DE102012204405A1

DE102012204405A1 - Kältemittelverteiler und kältekreislaufvorrichtung

Info

Publication number: DE102012204405A1
Application number: DE201210204405
Authority: DE
Inventors: Etsuhisa Yamada; Haruyuki Nishijima; Tatsuhiro Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: US20120247146A1; CN102706047A; JP2012202652A; DE102012204405B4; US9239178B2; JP5413393B2; CN102706047B

Abstract

Ein Kältemittelverteiler umfasst einen Körperabschnitt (140, 240), der einen Wirbelraum (SS) definiert, einen Kältemitteleinströmanschluss (141, 241) und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse (142, 143, 242, 243), welcher das Kältemittel in dem Wirbelraum (SS) dazu bringt herauszuströmen und das Kältemittel an Komponenten der Kältekreislaufvorrichtung verteilt. Wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten des Kältemittels, das in dem Wirbelraum verwirbelt wird, verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, wird das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit des Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an beiden Endseiten voneinander verschieden ist. Der erste Kältemittelausströmanschluss (142, 242) ist an der einen Endseite angeordnet, und der zweite Kältemittelausströmanschluss (143, 243) ist an der anderen Endseite auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kältemittelverteiler, welcher den Zustand von Kältemittel, das an verschiedene Komponenten einer Gaskompressions-Kältekreislaufvorrichtung geliefert wird, einstellt, sowie eine Kältekreislaufvorrichtung, welche mit dem Kältemittelverteiler ausgestattet ist.
Hintergrund
Gaskompressions-Kältekreislaufvorrichtungen, welche zumindest die nachfolgenden, einen Bestandteil bildenden Elemente umfassen, sind herkömmlich bekannt: einen Kompressor, welcher Kältemittel komprimiert und ausstößt, einen Kühler, welcher Wärme von dem Kältemittel, das von dem Kompressor ausgestoßen wird, abstrahlt, eine Druckreduziereinrichtung, welche den Druck des Kältemittels, welches von dem Kühler herausströmt, reduziert, und einen Verdampfer, welcher Kältemittel, das an der Druckreduziereinrichtung im Druck vermindert wurde, verdampft. Kältekreislaufvorrichtungen mit verschiedenen Arten von Kreislaufkonfigurationen sind als diese Art von Kältekreislaufvorrichtung vorgeschlagen worden, um den Kreislaufwirkungsgrad (COP) zu verbessern.
Das Patentdokument 1 ( JP 2001-235245 A ) offenbart zum Beispiel eine sogenannte Einspar-Kältekreislaufvorrichtung. Die Einspar-Kältekreislaufvorrichtung ist mit zwei Kompressionsmechanismen versehen, einem Kompressionsmechanismus einer unteren Stufe und einem Kompressionsmechanismus einer oberen Stufe, als ein Kompressor zum Komprimieren von Kältemittel in mehreren Stufen. Bei dieser Art von Einspar-Kältekreislaufvorrichtung wird das Kältemittel von einem Zwischendruck von dem Kreislauf mit Kältemittel, welches von dem Kompressionsmechanismus der unteren Stufe ausgestoßen wird, vereinigt, und das zusammengeflossene Kältemittel wird in den Kompressionsmechanismus der oberen Stufe angesaugt.
Als ein Ergebnis wird die Druckdifferenz zwischen dem Druck des angesaugten Kältemittels und dem Druck des ausgestoßenen Kältemittels sowohl in dem Kompressionsmechanismus der unteren Stufe als auch in dem Kompressionsmechanismus der oberen Stufe reduziert. Die Kompressionswirkungsgrade von beiden Kompressionsmechanismen werden dadurch verbessert, um den Kreislaufwirkungsgrad zu verbessern.
Das Patentdokument 2 ( JP 2008-107054 A ) offenbart eine sogenannte Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung, welche einen Ejektor einsetzt, der als ein Kältemittelzirkulationsabschnitt funktioniert. Bei dieser Art von Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung wird Kältemittel an einem Düsenabschnitt isentropisch im Druck herabgesetzt zum Antreiben des Ejektors zum Umwandeln von Druckenergie in kinetische Energie.
Kältemittel, welches von einem Verdampfer herausströmt, wird durch die Saugwirkung von dem Kältemittel von hoher Geschwindigkeit angesaugt, das von dem Düsenabschnitt gesprüht bzw. gespritzt wird. Die Geschwindigkeitsenergie des gespritzten Kältemittels wird sodann in Druckenergie von dem angesaugten Kältemittel an dem Diffusorabschnitt des Ejektors umgewandelt. Der Druck des von dem Kompressor angesaugten Kältemittels wird dadurch erhöht, um die Antriebsleistung des Kompressors zu reduzieren und den Kreislaufwirkungsgrad zu verbessern.
Das Patentdokument 3 ( JP 2010-133606 A ) schlägt eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung (Kältekreislaufvorrichtung mit zwei Stufen eines druckerhöhenden Ejektors) vor, die mit einem Ejektor versehen ist. Mit der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung ist es möglich, sowohl den Verbesserungseffekt des Kreislaufwirkungsgrads von der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung als auch den Verbesserungseffekt des Kreislaufwirkungsgrads von der Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung zu erhalten.
Der Kreislaufwirkungsgrad (COP) ist als das Verhältnis (ΔH/L) definiert, das durch ein Teilen der Kältekapazität ΔH, welche durch den Kreislauf geliefert wird, durch die verbrauchte Energie L, welche durch den Kompressor verbraucht wird, erhalten wird. Daher kann man mit den Kreislaufkonfigurationen in den Patentdokumenten 1 und 2 aussagen, dass der Kreislaufwirkungsgrad durch ein Reduzieren der verbrauchten Energie L im Vergleich zu herkömmlichen Kältekreislaufvorrichtungen verbessert wird.
Gemäß der obigen Definition eines Kreislaufwirkungsgrads kann eine weitere Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads durch ein Hernehmen der nachfolgenden Maßnahme mit den Kreislaufkonfigurationen in den Patentdokumenten 1 und 2 erwartet werden: Die Kältekapazität ΔH, welche durch den Kreislauf geliefert wird, d. h. die Enthalpiedifferenz (ΔH = Hout – Hin) zwischen der Enthalpie Hin des Kältemittels der Einlassseite des Verdampfers und der Enthalpie Hout des Kältemittels der Auslassseite des Verdampfers, wird erhöht.
Bei der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung, welche im Patentdokument 1 offenbart ist, wird zum Beispiel Kältemittel von zwei Phasen gasförmig-flüssig, dessen Druck auf einen Zwischendruck reduziert ist, dazu gebracht, in einen Gas-flüssig-Separator zu strömen. Das getrennte, gesättigte Kältemittel von der Gasphase wird zu dem Kompressionsmechanismus der oberen Stufe angesaugt, und das getrennte, gesättigte Kältemittel der Flüssigphase wird zum Strömen in den Verdampfer mittels einer Druckreduziereinrichtung geleitet. Die weitere Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads kann daher durch ein Reduzieren der Enthalpie von dem gesättigten Kältemittel der Flüssigphase, welches von dem Gas-flüssig-Separator zu dem Verdampfer herausströmt, erwartet werden.
Um die Enthalpie von dem gesättigten Kältemittel der Flüssigphase zu reduzieren, kann eine Konfiguration zum Reduzieren des Drucks von dem Kältemittel verwendet werden. Jedoch wird, wenn der Druck des Kältemittels in dem Gas-flüssig-Separator reduziert wird, der Druck des gesättigten Kältemittels der Gasphase, welches von dem Gas-flüssig-Separator in Richtung zu dem Kompressionsmechanismus der oberen Stufe herausströmt, ebenfalls reduziert. Die Druckdifferenz zwischen dem Druck des angesaugten Kältemittels und dem Druck des ausgestoßenen Kältemittels in dem Kompressionsmechanismus der oberen Stufe wird daher vergrößert, und es gibt eine Möglichkeit, dass der Kreislaufwirkungsgrad zum Gegenteil verschlechtert wird.
Eine genauere Beschreibung wird gegeben werden. Der Gas-flüssig-Separator der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung von dem Patentdokument 1 trennt nur Kältemittel, welches dort hinein strömt, in gesättigtes Kältemittel einer Gasphase und gesättigtes Kältemittel einer Flüssigphase und lässt die getrennten Kältemittel zu der stromabwärtigen Seite strömen. Die Enthalpie des Kältemittels, welches in den Verdampfer strömt, kann daher reduziert werden, aber der Druck des Kältemittels, das gleichzeitig in den Kompressionsmechanismus der oberen Stufe strömt, kann nicht in richtiger Art und Weise eingestellt werden.
Bei der Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung, die im Patentdokument 2 offenbart ist, wird der Strom von Kältemittel an einem Abzweigungsabschnitt abgezweigt, der stromaufwärts von dem Ejektor positioniert ist. Ein Strom von dem Kältemittel wird zum Strömen in den Düsenabschnitt des Ejektors geleitet, und der andere Strom von dem Kältemittel wird zum Strömen in den Verdampfer geleitet mittels der Druckreduziereinrichtung. Die weitere Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads kann daher durch ein Reduzieren der Enthalpie des Kältemittels erwartet werden, welches von dem Abzweigungsabschnitt in Richtung zu dem Verdampfer herausströmt.
Ein Sieden des Kältemittels kann beschleunigt werden, um den Düsenwirkungsgrad zu verbessern durch ein Strömenlassen von zweiphasigem Kältemittel gasförmig-flüssig oder von Kältemittel von flüssiger Phase mit Luftbläschen, die darin gemischt sind, in den Düsenabschnitt. Die Verbesserung des Düsenwirkungsgrads kann daher erwartet werden durch ein Strömenlassen von gasförmig-flüssigem, zweiphasigem Kältemittel von höherer Enthalpie als das Kältemittel von einer flüssigen Phase heraus aus dem Abzweigungsabschnitt in Richtung zu dem Düsenabschnitt. Der Düsenwirkungsgrad bezieht sich auf den Energieumwandlungswirkungsgrad, der erreicht wird, wenn die Druckenergie des Kältemittels in kinetische Energie an dem Düsenabschnitt umgewandelt wird.
Der Abzweigungsabschnitt der Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung im Patentdokument 1 weist jedoch nur eine Funktion eines Erzeugens eines Wirbelstroms in dem Kältemittel auf, das in dem Düsenabschnitt strömt, um den Düsenwirkungsgrad zu verbessern. Daher kann das Kältemittel, das zum Strömen in den Düsenabschnitt von dem Ejektor geleitet wird, in einen zweiphasigen Gas-Flüssigkeits-Zustand gebracht werden, jedoch kann die Enthalpie des Kältemittels, das zum Strömen in den Verdampfer geleitet wird, nicht reduziert werden.
Zusammenfassung
Die vorliegende Offenbarung befasst sich zumindest mit einem der obigen Nachteile.
Es ist zum Beispiel eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Kältemittelverteiler bereitzustellen, welcher auf geeignete Art und Weise einen Zustand von Kältemittel einstellt, das an jeweilige Kreislaufkomponenten geliefert wird, die mit einer stromabwärtigen Seite verbunden sind, um den Kreislaufwirkungsgrad zu verbessern, und das geeignet eingestellte Kältemittel an die jeweiligen Kreislaufkomponenten verteilt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, welche einen Kältemittelverteiler umfasst. Die Kältekreislaufvorrichtung kann zum Beispiel eine Gas-Kompressions-Kältekreislaufvorrichtung sein, welche einen Kältemittelverteiler umfasst, eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung, welche einen Kältemittelverteiler umfasst, eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung, welche einen Kältemittelverteiler umfasst.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kältemittelverteiler für eine Kältekreislaufvorrichtung einen Körperabschnitt, der einen Wirbelraum definiert, der zum Verwirbeln eines Kältemittels ausgestaltet ist, einen Kältemitteleinströmanschluss, von welchem das Kältemittel in den Wirbelraum strömt, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse, welche das Kältemittel in dem Wirbelraum dazu bringen herauszuströmen und das Kältemittel an die Komponenten der Kältekreislaufvorrichtung, welche mit den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen verbunden sind, verteilen. Wenn eine Linie, welche Wirbelmitten von in dem Wirbelraum verwirbelndem Kältemittel verbindet, als eine Wirbelmittenlinie genommen wird, verwirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit von einem Wirbelstrom an der Wirbelmittenlinie an einer Endseite und die Geschwindigkeit von einem Wirbelstrom an der Wirbelmittenlinie an der anderen Seite voneinander verschieden sind. Des Weiteren ist der erste Kältemittelausströmanschluss auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet, und der zweite Kältemittelausströmanschluss ist auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet.
Das Kältemittel, welches in den Wirbelraum eingeführt wird, wird demgemäß bei solch einer Geschwindigkeit von dem Wirbelstrom verwirbelt, dass mehr Kältemittel von einer Gasphase an der inneren Radiusseite als an der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie vorhanden ist. Daher kann der Druck von Kältemittel, das ein höheres Gasphasenverhältnis auf der inneren Radiusseite aufweist, niedriger gemacht werden als der Druck von Kältemittel auf der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie.
Des Weiteren sind der erste und der zweite Kältemittelausströmanschluss auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie angeordnet. Daher kann das nachfolgende Kältemittel dazu gebracht werden, von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen herauszuströmen: Kältemittel von einem hohen Gasphasenverhältnis, das niedriger im Druck ist als Kältemittel, welches an der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie strömt, d. h. als das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinströmanschluss in den Wirbelraum strömt.
Die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der einen Endseite von der Wirbelmittenlinie und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der anderen Endseite sind voneinander verschieden. Daher kann das Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss strömt, der auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie auf der einen Endseite positioniert ist, verschieden gemacht werden von dem Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss strömt, der auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie auf der anderen Endseite positioniert ist.
Es ist somit möglich, den Zustand von Kältemittel, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss verbunden ist, und den Zustand von Kältemittel, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die mit dem zweiten Kältemittelausströmanschluss verbunden ist, verschieden zu machen. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen Kältemittelverteiler bereitzustellen, welcher fähig ist zu einem richtigen Einstellen des Zustands von Kältemittel, welches an jeweilige Kreislaufkomponenten geliefert wird, und einem Verteilen des Kältemittels, um den Kreislaufwirkungsgrad zu verbessern.
Der Wirbelraum kann zum Beispiel einen verjüngten Raum umfassen, welcher einen Querschnittsbereich senkrecht zu einer Richtung, in welcher der erste Kältemittelausströmanschluss und der zweite Kältemittelausströmanschluss miteinander verbunden sind, aufweist, und der Querschnittsbereich des verjüngten Raums in dem Wirbelraum ist allmählich in Richtung zu einem von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen reduziert. Der Kältemittelverteiler kann weiterhin einen verjüngten Abschnitt, der mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss verbunden ist, und ein Körperelement umfassen. Der verjüngte Abschnitt kann darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweisen, welcher allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert ist. Das Körperelement kann einen Kältemittelsauganschluss umfassen, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel angesaugt wird, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, und einen Diffusorabschnitt zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, und dem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird. In diesem Fall kann der erste Kältemittelausströmanschluss ausgebildet sein, eine Drossel aufzuweisen, welche einen Kältemitteldurchlassbereich zum Dekomprimieren des Kältemittels reduziert. Des Weiteren können der erste und der zweite Kältemittelausströmanschluss ausgebildet sein, den Kältemitteldurchlassbereich zu reduzieren, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und zumindest einer von dem ersten Kältemittelausströmanschluss und dem zweiten Kältemittelausströmanschluss kann ausgebildet sein, eine feste bzw. festgelegte Drossel aufzuweisen, in welcher der Kältemitteldurchlassbereich festgelegt und gedrosselt wird.
Der Kältemittelverteiler kann in geeigneter Weise zum Beispiel für eine Gas-Kompressions-Kältekreislaufvorrichtung, eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung, eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obige und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlicher offenbar werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen:
1 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2A ist eine schematische, axiale Querschnittsansicht, welche einen Kältemittelverteiler gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und 2B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIB-IIB in der 2A;
3 ist ein Mollier-Diagramm, welches die Zustände des Kältemittels in einem Kältekreislauf einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
5 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 ist eine schematische, axiale Querschnittsansicht, welche einen Kältemittelverteiler gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
8 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
9 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
10 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
11 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
12 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
13 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
14 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
15 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
16 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
17 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
18 ist eine schematische Darstellung, welche eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bzw. Erfindung werden hier im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In den Ausführungsformen kann ein Teil, welches zu einem Gegenstand entspricht, der in einer vorherigen Ausführungsform beschrieben ist, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein, und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn lediglich ein Teil einer Ausgestaltung in einer Ausführungsform beschrieben ist, kann eine andere, vorherige Ausführungsform auf die anderen Teile der Ausgestaltung angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass es kein Hindernis bei der Kombination gibt.
Erste Ausführungsform
Eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 gegeben werden. Die 1 ist eine schematische Darstellung einer Gas-Kompressions-Kältekreislaufvorrichtung 100, welche mit einem Kältemittelverteiler 14 in der ersten Ausführungsform versehen ist. Die Kältekreislaufvorrichtung 100 ist an eine Klimaanlage für ein Fahrzeug angewendet und führt eine Funktion eines Herunterkühlens von geblasener Luft aus, welche in eine Fahrgastzelle als den zu kühlenden Raum zu leiten ist.
Die Kältekreislaufvorrichtung 100 umfasst zwei Kompressoren, einen Kompressor 11 einer unteren Stufe und einen Kompressor 12 einer oberen Stufe, und erhöht den Druck von Kältemittel in mehreren Stufen. Die Kältekreislaufvorrichtung 100 ist als eine sogenannte Einspar-Kältekreislaufvorrichtung ausgebildet, in welcher das Kältemittel von einem Zwischendruck in dem Kreislauf mit Kältemittel vermengt wird, das von dem Kompressor 11 der unteren Stufe ausgestoßen wird, und das gemischte Kältemittel wird in den Kompressor 12 der oberen Stufe angesaugt.
Bei dieser Art von Einspar-Kältekreislaufvorrichtung kann der Kreislaufwirkungsgrad (COP) verbessert werden unter einem Vornehmen der nachfolgenden Maßnahme: Die Druckdifferenz zwischen dem Druck von angesaugtem Kältemittel und dem Druck von ausgestoßenem Kältemittel in jedem von dem Kompressor 11 der unteren Stufe und dem Kompressor 12 der oberen Stufe wird reduziert, und die Kompressionswirkungsgrade von beiden Kompressoren 11, 12 werden dadurch verbessert.
Bei der Kältekreislaufvorrichtung 100 saugt zunächst der Kompressor 11 der unteren Stufe Kältemittel von niedrigem Druck an und erhöht den Druck davon, bis das Kältemittel von niedrigem Druck in ein Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist, und stößt das unter Druck gesetzte Kältemittel aus. Noch genauer ist der Kompressor 11 der unteren Stufe bei dieser Ausführungsform ein elektrischer Kompressor, welcher durch ein Aufnehmen eines Kompressionsmechanismus 11a einer unteren Stufe und eines Motors 11b einer unteren Stufe, welcher den Kompressionsmechanismus 11a der unteren Stufe in einem Gehäuse antreibt, ausgebildet ist.
Verschiedene Arten von Kompressionsmechanismen, einschließlich eines Spiralkompressionsmechanismus, eines Schaufelkompressionsmechanismus und ähnliches, können als der Kompressionsmechanismus 11a der unteren Stufe eingesetzt werden. Der Motor 11b der unteren Stufe weist einen Betriebszustand (Drehzahlen) auf, der gemäß Steuersignalen gesteuert wird, die von der Steuereinrichtung ausgegeben werden, die später beschrieben wird, und welche Art auch immer, ein Wechselstrommotor oder einer Gleichstrommotor, können eingesetzt werden.
