어에 의해 제어될 수 있다.
(8) 제1실시예 내지 제10실시예에 있어서, 만약 이젝터(14)가 유량 변화가능한 이젝터라면, 노즐부(14a)의 냉매 유동로의 단면적은 상기 제1증발기(15)의 배출구의 고열 감지에 근거하여 다양해지고, 배출되는 냉매 압력(이젝터(14)로 유동되는 냉매의 유량은 제어될 수 있다.
따라서, 제2실시예의 각각의 다양한 증발기 작동모드에 있어서, 제1 및 제2증발기의 작동모드와 제1내지 제3증발기 작동모드에 의해 제2증발기(18)를 통해 유동되는 냉매의 유동비를 보다 정확하게 제어될 수 있다.
(9) 제1실시예 내지 제10실시예에 있어서, 상기 다양한 증발기(예를들어, 제1 및 제2증발기(15, 18))는 단일 장치로서 일체로 조립될 수 있다.
(10) 제11실시예 내지 제12실시예에 있어서, 본 발명은 차량용 공조시스템에 장착된다. 그러나, 본 발명은 차량용 공조시스템에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 유체 히터의 열펌프와 같은 다른 증기 압축형 사이클에 장착될 수 있다. 또한, 제11실시예 및 제12실시예에 있어서, 제1증발기(104) 및 제2증발기(106)는 두개의 각각 다른 냉동성능을 갖는다. 선택적으로, 3개 이상의 증발기들이 3개 이상의 냉동성능을 갖고 구비될 수 있다.
또한 수용부는 제1실시예 및 제2실시예에서 라디에이터의 하측부에 배열될 수 있다. 또한 노즐부(131)의 제2계량조절기부(S2)가 고정된 고정 이젝터는 제1실시예 및 제2실시예에서 이젝터(103)로 사용된다. 또한 제1실시예 및 제2실시예에서 다른 냉동성능을 갖는 두개의 증발기(104, 106)는 분리되어 조립된다. 선택적으로, 상기 두개의 증발기(104, 106)는 일체로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 다중증발기를 구비한 이젝터 사이클에 의하면, 상기 제2증발기의 냉매증발압력 또는 냉매증발온도는 제1증발기의 냉매증발압력 또는 냉매증발온도 보다 더 낮게 할 수 있으므로, 차량 객실의 냉방을 하는데 적당한 더 높은 온도 범위에서의 냉각 작업은 상기 제1증발기에 의해 수행될 수 있고, 상기 냉각기의 내부를 냉각하는데 적당하고 상기 더 높은 온도 범위보다 낮은 온도 범위에서의 냉각 작업은 상기 제2증발기에 의해 수행될 수 있는 효 과가 있다.
또한, 상기 제1증발기의 냉동성능과 상기 제2증발기의 냉동성능은, 개별적으로 각각 제어될 수 있으므로, 상기 제1 및 제2 증발기에서 열적 부하에 대한 변화에 대응하는 것이 상대적으로 용이한 효과가 있다.
아울러, 상기 제1증발기에서 냉매유량의 제어와 상기 제2증발기에서 냉매유량의 제어는, 상기 압축기의 냉매 방출량의 제어와 상기 제1유량조절밸브의 밸브개방도의 제어를 통해 각각 수행될 수 있으므로, 각각의 증발기의 냉매 유량의 제어는 상기 각각의 증발기의 열부하에 기반을 두고 적절하게 수행될 수 있다. 따라서, 상기 냉매 유량은 전체 냉매가 상기 이젝터의 하부에 위치되는 상기 제1증발기에서 가스 상태의 냉매가 되도록 하는 방법으로 조정될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 냉매의 압력은 상기 이젝터의 디퓨저부에 의해 증가되고, 이에 따라 상기 압축기의 입구 냉매 압력은 증가될 수 있으므로, 상기 압축기를 구동하기 위한 구동 동력은 사이클의 효율성을 향상시키기 위해 최소화 될 수 있는 효과가 있다.
