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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung
mit einer Ejektorpumpe, die zum Dekomprimieren eines Fluids und
gleichzeitig als eine Kältemittelzirkulationseinheit
zum Zirkulieren eines Fluids durch eine Mitreißwirkung eines mit einer hohen
Geschwindigkeit ausgestoßenen
Antriebsfluids verwendet wird. Zum Beispiel kann die Ejektorpumpenkreisvorrichtung
in geeigneter Weise zum Kühlen
mehrerer Kühlgegenstände verwendet werden.
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Eine
Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
(Ejektorpumpenkreisvorrichtung) mit einer Ejektorpumpe 62 ist
in dem japanischen Patent Nr. 3322263 (entspricht den US-Patenten
Nr. 6,477,857 und Nr. 6,574,987) beschrieben. Die Ejektorpumpenkreisvorrichtung
enthält
einen Kompressor 60, einen Kältemittelkühler 61, die Ejektorpumpe 62,
einen ersten und einen zweiten Verdampfapparat 63, 64 und eine
Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 65.
Der erste Verdampfapparat 63 ist zwischen einer Kältemittelausgabeseite
der Ejektorpumpe 62 und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 65 angeordnet, und
der zweite Verdampfapparat 64 ist zwischen einem Kältemittelsauganschluss
der Ejektorpumpe 62 und einem Kältemittelauslass der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 65 angeordnet.
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In
dieser Ejektorpumpenkreisvorrichtung wird ein Drosselöffnungsgrad
eines Düsenabschnitts der
Ejektorpumpe 62 so gesteuert, dass das Kältemittel
an einer Auslassseite des ersten Verdampfapparats 63 in
einen Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenzustand
kommt, während
eine Kühlkapazität des zweiten
Verdampfapparats 64 gesteuert wird. Weil in diesem Fall
ein Verteilungsverhältnis
zwischen einer durch den ersten Verdampfapparat 63 strömenden Kältemittelmenge
und einer durch den zweiten Verdampfapparat 64 strömenden Kältemittelmenge durch
die Ejektorpumpe 62 bestimmt wird, ist es schwierig, die
durch den ersten und den zweiten Verdampfapparat 63, 64 strömenden Kältemittelströmungsmengen
beide geeignet zu steuern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung mit mehreren Verdampfapparaten
vorzusehen, die mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann,
wobei Strömungsmengen
des durch die mehreren Verdampfapparate strömenden Kältemittels einfach eingestellt werden
können.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung
mit mehreren Verdampfapparaten vorzusehen, die mit einem hohen Wirkungsgrad
betrieben werden kann, wobei verhindert wird, dass ein flüssiges Kältemittel zu
einem Kompressor zurückströmt.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung einen
Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels, einen Kältemittelkühler zum
Abstrahlen von Wärme
von dem vom Kompressor ausgegebenen Kältemittel, eine Ejektorpumpe,
die einen Düsenabschnitt
zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels aus dem Kältemittelkühler enthält, einen ersten
Verdampfapparat zum Verdampfen des von der Ejektorpumpe ausströmenden Kältemittels,
einen ersten Zweigkanal, der von einer Position zwischen einer kältemittelstromabwärtigen Seite
des Kältemittelkühlers und
einer stromaufwärtigen
Seite des Düsenabschnitts
abzweigt und mit einem Kältemittelsauganschluss
der Ejektorpumpe verbunden ist, ein erstes Drosselelement, das in
dem ersten Zweigkanal angeordnet ist, um das aus dem Kältemittelkühler strömende Kältemittel
zu dekomprimieren, einen zweiten Verdampfapparat, der in dem ersten
Zweigkanal zwischen dem ersten Drosselelement und dem Kältemittelsauganschluss
der Ejektorpumpe angeordnet ist, und eine Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung,
die zwischen einem Kältemittelauslass
des ersten Verdampfapparats und einer Kältemittelsaugseite des Kompressors
angeordnet ist, zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel
und flüssiges Kältemittel.
Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
besitzt einen Auslass, von dem das getrennte gasförmige Kältemittel
zur Kältemittelsaugseite
des Kompressors eingeleitet wird.
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Hier
kann die in den ersten Verdampfapparat strömende Kältemittelmenge durch die Kapazität des Kompressors
und einen Drosselgrad des Düsenabschnitts
der Ejektorpumpe eingestellt werden, und die in den zweiten Verdampfapparat
strömende
Kältemittelmenge
kann durch das erste Drosselelement eingestellt werden. Demgemäß kann die
Kältemittelströmungsmenge
zum ersten und zweiten Verdampfapparat jeweils basierend auf ihren
Wärmelasten
geeignet eingestellt werden, wobei die Ejektorpumpenkreisvorrichtung
mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann. Weil die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
zwischen dem Auslass des ersten Verdampfapparats und der Kältemittelsaugseite
des Kompressors angeordnet ist, kann ferner verhindert werden, dass
flüssiges
Kältemittel
in den Kompressor eingeleitet wird. Zum Beispiel kann der erste
Verdampfapparat angeordnet sein, um einen ersten Kühlgegenstand
zu kühlen,
und der zweite Verdampfapparat kann angeordnet sein, um einen zweiten
Kühlgegenstand,
der sich von dem ersten Kühlgegenstand
unterscheidet, zu kühlen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung
einen Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels, einen Kältemittelkühler, der
angeordnet ist, um Wärme
des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels abzustrahlen, ein
erstes Drosselelement zum Dekomprimieren des Kältemittels von dem Kältemittelkühler, einen
ersten Verdampfapparat zum Verdampfen des von dem ersten Drosselelement
ausströmenden
Kältemittels,
eine Ejektorpumpe, die einen Düsenabschnitt
zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels von dem Kältemittelkühler enthält, einen
ersten Zweigkanal, der von einer Position zwischen einer kältemittelstromabwärtigen Seite
des Kältemittelkühlers und
einer stromaufwärtigen
Seite des Düsenabschnitts
abzweigt und mit einem Kältemittelsauganschluss
der Ejektorpumpe verbunden ist, ein zweites Drosselelement, das
in dem ersten Zweigkanal angeordnet ist, um das aus dem Kältemittelkühler strömende Kältemittel
zu dekomprimieren, einen zweiten Verdampfapparat, der in dem ersten
Zweigkanal zwischen dem zweiten Drosselelement und dem Kältemittelsauganschluss
der Ejektorpumpe angeordnet ist, und eine Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung mit
einem Auslass, von dem gasförmiges
Kältemittel
zur Kältemittelsaugseite
des Kompressors geleitet wird. In diesem Fall kann die zum ersten
und zweiten Verdampfapparat strömende
Kältemittelmenge
unabhängig
von der Konstruktion der Ejektorpumpe einfach gesteuert werden.