Die Saugseite des Kompressors 12 der oberen Stufe ist mit dem Auslassanschluss des Kompressors 11 der unteren Stufe verbunden. Der Kompressor 12 der oberen Stufe saugt Kältemittel von einem Zwischendruck, das von dem Kompressor 11 der unteren Stufe ausgestoßen wird, und Kältemittel von einem Zwischendruck, das von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 von dem Kältemittelverteiler 14, der später beschrieben wird, herausströmt, an. Der Kompressor 12 der oberen Stufe erhöht den Druck des gemischten Kältemittels, bis das Kältemittel in Kältemittel von hohem Druck umgewandelt wird, und stößt das unter Druck gesetzte Kältemittel aus. Die grundlegende Ausgestaltung davon ist identisch mit der grundlegenden Ausgestaltung des Kompressors 11 der unteren Stufe. Der Kompressor 12 der oberen Stufe ist daher so ausgestaltet, dass der Kompressor der oberen Stufe einen Kompressionsmechanismus 12a einer oberen Stufe und einen Motor 12b einer oberen Stufe umfasst.
Die Kältemitteleinlassseite von einem Kühler 13 ist mit dem Auslassanschluss von dem Kompressor 12 der oberen Stufe verbunden. Der Kühler 13 ist ein Wärmetauscher zum Abstrahlen von Wärme, welcher das Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Kompressor 12 der oberen Stufe ausgestoßen wird, und die Luft außen von der Fahrgastzelle (Außenluft), welche durch ein Kühlgebläse 13a geschickt wird, dazu bringt, einen Wärmeaustausch durchzuführen. Der Kühler 13 strahlt dadurch Wärme ab und kühlt das Kältemittel von hohem Druck. Das Kühlgebläse 13a ist ein elektrisches Luftgebläse, dessen Drehzahl (geblasene Luftmenge) durch die Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuereinrichtung ausgegeben wird.
Die Kältekreislaufvorrichtung 100 bei dieser Ausführungsform wendet ein HFC-Kältemittel (noch genauer R134a) als das Kältemittel an, und die Kältekreislaufvorrichtung weist eine unterkritische Kältekreislaufvorrichtung auf, in welcher die Hochdruckseite des Kältemittels nicht den kritischen Druck des Kältemittels überschreitet. Es ist unnötig hinzuzufügen, dass ein HFO-Kältemittel (noch genauer R1234yf) oder ähnliches angewendet werden kann, solange das Kältemittel eine unterkritische Kältekreislaufvorrichtung aufweist. Der Kühler 13 arbeitet daher als ein Kondensator, welcher das Kältemittel kondensiert. Kältemaschinenöl zum Schmieren des Kompressors 11 ist dem Kältemittel beigemischt. Ein Teil des Kältemaschinenöls wird in dem Kreislauf zusammen mit dem Kältemittel zirkulieren gelassen.
Der Kältemitteleinströmanschluss 141 des Kältemittelverteilers 14 ist mit der Auslassseite des Kühlers 13 verbunden. Der Kältemittelverteiler 14 lässt Kältemittel, welches dort hinein von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 geströmt ist, aus den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143 herausströmen. Sodann verteilt der Kältemittelverteiler 14 das Kältemittel an die Kreislaufkomponenten (einen Verdampfer 15 und einen Kompressor 12 der oberen Stufe bei dieser Ausführungsform), die mit den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143 verbunden sind.
Eine konkrete Beschreibung wird zu der Ausgestaltung des Kältemittelverteilers 14 unter Bezugnahme auf die 2A und 2B gegeben werden. Die 2A ist eine Querschnittsansicht von dem Kältemittelverteiler 14 in der axialen Richtung, und die 2B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIB-IIB der 2A. In der 2A entsprechen Punkte den Zuständen von Kältemittel, die später unter Bezugnahme auf das Mollier-Diagramm in der 3 beschrieben sind und welche mit den gleichen Bezugszeichen wie in der 3 markiert sind.
Der Kältemittelverteiler 14 weist darin einen Körperabschnitt 140 auf, der einen Wirbelraum SS für ein Verwirbeln von Kältemittel bildet, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 eingeströmt ist. Der Körperabschnitt 140 ist aus einem metallischen, hohlen Behältnis gebildet, dessen äußere Form im Wesentlichen konisch ist, und das Behältnis ist nach unten in der vertikalen Richtung verjüngt. Der Wirbelraum SS, der in dem Körperabschnitt 140 gebildet ist, ist auch so geformt, dass der Wirbelraum einen konischen (verjüngten) Raum in Übereinstimmung mit der äußeren Form von dem Körperabschnitt 140 umfasst.
Der Kältemitteleinströmanschluss 141 ist auf der Seite von der konischen Seitenoberfläche von dem Körperabschnitt 140 vorgesehen, wo der Bereich des Querschnitts senkrecht zu der axialen Richtung größer ist (die obere Seite bei dieser Ausführungsform). Wie es in der 2B dargestellt ist, ist der Kältemitteleinströmanschluss 141 so positioniert, dass das Nachfolgende umgesetzt wird: Wenn von oben betrachtet, stimmt die Richtung eines Einströmens von Kältemittel, das in den Wirbelraum SS strömt, mit der Richtung einer Tangentiallinie zu einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt des Wirbelraums SS senkrecht zu der axialen Richtung überein.
Als ein Ergebnis strömt das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 hereingeströmt ist, entlang der inneren Wandoberfläche des Körperabschnitts 140 und verwirbelt in dem Wirbelraum SS, wie es durch den Pfeil in einer dicken Linie in der 2B angegeben ist. Der Kältemitteleinströmanschluss 141 muss nicht so vorgesehen sein, dass das Nachfolgende umgesetzt ist: Die Richtung des Einströmens des Kältemittels, das in den Wirbelraum SS strömt, stimmt vollständig mit der Richtung von einer tangentialen Linie zu einem Querschnitt von dem Wirbelraum SS senkrecht zu der axialen Richtung überein. Eine Komponente in der Richtung von der Achse von dem Wirbelraum SS kann mit umfasst sein, so lange wie zumindest eine Komponente in der Richtung von einer tangentialen Linie zu einem Querschnitt von dem Wirbelraum SS senkrecht zu der axialen Richtung mit umfasst ist.
Der erste Kältemittelausströmanschluss 142 ist an einem Ende von dem Körperabschnitt 140 (untere Seite bei dieser Ausführungsform) in der axialen Richtung vorgesehen, entsprechend zu der Spitze von der konischen Form. Der erste Kältemittelausströmanschluss 142 ist so positioniert, dass die Richtung eines Herausströmens des Kältemittels, das von dem Wirbelraum SS herausströmt, im Wesentlichen koaxial zu der Richtung der Achse von dem Wirbelraum SS ist. Der zweite Kältemittelausströmanschluss 143 ist an dem anderen Ende von dem Körperabschnitt 140 (obere Seite bei dieser Ausführungsform) in der axialen Richtung vorgesehen, entsprechend zu der Basisebene der konischen Form. Der zweite Kältemittelausströmanschluss 143 ist so positioniert, dass die Richtung eines Herausströmens des Kältemittels, das aus dem Wirbelraum SS herausströmt, im Wesentlichen koaxial mit der Richtung der Achse von dem Wirbelraum SS ist.
Daher stellt sich heraus, dass der Wirbelraum SS bei dieser Ausführungsform derart gebildet ist, dass der Wirbelraum SS einen verjüngten Raum umfasst. Der Bereich eines Querschnitts von dem verjüngten Raum senkrecht zu der Richtung (axialen Richtung), in welcher der zentrale Teil von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 und der zentrale Teil von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 miteinander verbunden sind, wird allmählich reduziert. Die Richtung, in welcher der zentrale Teil von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 und der zentrale Teil von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 miteinander verbunden sind, stimmt im Wesentlichen mit der vertikalen Richtung überein.
Wie es aus der 2A deutlich wird, ist der Wirbelraum SS bei dieser Ausführungsform von solch einer Form, dass ein säulenartiger Raum und ein konischer Raum koaxial miteinander verbunden sind. Wenn die Linie, welche die Wirbelmitten des in dem Wirbelraum SS verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL definiert wird, stellt sich folglich das Nachfolgende ein: Die Wirbelmittenlinie CL ist nicht ununterbrochen gerade aufgrund von Störungen in einer Kältemittelströmung oder ähnlichem, sondern die Wirbelmittenlinie CL stimmt im Wesentlichen mit der Richtung der Achse von dem Wirbelraum SS überein.
Daher stellt sich heraus, dass der erste Kältemittelausströmanschluss 142 bei dieser Ausführungsform auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie CL auf der einen Endseite angeordnet ist und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143 auf der erweiterten Linie von der Wirbelmittenlinie CL auf der anderen Endseite angeordnet ist.
Da der Wirbelraum SS derart gebildet ist, dass der Wirbelraum SS einen verjüngten Raum umfasst, nehmen die folgenden Geschwindigkeiten des Wirbelstroms verschiedene Werte ein: die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von Kältemittel, das an der Seite (der einen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL) verwirbelt wird, wo der Querschnittsbereich senkrecht zu der axialen Richtung geringer in dem verjüngten Raum ist, und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von Kältemittel, das auf der Seite (der anderen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL) verwirbelt wird, wo der Querschnittsbereich senkrecht zu der axialen Richtung größer in dem verjüngten Raum ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Richtung des Wirbels von Kältemittel an der am weitesten außen liegenden Radiusseite in dem Wirbelraum SS unter den Schnitten senkrecht zu der Wirbelmittenlinie CL als die Geschwindigkeit von dem Wirbelstrom angenommen.
Eine zentrifugale Kraft wirkt auf das in dem Wirbelraum SS verwirbelnde Kältemittel. Daher wird, wenn Kältemittel von zwei Phasen gasförmig-flüssig von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 hereinströmt, Kältemittel von einer flüssigen Phase, das von einer hohen Dichte ist, ungleichmäßig an der äußeren Radiusseite von der Wirbelmitte verteilt. Folglich gibt es, wenn Kältemittel von zwei Phasen gasförmig-flüssig von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 hereinströmt, mehr Kältemittel einer Gasphase auf der inneren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL als auf der äußeren Radiusseite.
Der Kältemitteldruck wird in der Nähe von der Wirbelmittenlinie CL niedriger gemacht als auf der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL durch die obige Wirkung der zentrifugalen Kraft. Der Kältemitteldruck in der Nähe von der Wirbelmittenlinie CL wird mit einer Zunahme der zentrifugalen Kraft reduziert. Der Kältemitteldruck in der Nähe von der Wirbelmittenlinie CL wird daher mit einer Zunahme der Geschwindigkeit des Wirbelstroms des Kältemittels, das in dem Wirbelraum SS verwirbelt, reduziert.
Daher kann das Nachfolgende umgesetzt werden durch ein ausreichendes Erhöhen der Geschwindigkeit des Wirbelstroms zum Reduzieren des Kältemitteldrucks in der Nähe von der Wirbelmittenlinie CL, bis das Kältemittel unter reduziertem Druck siedet (Kavitation tritt auf): Selbst wenn das Kältemittel von einer flüssigen Phase von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 hereinströmt, ist es möglich, mehr Kältemittel einer Gasphase dazu zu bringen, auf der inneren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL als auf der äußeren Radiusseite vorhanden zu sein.
Bei der ersten Ausführungsform werden Ain, Aout und Ass folglich so festgelegt, dass die Formeln F1 und F2 unten erfüllt sind, wenn der Durchlassquerschnittsbereich des Kältemitteleinströmanschlusses 141 als Ain angenommen wird, der Durchlassquerschnittsbereich des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 als Aout angenommen wird und der maximale Querschnittsbereich senkrecht zu der Richtung von der Achse von dem Wirbelraum SS (d. h. der Querschnittsbereich von dem Wirbelraum SS in der 2A) als Ass angenommen wird: 1 < Ain/Aout < 12 (F1) 1 < Ass/Aout (F2)
Bei dieser Ausführungsform wird noch genauer Ain/Aout auf 2 oder so ähnlich und Ass/Aout auf 10 oder ähnlich eingestellt.
In der Formel F1 ist Ain/Aout das Verhältnis des Durchlassquerschnittsbereichs von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 zu dem Durchlassquerschnittsbereich des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142. Daher wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 in den Wirbelraum SS strömt, mit einer Abnahme von Ain/Aout erhöht, und die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, welches in dem Wirbelraum SS verwirbelt wird, kann erhöht werden.
Wenn Ain/Aout zu gering ist, funktioniert der Kältemitteleinströmanschluss 141 selbst als eine Drossel, und ein Verlust an Energie von dem Kältemittel wird erzeugt, welches in den Wirbelraum SS strömt. Aus diesem Grund gibt es einen geeigneten Bereich von Ain/Aout, um den Kältemitteldruck in der Nähe der Wirbelmittenlinie CL in dem Wirbelraum SS ausreichend zu reduzieren.
In der Formel F2 ist Ass/Aout das Verhältnis des maximalen Querschnittsbereichs des Wirbelraums SS zu dem Durchlassquerschnittsbereich des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142. Der Kältemitteleinströmanschluss 141 ist an der am weitesten außen liegenden Radiusseite von dem Wirbelraum SS angeordnet, und der erste Kältemittelausströmanschluss 142 ist auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL angeordnet. Daher kann Ass/Aout als ein Index verwendet werden, welcher den Abstand zwischen der Wirbelmitte und der am weitesten außen liegenden Radiusseite des Wirbelstroms angibt. Um einen Wirbelstrom von Kältemittel, welches in dem Wirbelraum SS verwirbelt wird, ausreichend zunehmen zu lassen, ist es wünschenswert, einen ausreichenden Abstand zwischen der Wirbelmitte und dem am weitesten außen liegenden Radius des Wirbelstroms sicherzustellen.
Die hiesigen Erfinder haben einen Nachweistest basierend auf diesen Teilen des Wissens ausgeführt und nachgewiesen, dass das Nachfolgende umgesetzt werden kann durch ein Festlegen von Ain, Aout und Ass, so dass die Formeln F1 und F2 erfüllt sind: eine Geschwindigkeit des Wirbelstroms, bei welcher der Kältemitteldruck in der Nähe der Wirbelmittenlinie CL reduziert ist, bis das Kältemittel unter reduziertem Druck siedet, kann erzielt werden.
Bei dieser Ausführungsform nehmen die nachfolgenden Geschwindigkeiten des Wirbelstroms verschiedene Werte ein: die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von Kältemittel, welches an der Seite des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 verwirbelt wird (die eine Endseite der Wirbelmittenlinie CL); und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von Kältemittel, welches an der Seite des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143 verwirbelt wird (die andere Endseite der Wirbelmittenlinie CL). Daher nehmen die nachfolgenden Gasphasenverhältnisse ebenfalls verschiedene Werte ein: das Gasphasenverhältnis des Kältemittels an der Wirbelmitte an der Seite des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 (die eine Endseite der Wirbelmittenlinie CL); und das Gasphasenverhältnis des Kältemittels an der Wirbelmitte an der Seite des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143 (die andere Endseite der Wirbelmittenlinie CL).
Noch genauer ist bei dieser Ausführungsform die Wirbelgeschwindigkeit von Kältemittel, welches an der Seite des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 verwirbelt, niedriger als die Wirbelgeschwindigkeit des Kältemittels, welches auf der Seite des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 142 verwirbelt. Das Gasphasenverhältnis des Kältemittels an der Wirbelmitte an der Seite des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 ist daher niedriger als das Gasphasenverhältnis des Kältemittels an der Wirbelmitte an der Seite des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143.
Wie es aus der 2A deutlich wird, ist der Durchlassquerschnittsbereich von Kältemittel von jedem von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143 bei dieser Ausführungsform in dem Kältemitteldurchlass am geringsten, durch welchen Kältemittel strömt, welches aus dem Wirbelraum SS herausströmt. Daher funktioniert jeder von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143 als eine feste Drossel, welche den Kältemitteldurchlassbereich reduziert, um den Druck des Kältemittels zu reduzieren.
Der erste Kältemittelausströmanschluss 142 ist an der Spitze der konischen Form des Körperabschnitts 140 gebildet, die konische innere Wandoberfläche des Körperabschnitts 140 und der erste Kältemittelausströmanschluss 142 bilden daher einen Kältemitteldurchlass, der als eine Düse funktioniert. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt, ist bei dieser Ausführungsform erhöht und nahe zu der Schallgeschwindigkeit durch die Form des Kältemitteldurchlasses gebracht.
Die Kältemitteleinlassseite des Verdampfers 15 ist mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 des Kältemittelverteilers 14 verbunden. Der Verdampfer 15 ist ein Wärmetauscher für die Wärmeabsorption, welcher das Nachfolgende verursacht, um Wärme dazwischen auszutauschen: Kältemittel von niedrigem Druck, welches im Druck vermindert wird, wenn das Kältemittel durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 142 hindurchgeht; und geblasene Luft, welche von einem Luftblasegebläse 15a in die Fahrgastzelle geleitet wird. Der Verdampfer 15 verdampft und bringt Kältemittel von niedrigem Druck daher dazu, einen wärmeabsorbierenden Ablauf auszuführen.
Das Luftblasegebläse 15a ist ein elektrisches Luftgebläse, dessen Drehzahl (Menge an geblasener Luft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuereinrichtung ausgegeben wird. Die Saugseite des Kompressors 11 der unteren Stufe ist mit der Auslassseite von dem Verdampfer 15 verbunden. Wie oben erwähnt, ist die Saugseite des Kompressors 12 der oberen Stufe mit dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 142 des Kältemittelverteilers 14 verbunden.
Die Steuereinrichtung, welche nicht gezeigt ist, ist in einem öffentlich bekannten Mikrocomputer umfasst, welcher eine CPU, ROM, RAM und ähnliches sowie periphere Kreisläufe davon umfasst. Die Steuereinrichtung führt verschiedene Berechnungsverarbeitungen basierend auf Steuerprogrammen aus, die in dem ROM gespeichert sind, zum Steuern des Betriebs der oben erwähnten elektrischen Betätigungseinrichtungen 11b, 12b, 13a, 15a und ähnlichem.
In der Steuereinrichtung ist das Nachfolgende eingegeben: die Erfassungswerte von einer Sensorgruppe (nicht gezeigt) einschließlich eines Außenluftsensors zum Erfassen der Außenlufttemperatur, eines Innenlufttemperatursensors zum Erfassen der Temperatur in der Fahrgastzelle und ähnlichem; sowie verschiedene Betriebssignale von einem Betriebsbrett (nicht gezeigt), das mit einem Betätigungsschalter zum Betätigen der Klimaanlage für Fahrzeuge und ähnlichem ausgestattet ist.
Die Steuereinrichtung ist bei dieser Ausführungsform durch ein integrales Ausgestalten eines Steuerabschnitts zum Steuern der Betriebsweisen von verschiedenen gesteuerten Einrichtungen, welche mit der Ausgangsseite davon verbunden sind, erhalten. In der Steuereinrichtung stellen Ausgestaltungen (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs von jeder gesteuerten Einrichtung einen Steuerabschnitt für jede gesteuerte Einrichtung bereit.
Zum Beispiel stellt bei dieser Ausführungsform die Ausgestaltung (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs eines Motors 11b der unteren Stufe von dem Kompressor 11 der unteren Stufe einen Steuerabschnitt für die Auslassfähigkeit der unteren Stufe bereit, und die Ausgestaltung (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs eines Motors 12b der oberen Stufe von dem Kompressor 12 der oberen Stufe stellt einen Steuerabschnitt für die Auslassfähigkeit der oberen Stufe bereit.
Eine Beschreibung des Betriebs dieser Ausführungsform, welche wie oben erwähnt ausgebildet ist, wird mit Bezugnahme auf das Mollier-Diagramm der 3 gegeben werden. Wenn der Betätigungsschalter an dem Betriebsbrett angeschaltet wird, betätigt die Steuereinrichtung die Motoren 11b, 12b der unteren und oberen Stufe, das Kühlgebläse 13a, das Luftblasegebläse 15a und ähnliches.
Als ein Ergebnis saugt der Kompressor 12 der oberen Stufe Kältemittel an und komprimiert es und stößt das komprimierte Kältemittel aus. Das Kältemittel von hoher Temperatur, hohem Druck, Gasphase (Punkt a2 in der 3), das von dem Kompressor 12 der oberen Stufe ausgestoßen wird, strömt in den Kühler 13. Das Kältemittel von der Gasphase tauscht Wärme mit der geblasenen Luft (Außenluft) aus, welche von dem Kühlgebläse 13a geschickt wird, und strahlt Wärme ab und wird kondensiert (Punkt a2 → Punkt b in der 3).
Das Kältemittel, welches aus dem Kühler 13 herausströmt, strömt in den Kältemittelverteiler 14. In dem Kältemittelverteiler 14 wird das Kältemittel verwirbelt, und der Kältemitteldruck wird dadurch an der Seite des inneren Radius von der Wirbelmitte niedriger gemacht als an der Seite des äußeren Radius (Punkt b → Punkt c1 und Punkt c2 in der 3).