아울러, 냉매 유량의 조절을 용이하게 할 수 있으며, 이젝터의 방향을 유연하게 할 수 있어 단순한 구조와 신속한 응답을 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (34)

  1. 냉매를 흡입하고 압축하는 압축기;
    상기 압축기로부터 방출된 고압냉매로부터 열을 방출시키는 라디에이터;
    상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부와, 상기 노즐부로부터 방출된 고속의 냉매유동작용에 의하여 가스 상태의냉매가 흡인되는 가스 상태의 냉매흡입구 및 상기 고속냉매 및 기상의 냉매가 혼합된 유동의 속도에너지를 압력에너지로 변환시키는 가압부를 구비하는 이젝터;
    상기 압축기의 흡입구에 냉매출구가 연결되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 상기 이젝터로부터 배출된 냉매를 증발시키는 제1증발기;
    상기 라디에이터와 이젝터 사이에 위치된 대응 분기점에서 냉매의 유동을 분기시키고, 상기 이젝터의 가스 상태의 냉매 흡입구로 분기된 냉매의 유동을 안내하는 제1분기통로;
    상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압시키는 제1계량조절수단; 및
    상기 제1분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발시키는 제2증발기
    를 포함하는 이젝터 사이클.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1계량조절수단은 제1분기통로에 배치되고;
    상기 제2증발기는 상기 제1계량조절수단의 하부측 제1분기통로에 배치되는
    이젝터 사이클.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이젝터의 냉매유동을 각각 안내 및 차단하도록 개폐하는 제1개폐수단; 및
    상기 제2증발기로의 냉매유동을 각각 안내 및 차단하도록 개폐하며, 상기 제1분기통로에 배치되는 제2개폐수단을 더 포함하는
    이젝터 사이클.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1계량조절수단의 개방도를 제어하고, 제1 및 제2개폐수단의 개폐를 각각 제어하기 위하여, 상기 압축기의 냉매방출능력을 제어하는 제어수단을 더 포함하며,
    상기 제어수단은
    상기 냉매를 제1증발기로 공급하고, 제2증발기로의 공급을 중단하는 제1증발기동작모드;
    상기 냉매를 상기 제2증발기로 공급하고, 제1증발기로의 공급을 중단시키는 제2증발기동작모드; 및
    상기 냉매를 제1 및 제2증발기로 공급하고, 상기 제1증발기의 냉동성능은 압축기의 냉매배출성능을 제어함으로써 제어되고, 상기 제2증발기의 냉동성능은 상기 제1계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되는 다중증발기동작모드 중 어느 하나의 동작모드를 선택적으로 실행하는
    이젝터 사이클.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이젝터는 가변용량으로 이루어지되, 상기 이젝터를 통과하는 냉매유량은 상기 제어수단을 제어함으로써 제어되는 가변용량장치에 의하여 변화되며;
    상기 제어수단은 상기 가변용량장치를 제어함으로써 다중증발기동작모드에서 제2증발기의 냉동성능을 제어하는
    이젝터 사이클.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1계량조절수단의 상류측에 위치된 제1분기통로의 대응분기지점에서 냉매의 유동을 분기시키고, 상기 분기된 냉매유동을 상기 제1증발기의 냉매출구와 압축기의 흡입구 사이에 위치되는 대응합류지점으로 합류시키는 제2분기통로;
    상기 제2분기통로에 배치되고, 상기 냉매를 감압시키는 제2계량조절수단; 및
    상기 제2계량조절수단의 하부측 제2분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발시키는 제3증발기를 더 포함하는
    이젝터 사이클.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1계량조절수단의 상류측에 위치된 제1분기통로의 대응분기지점에서 상기 냉매의 유동을 분기시키고, 상기 제1증발기의 냉매출구와 압축기의 흡입구 사이에 위치된 합류지점으로 상기 냉매유동을 합류시키는 제2분기통로;
    상기 제2분기통로에 배치되고, 상기 냉매를 감압시키는 제2계량조절수단;
    상기 제2계량조절수단의 하부측 상기 제2분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발기시큰 제3증발기; 및
    상기 제2분기통로에 배치되고, 상기 제3증발기로의 냉매유동을 안내 및 차단하도록 개폐하는 제3개폐수단을 더 포함하는
    이젝터 사이클.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2계량조절수단의 개방도를 제어하고, 제1 내지 제3개폐수단의 개폐를 각각 제어하기 위하여 상기 압축기의 냉매방출능력을 제어하기 위한 제어수단을 더 포함하며,
    상기 제어수단은
    상기 냉매를 제1증발기로 공급하고, 제2증발기 및 제3증발기로의 공급을 중단시키는 제1증발기동작모드;
    상기 냉매를 상기 제2증발기로 공급하고, 제1증발기 및 제3증발기로의 공급을 중단시키는 제2증발기동작모드;
    상기 냉매를 상기 제3증발기로 공급하고, 상기 제1 및 제2증발기로의 공급을 중단시키는 제3증발기동작모드; 및
    상기 냉매를 제1 내지 제3증발기로부터 선택된 소정의 설정 증발기로 동시에 공급하는 다중증발기동작모드 중 어느 하나의 동작모드를 선택적으로 실행하는
    이젝터 사이클.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다중증발기동작모드는