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In
der vorliegenden Erfindung können
der erste Verdampfapparat und der zweite Verdampfapparat zusammengebaut
sein, um eine integrierte Einheit zu bilden, oder können separat
voneinander vorgesehen sein. Weiter kann ein zusätzlicher Zweigkanal vorgesehen
sein, und ein dritter Verdampfapparat kann in diesem Zweigkanal
vorgesehen sein.
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Außerdem kann
ein Innenwärmetauscher angeordnet
sein, um einen Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel
von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
und dem Kältemittel
von dem Kältemittelkühler durchzuführen. Weiter
kann das in den Kältemittelkühler strömende Kältemittel
auf einen Druck höher
oder niedriger als der kritische Druck des Kältemittels gesetzt sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Obige
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
schematische Darstellung einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung gemäß einem
zehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
schematische Darstellung einer herkömmlichen Ejektorpumpenkreisvorrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels
typischerweise als eine Kühlkreisvorrichtung
für eine
Fahrzeug-Klimaanlage verwendet.
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Die
Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 enthält einen Kompressor 11 zum
Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels. Zum Beispiel wird
der Kompressor 11 durch einen Fahrzeugmotor (nicht dargestellt)
durch eine elektromagnetische Kupplung 12 und einen Riemen
angetrieben und gedreht. Der Kompressor 11 kann ein Verstellkompressor
sein, der seine Kältemittelausgabekapazität durch
Verändern
einer Kältemittelausgabemenge
einstellen kann, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung sein,
der seine Kältemittelausgabekapazität durch Verändern eines
Arbeits verhältnisses
des Kompressorbetriebs einstellen kann. Das Arbeitsverhältnis des
Kompressorbetriebs kann durch Durchführen einer Unterbrechung der
elektromagnetischen Kupplung 12 verändert werden. Alternativ kann,
wenn ein elektrischer Kompressor als Kompressor 11 verwendet
wird, die Kältemittelausgabekapazität durch
Einstellen einer Drehzahl eines Elektromotors eingestellt werden.
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Ein
Kältemittelkühler 13 ist
an einer Kältemittelausgabeseite
des Kompressors 11 angeordnet. Der Kältemittelkühler 13 kühlt das
von dem Kompressor 11 ausgegebene Hochdruck-Kältemittel
durch Durchführen
eines Wärmeaustausches
zwischen dem Hochdruck-Kältemittel
und einer durch einen Kühllüfter (nicht
dargestellt) geblasenen Außenluft (d.h.
Luft außerhalb
eines Fahrgastraums).
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In
der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 dieses Ausführungsbeispiels
wird ein Kältemittel
wie beispielsweise Kohlendioxid (CO2) verwendet,
sodass der Druck des Hochdruck-Kältemittels
vor seiner Dekompression höher
als der kritische Druck ist. Daher wird, wenn die Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 betrieben
wird, wenn der Druck des Hochdruck-Kältemittels höher als
der kritische Druck eingestellt ist, das Hochdruck-Kältemittel
in dem Kältemittelkühler 13 im überkritischen
Zustand gekühlt, ohne
zu kondensieren.
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Eine
Ejektorpumpe 14 ist stromab des Kältemittelkühlers 13 in einem
Kältemittelstrom
angeordnet. Die Ejektorpumpe 14 ist eine Dekompressionseinheit
zum Dekomprimieren des Kältemittels
und ist eine kinetische Pumpe zum Durchführen eines Transports eines
Fluids durch eine Mitreißwirkung
eines Strahlstroms eines mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzten
Antriebsfluids.
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Insbesondere
enthält
die Ejektorpumpe 14 einen Düsenabschnitt 14a,
einen Mischabschnitt 14c und einen Diffusorabschnitt 14d.
Der Düsenabschnitt 14a dekomprimiert
und expandiert das aus dem Kältemittelkühler 13 strömende Kältemittel
im Wesentlichen isentropisch durch Reduzieren einer Kältemittelkanal-Querschnittsfläche. Die
Kältemittelstromgeschwindigkeit
wird in dem Düsenabschnitt 14a durch Umwandeln
von Druckenergie des Kältemittels
in Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels
erhöht. Die
Ejektorpumpe 14 hat einen Kältemittelsauganschluss 14b,
von der gasförmiges
Kältemittel
von einem zweiten Verdampfapparat 18 durch den von dem
Düsenabschnitt 14a ausgestoßenen Hochgeschwindigkeits-Kältemittelstrom
angesaugt wird.
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Der
Mischabschnitt 14c und der Diffusorabschnitt 14d sind
stromab des Düsenabschnitts 14a und
des Kältemittelsauganschlusses 14b vorgesehen.
Im Mischabschnitt 14c werden das von dem Sauganschluss 14b angesaugte
Kältemittel
und das von dem Düsenabschnitt 14a ausgestoßene Kältemittel
vermischt, und das gemischte Kältemittel strömt durch
den Diffusorabschnitt 14d. Die Geschwindigkeitsenergie
des Kältemittels
(dynamischer Druck) wird in Druckenergie des Kältemittels (stationärer Druck)
in dem Diffusorabschnitt 14d durch allmähliches Vergrößern einer
Kanalquerschnittsfläche des
Diffusorabschnitts 14d umgewandelt. Das aus dem Diffusorabschnitt 14d der
Ejektorpumpe 14 ausströmende
Kältemittel
strömt
in einen ersten Verdampfapparat 15.
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Ein
Zweigkanal 16 zweigt von einem Verzweigungspunkt Z zwischen
dem Kältemittelkühler 13 und
einem Einlassabschnitt des Düsenabschnitts 14a der
Ejektorpumpe 14 ab. Der Zweigkanal 16 ist ein
Kältemittelkanal
von dem Kältemittelverzweigungspunkt
Z zum Kältemittelsauganschluss 14b der Ejektorpumpe 14.