Bei dieser Ausführungsform ist die Wirbelgeschwindigkeit von Kältemittel, welches an der Seite des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 verwirbelt, niedriger gemacht als die Wirbelgeschwindigkeit von Kältemittel, welches an der Seite des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143 verwirbelt, um das Nachfolgende umzusetzen: Das Gasphasenverhältnis des Kältemittels an der Wirbelmitte an der Seite des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 wird auf solch einen niedrigen Wert gesteuert, dass Luftblasen in das Kältemittel von flüssiger Phase gemischt werden, und das Gasphasenverhältnis von Kältemittel an der Wirbelmitte an der Seite des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143 wird auf einen hohen Wert nahe zu demjenigen von gesättigtem Kältemittel von einer Gasphase gesteuert.
Das heißt, in dem Kältemittelverteiler 14 von dieser Ausführungsform wird der Druck auf der Seite des inneren Radius von der Wirbelmittenlinie CL des Kältemittels, welches in dem Wirbelraum SS strömt, reduziert. Sodann wird in dem Kältemittel, dessen Druck reduziert ist, das Kältemittel von flüssiger Phase (Punkt c1 in der 3), dessen Gasphasenverhältnis extrem niedrig ist und welches Luftblasen darin gemischt aufweist, zum Herausströmen aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 geleitet, und das Kältemittel (Punkt c2 in der 3), dessen Gasphasenverhältnis nahe zu demjenigen von einer gesättigten Gasphase ist, wird zum Herausströmen aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 geleitet.
Wenn das Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt, durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 142, der als eine Drossel funktioniert, hindurchgeht, wird sein Druck isenthalp reduziert, bis das Kältemittel in Kältemittel von niedrigem Druck umgewandelt ist (Punkt c1 → Punkt d in der 3). Das im Druck verringerte Kältemittel an dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 strömt in den Verdampfer 15 und absorbiert Wärme von geblasener Luft, welche von dem Luftblasegebläse 15a geschickt wird, und wird verdampft (Punkt d → Punkt e in der 3). Die geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, wird dadurch gekühlt.
Das Kältemittel, welches aus dem Verdampfer 15 herausgeströmt ist, wird in den Kompressor 11 der unteren Stufe angesaugt und wird komprimiert, bis das Kältemittel in Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt wird, und wird ausgestoßen (Punkt e → Punkt a1 in der 3). Da ein Einlassdruckverlust von dem Kompressor 11 der unteren Stufe in dem Kältemittel erzeugt wird, das in den Kompressor 11 der unteren Stufe angesaugt wird, ist der Druck im Punkt e in der 3 niedriger als der Druck bei dem Punkt d.
Wenn das Kältemittel, welches von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmt, durch den zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, der als eine Drossel funktioniert, hindurchgeht, wird sein Druck isenthalp reduziert, bis das Kältemittel in Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist (Punkt c2 → Punkt f in der 3). Das im Druck verringerte Kältemittel an dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 wird mit Kältemittel zusammengebracht, welches von dem Kompressor 11 der unteren Stufe ausgestoßen wird und in den Kompressor 12 der oberen Stufe angesaugt wird (Punkt f → Punkt a0 und Punkt a1 → Punkt a0 in der 3).
Die Kältekreislaufvorrichtung 100 bei dieser Ausführungsform wird wie oben erwähnt betrieben. Es ist daher möglich, das Kältemittel dazu zu bringen, eine wärmeabsorbierende Aktion an dem Verdampfer 15 auszuführen und geblasene Luft zu kühlen, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird. Mit der Kältekreislaufvorrichtung 100 wird nicht nur der oben erwähnte Effekt einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads von der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung erhalten. Die nachfolgenden Wirkungen, welche höher sind als diejenigen von den Einspar-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien, können ebenfalls erreicht werden:
Bei der Kältekreislaufvorrichtung 100 wird das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 in den Wirbelraum SS des Körperabschnitts 140 geströmt ist, bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms verwirbelt, dass das Nachfolgende umgesetzt wird: Mehr Kältemittel von einer Gasphase ist an der Seite des inneren Radius von der Wirbelmittenlinie CL als an der Seite des äußeren Radius vorhanden. Der Druck von dem Kältemittel, das höher in dem Gasphasenverhältnis auf der Seite des inneren Radius von der Wirbelmittenlinie CL in dem Wirbelraum SS ist, kann daher niedriger gemacht werden als der nachfolgende Druck durch die Wirkung der Zentrifugalkraft: der Druck von Kältemittel, das in dem Gasphasenverhältnis auf der Seite des äußeren Radius von der Wirbelmittenlinie CL niedriger ist.
Die ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüsse 142, 143 sind auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL angeordnet. Es ist daher möglich, Kältemittel von relativ niedrigem Druck auf der Seite des inneren Radius von der Wirbelmittenlinie CL aus den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143 herausströmen zu lassen. Als ein Ergebnis ist es anders als bei herkömmlichen Technologien nicht notwendig, einen Druckreduzierabschnitt für ein Verringern des Drucks von Kältemittel, unmittelbar nachdem das Kältemittel aus dem Kühler 13 herausgeströmt ist, vorzusehen. Folglich ist es möglich, die Größe und die Kosten des gesamten Kreislaufs zu reduzieren.
Der Wirbelraum SS, der in dem Körperabschnitt 140 gebildet ist, umfasst einen verjüngten Raum. Es ist daher leicht möglich, die nachfolgenden Geschwindigkeiten des Wirbelstroms voneinander verschieden zu machen: die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von Kältemittel an der einen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von Kältemittel an der anderen Endseite. Es ist somit möglich, die nachfolgenden Werte voneinander verschieden zu machen: den Wert des Gasphasenverhältnisses von Kältemittel, welches von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt, und den Wert des Gasphasenverhältnisses von Kältemittel, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmt.
Noch genauer wird bei dieser Ausführungsform die nachfolgende Maßnahme vorgenommen: Das Gasphasenverhältnis von Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt und zu dem Verdampfer 15 geliefert wird, wird reduziert, und das Gasphasenverhältnis von Kältemittel, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmt und in den Kompressor 12 der oberen Stufe angesaugt wird, wird erhöht. Es ist daher möglich, den Kreislaufwirkungsgrad im Vergleich mit Einspar-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien weiter zu verbessern.
Eine noch genauere Beschreibung wird gegeben werden. Bei dem Kältemittel, welches aus dem Kältemittelverteiler 14 herausströmt, werden das Kältemittel, welches im Gasphasenverhältnis niedriger ist (Punkt c1 in der 3), und das Kältemittel, welches im Gasphasenverhältnis höher ist (Punkt c2 in der 3), durch das Vornehmen der nachfolgenden Maßnahme erhalten: Das Gasphasenverhältnis von Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 ursprünglich im gleichen Zustand einströmt, wird variiert. Daher ist die Enthalpie des Kältemittels, das im Gasphasenverhältnis höher ist, höher als die Enthalpie von dem Kältemittel, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 einströmt, und die Enthalpie des Kältemittels, das im Gasphasenverhältnis niedriger ist, ist geringer als die Enthalpie von dem Kältemittel, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 einströmt.
Das Kältemittel, welches niedriger in der Enthalpie und im Gasphasenverhältnis ist, wird von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 an den Verdampfer 15 geliefert. Als ein Ergebnis kann die Enthalpiedifferenz zwischen der Enthalpie des Kältemittels der Einlassseite von dem Verdampfer 15 und der Enthalpie des Kältemittels der Auslassseite vergrößert werden. Bei dem Kältemittelverteiler dieser Ausführungsform enthält die Richtung, in welcher der erste Kältemittelausströmanschluss 142 und der zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 miteinander verbunden sind, eine Komponente in der vertikalen Richtung. Im obigen Zeitpunkt ist es daher möglich, zuverlässig das Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel an dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, welches an der unteren Seite in der vertikalen Richtung verwirbelt wird, unter Verwenden der Wirkung der Schwerkraft zu reduzieren.
Das Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel, das in den Verdampfer 15 strömt, ist reduziert. Daher ist es möglich, einen Druckverlust, der erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch den Verdampfer 15 hindurchgeht, zu unterdrücken und die Antriebsleistung für den Kompressor 11 der unteren Stufe und den Kompressor 12 der oberen Stufe zu reduzieren.
Kältemittel wird von der Innenseite des Wirbelraums SS des Kältemittelverteilers 14 zu der Saugseite von dem Kompressor 12 der oberen Stufe von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, der als eine Drossel funktioniert, geliefert. Kältemittel kann daher leicht von der Seite des Wirbelraums SS, wo der Druck hoch ist, zu der Saugseite von dem Kompressor 12 der oberen Stufe, wo der Druck niedrig ist, geleitet werden. Als ein Ergebnis ist es ebenfalls möglich, den Einlassdruckverlust des Kompressors 12 der oberen Stufe zu unterdrücken zum Reduzieren der Antriebsleistung für den Kompressor 12 der oberen Stufe.
Die konische innere Wandoberfläche von dem Körperabschnitt 140 und der erste Kältemittelausströmanschluss 142 bilden einen Kältemitteldurchlass, der als eine Düse funktioniert. Die Strömungsgeschwindigkeit von dem Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt, wird dadurch auf eine hohe Geschwindigkeit nahe zu der Schallgeschwindigkeit erhöht. Daher kann, selbst wenn der Strom von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 gestört wird, die nachfolgende Übertragung unterbunden werden: die Übertragung dieser Störung in dem Strom von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite nach innen von dem Wirbelraum SS durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 142.
Es ist daher möglich, die Strömungsrate bzw. den Durchsatz von Kältemittel, welches von dem Wirbelraum SS durch den ersten und den zweiten Kältemittelausströmanschluss 142, 143 herausströmt, zu stabilisieren. Gleichzeitig können die Wirkungen, welche durch ein Vornehmen der nachfolgenden Maßnahme erhalten werden, fehlerlos erhalten werden: In dem Wirbelraum SS wird Kältemittel bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an der Seite des inneren Radius von der Wirbelmittenlinie CL als an der Seite des äußeren Radius vorhanden ist.
Auch kann das Nachfolgende umgesetzt werden durch ein geeignetes Einstellen des Betrags einer Druckverminderung von Kältemittel an dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143: Die Kompressionswirkungsgrade von beiden Kompressionsmechanismen 11, 12 können in geeigneter Art und Weise verbessert werden, um die Wirkung einer Verbesserung von dem Kreislaufwirkungsgrad der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung fehlerlos zu erhalten. Als ein Ergebnis ist es möglich, den Kreislaufwirkungsgrad weiter als bei den Einspar-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien zu erhöhen.
Das heißt, mit dem Kältemittelverteiler 14 von dieser Ausführungsform können die nachfolgenden Zustande in geeigneter Art und Weise voneinander verschieden gemacht werden: der Zustand von dem Kältemittel, das zu einer Kreislaufkomponente, welche an der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 verbunden ist, geliefert wird, und der Zustand von dem Kältemittel, welches zu einer Kreislaufkomponente, welche an der stromabwärtigen Seite von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 verbunden ist, geliefert wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, den Zustand von Kältemittel, das an jede von den verschiedenen Kreislaufkomponenten geliefert wird, in geeigneter Art und Weise einzustellen, um den Kreislaufwirkungsgrad zu erhöhen und den Kreislaufwirkungsgrad weiter als bei den Einspar-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien zu erhöhen.
Zweite Ausführungsform
Bei der Beschreibung der obigen ersten Ausführungsform wurde ein Fall als ein Beispiel genommen, in welchem der Kältemittelverteiler 14 an der Kältekreislaufvorrichtung 100 angewendet ist, die als eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung ausgebildet ist. Bei der Beschreibung einer zweiten Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Fall genommen, in welchem der Kältemittelverteiler 14 an eine normale Kältekreislaufvorrichtung 200 mit einem Kompressor angewendet ist, wie es in der schematischen Darstellung in der 4 dargestellt ist. In der 4 werden die gleichen oder ähnliche Teile wie bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden. Gleiches trifft auf die nachfolgenden Zeichnungen zu.
Eine genauere Beschreibung wird gegeben werden. Die Kältekreislaufvorrichtung 200 von dieser Ausführungsform weist eine Ausgestaltung entsprechend zu einer Ausgestaltung auf, bei welcher von den Kompressoren 11, 12 der ersten Ausführungsform der Kompressor 11 der unteren Stufe nicht gebraucht wird. Das heißt, der zweite Kältemittelausströmanschluss 143 des Kältemittelverteilers 14 und der Kältemittelausströmanschluss des Verdampfers 15 sind beide mit der Saugseite von dem Kompressor 12 der oberen Stufe verbunden. Bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird der Kompressor 12 der oberen Stufe von der ersten Ausführungsform folglich einfach als Kompressor 12 bezeichnet. Das heißt, der einzige Kompressor 12 wird angepasst.
Die Kältekreislaufvorrichtung 200 dieser Ausführungsform umfasst einen inneren Wärmetauscher 20, welcher die nachfolgenden Kältemittel dazu bringt, einen Wärmeaustausch dazwischen auszuführen: das Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Kühler 13 herausströmt, und das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 von dem Kältemittelverteiler 14 herausströmt.
Der innere Wärmetauscher 20 führt die nachfolgenden Funktionen aus durch ein Veranlassen des Kältemittels von hohem Druck, welches von dem Kühler 13 herausströmt, und des Kältemittels von niedrigem Druck, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmt, Wärme dazwischen auszutauschen: eine Funktion eines Kühlens des Kältemittels von hohem Druck, welches von dem Kühler 13 herausströmt, um die Enthalpie von dem Kältemittel, das in den Verdampfer 15 strömt, zu reduzieren, und eine Funktion eines Erhöhens der Enthalpie von dem Kältemittel, das in den Kompressor 12 angesaugt wird, bis das Kältemittel in ein Kältemittel einer Gasphase umgewandelt ist, wobei dadurch eine flüssige Komprimierung des Kompressors 12 unterbunden wird. Die anderen Elemente der Ausgestaltung sind die gleichen wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform.
Eine Beschreibung des Betriebs dieser Ausführungsform, welche wie oben erwähnt ausgebildet ist, wird gegeben werden. Wenn die Steuereinrichtung den Kompressor 12 betätigt, strömt Kältemittel von hoher Temperatur, hohem Druck, das von dem Kompressor 12 ausgestoßen wird, in den Kühler 13 und wird dort kondensiert. Wenn das Kältemittel von hohem Druck, das von dem Kühler 13 herausströmt, durch das Rohr für Kältemittel der Hochdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 hindurchgeht, findet das Nachfolgende statt: Das Kältemittel von hohem Druck tauscht Wärme mit dem Kältemittel von niedrigem Druck aus, das aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 des Kältemittelverteilers 14 herausströmt, und die Enthalpie davon wird weiter reduziert.
Das Kältemittel, welches aus dem Rohr für Kältemittel von der Hochdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 herausströmt, strömt in den Kältemittelverteiler 14 und wird in dem Wirbelraum SS verwirbelt und strömt von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143 heraus. Gleichzeitig findet wie bei der ersten Ausführungsform das Nachfolgende statt: Kältemittel, welches im Gasphasenverhältnis niedriger ist, strömt aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 heraus, und Kältemittel, welches im Gasphasenverhältnis höher ist, strömt aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 heraus.
Wenn das Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt, durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 142 hindurchgeht, wird sein Druck isenthalp reduziert, und das Kältemittel strömt in den Verdampfer 15. Das Kältemittel absorbiert Wärme von geblasener Luft, die durch das Luftblasegebläse 15a geschickt wird, und wird verdampft. Die geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, wird dadurch gekühlt.
Wenn das Kältemittel, welches von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmt, durch den zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 hindurchgeht, wird sein Druck isenthalp reduziert. Wenn das Kältemittel von niedrigem Druck, das an dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 im Druck verringert wurde, durch das Rohr für Kältemittel von der Niedrigdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 hindurchgeht, findet das Nachfolgende statt: Das Kältemittel von niedrigem Druck tauscht Wärme mit dem Kältemittel aus, welches von dem Kühler 13 herausströmt, und die Enthalpie davon wird erhöht, bis das Kältemittel in ein Kältemittel einer Gasphase umgewandelt ist. Sodann wird das Kältemittel mit dem Kältemittel zusammengebracht, welches von dem Verdampfer 15 herausströmt, und wird in den Kompressor 12 eingesaugt.
Die Kältekreislaufvorrichtung 200 dieser Ausführungsform wird wie oben erwähnt betrieben. Es ist daher möglich, das Kältemittel dazu zu bringen, eine wärmeabsorbierende Aktivität an dem Verdampfer 15 auszuführen und geblasene Luft herunterzukühlen, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird. Da die Kältekreislaufvorrichtung 200 bei dieser Ausführungsform mit dem Kältemittelverteiler 14 versehen ist, ist es möglich, den Kreislaufwirkungsgrad im Vergleich mit normalen Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien wie bei der ersten Ausführungsform zu erhöhen.
Das heißt, Kältemittel, welches im Gasphasenverhältnis niedrig ist, dessen Enthalpie reduziert ist, kann von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 an den Verdampfer 15 geliefert werden. Es ist daher möglich, die Kühlkapazität, welche an dem Verdampfer 15 geliefert wird, zu erhöhen. Das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches in den Verdampfer 15 strömt, kann reduziert werden. Daher ist es möglich, einen Druckverlust, der erzeugt wird, wenn Kältemittel durch den Verdampfer 15 hindurchgeht, zu unterbinden und die Antriebsleistung für den Kompressor 12 zu reduzieren.
Kältemittel von höherem Druck als das Kältemittel, welches in den Kompressor 12 angesaugt wird, wird von dem Inneren des Wirbelraums SS von dem Kältemittelverteiler 14 an die Saugseite des Kompressors 12 geliefert. Es ist daher möglich, den Einlassdruckverlust von dem Kompressor 12 zu unterbinden und die Antriebsleistung für den Kompressor 12 zu reduzieren.
Das heißt, mit dem Kältemittelverteiler 14 bei dieser Ausführungsform können die nachfolgenden Zustände in geeigneter Weise verschieden voneinander gemacht werden: der Zustand von Kältemittel, das an eine Kreislaufkomponente, die an der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 verbunden ist, geliefert wird, und der Zustand von Kältemittel, das an eine Kreislaufkomponente, die an der stromabwärtigen Seite von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 verbunden ist, geliefert wird. Der Kreislaufwirkungsgrad kann somit erhöht werden, selbst wenn der Kältemittelverteiler 14 an eine normale Kältekreislaufvorrichtung angewendet wird.
Dritte Ausführungsform
Bei der Beschreibung einer dritten Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Fall genommen, in welchem die Ausgestaltung des Kältemittelverteilers der ersten Ausführungsform modifiziert wird und die nachfolgende Einspar-Kältekreislaufvorrichtung ausgestaltet ist: eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung (Kältekreislaufvorrichtung mit zwei Stufen, druckerhöhendem Ejektor) 300, umfassend einen Ejektor, welcher als ein den Druck des Kältemittels vermindernder Abschnitt funktioniert, und einen Kältemittelzirkulationsabschnitt, wie er in der schematischen Darstellung in der 5 dargestellt ist.
Bei dieser Art einer Kältekreislaufvorrichtung mit zwei Stufen, druckerhöhendem Ejektor kann nicht nur der oben erwähnte Effekt einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads von der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung erhalten werden. Es ist auch möglich, einen kinetischen Energieverlust zurückzugewinnen, der erzeugt wird, wenn Kältemittel an dem Düsenabschnitt von einem Ejektor im Druck vermindert wird, und die wiedergewonnene kinetische Energie in Druckenergie umzuwandeln, um den Druck des von dem Kompressor angesaugten Kältemittels zu erhöhen. Es ist daher möglich, die Antriebsleistung für Kompressoren zu reduzieren und den Kreislaufwirkungsgrad weiter zu erhöhen.