    상기 냉매를 제1 및 제2증발기로 동시에 공급하고 제3증발기로의 공급을 중단시키며, 상기 제1증발기의 냉동성능은 상기 압축기의 냉매방출능력을 제어함으로 써 제어되고, 상기 제2증발기의 냉매방출능력은 상기 제1계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되는 제1 및 제2증발기 동작모드;
    상기 냉매를 제1 및 제3증발기로 동시에 공급하고 제2증발기로의 공급을 중단시키며, 상기 제1증발기의 냉동성능은 압축기의 냉매방출능력을 제어함으로써 제어되고, 상기 제3증발기의 냉동성능은 상기 제2계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되는 제1 및 제3증발기동작모드;
    상기 냉매를 제2 및 제3증발기로 동시에 공급하고 제1증발기로의 공급을 중단시키며, 상기 제2증발기의 냉동성능은 압축기의 냉매방출능력 및 제1계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되고, 상기 제3증발기의 냉동성능은 압축기의 냉매방출능력 및 제2계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되는 제2 및 제3증발기동작모드; 및
    상기 냉매를 제1 내지 제3증발기로 동시에 공급하고, 상기 제1증발기의 냉동성능은 압축기의 냉매방출능력을 제어함으로써 제어되고, 상기 제2증발기의 냉동성능은 제1계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되며, 상기 제3증발기의 냉동성능은 제2계량조절수단의 개방도를 제어함으로써 제어되는 제1 내지 제3증발기동작모드 중 적어도 하나의 동작모드로부터 선택되는
    이젝터 사이클.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이젝터는 가변용량으로 이루어지되, 상기 이젝터를 통과하는 냉매유량은 상기 제어수단을 제어함으로써 제어되는 가변용량장치에 의하여 변화되며;
    상기 제어수단은 상기 가변용량장치를 제어함으로써 제1 및 제2증발기동작모드 및 제1 내지 제3증발기동작모드 중 하나의 동작모드에서 제2증발기의 냉동성능을 제어하는
    이젝터 사이클.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 이젝터와 제1증발기 사이에 위치된 대응분기지점에서 냉매의 유동을 분기시키고, 상기 제1증발기의 냉매출구와 압축기의 흡입구 사이에 위치된 대응합류지점으로 상기 분기된 냉매유동을 합류시키는 제3분기통로; 및
    상기 제3분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발시키는 제4증발기를 더 포함하는
    이젝터 사이클.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2증발기의 냉매증발압력은 상기 제1증발기의 냉매증발압력보다 낮은
    이젝터 사이클.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제2증발기의 냉매증발압력은 상기 제1증발기의 냉매증발압력보다 낮으며;
    상기 제3증발기의 냉매증발압력은 상기 제1증발기의 냉매증발압력과 동일한
    이젝터 사이클.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 압축기는 가변유량형 압축기로 이루어지며;
    상기 가변유량형 압축기의 냉매방출능력은 상기 가변유량형 압축기의 가변량을 변화시킴으로써 조절되는
    이젝터 사이클.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 압축기는 고정유량형 압축기로 이루어지며;
    상기 고정유량형 압축기의 냉매방출능력은 온-오프 작동시간 비율을 제어함으로써 조절되는
    이젝터 사이클.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 냉매는 클로로플루오로카본 냉매, 탄화수소 냉매 및 이산화탄소 냉매 중 하나로 이루어지는
    이젝터 사이클.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 계량조절수단은 박스형 자동온도조절 팽창밸브로 이루어지며,
    상기 자동온도조절 팽창밸브는,
    상기 라디에이터의 냉매출구와 이젝터의 노즐부의 냉매입구 사이에 배치되되, 상기 이젝터의 노즐부의 냉매입구에 냉매출구가 직접적으로 접속되는 제1냉매통로;
    상기 제1증발기의 냉매출구와 상기 압축기의 흡입구 사이에 배치되는 제2냉매통로; 및
    상기 제1냉매통로에 배치되고, 상기 냉매를 감압시키는 제1계량조절부
    를 포함하고,
    상기 제1계량조절부는 상기 제2냉매통로를 통과하는 냉매의 과열에 따라 상기 제1냉매통로에서의 냉매유량을 조절하며;
    상기 이젝터의 노즐부는 제2계량조절부를 형성하는
    이젝터 사이클.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1계량조절부와 제2계량조절부 사에는 소정공간이 개재되는
    이젝터 사이클.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 박스형 자동온도조절 팽창밸브의 중심축은 상기 이젝터의 중심축과 직교되는
    이젝터 사이클.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 박스형 자동온도조절 팽창밸브의 중심축은 상기 이젝터의 중심축과 평행한
    이젝터 사이클.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 제1계량조절부는 밸브부재를 포함하고;
    상기 박스형 자동온도조절 팽창밸브는
    상기 제1 및 제2 냉매유로가 형성되는 밸브몸체;
    상기 밸브몸체에 탈착가능하게 설치되고, 수용부와, 상기 수용부에 유지되는 격판, 및 상기 수용부와의 사이에서 상기 격판을 클램핑하고, 상기 격판과의 사이에서 격판챔버를 형성하기 위하여 상기 수용부를 커버하고, 상기 격판챔버에서 과잉공급가스를 밀봉하며, 상기 격판, 수용부와 함께 제1재료로 이루어지는 커버부를 포함하는 밸브유닛; 및