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Ein
Drosselmechanismus 17 ist in dem Zweigkanal 16 vorgesehen,
und der zweite Verdampfapparat 18 ist in dem Zweigkanal 16 an
einer kältemittelstromabwärtigen Seite
des Drosselmechanismus 17 angeordnet. Der Drosselmechanismus 17 wird
so betrieben, dass er eine Dekompressionsfunktion und eine Strömungsmengeneinstellfunktion
besitzt. Zum Beispiel ist der Drosselmechanismus 17 eine
feste Drossel wie beispielsweise eine Öffnung. Alternativ kann eine
elektrisches Regelventil zum Steuern eines Ventilöffnungsgrades
(Kanaldrosselöffnungsgrad)
unter Verwendung eines elektrischen Stellelements als Drosselmechanismus 17 verwendet
werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der erste Verdampfapparat 15 zum Kühlen eines Fahrgastraums des
Fahrzeugs benutzt. Durch ein elektrisches Gebläse 19 geblasene Luft
wird durch den ersten Verdampfapparat 15 gekühlt und
strömt
in den Fahrgastraum, um den Fahrgastraum zu entfeuchten und zu kühlen. Das
in der Ejektorpumpe 14 dekomprimierte Niederdruck-Kältemittel
wird in dem ersten Verdampfapparat 15 durch Absorbieren
von Wärme aus
in den Fahrgastraum zu blasender Luft ver dampft, wodurch der erste
Verdampfapparat 15 eine Kühlfunktion hat. Das in dem
ersten Verdampfapparat 15 verdampfte gasförmige Kältemittel
wird in den Kompressor 11 gesaugt und im Kühlkreis
zirkuliert.
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Im
Gegensatz dazu kann der zweite Verdampfapparat 18 benutzt
werden, um einen Kühlbetrieb
zum Beispiel in einem am Fahrzeug montierten Kühlapparat durchzuführen. Luft
in einem Raum des Kühlapparats
wird durch ein elektrisches Gebläse 20 zirkuliert
und durch den zweiten Verdampfapparat 18 gekühlt, sodass
die Kühlfunktion
des Kühlapparats durchgeführt wird.
Das in dem Drosselmechanismus 17 dekomprimierte Niederdruck-Kältemittel
wird in dem zweiten Verdampfapparat 18 durch Absorbieren von
Wärme von
der durch das elektrische Gebläse 20 geblasenen
Luft verdampft, wodurch der zweite Verdampfapparat 18 eine
Kühlfunktion
hat. Das im zweiten Verdampfapparat 18 verdampfte gasförmige Kältemittel
wird durch den Sauganschluss 14b in die Ejektorpumpe 14 gesaugt.
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Ein
Speicher (Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung) 21 ist
zwischen einer Kältemittelauslassseite des
ersten Verdampfapparats 15 und einer Kältemittelsaugseite des Kompressors 11 angeordnet.
Der Speicher 21 kann als vertikaler, lang gestreckter Behälter ausgebildet
sein, in dem das von dem ersten Verdampfapparat 15 ausströmende Kältemittel
in gasförmiges
Kältemittel
und flüssiges
Kältemittel
getrennt wird. Das getrennte gasförmige Kältemittel wird von einem oberen
Abschnitt im Behälter
in die Saugseite des Kompressors 11 gesaugt, und das getrennte
flüssige
Kältemittel
wird darin als überschüssiges Kältemittel
im Kühlkreis
vorübergehend
gespeichert. Ein Ölrückführmechanismus
zum Rückleiten von
in dem im Behälter
gespeicherten flüssigen
Kältemittel
enthaltenem Öl
zum Kompressor 11 kann in dem Speicher 21 vorgesehen
sein.
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Als
nächstes
wird eine Funktionsweise der Kühlkreisvorrichtung
mit der Ejektorpumpe 14 beschrieben. Wenn der Kompressor 11 durch
eine Antriebsvorrichtung (zum Beispiel den Fahrzeugmotor) angetrieben
wird, strömt
das durch den Kompressor 11 komprimierte und von ihm ausgegebene
Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel
in den Kältemittelkühler 13,
wie in 1 dargestellt. Die Wärme des Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittels
wird im überkritischen
Druck aus dem Fahrgastraum abgestrahlt, indem im Kältemittelkühler 13 ein
Wärmeaustausch durchgeführt wird.
Das aus dem Kältemittelkühler 13 ausströmende Hochdruck-Kältemittel wird am Verzweigungspunkt
Z in einen ersten Kältemittelstrom
zum Einlass des Düsenabschnitts 14a der Ejektorpumpe 14 und
einen zweiten Kältemittelstrom zum
Zweigkanal 16 verzweigt.
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Das
in die Ejektorpumpe 14 strömende Kältemittel wird im Düsenabschnitt 14a dekomprimiert. Der
Düsenabschnitt 14a wandelt
die Druckenergie des Hochdruck-Kältemittels
in Geschwindigkeitsenergie um und stößt das Hochdruck-Kältemittel
aus seiner Strahlöffnung
aus. Deshalb wird ein Druck des Kältemittels an der Strahlöffnung des
Düsenabschnitts 14a reduziert,
und das Kältemittel
(gasförmiges
Kältemittel)
vom zweiten Verdampfapparat 18 wird durch einen Druckunterschied
zwischen dem Druck des Kältemittels
um die Strahlöffnung
des Düsenabschnitts 14a und
dem Druck des Kältemittels am
Kältemittelauslass
des zweiten Verdampfapparats 18 in den Mischabschnitt 14c der
Ejektorpumpe 14 gesaugt.
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Das
von dem Düsenabschnitt 14a ausgestoßene Kältemittel
und das vom Sauganschluss 14b angesaugte Kältemittel
werden in dem Mischabschnitt 14c vermischt und strömen in den
Diffusorabschnitt 14d. Weil die Kanalquerschnittsfläche im Diffusorabschnitt 14d größer wird,
wird die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels im Diffusorabschnitt 14d in
Druckenergie umgewandelt, sodass der Druck des Kältemittels im Diffusorabschnitt 14d höher wird. Das
aus der Auslassöffnung
des Diffusorabschnitts 14d ausströmende, unter Druck gesetzte
Kältemittel strömt in den
ersten Verdampfapparat 15 und wird in den Speicher 21 geleitet.