Eine detaillierte Beschreibung der Ausgestaltung eines Kältemittelverteilers 24 bei dieser Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 6 gegeben werden. Die 6 ist eine Schnittansicht des Kältemittelverteilers 24 bei dieser Ausführungsform in der axialen Richtung. Wie es in der 6 dargestellt ist, umfasst der Kältemittelverteiler 24 bei dieser Ausführungsform einen Körperabschnitt 240, der die gleiche Ausgestaltung wie derjenige von dem Körperabschnitt 140 von dem Kältemittelverteiler 14 bei der ersten Ausführungsform aufweist. Der Körperabschnitt 240 weist daher einen Wirbelraum SS zum Verwirbeln von Kältemittel auf, der darin gebildet ist, und ist mit einem Kältemitteleinströmanschluss 241 und ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 242, 243 versehen.
Der Kältemittelverteiler 24 umfasst bei dieser Ausführungsform weiterhin: einen verjüngten Abschnitt 244, der im Kältemitteldurchlassbereich auf der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 allmählich zunimmt, und ein Körperelement 245. Das Körperelement 245 weist darin das nachfolgend gebildete auf: einen Kältemittelsauganschluss 245a zum Ansaugen von Kältemittel durch die Saugwirkung von eingespritztem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt ist, und einen Diffusorabschnitt 245b zum Mischen und Verringern im Druck des eingespritzten Kältemittels und des angesaugten Kältemittels, das von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird.
Der verjüngte Abschnitt 244 ist mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242, der als eine Drossel funktioniert, verbunden. Die konische innere Wandoberfläche von dem Körperabschnitt 240 des Kältemittelverteilers 24, der erste Kältemittelausströmanschluss 242 und die innere Wandoberfläche des verjüngten Abschnitts 244 bilden einen Kältemitteldurchlass, der als eine sogenannte Laval-Düse funktioniert. Das heißt, der erste Kältemittelausströmanschluss 242 bei dieser Ausführungsform bildet einen Verengungsabschnitt, wo der Kältemitteldurchlassbereich in der Laval-Düse am weitesten verringert ist.
Das Körperelement 245 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form gebildet, und die äußere Radiusseite von dem Körperabschnitt 240 ist an einem Ende davon durch solch einen Abschnitt wie eine Presspassung befestigt. Der Kältemittelsauganschluss 245a ist ein Sauganschluss zum Ansaugen von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite von dem Verdampfer 25 der Saugseite, welcher später beschrieben wird, ins Innere des Körperelements 245. Der Kältemittelsauganschluss 245a ist auf der Seite des äußeren Radius von dem Körperabschnitt 240 angeordnet, und der verjüngte Abschnitt 244 ist so vorgesehen, dass der Kältemittelsauganschluss 245a mit dem Kältemitteleinströmanschluss des verjüngten Abschnitts 244 in Kommunikation steht.
Ein Raum ist zwischen der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperelement 245 and der konischen äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Körperabschnitt 240 und zwischen der inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körperelement 245 und der äußeren umfänglichen Oberfläche von dem verjüngten Abschnitt gebildet. Aufgrund des Vorangegangenen funktioniert der Raum als ein Durchlass für angesaugtes Kältemittel zum Leiten von angesaugtem Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss 245a in das Körperelement 245 angesaugt wird, in Richtung zu dem Diffusorabschnitt 245b.
Der Diffusorabschnitt 245b ist auf der stromabwärtigen Seite von dem Kältemitteleinspritzanschluss des verjüngten Abschnitts 244 und der Kältemittelsauganschluss 245a mit Bezug auf die Strömung des Kältemittels angeordnet. Der Diffusorabschnitt 245b ist in solch einer Form gebildet, dass der Kältemitteldurchlassbereich allmählich in Richtung nach stromabwärts vergrößert wird. Als ein Ergebnis führt der Diffusorabschnitt 245b die nachfolgende Aktion aus: die Aktion eines Reduzierens der Strömungsgeschwindigkeit von dem gemischten Kältemittel von eingespritztem Kältemittel, das von dem Kältemitteleinspritzanschluss von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und angesaugtem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird, um den Druck davon zu erhöhen. Das heißt, der Diffusorabschnitt 245b führt die Aktion eines Umwandelns der Geschwindigkeitsenergie von dem gemischten Kältemittel in Druckenergie aus.
Wie es von der obigen Beschreibung deutlich wird, ist es bei dem Kältemittelverteiler 240 von dieser Ausführungsform möglich, eine Laval-Düse durch den Körperabschnitt 240 und den verjüngten Abschnitt 244 auszubilden. Da der Kältemittelverteiler 240 das Körperelement 245 umfasst, ist es möglich, die Funktionen eines Ejektors auszuführen, der in dem Patentdokument 2 und ähnlichem beschrieben ist, durch den gesamten Kältemittelverteiler 240.
Eine Beschreibung hinsichtlich der gesamten Konfiguration der zweistufigen, druckerhöhenden Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung 300 bei dieser Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf die 5 wiederum gegeben werden. Der Kältemitteleinströmanschluss eines Abzweigungsabschnitts 21, welcher den Strom von Kältemittel abzweigt, ist mit dem Kältemittelauslass von dem Kühler 13 bei dieser Ausführungsform verbunden.
Der Abzweigungsabschnitt 21 ist aus einer Drei-Wege-Verbindung zusammengesetzt, welche drei Einström-/Ausströmanschlüsse aufweist, und einer der Einström-/Ausströmanschlüsse wird als ein Kältemitteleinströmanschluss verwendet und zwei werden als Kältemittelausströmanschlüsse verwendet. Die Drei-Wege-Verbindung kann ausgebildet sein durch ein Verbinden von Rohren von verschiedenem Rohrdurchmesser oder kann ausgestaltet sein durch ein Vorsehen eines Metallblocks oder eines Kunstharzblocks mit mehreren, im Durchlassdurchmesser verschiedenen Kältemitteldurchlässen.
Der Kältemitteleinströmanschluss 241 des Kältemittelverteilers 24 ist mit einem Kältemittelausströmanschluss von dem Abzweigungsabschnitt 21 verbunden, und der saugseitige Verdampfer 25 ist mit dem anderen Kältemittelausströmanschluss durch eine feste Drossel 22 als der saugseitige Dekomprimierungsabschnitt verbunden. Eine Öffnung, ein kapillares Rohr oder ähnliches kann als die feste Drossel 22 angenommen werden.
Der saugseitige Verdampfer 25 ist ein Wärmetauscher für eine Wärmeabsorption. Der saugseitige Verdampfer 25 veranlasst Kältemittel von niedrigem Druck, das an der festen Drossel 22 im Druck verringert wurde, und geblasene Luft, die von dem Luftblasegebläse 15a geschickt wird und durch den Verdampfer 15 hindurchgeht, Wärme dort dazwischen auszutauschen. Der saugseitige Verdampfer 25 verdampft dadurch und bringt dadurch das Kältemittel von niedrigem Druck dazu, eine Wärmeabsorbieraktion auszuführen. Die grundsätzliche Ausgestaltung des saugseitigen Verdampfers 25 ist identisch mit derjenigen des Verdampfers 15. Der Kältemittelsauganschluss 245a von dem Kältemittelverteiler 24 ist mit der Kältemittelauslassseite des saugseitigen Verdampfers 25 verbunden.
Bei der folgenden Beschreibung dieser Ausführungsform wird der Verdampfer 15 als ein ausströmseitiger Verdampfer 15 bezeichnet, um den Unterschied zwischen dem Verdampfer 15 und dem saugseitigen Verdampfer 25 klarzumachen. Das heißt, der Verdampfer 15 bei dieser Ausführungsform entspricht zum Beispiel dem ausströmseitigen Verdampfer.
Die Kältemitteleinlassseite von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 ist mit dem Kältemittelauslass von dem Diffusorabschnitt verbunden, der auf der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 von dem Kältemittelverteiler 24 mit Bezug auf die Strömung von dem Kältemittel angeordnet ist, und die Saugseite von dem Kompressor 11 der unteren Stufe ist mit der Kältemittelauslassseite von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 verbunden. Die Saugseite von dem Kompressor 12 der oberen Stufe ist mit dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 des Kältemittelverteilers 24 verbunden. Die anderen Konfigurationselemente sind die gleichen wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform.
Eine Beschreibung des Betriebs dieser Ausführungsform, welche wie oben erwähnt ausgestaltet ist, wird gegeben werden. Wenn die Steuereinrichtung die Kompressoren 11, 12 der unteren Stufe und der oberen Stufe und ähnliches wie bei der ersten Ausführungsform betätigt, findet das Nachfolgende statt: Das Kältemittel von hoher Temperatur, hohem Druck, das von dem Kompressor 12 der oberen Stufe ausgestoßen wird, strömt in den Kühler 13 und wird dort kondensiert. Am Abzweigungsabschnitt 21 wird der Strom von Kältemittel von hohem Druck, das aus dem Kühler 13 herausströmt, in einen Strom in den Kältemitteleinströmanschluss 241 des Kältemittelverteilers 24 und einen Strom in die feste Drossel 22 abgezweigt.
Das Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Abzweigungsabschnitt 21 in den Kältemittelverteiler 24 strömt, wird in dem Wirbelraum SS verwirbelt und strömt von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 242, 243 heraus. Zu diesem Zeitpunkt findet bei der ersten Ausführungsform das Nachfolgende statt: Kältemittel, das im Gasphasenverhältnis niedriger ist, strömt aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 heraus, und Kältemittel, das im Gasphasenverhältnis höher ist, strömt aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 heraus.
Wenn das Kältemittel, das aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 242 hindurchgeht, wird sein Druck reduziert. Eine noch genauere Beschreibung wird gegeben werden. Bei dem Kältemittelverteiler 24 dieser Ausführungsform ist die Laval-Düse aus dem Körperabschnitt 240, dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 und dem verjüngten Abschnitt 244 zusammengesetzt. Daher wird das Kältemittel, welches durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 242 hindurchgeht, isentropisch im Druck vermindert und wird von dem Kältemitteleinspritzanschluss von dem verjüngten Abschnitt 244 bei einer höheren Strömungsgeschwindigkeit als der Schallgeschwindigkeit eingespritzt.
Das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer 25 herausströmt, wird von dem Kältemittelsauganschluss 245a durch die Saugwirkung dieses eingespritzten Kältemittels angesaugt. Das eingespritzte Kältemittel, welches von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und das angesaugte Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird, strömen in den Diffusorabschnitt 245b des Kältemittelverteilers 24. In dem Diffusorabschnitt 245b wird die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergie durch die Erweiterung des Kältemitteldurchlassbereichs umgewandelt. Als ein Ergebnis werden das eingespritzte Kältemittel und das angesaugte Kältemittel gemischt, und der Druck des gemischten Kältemittels wird erhöht.
Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 245b herausgeströmt ist, strömt in den ausströmseitigen Verdampfer 15 und absorbiert Wärme von der geblasenen Luft, welche durch das Luftblasegebläse 15a geschickt wird, und wird verdampft. Die geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, wird dadurch gekühlt. Das Kältemittel, welches aus dem ausströmseitigen Verdampfer 15 geströmt ist, wird in den Kompressor 11 der unteren Stufe angesaugt und wiederum komprimiert.
Wenn das Kältemittel, welches von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 herausströmt, durch den zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 hindurchgeht, wird der Druck davon isenthalp reduziert, bis das Kältemittel in Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist. Das im Druck verminderte Kältemittel an dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 wird mit dem Kältemittel zusammengebracht, welches von dem Kompressor 11 der unteren Stufe ausgestoßen wird, und wird in den Kompressor 12 der oberen Stufe angesaugt.
Das Kältemittel, welches von dem Abzweigungsabschnitt 21 in Richtung zu der festen Drossel 22 geströmt ist, wird isenthalp im Druck vermindert und expandiert an der festen Drossel 22 und strömt in den saugseitigen Verdampfer 25. Das Kältemittel, welches in den saugseitigen Verdampfer 25 geströmt ist, absorbiert Wärme von der geblasenen Luft, welche von dem Luftblasegebläse 15a geschickt wird und an dem ausströmseitigen Verdampfer 15 gekühlt wird, und wird verdampft. Die geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, wird dadurch weiter gekühlt. Das Kältemittel, welches von dem saugseitigen Verdampfer 25 herausgeströmt ist, wird von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt.
Die Kältekreislaufvorrichtung 300 dieser Ausführungsform wird wie oben erwähnt betrieben. Es ist daher möglich, geblasene Luft, welche von dem Luftblasegebläse 15a geschickt wird, durch den ausströmseitigen Verdampfer 15 und den saugseitigen Verdampfer 25 in dieser Reihenfolge hindurchzulassen, um die Luft zu kühlen. In diesem Zeitpunkt kann das Nachfolgende umgesetzt werden: Der Druck, welcher nach der Unterdrucksetzung an dem Diffusorabschnitt 245b erhalten wird, wird als der Kältemittelverdampfungsdruck des ausströmseitigen Verdampfers 15 verwendet, und der niedrigste Druck, welcher unmittelbar nach der Druckverminderung an dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 erhalten wird, wird als der Kältemittelverdampfungsdruck des saugseitigen Verdampfers 25 verwendet.
Es ist daher möglich, den Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittelverdampfungstemperatur) von dem saugseitigen Verdampfer 25 niedriger zu machen als den Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittelverdampfungstemperatur) von dem ausströmseitigen Verdampfer 15. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Temperaturdifferenz zwischen den Kältemittelverdampfungstemperaturen von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 und dem saugseitigen Verdampfer 25 und die Temperatur der geblasenen Luft sicherzustellen, um auf effiziente Art und Weise die geblasene Luft zu kühlen.
Mit der Kältekreislaufvorrichtung 300 dieser Ausführungsform kann nicht nur der oben erwähnte Effekt einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung und der oben erwähnte Effekt einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads der Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung erhalten werden. Es ist ebenso möglich, die außergewöhnlichen Wirkungen zu erhalten, welche unten beschrieben sind, im Vergleich zu den zweistufigen, druckerhöhenden Ejektor-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien: Bei der Kältekreislaufvorrichtung 300 dieser Ausführungsform kann das Nachfolgende wie bei der ersten Ausführungsform durch ein Verwirbeln des Kältemittels in dem Wirbelraum SS des Kältemittelverteilers 24 umgesetzt werden: Das Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, kann in einen Zustand gebracht werden, in welchem Luftblasen in das Kältemittel von flüssiger Phase gemischt werden.
Als ein Ergebnis wird das Sieden des Kältemittels an dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242, welcher eine Drossel aufweist, beschleunigt. Es ist somit möglich, die Düseneffizienz des Kältemittelverteilers 24, der als ein Ejektor funktioniert, zu verbessern und eine stabile Saugfähigkeit und Druckerhöhungsfähigkeit hervorzubringen. Selbst wenn die Wärmelast auf den Kreislauf fluktuiert und die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, variiert wird, kann daher der Effekt einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads der Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung erhalten werden.
Das Nachfolgende kann wie bei der ersten Ausführungsform unter einem Reduzieren des Gasphasenverhältnisses des Kältemittels, das in den ausströmseitigen Verdampfer 15 strömt, umgesetzt werden: Es ist möglich, einen Druckverlust, der erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch den ausströmseitigen Verdampfer 15 hindurchgeht, zu unterbinden und die Antriebsleistung für den Kompressor 11 der unteren Stufe und den Kompressor 12 der oberen Stufe zu reduzieren.
Kältemittel wird von dem Inneren des Wirbelraums von dem Kältemittelverteiler 24 an die Saugseite von dem Kompressor 12 der oberen Stufe durch den zweiten Kältemittelausströmanschluss 243, welcher als eine Drossel funktioniert, geliefert. Das Kältemittel kann daher leicht von der Seite des Wirbelraums SS, wo der Druck hoch ist, zu der Saugseite des Kompressors 12 der oberen Stufe, wo der Druck niedrig ist, geleitet werden. Als ein Ergebnis ist es auch möglich, den Einlassdruckverlust von dem Kompressor 12 der oberen Stufe zu unterbinden, um die Antriebsleistung für den Kompressor 12 der oberen Stufe zu reduzieren.
Bei dem Kältemittelverteiler 24 dieser Ausführungsform ist der Kältemitteldurchlass, welcher als eine Laval-Düse funktioniert, aus dem Körperabschnitt 240, dem ersten Kältemittelausströmanschluss 24 und dem verjüngten Abschnitt 244 gebildet. Sodann wird Kältemittel von dem Kältemitteleinspritzanschluss des verjüngten Abschnitts 244 bei einer höheren Strömungsgeschwindigkeit als der Schallgeschwindigkeit eingespritzt. Selbst wenn die Strömung von Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite von dem Kältemittelverteiler 24 gestört wird, kann daher das Nachfolgende umgesetzt werden: Es ist möglich, die Übertragung dieser Störung in der Strömung von dem Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite nach innen zu dem Wirbelraum SS durch den ersten Kältemittelausströmanschluss 242 zu unterbinden.
Es ist daher möglich, die Strömungsrate von Kältemittel, welches aus dem Wirbelraum SS durch die ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüsse 242, 243 herausströmt, zu stabilisieren. Es ist des Weiteren möglich, zuverlässig die Wirkung zu erhalten, welche durch ein Verwirbeln des Kältemittels bei der nachfolgenden Geschwindigkeit des Wirbelstroms in dem Wirbelraum SS erhalten wird: eine Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, bei welcher mehr Kältemittel von Gasphase auf der inneren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL als der äußeren Radiusseite vorhanden ist.
Die Wirkung der Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads der Einspar-Kältekreislaufvorrichtung kann ebenfalls fehlerlos erhalten werden durch ein Vornehmen der nachfolgenden Maßnahme: Die Menge eines Verringerns im Druck von Kältemittel an dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 wird in geeigneter Art und Weise eingestellt, um auf geeignete Art und Weise die Komprimierungseffizienz von beiden der Kompressionsmechanismen 11, 12 zu vergrößern.
Das heißt, mit dem Kältemittelverteiler 24, welcher die Funktionen eines Ejektors bei dieser Ausführungsform aufweist, können die nachfolgenden Zustande auf geeignete Art und Weise voneinander verschieden gemacht werden: der Zustand des Kältemittels, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die auf der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 verbunden ist, und der Zustand des Kältemittels, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die auf der stromabwärtigen Seite von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 verbunden ist. Es ist somit möglich, weiter den Kreislaufwirkungsgrad im Vergleich zu zweistufigen Kompressions-Ejektor-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien zu erhöhen.
Vierte Ausführungsform
Bei der Beschreibung der obigen dritten Ausführungsform wurde ein Fall als ein Beispiel hergenommen, in welchem der Kältemittelverteiler 24 an die Kältekreislaufvorrichtung 300 angewendet wird, welche als eine zweistufige, druckerhöhende Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung ausgebildet ist. Bei der Beschreibung einer vierten Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Fall hergenommen, in welchem der Kältemittelverteiler 24 an eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung 400 angewendet wird, welche mit einem Kompressor versehen ist, wie in der schematischen Darstellung in der 7 dargestellt.
Eine genauere Beschreibung wird gegeben werden. Die Kältekreislaufvorrichtung 400 dieser Ausführungsform weist eine Ausgestaltung entsprechend zu einer Ausgestaltung auf, bei welcher von den zwei Kompressoren 11, 12 der dritten Ausführungsform der Kompressor 11 der unteren Stufe ungenutzt ist. Das heißt, der zweite Kältemittelausströmanschluss 243 des Kältemittelverteilers 24 und der Kältemittelauslass des ausströmseitigen Verdampfers 15 sind beide mit der Saugseite von dem Kompressor 12 der oberen Stufe verbunden. Bei der Beschreibung dieser Ausführungsform wird folglich der Kompressor 12 der oberen Stufe bei der dritten Ausführungsform einfach als der Kompressor 12 wie bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform bezeichnet.
Die Kältekreislaufvorrichtung 400 bei dieser Ausführungsform umfasst den gleichen inneren Wärmetauscher 20 wie bei der zweiten Ausführungsform. Der innere Wärmetauscher 20 ist derart angeordnet, dass Wärme zwischen dem Nachfolgenden ausgetauscht wird: dem Kältemittel, welches von dem Abzweigungsabschnitt 21 in Richtung zu der festen Drossel 22 in dem von dem Kühler 12 herausströmenden Kältemittel strömt, und dem Kältemittel, welches von dem Kompressor 12 angesaugt wird. Die anderen die Ausgestaltung bildenden Elemente sind die gleichen wie diejenigen der dritten Ausführungsform.