    상기 제1재료의 열전도성 보다 높은 열전도성을 갖는 제2재료로 이루어지고, 상기 제2냉매통로에서 격판으로 흐르는 냉매온도를 변화시키며, 상기 격판을 밸브수단으로 변위시키는 열전도부
    를 포함하며;
    상기 제1냉매통로를 통해 흐르는 냉매의 유량은 상기 밸브수단의 변위량에 따라 조절되는
    이젝터 사이클.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 제1증발기와 제2증발기는 단일장치로서 일체로 조립되는
    이젝터 사이클.
  23. 냉매를 흡인하고 압축하는 압축기;
    상기 압축기로부터 방출된 고압냉매로부터 열을 방출시키는 라디에이터;
    상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압시키는 제1계량조절수단;
    상기 제1계량조절수단의 냉매출구와 압축기의 흡입구 사이를 연결하고, 냉동성능을 달성하기 위하여 적어도 상기 제1계량조절수단으로부터 배출된 저압냉매를 증발시키는 제1증발기;
    상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부와, 상기 노즐부로부터 방출된 고속의 냉매유동작용에 의하여 가스 상태의냉매가 흡인되는 가스 상태의냉매흡입구 및 상기 고속냉매 및 가스 상태의냉매가 혼합된 유동의 속도에너지를 압력에너지로 변환변환는 가압부를 구비하는 이젝터;
    상기 라디에이터와 제1계량조절수단 사이에 위치되는 대응분기지점에서 냉매유동을 분기시키고, 상기 이젝터의 가스 상태의 냉매 흡입구로 냉매유동을 분기시키는 제1분기통로;
    상기 제1분기통로에 배치되고, 상기 라디에이터의 하부측에서 냉매를 감압시키는 제2계량조절수단; 및
    상기 제2계량조절수단의 하부측 제1분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하 기 위하여 냉매를 증발시키는 제2증발기를 포함하는
    이젝터 사이클.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2계량조절수단의 상류측에 위치된 제1분기통로의 대응분기지점에서 냉매유동을 분기시키고, 상기 제1증발기의 냉매출구와 압축기의 흡입구 사이에 위치된 대응합류지점으로 분기된 냉매유동을 합류시키는 제2분기통로;
    상기 제2분기통로에 배치되고, 냉매를 감압시키는 제3계량조절수단; 및
    상기 제3계량조절수단의 하부하부2분기통로에 배치되고, 냉동성능을 달성하기 위하여 냉매를 증발시키는 제3증발기를 포함하는
    이젝터 사이클.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 이젝터의 냉매출구는 상기 제1계량조절수단의 냉매출구와 제1증발기의 냉매입구 사이를 연결하는
    이젝터 사이클.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 이젝터의 냉매출구는 제1증발기의 냉매출구와 압축기의 냉매입구 사이를 연결하는
    이젝터 사이클.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 이젝터의 냉매출구는 상기 제3계량조절수단의 냉매출구와 제3증발기의 냉매입구 사이를 연결하는
    이젝터 사이클.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 이젝터, 제1분기통로, 제2계량조절수단 및 제2증발기는 일체형 유닛으로 미리 조립되고;
    상기 압축기, 라디에이터, 제1계량조절수단 및 제1증발기는 제1냉매순환통로를 구성하며;
    상기 일체형 유닛은 상기 제1냉매순환통로에 연결되는
    이젝터 사이클.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 제2증발기의 냉매증발압력은 상기 제1증발기의 냉매증발압력보다 낮은
    이젝터 사이클.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 제2증발기의 냉매증발압력은 제1증발기의 냉매증발압력보다 낮고;
    상기 제3증발기의 냉매증발압력은 제1증발기의 냉매증발압력과 동일한
    이젝터 사이클.
  31. 제23항에 있어서,
    상기 압축기는 가변용량 압축기로 이루어지고;
    상기 가변용량 압축기의 냉매방출능력은 가변용량 압축기의 유량을 변화시킴으로써 조절되는
    이젝터 사이클.
  32. 제23항에 있어서,
    상기 압축기는 고정유량방식 압축기로 이루어지며;
    상기 고정유량방식 압축기의 냉매방출능력은 온-오프 시간 비율을 제어함으로써 조절되는
    이젝터 사이클.
  33. 제23항에 있어서,
    상기 냉매는
    클로로플루오로카본 냉매, 탄화수소 냉매 및 이산화탄소 냉매 중 하나로 이루어지는
    이젝터 사이클.
  34. 제23항에 있어서,
    상기 제1증발기와 제2증발기는 단일 장치로서 일체로 조립되는
    이젝터 사이클.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101489515B1 (ko) * 2009-02-06 2015-02-03 한라비스테온공조 주식회사 차량용 듀얼 에어컨 시스템
KR20180135693A (ko) * 2017-06-13 2018-12-21 현대자동차주식회사 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법

Families Citing this family (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4770474B2 (ja) * 2006-01-20 2011-09-14 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットおよびその製造方法