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Das
in den Speicher 21 strömende
Kältemittel
wird aufgrund des Dichteunterschiedes in flüssiges Kältemittel und gasförmiges Kältemittel
getrennt. Das getrennte gasförmige
Kältemittel
wird von einem Kältemittelauslass
des Speichers 21 in die Saugseite des Kompressors 11 gesaugt
und im Kompressor 11 wieder komprimiert.
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Das
von dem Kältemittelkühler 13 in
den Zweigkanal 16 strömende
Kältemittel
wird durch den Drosselmechanismus 17 dekomprimiert und
durch Absorbieren von Wärme
aus der durch das elektrische Gebläse 20 geblasenen Luft
verdampft. Deshalb wird das Innere des Kühlapparats gekühlt. Das aus
dem zweiten Verdampfapparat 18 ausströmende gasförmige Kältemittel strömt in den
Sauganschluss 14b der Ejektorpumpe 14. Das vom
zweiten Verdampfapparat 18 in die Ejektorpumpe 14 gesaugte gasförmige Kältemittel
wird mit dem durch den Düsenabschnitt 14a ausgestoßenen Kältemittel
vermischt und strömt
in den ersten Verdampfapparat 15, um zirkuliert zu werden.
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In
der Kühlkreisvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels
wird das in den Zweigkanal 16 strömende Kältemittel durch den Drosselmechanismus 17 in
den zweiten Verdampfapparat 18 geleitet, während das
Kältemittel
vom Diffusorabschnitt 14d der Ejektorpumpe 14 zum
ersten Verdampfapparat 15 geleitet wird. Deshalb sind sowohl
der erste Verdampfapparat 15 als auch der zweite Verdampfapparat 18 gleichzeitig
mit Kühlfunktionen
versehen.
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Aufgrund
der Druckerhöhung
im Mischabschnitt 14c und im Diffusorabschnitt 14d der
Ejektorpumpe 14 wird zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und
dem zweiten Verdampfapparat 18 eine Druckdifferenz erzeugt.
Das heißt,
der Kältemittelverdampfungsdruck
des ersten Verdampfapparats 15 entspricht dem Druck nach
der Druckerhöhung
im Diffusorabschnitt 14b. Dagegen wird, weil die Kältemittelauslassseite
des zweiten Verdampfapparats 18 mit dem Kältemittelsauganschluss 14b der
Ejektorpumpe 14 verbunden ist, ein reduzierter Druck unmittelbar
nach der Dekompression am Düsenabschnitt 14a auf
den zweiten Verdampfapparat 18 angewendet.
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Demgemäß kann der
Kältemittelverdampfungsdruck
des zweiten Verdampfapparats 18 um einen vorbestimmten
Druck niedriger als der Kältemittelverdampfungsdruck
des ersten Verdampfapparats 15 gemacht werden. Deshalb
kann die Kältemittelverdampfungstemperatur
des zweiten Verdampfapparats 18 um einen vorbestimmte Temperatur
niedriger als die Kältemittelverdampfungstemperatur
des ersten Verdampfapparats 15 gemacht werden. Das heißt, die
vorbestimmte Temperaturdifferenz kann aufgrund der Druckdifferenz
zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und dem zweiten
Verdampfapparat 18 eingestellt werden. Deshalb kann die
Kühltemperatur
des am Fahrzeug montierten Kühlapparats
niedriger als die Temperatur des Fahrgastraums gesetzt werden, wodurch
Kühlfunktionen
des Kühlapparats
und des Fahrgastraums mit unterschiedlichen Kühltemperaturen durchgeführt werden.
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Ferner
kann die durch den zweiten Verdampfapparat 18 strömende Kältemittelmenge
durch den Drosselmechanismus 17 unabhängig von Funktionen der Ejektorpumpe 14 gesteuert
werden. Deshalb kann die durch den ersten Verdampfapparat 15 strömende Kältemittelmenge
durch die Steuerung der Kältemittelausgabekapazität des Kompressors 11 und
der Drosseleigenschaften der Ejektorpumpe 14 eingestellt
werden. Als Ergebnis können
die durch den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15, 18 strömenden Kältemittelmengen
beide einfach entsprechend Wärmelasten
des ersten bzw. des zweiten Verdampfapparats 15, 18 eingestellt
werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist der als Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
verwendete Speicher 21 an einer Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfapparats 15 vorgesehen.
Deshalb kann, selbst wenn die Überhitzungsgradsteuerung
an der Kältemittelauslassseite
des ersten Verdampfapparats 15 nicht durchgeführt wird,
die Ejektorpumpenkreisvorrichtung verhindern, dass flüssiges Kältemittel
in den Kompressor 11 eingeleitet wird.
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Außerdem kann
der Saugdruck des in den Kompressor 11 gesaugten Kältemittels
durch den erhöhten
Druck im Diffusorabschnitt 14d erhöht werden. Deshalb kann ein
Kompressionsarbeitsmaß im Kompressor 11 reduziert
werden, wodurch der Energieverbrauch im Kompressor 11 reduziert
wird.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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2 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des zweiten Ausführungsbeispiels.
Im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind der erste
Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 18 jeweils
unabhängig
konstruiert, um Kühlkapazitäten jeweils
unabhängig
vorzusehen. Im zweiten Ausführungsbeispiel
sind jedoch, wie in 2 dargestellt, der erste und
der zweite Verdampfapparat 15, 18 zusammengebaut,
um eine integrierte Konstruktion zu bilden, sodass ein gemeinsamer Kühlraum,
wie beispielsweise ein Innenraum des Fahrgastraums oder ein Innenraum
des Kühlapparats,
unter Verwendung sowohl des ersten als auch des zweiten Verdampfapparats 15, 18 gekühlt werden
kann.
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Im
zweiten Ausführungsbeispiel
wird ein einzelnes elektrisches Gebläse 22 als Luftblaseinrichtung
zum Blasen von Luft zum ersten und zweiten Verdampfapparat 15, 18 verwendet.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist der erste Verdampfapparat 15 mit einer relativ hohen
Verdampfungstemperatur in einer Luftströmungsrichtung A des elektrischen
Gebläses 22 an
einer luftstromaufwärtigen
Seite des zweiten Verdampfapparats 18 angeordnet.