Eine Beschreibung des Betriebs dieser Ausführungsform, welche wie oben erwähnt ausgestaltet ist, wird gegeben werden. Wenn die Steuereinrichtung den Kompressor 12 betätigt, strömt das Kältemittel von hoher Temperatur, hohem Druck, das von dem Kompressor 12 ausgestoßen wird, in den Kühler 13 und wird dort kondensiert. Der Strom von Kältemittel von hohem Druck, welches aus dem Kühler 13 herausströmt, wird an dem Abzweigungsabschnitt 21 in einen Strom in den Kältemitteleinströmanschluss 241 von dem Kältemittelverteiler 24 und einen Strom in Richtung zu der festen Drossel 22 abgezweigt.
Das Kältemittel, welches von dem Abzweigungsabschnitt 21 in den Kältemittelverteiler 24 geströmt ist, wird in dem Wirbelraum SS verwirbelt und strömt aus den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 242, 243 wie bei der dritten Ausführungsform heraus. Das Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, wird isentropisch im Druck vermindert, wird mit dem Kältemittel zusammengebracht, welches von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird, und wird an dem Diffusorabschnitt 245b wie bei der dritten Ausführungsform unter Druck gesetzt.
Das Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 245b herausströmt, strömt in den ausströmseitigen Verdampfer 15 und absorbiert Wärme von der geblasenen Luft, welche durch das Luftblasegebläse 15a geschickt wird, und wird verdampft. Die geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, wird dadurch gekühlt.
Wenn das Kältemittel, welches von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 herausströmt, durch den zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 hindurchgeht, wird der Druck davon isenthalp reduziert. Wenn das an dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 im Druck verringerte Kältemittel durch das Rohr für Kältemittel der Niedrigdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 hindurchgeht, wie bei der zweiten Ausführungsform, findet das Nachfolgende statt: Das Kältemittel tauscht Wärme mit Kältemittel aus, welches aus dem Kühler 13 herausströmt, und die Enthalpie davon wird erhöht, bis das Kältemittel in Kältemittel einer Gasphase umgewandelt ist. Das Kältemittel, welches von dem Rohr für Kältemittel der Niedrigdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 herausströmt, wird mit Kältemittel zusammengebracht, welches von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 herausströmt, und wird in den Kompressor 12 angesaugt und wiederum komprimiert.
Wenn das Kältemittel, welches von dem Abzweigungsabschnitt 21 in Richtung zu der festen Drossel 22 herausströmt, durch das Rohr für Kältemittel der Hochdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 hindurchgeht, wie bei der zweiten Ausführungsform, wird die Enthalpie davon weiter reduziert. Das Kältemittel, welches von dem Rohr für Kältemittel der Hochdruckseite von dem inneren Wärmetauscher 20 herausströmt, wird isenthalp im Druck verringert und expandiert an der festen Drossel 22 und strömt in den saugseitigen Verdampfer 25.
Das Kältemittel, welches in den saugseitigen Verdampfer 25 geströmt ist, absorbiert Wärme von der geblasenen Luft, welche von dem Luftblasegebläse 15a geschickt und an dem ausströmseitigen Verdampfer 15 gekühlt wird, und wird verdampft. Die geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, wird dadurch weiter gekühlt. Das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer 25 herausgeströmt ist, wird von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt.
Die Kältekreislaufvorrichtung 400 dieser Ausführungsform wird wie oben erläutert betrieben. Es ist daher möglich, das Kältemittel dazu zu bringen, eine wärmeabsorbierende Aktion sowohl an dem ausströmseitigen Verdampfer 15 als auch an dem saugseitigen Verdampfer 25 auszuführen, um auf effiziente Art und Weise geblasene Luft, welche in die Fahrgastzelle geleitet wird, herunterzukühlen. Da die Kältekreislaufvorrichtung 400 dieser Ausführungsform mit dem Kältemittelverteiler 24 versehen ist, ist es möglich, den Kreislaufwirkungsgrad im Vergleich zu normalen Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien wie bei der dritten Ausführungsform zu verbessern.
Es ist noch genauer möglich, das Kältemittel, welches von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, in einen Zustand zu bringen, in welchem Luftblasen in das Kältemittel einer flüssigen Phase gemischt werden. Als ein Ergebnis wird das Sieden von Kältemittel an dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242, welcher eine Drossel umfasst, beschleunigt. Es ist somit möglich, die Düseneffizienz des Kältemittelverteilers 24, welcher als ein Ejektor funktioniert, zu vergrößern und eine stabile Saugfähigkeit und eine Druckerhöhungsfähigkeit hervorzubringen. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads der Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung fehlerlos zu erhalten.
Das Nachfolgende kann durch ein Reduzieren des Gasphasenverhältnisses von dem Kältemittel, welches in den ausströmseitigen Verdampfer 15 strömt, umgesetzt werden: Es ist möglich, einen Druckverlust, welcher erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch den ausströmseitigen Verdampfer 15 hindurchgeht, zu unterbinden und die Antriebsleistung für den Kompressor 12 zu reduzieren. Kältemittel, dessen Druck höher ist als der Druck des Kältemittels, welches von dem Kompressor 12 angesaugt wird, wird von dem Inneren des Wirbelraums SS des Kältemittelverteilers 24 zu der Saugseite des Kompressors 12 geliefert. Es ist daher möglich, den Verlust von Einlassdruck des Kompressors 12 zu unterbinden und die Antriebsleistung für den Kompressor 12 zu reduzieren.
Das heißt, mit dem Kältemittelverteiler 24, welcher die Funktionen eines Ejektors bei dieser Ausführungsform aufweist, können die nachfolgenden Zustande in geeigneter Art und Weise geändert werden und können verschieden voneinander gemacht werden: der Zustand des Kältemittels, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die auf der stromabwärtigen Seite von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 verbunden ist, und der Zustand des Kältemittels, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die auf der stromabwärtigen Seite von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 verbunden ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, weiter den Kreislaufwirkungsgrad im Vergleich zu Ejektor-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien zu erhöhen.
Fünfte Ausführungsform
Bei der Beschreibung einer fünften Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Fall angenommen, in welchem die nachfolgende Maßnahme in der Kältekreislaufvorrichtung 400 der vierten Ausführungsform vorgenommen wird: Der Abzweigungsabschnitt 21, die feste Drossel 22 und der innere Wärmetauscher 20 werden nicht genutzt, und der Modus, in welchem der Kältemittelverteiler 24 und verschiedene Kreislaufkomponenten verbunden sind, wird modifiziert. Noch genauer wird die Maßnahme, die in der schematischen Darstellung in der 8 dargestellt ist, herangenommen. Das heißt, der Kältemitteleinströmanschluss 241 des Kältemittelverteilers 24 ist mit dem Kältemittelauslass des Kühlers 13 verbunden, und die Kältemitteleinlassseite von dem saugseitigen Verdampfer 25 ist mit dem zweiten Kältemittelausströmanschluss von dem Kältemittelverteiler 24 verbunden.
Die anderen die Ausgestaltung bildenden Elemente sind die gleichen wie diejenigen bei der vierten Ausführungsform. Wenn die Kältekreislaufvorrichtung 400 bei dieser Ausführungsform betätigt wird, strömt daher das Kältemittel von hohem Druck, das unterkühlt und in flüssiger Phase ist und aus dem Kühler 13 herausströmt, in den Kältemittelverteiler 24. Das Kältemittel wird in dem Wirbelraum SS verwirbelt und strömt aus den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 242, 243 heraus.
Bei der fünften Ausführungsform wird die Wirbelgeschwindigkeit des Kältemittels, welches in dem Wirbelraum SS verwirbelt wird, derart verringert, dass das Nachfolgende im Gegensatz zu der vierten Ausführungsform umgesetzt wird: Das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, wird erhöht, und das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 herausströmt, wird reduziert. Wenn das Kältemittel, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 herausströmt, geleitet wird, um in den saugseitigen Verdampfer 25 zu strömen, kann als ein Ergebnis das Kältemittel eine ausreichende Kühlungskapazität an dem saugseitigen Verdampfer 25 ausführen.
Das Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, strömt exakt wie bei der vierten Ausführungsform und führt eine wärmeabsorbierende Aktion an dem ausströmseitigen Verdampfer 15 aus und wird in den Kompressor 12 angesaugt. Wenn das Kältemittel, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 herausströmt, durch den zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 hindurchgeht, wird der Druck davon isenthalp reduziert, bis das Kältemittel in ein Kältemittel von niedrigem Druck umgewandelt ist. Dann führt das Kältemittel eine wärmeabsorbierende Aktion an dem saugseitigen Verdampfer 25 aus und wird von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt.
Die Kältekreislaufvorrichtung 400 bei dieser Ausführungsform wird wie oben erwähnt betrieben, und die gleiche Wirkung wie bei der vierten Ausführungsform kann erhalten werden. Das heißt, das Nachfolgende kann implementiert werden, selbst wenn der Kältemittelverteiler 24, welcher die Funktionen eines Ejektors aufweist, verwendet wird, um eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung wie bei dieser Ausführungsform auszubilden: Es ist möglich, den Kreislaufwirkungsgrad im Vergleich zu Ejektor-Kältekreislaufvorrichtungen von herkömmlichen Technologien weiter zu verbessern.
Mit der Kreislaufausgestaltung dieser Ausführungsform ist es möglich, den Abzweigungsabschnitt 21, die feste Drossel 22 und ähnliches von der vierten Ausführungsform nicht zu verwenden. Es ist daher möglich, die Größe und die Kosten des gesamten Kreislaufs zu reduzieren.
Sechste bis zehnte Ausführungsformen
Die sechste bis zur zehnten Ausführungsform wird jeweils mit Bezugnahme auf die 9 bis 13 beschrieben werden. Die sechste Ausführungsform wird durch ein Modifizieren der Ausgestaltung des Kühlers, wie er in der schematischen Darstellung in der 9 dargestellt ist, bei der Kältekreislaufvorrichtung 100, welche als eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung bei der ersten Ausführungsform ausgestaltet ist, erhalten. Noch genauer wendet die sechste Ausführungsform einen Kühler 23 an, welcher als ein sogenannter Unterkühlungskondensator als der Kühler ausgestaltet ist.
Der Kühler 23 ist ein sogenannter Unterkühlungskondensator, welcher zusammengesetzt ist aus: einem Kondensationsabschnitt 23a, welcher Kältemittel von hohem Druck und Gasphase, das von dem Kompressor 12 der oberen Stufe ausgestoßen wird, und Außenluft, welche von dem Kühlgebläse 13a geschickt wird, veranlasst, einen Wärmeaustausch dazwischen auszuführen, und Wärme von dem Kältemittel von hohem Druck und Gasphase abstrahlt und das Kältemittel kondensiert; einem Empfangsabschnitt 23b, welcher Kältemittel, welches aus dem Kondensationsabschnitt 23a herausströmt, in Gas und Flüssigkeit trennt und das Kältemittel von Flüssigphase speichert; und einem Unterkühlungsabschnitt 23c, welcher Kältemittel von Flüssigphase, welches aus dem Empfangsabschnitt 23b herausströmt, und Außenluft, welche von dem Kühlgebläse 13a geschickt wird, veranlasst, Wärme dazwischen auszutauschen, und das Kältemittel der Flüssigphase unterkühlt.
Wenn die Kältekreislaufvorrichtung 100 bei der sechsten Ausführungsform betätigt wird, strömt daher unterkühles Kältemittel von Flüssigphase von dem Unterkühlungsabschnitt 23c des Kühlers 23 in den Kältemittelverteiler 14. Bei dem Kältemittelverteiler 14 kann, wie es im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben ist, das Nachfolgende umgesetzt werden durch ein Verwirbeln des Kältemittels in dem Wirbelraum SS, selbst wenn das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141 her strömt, unterkühltes Kältemittel der Flüssigphase ist: Es ist möglich, den Kältemitteldruck an der Wirbelmitte zu reduzieren, um das Kältemittel unter reduziertem Druck sieden zu lassen.
Als ein Ergebnis kann wie bei der ersten Ausführungsform das Nachfolgende umgesetzt werden, selbst wenn der Unterkühlungskühler 23 wie bei dieser Ausführungsform eingesetzt wird: Es ist möglich, Kältemittel, welches niedriger im Gasphasenverhältnis ist, aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 des Kältemittelverteilers 14 herausströmen zu lassen und Kältemittel, welches höher im Gasphasenverhältnis ist, aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmen zu lassen. Daher kann exakt die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Der Einsatz des Kühlers 23 reduziert die Enthalpie des Kältemittels, welches in den Kältemittelverteiler 14 strömt. Es ist daher möglich, die Enthalpie von dem Kältemittel, welches von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 an den Verdampfer 15 geliefert wird, weiter zu reduzieren. Als ein Ergebnis kann die weitere Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads erzielt werden.
Die siebte Ausführungsform ist durch ein Einsetzen des Kühlers 23 in der normalen Kältekreislaufvorrichtung 200 der zweiten Ausführungsform ausgebildet, wie es in der schematischen Darstellung in der 10 gezeigt ist. Bei der siebten Ausführungsform kann exakt die gleiche Wirkung wie bei der zweiten Ausführungsform erzielt werden, und es ist möglich, die Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads aufgrund der weiteren Reduzierung der Enthalpie des Kältemittels, das an den Verdampfer 15 geliefert wird, zu erzielen.
Die achte Ausführungsform ist ausgebildet durch das Einsetzen des Kühlers 23 in der Kältekreislaufvorrichtung 300, welche als eine Zwei-Stufen-Kompressions-Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung der dritten Ausführungsform ausgestaltet ist, wie es in der schematischen Darstellung in der 11 dargestellt ist. Bei der achten Ausführungsform kann exakt die gleiche Wirkung wie bei der dritten Ausführungsform erreicht werden. Es ist zusätzlich möglich, die Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads aufgrund der weiteren Reduzierung der Enthalpie des Kältemittels, welches an den ausströmseitigen Verdampfer 15 und den saugseitigen Verdampfer 25 geliefert wird, zu erzielen.
Die neunte Ausführungsform ist durch ein Einsetzen des Kühlers 23 in der Kältekreislaufvorrichtung 400 ausgebildet, welche als eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung der vierten Ausführungsform ausgebildet ist, wie es in der schematischen Darstellung in der 12 dargestellt ist. Bei der neunten Ausführungsform kann exakt die gleiche Wirkung wie bei der vierten Ausführungsform erreicht werden. Es ist zusätzlich möglich, die Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads aufgrund der weiteren Reduzierung der Enthalpie des Kältemittels, welches an den ausströmseitigen Verdampfer 15 und den saugseitigen Verdampfer 25 geliefert wird, zu erzielen.
Die zehnte Ausführungsform ist ausgebildet durch ein Einsetzen des Kühlers 23 in der Kältekreislaufvorrichtung 400, welche als eine Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung der fünften Ausführungsform ausgebildet ist, wie es in der schematischen Darstellung in der 13 dargestellt ist. Bei der zehnten Ausführungsform kann exakt die gleiche Wirkung wie bei der fünften Ausführungsform erreicht werden. Zusätzlich ist es möglich, die Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads aufgrund der weiteren Reduzierung der Enthalpie des Kältemittels, welches an den ausströmseitigen Verdampfer 15 und den saugseitigen Verdampfer 25 geliefert wird, zu erzielen.
Elfte bis fünfzehnte Ausführungsformen
Die elfte bis zur fünfzehnten Ausführungsform wird jeweils mit Bezugnahme auf die 14 bis 18 beschrieben werden. Die elfte Ausführungsform wird erhalten durch ein Hinzufügen eines Speichers 26 zu der Kältekreislaufvorrichtung 100, welche als eine Einspar-Kältekreislaufvorrichtung der ersten Ausführungsform ausgestaltet ist, wie in der schematischen Darstellung in der 14 dargestellt. Der Speicher 26 ist an einer stromabwärtigen Seite von dem Kältemittel des Verdampfers 15 angeordnet, um Kältemittel, das in den Kompressor 11 der unteren Stufe angesaugt wird, in Gas und Flüssigkeit zu trennen und das Kältemittel der Flüssigphase zu speichern. Die anderen Konfigurationselemente und der Betrieb sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Auch bei der Kältekreislaufvorrichtung 100 der elften Ausführungsform kann daher die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Bei dem Kreislauf, der mit diesem Speicher 26 ausgestattet ist, ist es möglich, zuverlässig Kältemittel einer Gasphase an die Saugseite des Kompressors 11 der unteren Stufe zu liefern, um die Flüssigkeitskompression des Kompressors 11 der unteren Stufe zu verhindern. Es ist daher möglich, den Betrieb des Kompressors 11 der unteren Stufe und des Kompressors 12 der oberen Stufe derart zu steuern, dass der Kreislaufwirkungsgrad gemäß der Temperatur oder dem Druck des Kältemittels, welches aus dem Kühler 13 herausströmt, maximiert wird. Als ein Ergebnis kann eine Wirkung einer weiteren Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads erreicht werden.
Die zwölfte Ausführungsform wird durch ein Hinzufügen eines Speichers 26 zu der Kältekreislaufvorrichtung 200 der zweiten Ausführungsform erhalten, wie es in der schematischen Darstellung der 15 dargestellt ist. Der Speicher 26 ist an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem Verdampfer 15 angeordnet, um Kältemittel, welches in den Kompressor 12 angesaugt wird, in Gas und in Flüssigkeit zu trennen und das Kältemittel der Flüssigphase zu speichern. Die anderen Konfigurationselemente und der Betrieb sind die gleichen wie diejenigen bei der zweiten Ausführungsform. Auch bei der Kältekreislaufvorrichtung 200 der zwölften Ausführungsform kann daher die gleiche Wirkung wie bei der zweiten Ausführungsform erreicht werden, und eine weitere Verbesserungswirkung des Kreislaufwirkungsgrads kann erreicht werden.
Die dreizehnte Ausführungsform wird durch ein Hinzufügen eines Speichers 26 zu der Kältekreislaufvorrichtung 300 der dritten Ausführungsform erhalten, wie es in der schematischen Darstellung der 16 dargestellt ist. Der Speicher 26 ist an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 angeordnet, um Kältemittel, welches in den Kompressor 11 der unteren Stufe angesaugt wird, in Gas und in Flüssigkeit zu trennen und das Kältemittel der Flüssigphase zu speichern. Die anderen Konfigurationselemente und der Betrieb sind die gleichen wie diejenigen bei der dritten Ausführungsform. Daher kann ebenfalls bei der Kältekreislaufvorrichtung 300 der dreizehnten Ausführungsform die gleiche Wirkung wie bei der dritten Ausführungsform erreicht werden, und eine weitere Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads kann erreicht werden.
Die vierzehnte Ausführungsform wird durch ein Hinzufügen eines Speichers zu der Kältekreislaufvorrichtung 400 der vierten Ausführungsform erhalten, wie es in der schematischen Darstellung der 17 dargestellt ist. Der Speicher 26 ist an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 angeordnet, um Kältemittel, das in den Kompressor 12 angesaugt wird, in Gas und in Flüssigkeit zu trennen und das Kältemittel der Flüssigphase zu speichern. Die anderen Konfigurationselemente und der Betrieb sind die gleichen wie diejenigen bei der vierten Ausführungsform. Auch bei der Kältekreislaufvorrichtung 400 der vierzehnten Ausführungsform kann daher die gleiche Wirkung wie bei der vierten Ausführungsform erreicht werden, und die weitere Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads kann erreicht werden.
Die fünfzehnte Ausführungsform wird durch ein Hinzufügen eines Speichers 26 zu der Kältekreislaufvorrichtung 400 der fünften Ausführungsform erhalten, wie es in der schematischen Darstellung der 18 dargestellt ist. Der Speicher 26 ist an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ausströmseitigen Verdampfer 15 angeordnet, um Kältemittel, das in den Kompressor 12 angesaugt wird, in Gas und in Flüssigkeit zu trennen und das Kältemittel der Flüssigphase zu speichern. Die anderen Konfigurationselemente und der Betrieb sind die gleichen wie diejenigen bei der fünften Ausführungsform. Daher kann auch bei der Kältekreislaufvorrichtung 400 der fünfzehnten Ausführungsform die gleiche Wirkung wie bei der fünften Ausführungsform erreicht werden, und die weitere Wirkung einer Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrads kann erreicht werden.
Der oben erwähnte Speicher 26 kann an die Kältekreislaufvorrichtungen 100 bis 400 in den sechsten bis zehnten Ausführungsformen angewendet werden.
Andere Ausführungsformen
Die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne von dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, wie unten beschrieben, abzuweichen.