US7254961B2 (en) * 2004-02-18 2007-08-14 Denso Corporation Vapor compression cycle having ejector
JP4984453B2 (ja) * 2004-09-22 2012-07-25 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP4581720B2 (ja) * 2004-09-29 2010-11-17 株式会社デンソー エジェクタを用いたサイクル
JP4415835B2 (ja) * 2004-11-24 2010-02-17 株式会社デンソー 車両用冷凍サイクル装置
JP4600208B2 (ja) * 2005-01-20 2010-12-15 株式会社デンソー エジェクタを用いたサイクル
JP4595607B2 (ja) * 2005-03-18 2010-12-08 株式会社デンソー エジェクタを使用した冷凍サイクル
JP4626531B2 (ja) * 2005-04-01 2011-02-09 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP4259531B2 (ja) * 2005-04-05 2009-04-30 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット
DE102006022557A1 (de) * 2005-05-16 2006-11-23 Denso Corp., Kariya Ejektorpumpenkreisvorrichtung
DE102006024211A1 (de) * 2005-05-24 2007-01-25 Denso Corp., Kariya Ejektorpumpe und Ejektorpumpenkreisvorrichtung
US20070000262A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Denso Corporation Ejector cycle system
JP4600200B2 (ja) * 2005-08-02 2010-12-15 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP4604909B2 (ja) * 2005-08-08 2011-01-05 株式会社デンソー エジェクタ式サイクル
JP4661449B2 (ja) * 2005-08-17 2011-03-30 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP2007051833A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Denso Corp エジェクタ式冷凍サイクル
JP4209881B2 (ja) * 2005-10-18 2009-01-14 三星電子株式会社 空気調和装置
CN100342187C (zh) * 2005-12-01 2007-10-10 上海交通大学 替代制冷机节流元件的两相流喷射器
JP2007163016A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Denso Corp エジェクタ式冷凍サイクルおよびエジェクタ式冷凍サイクルの制御方法
JP4737001B2 (ja) * 2006-01-13 2011-07-27 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP4692295B2 (ja) * 2006-01-19 2011-06-01 株式会社デンソー 蒸発器ユニットおよびエジェクタ式冷凍サイクル
JP4548350B2 (ja) * 2006-01-20 2010-09-22 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット
JP2007192502A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Denso Corp 熱交換器
JP2007218497A (ja) 2006-02-16 2007-08-30 Denso Corp エジェクタ式冷凍サイクルおよび冷媒流量制御装置
JP2007315632A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Denso Corp エジェクタ式サイクル
JP2007333292A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Denso Corp エジェクタ式冷凍サイクル
DE102007028252B4 (de) * 2006-06-26 2017-02-02 Denso Corporation Kältemittelkreisvorrichtung mit Ejektorpumpe
JP4765828B2 (ja) 2006-08-11 2011-09-07 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP4622960B2 (ja) * 2006-08-11 2011-02-02 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP4929936B2 (ja) * 2006-09-07 2012-05-09 株式会社デンソー エジェクタおよびエジェクタ式冷凍サイクル
JP4779928B2 (ja) * 2006-10-27 2011-09-28 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
KR100826180B1 (ko) * 2006-12-26 2008-04-30 엘지전자 주식회사 냉장고 및 그 제어방법
JP4375412B2 (ja) 2007-02-19 2009-12-02 株式会社デンソー 蒸発器ユニット
JP5050563B2 (ja) * 2007-02-27 2012-10-17 株式会社デンソー エジェクタ及びエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット
JP4572910B2 (ja) * 2007-06-11 2010-11-04 株式会社デンソー 二段減圧式エジェクタおよびエジェクタ式冷凍サイクル
JP4265677B2 (ja) * 2007-06-20 2009-05-20 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット