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Allgemein
ist die Kältemittelverdampfungstemperatur
des zweiten Verdampfapparats 18 niedriger als die Kältemittelverdampfungstemperatur
des ersten Verdampfapparats 15. Demgemäß ist es möglich, eine Temperaturdifferenz
zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur
und der Lufttemperatur im ersten Verdampfapparat 15 und
eine Temperaturdifferenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur
und der Lufttemperatur im zweiten Verdampfapparat 18 zu
erhalten. Deshalb können
beide Kühlkapazitäten des
ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 effektiv
erzielt werden. Als Ergebnis kann die in den gemeinsamen Kühlraum geblasene Luft
durch die Kombination des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 effektiv
gekühlt
werden.
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Im
zweiten Ausführungsbeispiel
sind, wenn der erste und der zweite Verdampfapparat 15, 18 beide
kombiniert sind, um eine integrierte Konstruktion zu bilden, Verdampfapparatbauelemente
wie beispielsweise Rohre, Rippen, Behälter aus einem Metall wie beispielsweise
Aluminium gebildet und können
integral verlötet
werden.
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Im
zweiten Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 analog
jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels gemacht sein.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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3 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des dritten Ausführungsbeispiels.
Im dritten Ausführungsbeispiel
ist ein Innenwärmetauscher 23 relativ
zur Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des oben beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiels zusätzlich vorgesehen.
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Der
Innenwärmetauscher 23 enthält einen ersten
Kältemittelkanalabschnitt 23a,
in dem das Hochdruck-Kältemittel
aus dem Kältemittelkühler 13 strömt, und
einen zweiten Kältemittelkanalabschnitt 23b,
in dem das Niederdruck-Kältemittel
aus dem ersten Verdampfapparat 15 zum Kompressor 11 strömt. Der
erste Kältemittelkanalabschnitt 23a des Innenwärmetauschers 23 ist
zwischen dem Kältemittelkühler 13 und
dem Einlass des Düsenabschnitts 14a der
Ejektorpumpe 14 verbunden, und der zweite Kanalabschnitt 23b des
Innenwärmetauschers 23 ist zwischen
einer Kältemittelauslassseite
des Speichers 21 und dem Sauganschluss des Kompressors 11 verbunden,
wodurch ein Wärmeaustausch
zwischen dem Hochdruck-Kältemittel
und dem Niederdruck-Kältemittel
in dem Innenwärmetauscher 23 durchgeführt wird.
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Durch
den Wärmeaustausch
zwischen dem Hochdruck-Kältemittel
und dem Niederdruck-Kältemittel
im Innenwärmetauscher 23 kann
die Enthalpie des in den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15, 18 strömenden Kältemittels
reduziert werden, und die Kühlkapazitäten des
ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 18 können erhöht werden.
Als Ergebnis kann der Wirkungsgrad (COP) der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 effektiv
verbessert werden.
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Im
dritten Ausführungsbeispiel
sind die anderen Teile ähnlich
jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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4 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des vierten Ausführungsbeispiels.
Im vierten Ausführungsbeispiel
ist der im obigen dritten Ausführungsbeispiel
beschriebene Innenwärmetauscher 23 mit
der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des oben beschriebenen
zweiten Ausführungsbeispiels
kombiniert. Im vierten Ausführungsbeispiel
ist die Funktion des Innenwärmetauschers 23 ähnlich jener
des oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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5 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des fünften Ausführungsbeispiels.
Im fünften Ausführungsbeispiel
ist ein zweiter Zweigkanal 24 zu der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des
oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels
hinzugefügt
und mit ihr kombiniert.
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Der
zweite Zweigkanal 24 verzweigt von dem ersten Zweigkanal 16 stromauf
eines Kältemitteleinlasses
des Drosselmechanismus 17 und ist mit einer Position des
Kühlkreises
zwischen der Kältemittelauslassseite
des ersten Verdampfapparats 15 und dem Kältemitteleinlass
des Speichers 21 verbunden. Das heißt, der zweite Zweigkanal 24 zweigt
an einem Abschnitt zwischen dem Kältemittelkühler 13 und dem Einlass
des Düsenabschnitts 14a ab,
sodass das Kältemittel
aus dem Kältemittelkühler 13 in
den zweiten Zweigkanal 24 eingeleitet werden kann.
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Ein
Drosselmechanismus 25 und der dritte Verdampfapparat 26 sind
in dem zweiten Zweigkanal 24 so angeordnet, dass das im
Drosselmechanismus 25 dekomprimierte Kältemittel in den dritten Verdampfapparat 26 eingeleitet
wird. Der Drosselmechanismus 25 besitzt eine Dekompressionseinrichtung
zum Dekomprimieren des Kältemittels,
wobei er eine Kältemittelmengeneinstellfunktion
zum Einstellen der in den dritten Verdampfapparat 26 strömenden Kältemittelmenge
aufweist. Zum Beispiel ist der Drosselmechanismus 15 eine
feste Drossel wie beispielsweise eine Öffnung. Alternativ kann ein
elektrisches Regelventil, in dem ein Ventilöffnungsgrad (Kanaldrosselöffnungsgrad)
durch ein elektrisches Stellelement eingestellt wird, als Drosselmechanismus 25 verwendet
werden. Ein elektrisches Gebläse 27 ist
angeordnet, um Luft zum dritten Verdampfapparat 26 zu blasen,
sodass der dritte Verdampfapparat 26 eine Kühlkapazität besitzt.
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Die
Kältemittelauslassseite
des dritten Verdampfapparats 26 ist mit der Kältemittelauslassseite des
ersten Verdampfapparats 15 an einem Verbindungsabschnitt
gekoppelt, und der Verbindungsabschnitt ist mit der Kältemitteleinlassseite
des Speichers 21 verbunden. So ist der Kältemittelverdampfungsdruck
des dritten Verdampfapparats 26 im Wesentlichen gleich
jenem des ersten Verdampfapparats 15, und deshalb ist die
Kältemittelverdampfungstemperatur
des dritten Verdampfapparats 26 im Wesentlichen gleich
jener des ersten Verdampfapparats 15.