(1) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Fall als ein Beispiel genommen, in welchem der Wirbelraum SS in dem Kältemittelverteiler 14, 24 in solch einer Form vorgesehen ist, wie sie durch ein koaxiales Zusammenbringen eines säulenartigen Raums und eines konischen Raums erhalten wird. Der dreidimensionale Raum des Wirbelraums SS ist jedoch nicht auf das Vorangegangene beschränkt. Die Querschnittsform senkrecht zu der nachfolgenden Richtung in dem Kältemittelverteiler 14 der ersten Ausführungsform kann zum Beispiel oval oder polygonal sein: die Richtung, in welcher der zentrale Teil des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 und der zentrale Teil des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143 miteinander verbunden sind.

In diesem Fall fällt die Wirbelmittenlinie CL nicht mit der Achse des Wirbelraums SS zusammen. Das Nachfolgende muss lediglich unter den Betriebsbedingungen, welche normalerweise für die Kältekreislaufvorrichtungen 100 bis 400 angenommen werden, umgesetzt werden: Der erste Kältemittelausströmanschluss 142, 242 ist auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie CL auf der einen Endseite angeordnet, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 ist auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie CL auf der anderen Endseite angeordnet.
Aus diesem Grund wird die oben erwähnte Formel F2 als ein Index eingesetzt, welcher den Abstand zwischen der Wirbelmitte und der am weitesten außen liegenden Radiusseite von dem Wirbelstrom angibt. Das heißt, gemäß der Formel F2 kann eine Bedingung für ein ausreichendes Ansteigen des Wirbelstroms von Kältemittel, welches in dem Wirbelraum SS verwirbelt, abgeleitet werden, selbst wenn die nachfolgende Querschnittsform oval oder polygonal ist: die Querschnittsform senkrecht zu der Richtung, in welcher der zentrale Teil von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 und der zentrale Teil von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 miteinander verbunden sind.