JP4407729B2 (ja) * 2007-08-20 2010-02-03 株式会社デンソー エジェクタ式サイクル
JP4450248B2 (ja) * 2007-08-21 2010-04-14 株式会社デンソー 車両用冷凍サイクル部品
CN100516715C (zh) * 2007-09-25 2009-07-22 西安交通大学 一种包含引射器的蒸气压缩制冷系统
JP2009085569A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Denso Corp 蒸発器ユニット
JP4501984B2 (ja) * 2007-10-03 2010-07-14 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP2009222255A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍サイクル
US8794026B2 (en) 2008-04-18 2014-08-05 Whirlpool Corporation Secondary cooling apparatus and method for a refrigerator
CN101952670B (zh) * 2008-04-18 2013-04-17 株式会社电装 喷射器式制冷循环装置
JP4645681B2 (ja) * 2008-05-19 2011-03-09 株式会社デンソー 蒸発器ユニット
SG157325A1 (en) 2008-05-29 2009-12-29 Denso Corp Ejector and manufacturing method thereof
US20100251759A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Occhipinti Gasper C Liquid pressure cycle having an ejector
WO2010126980A2 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Carrier Corporation Transcritical thermally activated cooling, heating and refrigerating system
JP2011145035A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Denso Corp 蒸発器ユニット
JP5334905B2 (ja) * 2010-03-31 2013-11-06 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
US8393171B2 (en) 2010-04-13 2013-03-12 Gerald Allen Alston Mechanically enhanced ejector HVAC and electric power generation system
JP5328713B2 (ja) 2010-04-27 2013-10-30 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
DE102010031409B4 (de) * 2010-07-15 2018-12-27 Mahle International Gmbh Treibdüse für ein mit siedendem Fluid angetriebenes Expansionselement
CN103003642B (zh) * 2010-07-23 2015-07-08 开利公司 喷射器循环
US20130111944A1 (en) * 2010-07-23 2013-05-09 Carrier Corporation High Efficiency Ejector Cycle
JP5625610B2 (ja) 2010-08-18 2014-11-19 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル本発明は、エジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。
JP5533483B2 (ja) 2010-09-16 2014-06-25 株式会社デンソー 圧縮機のトルク推定装置
CN103168203B (zh) * 2010-10-18 2016-01-20 三菱电机株式会社 制冷循环装置以及制冷剂循环方法
US9523364B2 (en) 2010-11-30 2016-12-20 Carrier Corporation Ejector cycle with dual heat absorption heat exchangers
ES2702535T3 (es) 2011-01-04 2019-03-01 Carrier Corp Ciclo de eyección
PT2718642T (pt) * 2011-06-06 2016-12-20 Huurre Group Oy Circuito de refrigeração com múltiplos evaporadores
DE102012011278A1 (de) 2012-06-08 2013-12-12 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Ejektor für einen Kältemittelkreislauf, Kältemittelkreislauf mit einem Ejektor und Wärmepumpe mit einem Ejektor
JP6090104B2 (ja) * 2012-12-13 2017-03-08 株式会社デンソー エジェクタ
CA2911099A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Hill Phoenix, Inc. Systems and methods for pressure control in a co2 refrigeration system
CN103383169A (zh) * 2013-08-12 2013-11-06 南京协众汽车空调集团有限公司 一种利用发动机废热的空调系统
CN103776189B (zh) * 2014-01-18 2016-02-24 西安交通大学 用于热泵装置的带喷射器的补气增焓型热泵循环系统
EP3172501B1 (en) 2014-07-24 2023-12-06 Carrier Corporation Heat pump with ejector