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Zum
Beispiel kann im fünften
Ausführungsbeispiel
ein vorderer Raum in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs als ein
Kühlraum
des ersten Verdampfapparats 15 gesetzt werden, und ein
hinterer Raum im Fahrgastraum des Fahrzeugs kann als ein Kühlraum des
dritten Verdampfapparats 26 gesetzt werden, sodass der
vordere Raum und der hintere Raum des Fahrgastraums gleichzeitig
gekühlt
werden können.
Gleichzeitig kann der zweite Verdampfapparat 18 zum Kühlen des
Innern des am Fahrzeug montierten Kühlapparats ähnlich dem oben beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel
verwendet werden.
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Im
fünften
Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile ähnlich
dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel gesetzt sein.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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6 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des sechsten Ausführungsbeispiels.
Das sechste Ausführungsbeispiel
ist eine Modifikation des oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiels. Im sechsten
Ausführungsbeispiel
ist das stromabwärtige
Ende des im fünften
Ausführungsbeispiel
beschriebenen zweiten Zweigkanals 24 anstatt mit der Kältemitteleinlassseite
des Speichers 21, wie im fünften Ausführungsbeispiel beschrieben,
mit einer Kältemittelauslassseite
des Speichers 21 verbunden.
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Gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel ist
die Kältemittelauslassseite
des dritten Verdampfapparats 26 mit einer Position zwischen
dem Speicher 21 und dem Kompressor 11 verbunden,
sodass das aus dem dritten Verdampfapparat 26 strömende Kältemittel
direkt in den Kompressor 11 gesaugt werden kann, ohne durch
den Speicher 21 zu strömen. Falls
die Kühllast
des dritten Verdampfapparats 26 klein ist und die in den
dritten Verdampfapparat 26 strömende Kältemittelmenge klein ist, kann,
selbst wenn in dem Kältemittel
am Kältemittelauslass
des dritten Verdampfapparats 26 flüssiges Kältemittel enthalten ist, eine
Beschädigung
des Kompressors 11 effektiv beschränkt werden, weil das flüssige Kältemittel
mit dem Sättigungsgas-Kältemittel an der Kältemittelauslassseite
des Speichers 21 vermischt wird.
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Ferner
kann, wenn ein Expansionsventil, das einen Überhitzungsgrad des Kältemittels
am Kältemittelauslass
des dritten Verdampfapparats 26 steuern kann, als Drosselmechanismus 25 des
zweiten Zweigkanals 24 verwendet wird, genau verhindert werden,
dass flüssiges
Kältemittel
vom Kältemittelauslass
des dritten Verdampfapparats 26 zur Saugseite des Kompressors 11 zurückströmt.
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In
der in 6 dargestellten Ejektorpumpenkreisvorrichtung
absorbiert das in dem Niederdruck-Kältemittel aus dem dritten Verdampfapparat 26 enthaltene
flüssige
Kältemittel,
wenn der zweite Kältemittelkanalabschnitt 23b des
in 3 und 4 dargestellten Innenwärmetauschers 23 an
einer Position stromab des Verbindungspunktes zwischen dem Kältemittelauslass
des dritten Verdampfapparats 27 und der Kältemittelauslassseite
des Speichers 21 vorgesehen ist, Wärme von dem durch den ersten
Kältemittelkanalabschnitt 23a des
Innenwärmetauschers 23 strömenden Hochdruck-Kältemittel.
In diesem Fall kann genau verhindert werden, dass flüssiges Kältemittel
aus dem dritten Verdampfapparat 26 in den Kompressor 11 gesaugt
wird.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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In
den oben beschriebenen ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen stellt die
Ejektorpumpe 14, weil nur die Ejektorpumpe 14 mit
dem ersten Verdampfapparat 15 in Reihe geschaltet ist,
die Strömungsmenge
des Kältemittels
zum ersten Verdampfapparat 15 ein, wobei sie eine Pumpfunktion
mit einer Druckdifferenz zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und
dem zweiten Verdampfapparat 18 besitzt. In diesem Fall
muss die Ejektorpumpe 14 die Kältemittelmengen-Einstellfunktion
und die Pumpfunktion aufweisen. Deshalb ist die Konstruktion der
Ejektorpumpe 14 basierend auf der Kapazität des ersten Verdampfapparats 15 ausgebildet,
um die Kältemittelmengen-Einstellfunktion
des ersten Verdampfapparats 15 zu erzielen.
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In
Anbetracht dieses Problems wird im siebten Ausführungsbeispiel die Ejektorpumpe 14 so
benutzt, dass sie hauptsächlich
die Pumpfunktion besitzt, ohne die Kältemittelmengen-Einstellfunktion des
ersten Verdampfapparats 15 zu haben. In diesem Fall kann
die Ejektorpumpenkreisvorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben
werden, während
die Konstruktion der Ejektorpumpe 14 einfach eingestellt
sein kann.
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In
einer Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des siebten Ausführungsbeispiels
ist ein Kältemittelkanal 28a,
durch den das Kältemittel
von dem Kältemittelkühler 13 an
der Ejektorpumpe 14 vorbei in den ersten Verdampfapparat 15 strömt, vorgesehen,
wie in 7 dargestellt. Ferner ist ein Drosselmechanismus
(Drosselelement) 28 in dem Kältemittelkanal 28a zwischen
der Kältemittelauslassseite
des Kältemittelkühlers 13 und
der Kältemitteleinlassseite
des ersten Verdampfapparats 15 vorgesehen.
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Die
Ejektorpumpe 14 ist parallel zum Drosselmechanismus 28 vorgesehen,
sodass das durch die Ejektorpumpe 14 strömende Kältemittel
den Drosselmechanismus 28 umgeht. Der Kältemittelauslass der Ejektorpumpe 14 ist
mit einem Abschnitt zwischen dem Drosselmechanismus 28 und
dem ersten Verdampfapparat 15 verbunden. Verschiedene Arten
von Drosseln können
als Drosselmechanismus 18 verwendet werden. Zum Beispiel
kann eine feste Drossel als Drosselmechanismus 28 verwendet werden.
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Ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel sind
der Drosselmechanismus 17 und der zweite Verdampfapparat 18 in
dem Zweigkanal 16 in Reihe angeordnet, und die Kältemittelauslassseite
des zweiten Verdampfapparats 18 ist mit dem Sauganschluss 14b der
Ejektorpumpe 14 verbunden.