(2) Bei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen werden die Funktionen einer festen Drossel ähnlich zu einer Öffnung ausgeführt durch ein Reduzieren des Kältemitteldurchlassbereichs von jedem von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243. Die Mittel zum Veranlassen der ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüsse 142, 143, 242, 243, die Funktionen einer Drossel auszuführen, sind nicht auf das Vorangegangene beschränkt. Zum Beispiel kann der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 des Kältemittelverteilers 14, 24 aus einem kapillaren Rohr zusammengesetzt sein.

Bei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen ist jeder von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243 als eine feste Drossel ausgebildet, deren Kältemitteldurchlassbereich fest ist. Es ist unnötig hinzuzufügen, dass jeder von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243 als eine variable Drossel ausgebildet sein kann, deren Kältemitteldurchlassbereich variabel ist. Zum Beispiel kann eine variable Drossel ausgebildet sein durch ein Vorsehen des Nachfolgenden in dem Kältemitteldurchlass des Kältemittelverteilers 24, der als eine Laval-Düse funktioniert: ein Nadelventil, welches den Kältemitteldurchlassbereich des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142, 242 variiert, der einen Verengungsabschnitt aufweist, und eine elektrische Betätigungseinrichtung, welche das Nadelventil verstellt.

(3) Bei der ersten, dritten, sechsten, achten und elften Ausführungsform, die oben erwähnt sind, wurden als Beispiele Fälle hergenommen, in welchen zwei Kompressoren, der Kompressor 11 der unteren Stufe und der Kompressor 12 der oberen Stufe, zum Unterdrucksetzen des Kältemittels in mehreren Stufen eingesetzt werden. Der Kompressor ist jedoch nicht auf das Vorangegangene beschränkt. Zum Beispiel kann ein Kompressor eingesetzt werden, welcher ausgebildet ist durch ein Aufnehmen von zwei Kompressionsmechanismen (einem Kompressionsmechanismus 11a der unteren Stufe und einem Kompressionsmechanismus 12a der oberen Stufe) in einem Gehäuse.