CN104214983A (zh) * 2014-09-19 2014-12-17 温州市双峰制冷设备制造有限公司 一种设有两级蒸发器的水冷冷水机组
JP6319042B2 (ja) * 2014-10-24 2018-05-09 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
US9897363B2 (en) 2014-11-17 2018-02-20 Heatcraft Refrigeration Products Llc Transcritical carbon dioxide refrigeration system with multiple ejectors
ES2737984T3 (es) 2015-08-14 2020-01-17 Danfoss As Un sistema de compresión de vapor con al menos dos grupos evaporadores
WO2017067858A1 (en) 2015-10-20 2017-04-27 Danfoss A/S A method for controlling a vapour compression system with a variable receiver pressure setpoint
WO2017067863A1 (en) 2015-10-20 2017-04-27 Danfoss A/S A method for controlling a vapour compression system in a flooded state
PL3365619T3 (pl) * 2015-10-20 2020-03-31 Danfoss A/S Sposób sterowania układem sprężania pary w trybie eżektora przez wydłużony czas
US10344778B2 (en) * 2016-02-29 2019-07-09 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Ejector for a sealed system
CN105882353B (zh) * 2016-06-01 2018-01-23 鞍山新磁电子有限公司 节电型车用空调
JP6547781B2 (ja) 2016-06-16 2019-07-24 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
US11125483B2 (en) 2016-06-21 2021-09-21 Hill Phoenix, Inc. Refrigeration system with condenser temperature differential setpoint control
US10254015B2 (en) 2017-02-28 2019-04-09 Thermo King Corporation Multi-zone transport refrigeration system with an ejector system
JP6780590B2 (ja) 2017-03-02 2020-11-04 株式会社デンソー エジェクタモジュール
US10830499B2 (en) 2017-03-21 2020-11-10 Heatcraft Refrigeration Products Llc Transcritical system with enhanced subcooling for high ambient temperature
JP2018178781A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 株式会社デンソー エジェクタ及びこれを用いた燃料電池システム並びに冷凍サイクルシステム
US11435124B2 (en) 2018-02-28 2022-09-06 Carrier Corporation Refrigeration system with leak detection
US11796227B2 (en) 2018-05-24 2023-10-24 Hill Phoenix, Inc. Refrigeration system with oil control system
US11397032B2 (en) 2018-06-05 2022-07-26 Hill Phoenix, Inc. CO2 refrigeration system with magnetic refrigeration system cooling
JP7095420B2 (ja) 2018-06-08 2022-07-05 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
DK180146B1 (en) 2018-10-15 2020-06-25 Danfoss As Intellectual Property Heat exchanger plate with strenghened diagonal area
CN111692770B (zh) * 2019-03-15 2023-12-19 开利公司 喷射器和制冷系统
CN110469376B (zh) * 2019-08-29 2024-01-16 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 布雷顿循环发电系统及方法
CN113701389B (zh) * 2021-04-30 2022-11-01 中国科学院理化技术研究所 冷凝分离式超音速引射器的二氧化碳制冷系统及制冷机

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3701264A (en) * 1971-02-08 1972-10-31 Borg Warner Controls for multiple-phase ejector refrigeration systems
JPS57144856A (en) 1981-03-05 1982-09-07 Nippon Denso Co Air conditioner for vehicle
JPS59172966A (ja) 1983-03-17 1984-09-29 Ricoh Co Ltd リニアモ−タ用エンコ−ダ
NL8601775A (nl) 1986-07-08 1988-02-01 Philips Nv Optisch samenstel omvattende een houder en een optisch element.