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Als
nächstes
wird eine Funktionsweise der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 gemäß dem siebten
Ausführungsbeispiel
beschrieben. Wenn der Kompressor 11 in Betrieb ist, wird
das von dem Kompressor 11 ausgegebene Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel in dem Kältemittelkühler 13 durch Außenluft
gekühlt.
Das gekühlte
Kältemittel
aus dem Kältemittelkühler 13 wird
in drei Ströme
verzweigt. Das heißt,
das Kältemittel
des ersten Stroms aus dem Kältemittelkühler 13 wird
dekomprimiert, während
es durch den Drosselmechanismus 28 gelangt, und das Kältemittel
des zweiten Stroms aus dem Kältemittelkühler 13 wird
dekomprimiert, während
es durch den Düsenabschnitt 14a strömt, und
im Druck erhöht,
während
es durch den Diffusorabschnitt 14d strömt. Ferner wird das Kältemittel
des dritten Stroms von dem Kältemittelkühler 13 dekomprimiert,
während
es durch den Drosselmechanismus 17 des Zweigkanals 16 gelangt.
Das Kältemittel
aus dem Drosselmechanismus 28 und das Kältemittel aus der Ejektorpumpe 14 strömen in den
ersten Verdampfapparat 15, und das Kältemittel aus dem Drosselmechanismus 17 des
Zweigkanals 16 wird in den Sauganschluss 14b der
Ejektorpumpe 14 gesaugt.
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Auch
im siebten Ausführungsbeispiel
hat die Ejektorpumpe 14 die Pumpfunktion, sodass das Kältemittel
am Kältemittelauslass
des zweiten Verdampfapparats 18 in die Ejektorpumpe 14 gesaugt wird,
um mit dem vom Düsenabschnitt 14a ausgestoßenen Kältemittel
vermischt zu werden, und das gemischte Kältemittel wird im Diffusorabschnitt 14d im Druck
erhöht.
Deshalb ist der Kältemittelverdampfungsdruck
des ersten Verdampfapparats 15 höher als der Kältemittelverdampfungsdruck
des zweiten Verdampfapparats 18, um so eine vorbestimmte Druckdifferenz
(Kältemittelverdampfungstemperaturdifferenz)
zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und dem zweiten
Verdampfapparat 18 zu bilden.
-
Weil
die zum ersten Verdampfapparat 15 strömende Kältemittelmenge durch die feste
Drossel 28 eingestellt werden kann, kann die Ejektorpumpe 14 ohne
Berücksichtigung
der Kältemittelströmungsmenge
zum ersten Verdampfapparat 15 konstruiert werden. Außerdem kann
die in den zweiten Verdampfapparat 18 strömende Kältemittelmenge
durch den Drosselmechanismus 17 eingestellt werden. So kann
die Ejektorpumpe 14 hauptsächlich vorgesehen sein, um
eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und
dem zweiten Verdampfapparat 18 einzustellen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Form der Ejektorpumpe 14 geeigneterweise so ausgebildet,
dass die durch die Ejektorpumpe 14 gelangende Kältemittelmenge
in einem vorbestimmten Bereich eingestellt wird, und eine vorbestimmte
Druckdifferenz wird zwischen sowohl dem ersten als auch dem zweiten
Verdampfapparat 15, 18 eingestellt. In diesem
Fall kann die Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 mit einem
hohen Wirkungsgrad betrieben werden, selbst wenn die Kreisbetriebszustände (z.B.
Kompressordrehzahl, Außenlufttemperatur,
Temperatur des Kühlraums)
verändert
werden.
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Ferner
kann, weil die Ejektorpumpe 14 so ausgebildet ist, dass
sie hauptsächlich
die Pumpfunktion hat, eine feste Düse als Düsenabschnitt 14a in
der Ejektorpumpe 14 verwendet werden. In diesem Fall können die
Produktionskosten der Ejektorpumpe 14 reduziert werden.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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8 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des achten Ausführungs beispiels,
das eine Modifikation des oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiels
ist.
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Im
oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiel
ist der Kältemittelauslass
der Ejektorpumpe 14 mit der Einlassseite des ersten Verdampfapparats 15 verbunden.
Im achten Ausführungsbeispiel
ist jedoch der Kältemittelauslass
der Ejektorpumpe 14 mit der Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfapparats 15 an
einer Position zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und
dem Speicher 21 verbunden. In diesem Fall kann die Form
der Ejektorpumpe 14 einfach so eingestellt werden, dass
die Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 unabhängig von den
Kreisbetriebszuständen
mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
kann, auch wenn der Kältemittelauslass
der Ejektorpumpe 14 mit der Kältemittelauslassseite des Verdampfapparats 15 verbunden
ist, weil das Kältemittel
nach Durchströmen
der Ejektorpumpe 14 in den Speicher 21 strömt, ein
Einleiten von flüssigem
Kältemittel
aus der Ejektorpumpe 14 in den Kompressor 11 verhindert werden.
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(Neuntes Ausführungsbeispiel)
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9 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des neunten Ausführungsbeispiels,
das eine Modifikation des oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiels
ist. Im neunten Ausführungsbeispiel
ist in der Konstruktion der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des
oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiels
der im fünften
und sechsten Ausführungsbeispiel
beschriebene zweite Zweigkanal 24 mit dem Drosselmechanismus 15 und
dem dritten Verdampfapparat 26 hinzugefügt.
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Wie
in 9 dargestellt, zweigt der zweite Zweigkanal 24 von
einem Abschnitt zwischen dem Kältemittelkühler 13 und
dem Einlass des Düsenabschnitts 14a ab
und ist mit einem Abschnitt zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und
dem Speicher 21, wie durch die durchgezogene Linie in 9 dargestellt,
oder einem Abschnitt zwischen dem Speicher 21 und dem Kompressor 11,
wie durch die strichpunktierte Linie 24a in 9 dargestellt,
verbunden.
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(Zehntes Ausführungsbeispiel)
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10 zeigt
eine Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des zehnten Ausführungsbeispiels,
das eine Modifikation des oben beschriebenen achten Ausführungsbeispiels
ist. Im zehnten Ausführungsbeispiel
ist in der Konstruktion der Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 des
oben beschriebenen achten Ausführungsbeispiels
der im fünften
und sechsten Ausführungsbeispiel
beschriebene zweite Zweigkanal 24 mit der Drossel 25 und
dem dritten Verdampfapparat 26 hinzugefügt.
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Wie
in 10 dargestellt, zweigt der zweite Zweigkanal 24 von
einem Abschnitt zwischen dem Kältemittelkühler 13 und
dem Einlass des Düsenabschnitts 14a ab
und ist mit einem Abschnitt zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und
dem Speicher 21, wie durch die durchgezogene Linie in 10 dargestellt,
oder einem Abschnitt zwischen dem Speicher 21 und dem Kompressor 11,
wie durch die strichpunktierte Linie 24a in 10 dargestellt,
verbunden.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit ihren bevorzugten
Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben
worden ist, ist zu beachten, dass für den Fachmann verschiedene Änderungen
und Modifikationen offensichtlich sein werden.
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Zum
Beispiel können
in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
elektrische Regelventile, wie beispielsweise elektromagnetische
Ventile, zum Einstellen von Strömungsmengen
des in den ersten, den zweiten und den dritten Verdampfapparat 15, 18 und/oder 26 strömenden Kältemittels
in dem Kältemittelkanal
für den
ersten Verdampfapparat 15 und dem ersten und dem zweiten
Zweigkanal 16 und 24 vorgesehen sein. In diesem
Fall kann der Strom des Kältemittels
zum ersten Verdampfapparat 15, zum zweiten Verdampfapparat 18 und
zum dritten Verdampfapparat 26 selektiv geschaltet und
eingestellt werden.
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In
den oben beschriebenen siebten bis zehnten Ausführungsbeispielen können der
erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 18 auch
zusammengebaut werden, um eine integrierte Einheit zu bilden, um
einen einzelnen Kühlgegenstand
zu kühlen.
Ferner können
in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die
ersten, zweiten und dritten Verdampfapparate 15, 18, 26 integral zusammengebaut
werden, um eine integrierte Einheit zu bilden, um einen einzelnen
Kühlgegenstand zu
kühlen.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
können
auch elektrische Regelventile wie beispielsweise elektromagnetische
Ventile als Drosselmechanismen 17, 25, 28 verwendet
werden. In diesem Fall haben die Drosselmechanismen 17, 25, 28 Kanalschaltfunktionen
und können
in geeigneter Weise einen Kältemittelstrom
in der Ejektorpumpenkreisvorrichtung schalten und einstellen.
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Im
oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
wird Kohlendioxid als Kältemittel
benutzt, sodass der Druck des Hochdruck-Kältemittels höher als der
kritische Druck wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch geeigneterweise
auch für
einen Kühlkreis
benutzt werden, in dem der Druck des Hochdruck-Kältemittels niedriger als der
kritische Druck ist. In diesem Fall wird das Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel
aus dem Kompressor 10 im Kältemittelkühler 13 gekühlt und
kondensiert. Außerdem
ist die Art des Kältemittels
nicht eingeschränkt. Zum
Beispiel kann ein Freon-Kältemittel,
ein HC-Kältemittel
in geeigneter Weise benutzt werden. Hierbei ist das Freon-Kältemittel
ein organisches chemisches Material bestehend aus Kohlenstoff, Chlor
und Wasserstoff, wie beispielsweise HCFC (Hydrochlorfluorkohlenstoff),
HFC (Hydrochlorkohlenstoff). HC-Kältemittel ist eine organisches
chemisches Material bestehend aus Kohlenstoff und Wasserstoff, wie
beispielsweise R600a (Isobuten), R290 (Propan).
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
hat die Ejektorpumpe 14 den festen Düsenabschnitt 14a.
Jedoch kann als Ejektorpumpe 14 auch eine variable Ejektorpumpe
mit einem variablen Düsenabschnitt
verwendet werden. Als ein Beispiel des variablen Düsenabschnitts
ist eine Nadel in einen Drosselkanalabschnitt des Düsenabschnitts
eingesetzt, und die Position der Nadel wird durch ein elektrisches
Stellelement eingestellt.
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Im
oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
wird die Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 typischerweise
für eine
Fahrzeug-Klimaanlage und einen am Fahrzeug montierten Kühlapparat
verwendet. Die Verdampfapparate 15, 18, 26 können jedoch zum
Kühlen
mehrerer Kühlgegenstände, z.B.
verschiedener Räume
in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs, verschiedener Räume in einem
Innern eines Kühlapparats
für die
andere Nutzung, und dergleichen verwendet werden. Zum Beispiel können der
erste Verdampfapparat 15 mit einer relativ hohen Kältemittelverdampfungstemperatur
und der zweite Verdampfapparat 18 mit einer relativ niedrigen
Kältemittelverdampfungstemperatur
zum Kühlen
verschiedener Räume
eines Kühlapparats
verwendet werden. In diesem Fall wird der erste Verdampfapparat 15 mit
der relativ hohen Kältemittelverdampfungstemperatur
zum Durchführen
eines Kühlbetriebs
eines Kühlraums
des Kühlapparats
verwendet, und der zweite Verdampfapparat 18 mit der relativ
niedrigen Kältemittelverdampfungstemperatur
kann zum Durchführen
eines Kühlbetriebs
eines Gefrierraums in dem Kühlapparat
verwendet werden.
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Alternativ
kann die Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 auch für eine Wärmepumpenkreisvorrichtung,
die für
einen Wasserheizer zum Heizen von Wasser benutzt wird, verwendet
werden. Ferner kann die Ejektorpumpenkreisvorrichtung 10 auch
für eine
Dampfkompressions-Ejektorpumpenkreisvorrichtung für eine andere
Nutzung verwendet werden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
können
die Drosselmechanismen 17, 25, 28 auch
mit elektromagnetischen Ventilfunktionen mit einer Kanalsperrfunktion
versehen werden.
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Währen die
Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
davon beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
und Konstruktionen beschränkt
ist. Die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abdecken. Während
die verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsbeispiele in verschiedenen
Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, welche bevorzugt
sind, liegen außerdem
auch weitere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr,
weniger oder nur einem einzelnen Element ebenfalls im Schutzumfang
der Erfindung.