DE4036854C1 (ko) 1990-11-19 1992-05-21 Thermal-Werke, Waerme-, Kaelte-, Klimatechnik Gmbh, 6832 Hockenheim, De
JPH04316962A (ja) 1991-04-15 1992-11-09 Nippondenso Co Ltd 冷凍サイクル
JPH05312421A (ja) * 1992-05-14 1993-11-22 Nippondenso Co Ltd 冷凍装置
JPH0618121A (ja) 1992-06-30 1994-01-25 Nippondenso Co Ltd エンジン駆動ヒートポンプ空調装置
JP3265649B2 (ja) 1992-10-22 2002-03-11 株式会社デンソー 冷凍サイクル
US5343711A (en) * 1993-01-04 1994-09-06 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Method of reducing flow metastability in an ejector nozzle
KR20010037714A (ko) 1999-10-19 2001-05-15 구자홍 두 개의 증발기를 구비한 냉장고의 냉동 시스템
EP1134517B1 (en) * 2000-03-15 2017-07-26 Denso Corporation Ejector cycle system with critical refrigerant pressure
JP3322263B1 (ja) 2000-03-15 2002-09-09 株式会社デンソー エジェクタサイクル、これに用いる気液分離器、並びにこのエジェクタサイクルを用いた給湯器及び熱管理システム
US6293108B1 (en) 2000-06-30 2001-09-25 Vortex Aircon Regenerative refrigeration system with mixed refrigerants
JP4032875B2 (ja) * 2001-10-04 2008-01-16 株式会社デンソー エジェクタサイクル
JP3818115B2 (ja) * 2001-10-04 2006-09-06 株式会社デンソー エジェクタサイクル
DE10302356A1 (de) * 2002-01-30 2003-07-31 Denso Corp Kältekreislauf mit Ejektorpumpe
JP3928470B2 (ja) 2002-04-26 2007-06-13 株式会社デンソー 車両用空調装置
US6904769B2 (en) * 2002-05-15 2005-06-14 Denso Corporation Ejector-type depressurizer for vapor compression refrigeration system
JP4120296B2 (ja) * 2002-07-09 2008-07-16 株式会社デンソー エジェクタおよびエジェクタサイクル
JP4024095B2 (ja) 2002-07-09 2007-12-19 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2004044906A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Denso Corp エジェクタサイクル
JP4075530B2 (ja) * 2002-08-29 2008-04-16 株式会社デンソー 冷凍サイクル
JP2004257694A (ja) 2003-02-27 2004-09-16 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
JP4124136B2 (ja) * 2003-04-21 2008-07-23 株式会社デンソー 冷媒蒸発器
US6918266B2 (en) * 2003-04-21 2005-07-19 Denso Corporation Ejector for vapor-compression refrigerant cycle
JP4114554B2 (ja) * 2003-06-18 2008-07-09 株式会社デンソー エジェクタサイクル
US7254961B2 (en) * 2004-02-18 2007-08-14 Denso Corporation Vapor compression cycle having ejector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101489515B1 (ko) * 2009-02-06 2015-02-03 한라비스테온공조 주식회사 차량용 듀얼 에어컨 시스템
KR20180135693A (ko) * 2017-06-13 2018-12-21 현대자동차주식회사 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법

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CN1657844A (zh) 2005-08-24
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