Ein Kompressor kann eingesetzt werden, welcher erhalten wird durch ein Aufnehmen eines Kompressionsmechanismus in einem Gehäuse und ein Vorsehen eines Zwischendruckanschlusses für ein Einführen von Kältemittel eines Zwischendrucks an einem gewissen Mittenpunkt in dem Kompressionshub des Kompressionsmechanismus. In diesem Fall des Kompressionsmechanismus funktioniert der von dem Sauganschluss zu dem Zwischendruckanschluss erweiterte Bereich als der Kompressionsmechanismus 11a der unteren Stufe, und der von dem Zwischendruckanschluss zu dem Auslassanschluss verlängerte Bereich stellt den Kompressionsmechanismus 12a der oberen Stufe bereit.

(4) Bei der ersten, zweiten, sechsten, siebten, elften und zwölften Ausführungsform, die oben erwähnt sind, wird die vertikale Richtung als die nachfolgende Richtung hergenommen: die Richtung, in welcher der zentrale Teil des ersten Kältemittelausströmanschlusses 142 des Kältemittelverteilers 14 und der zentrale Teil des zweiten Kältemittelausströmanschlusses 143 davon miteinander verbunden sind. Die Richtung, in welcher der zentrale Teil von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 und der zentrale Teil von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 miteinander verbunden sind, ist jedoch nicht auf das Vorangegangene beschränkt.

Das heißt, das Nachfolgende kann umgesetzt werden, solange der erste Kältemittelausströmanschluss 142 unter dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 angeordnet ist: Das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 herausströmt, kann niedriger gemacht werden als das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 herausströmt, unter Verwenden der Wirkung der Schwerkraft. Das Vorangegangene kann selbst dann umgesetzt werden, wenn die Richtung, in welcher der zentrale Teil von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142 und der zentrale Teil von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143 miteinander verbunden sind, von der vertikalen Richtung geneigt ist.
Die Richtung, in welcher der zentrale Teil von dem ersten Kältemittelausströmanschluss und der zentrale Teil von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss miteinander verbunden sind, kann horizontal sein, wie bei der dritten bis fünften und achten bis zehnten Ausführungsform. In diesem Fall müssen die nachfolgenden Bedingungen erfüllt sein: Es muss möglich sein, die Geschwindigkeit des Wirbelstroms von dem Kältemittel, welches in dem Wirbelraum SS verwirbelt, ausreichend zu erhöhen, und es muss möglich sein, dadurch das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss herausströmt, und das Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss herausströmt, jeweils zu ändern und voneinander verschieden zu machen.

(5) Bei der obigen Beschreibung der Kältekreislaufvorrichtung 200, 400 in jeder von der zweiten, vierten, siebten, neunten und zwölften Ausführungsform wurde ein Fall als ein Beispiel hergenommen, in welchem der innere Wärmetauscher 20 eingesetzt ist. Es ist unnötig hinzuzufügen, dass ein innerer Wärmetauscher an die Kältekreislaufvorrichtung 100, 300 in jeder von der ersten, dritten bis sechsten, achten, zehnten und elften Ausführungsform angewendet werden kann. Wenn der innere Wärmetauscher an die Kältekreislaufvorrichtung 100 bei der ersten, sechsten oder elften Ausführungsform angewendet wird, muss ein Wärmeaustausch zum Beispiel lediglich zwischen dem Folgenden ausgeführt werden: dem Kältemittel, das aus dem Kühler 13, 23 strömt, und dem Kältemittel, das zu dem Kompressor 11 der unteren Stufe oder zu dem Kompressor 12 der oberen Stufe angesaugt wird.

Wenn der innere Wärmetauscher an die Kältekreislaufvorrichtung 300 der dritten oder achten Ausführungsform angewendet wird, wird ein Wärmeaustausch zwischen dem Nachfolgenden ausgeführt: dem Kältemittel, das von dem Abzweigungsabschnitt 21 in Richtung zu der ersten Drossel 22 in dem Kältemittel, das aus dem Kühler 13 herausströmt, strömt, und dem Kältemittel, das in den Kompressor 11 der unteren Stufe angesaugt wird oder in den Kompressor 12 der oberen Stufe angesaugt wird. Wenn der innere Wärmetauscher an die Kältekreislaufvorrichtung 400 der fünften oder zehnten Ausführungsform angewendet wird, muss ein Wärmeaustausch lediglich zwischen dem Kältemittel, welches aus dem Kühler 13 herausströmt, und dem Kältemittel, welches zu dem Kompressor 12 anzusaugen ist, durchgeführt werden.
Mit Bezug auf die oben erwähnten Ausführungsformen wurde keine konkrete Beschreibung der Ausgestaltung des inneren Wärmetauschers 20 gegeben. Noch genauer kann zum Beispiel eine Ausgestaltung eines Doppelrohrwärmetauschers oder ähnliches, bei welchem die nachfolgende Maßnahme vorgenommen wird, als die Ausgestaltung des inneren Wärmetauschers 20 eingesetzt werden: Ein Kältemittelrohr einer Niedrigdruckseite für ein Zirkulierenlassen von Kältemittel von niedrigem Druck oder von Kältemittel von einem Zwischendruck wird im Inneren eines Kältemittelrohrs einer Hochdruckseite für ein Zirkulierenlassen von Kältemittel von hohem Druck angeordnet. Es ist unnötig hinzuzufügen, dass das innere Rohr als das Kältemittelrohr der Hochdruckseite verwendet werden kann und das äußere Rohr als das Kältemittelrohr der Niedrigdruckseite verwendet werden kann. Eine Ausgestaltung oder ähnliches, bei welcher ein Kältemittelrohr einer Hochdruckseite und ein Kältemittelrohr einer Niedrigdruckseite miteinander verbunden sind, um Wärme auszutauschen, kann eingesetzt werden.

(6) Bei der obigen Beschreibung von jeder der dritten, vierten, achten und neunten Ausführungsform wurde als ein Beispiel der Ausgestaltung davon eine Ausgestaltung hergenommen, in welcher die nachfolgende Maßnahme vorgenommen wird: Der Abzweigungsabschnitt 21 zum Abzweigen des Stroms von Kältemittel, welches aus dem Kühler 13, 23 herausströmt, ist vorgesehen, und der Kältemitteleinströmanschluss 241 des Kältemittelverteilers 24, welcher als ein Ejektor funktioniert, wird mit dem Auslass für einen Strom von Kältemittel, das an dem Abzweigungsabschnitt 21 abgezweigt wird, verbunden. Jedoch ist die Ejektor-Kältekreislaufvorrichtung, welche unter Verwenden des Kältemittelverteilers 24 ausgebildet ist, nicht auf das Vorangegangene beschränkt.

Zum Beispiel kann eine Kreislaufkonfiguration, welche einen Abzweigungsabschnitt einer Niedrigdruckseite für ein Abzweigen des Stroms von Kältemittel umfasst, welches aus dem Diffusorabschnitt 245b von dem Kältemittelverteiler 24 herausströmt, eingesetzt werden. In diesem Fall wird ein Strom von Kältemittel, das an dem Abzweigungs abschnitt der Niedrigdruckseite abgezweigt wird, zu dem ausströmseitigen Verdampfer 15 geleitet, und der andere Strom von Kältemittel wird zu dem saugseitigen Verdampfer 25 geleitet.

(7) Bei der dritten bis fünften und achten bis zehnten Ausführungsform, die oben erwähnt sind, wird ein identischer zu kühlender Raum (das Innere einer Fahrgastzelle) mit dem ausströmseitigen Verdampfer 15 und dem saugseitigen Verdampfer 25 gekühlt. Stattdessen können unterschiedliche zu kühlende Räume mit dem ausströmseitigen Verdampfer 15 und dem saugseitigen Verdampfer 25 gekühlt werden. Zum Beispiel wird der saugseitige Verdampfer 25, der im Kältemittelverdampfungsdruck (Kältemittelverdampfungstemperatur) niedriger ist als der ausströmseitige Verdampfer 15, zum Kühlen des Inneren einer Gefriertruhe verwendet, und der ausströmseitige Verdampfer 15 wird zum Kühlen des Inneren eines Kühlschranks verwendet.
(8) Bei der obigen Beschreibung von jeder Ausführungsform wurde ein Fall als ein Beispiel hergenommen, in welchem die Kältekreislaufvorrichtung 100 bis 400, welche den Kältemittelverteiler 14, 24 der vorliegenden Offenbarung umfasst, an eine Klimaanlage für Fahrzeuge angewendet wird. Die Anwendung der Kältekreislaufvorrichtung 100 bis 400, welche den Kältemittelverteiler 14, 24 der vorliegenden Offenbarung umfasst, ist nicht auf das Vorangegangene beschränkt. Die Kältekreislaufvorrichtung kann zum Beispiel an eine stationäre Klimaanlage, einen Kalttemperaturspeicher, eine Kühl-/Heizeinrichtung für Verkaufsmaschinen oder ähnliches angewendet werden.
(9) Bei der obigen Beschreibung von jeder Ausführungsform wurde als ein Beispiel ein Fall hergenommen, in welchem das Nachfolgende umgesetzt ist: Der Kühler 13, 23 wird als ein Außenwärmetauscher für den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft verwendet, und der Verdampfer (ausströmseitiger Verdampfer) 15 und der saugseitige Verdampfer 25 werden als nutzungsseitige Wärmetauscher für ein Kühlen von geblasener Innenraumluft verwendet. Stattdessen kann ein Wärmepumpenkreislauf ausgebildet sein, in welchem das Nachfolgende umgesetzt ist: Der Verdampfer (ausströmseitiger Verdampfer) 15 und der saugseitige Verdampfer 25 werden als Außenwärmetauscher zum Absorbieren von Wärme von einer Wärmequelle, wie zum Beispiel Außenluft, verwendet, und der Kühler 13, 23 wird als ein Innenraumwärmetauscher zum Heizen eines Fluids, wie zum Beispiel Luft oder Wasser, das aufzuheizen ist, verwendet.

Während die vorliegende Offenbarung mit Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, muss man verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist dazu gedacht, verschiedene Modifikationen und entsprechende Anordnungen abzudecken. Zusätzlich sind, während die verschiedenen Kombinationen und Ausgestaltungen, welche bevorzugt sind, beschrieben wurden, andere Kombinationen und Ausgestaltungen einschließlich mehr oder weniger Elementen oder lediglich eines einzigen Elements ebenfalls innerhalb des Geistes und der Reichweite der vorliegenden Offenbarung.
Gemäß den beispielhaften Aspekten der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst ein Kältemittelverteiler 14, 24 für eine Kältekreislaufvorrichtung einen Körperabschnitt 140, 240, der einen Wirbelraum SS definiert, welcher ausgestaltet ist, ein Kältemittel zu verwirbeln, einen Kältemitteleinströmanschluss 141, 241, von welchem das Kältemittel in den Wirbelraum SS strömt, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse 142, 143, 242, 243, welche das Kältemittel in dem Wirbelraum SS dazu bringen herauszuströmen und das Kältemittel an Komponenten der Kältekreislaufvorrichtung, welche mit den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243 verbunden sind, verteilen. Wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten von dem in dem Wirbelraum SS verwirbelnden Kältemittel verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL angenommen wird, verwirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum SS bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Seite voneinander verschieden sind. Des Weiteren ist der erste Kältemittelausströmanschluss 142, 242 auf einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie CL an der einen Endseite angeordnet, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 ist auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Endseite angeordnet.
Demgemäß wird das Kältemittel, welches in den Wirbelraum SS eingeführt wird, bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf der inneren Radiusseite als auf der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL vorhanden ist. Der Druck des Kältemittels, welcher im Gasphasenverhältnis auf der inneren Radiusseite höher ist, kann daher niedriger gemacht werden als der Druck des Kältemittels auf der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL.
Des Weiteren sind die ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüsse 142, 143, 242, 243 auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie CL angeordnet. Daher kann das folgende Kältemittel dazu gebracht werden, von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243 herauszuströmen: Kältemittel von einem hohen Gasphasenverhältnis, niedriger im Druck als Kältemittel, das an der äußeren Radiusseite von der Wirbelmittenlinie CL strömt, d. h. als das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 in den Wirbelraum SS strömt.
Die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der einen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der anderen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL sind voneinander verschieden. Das Gasphasenverhältnis von Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242 herausströmt, welcher auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL auf der einen Endseite angeordnet ist, kann daher verschieden gemacht werden von dem Gasphasenverhältnis von Kältemittel, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, 243 herausströmt, welcher auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL auf der anderen Endseite angeordnet ist.
Es ist somit möglich, den Zustand von Kältemittel, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242 verbunden ist, und den Zustand von Kältemittel, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die mit dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, 243 verbunden ist, verschieden voneinander zu machen. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen Kältemittelverteiler 14, 24 bereitzustellen, welcher zu einem richtigen Einstellen des Zustands von Kältemittel, das an jeweilige Kreislaufkomponenten geliefert wird, und einem Verteilen des Kältemittels fähig ist, um den Kreislaufwirkungsgrad zu erhöhen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und den nachfolgenden Ausführungsformen sind die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der einen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der anderen Endseite von der Wirbelmittenlinie CL verschieden voneinander. Das Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel, welches aus dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242, der auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL auf der einen Endseite angeordnet ist, herausströmt, kann daher verschieden gemacht werden von dem Gasphasenverhältnis des Kältemittels, welches aus dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, 243, der auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL auf der anderen Endseite angeordnet ist, herausströmt.
Es ist somit möglich, den Zustand von Kältemittel, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242 verbunden ist, und den Zustand von Kältemittel, welches an eine Kreislaufkomponente geliefert wird, die mit dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, 243 verbunden ist, verschieden voneinander zu machen. Als ein Ergebnis ist es für den Kältemittelverteiler 14, 24 möglich, fähig zu einem geeigneten Einstellen des Zustands von Kältemittel, welches an jeweilige Kreislaufkomponenten geliefert wird, und einem Verteilen des Kältemittels zu sein, um den Kreislaufwirkungsgrad zu erhöhen.
Die Wirbelmittenlinie CL muss nicht linear gebildet sein. Die Wirbelmittenlinie CL umfasst auch Wirbelmittenlinien, welche als gekrümmte Linien in Abhängigkeit von der Form des Wirbelraums oder der Geschwindigkeit des Wirbelstroms von dem Kältemittel, das in dem Wirbelraum SS verwirbelt, gebildet sind.
Die Wirbelmitte ist eine Stelle, wo der Druck des Kältemittels am niedrigsten ist. Die Wirbelmittenlinie CL kann daher auch als die nachfolgende Linie ausgedrückt werden: die Linie, welche die Punkte verbindet, bei welchen der Druck in jedem Schnitt senkrecht zu der Richtung, in welcher der erste Kältemittelausströmanschluss 142, 242 und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 miteinander verbunden sind, unter den Schnitten in dem Wirbelraum SS am niedrigsten ist.
Die Geschwindigkeit des Wirbelstroms bedeutet die Geschwindigkeit des Stroms von einer Komponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung bei einem vorherbestimmten Punkt in einem Schnitt senkrecht zu der Wirbelmittenlinie CL. Die Strömungsgeschwindigkeit in der Wirbelrichtung von dem Kältemittel an der am weitesten außen liegenden Radiusseite in dem Wirbelraum SS kann zum Beispiel eingesetzt werden. Daher variiert die Geschwindigkeit des Wirbelstroms abhängig von der Querschnittsform von dem Querschnittsbereich oder einer Differenz von dem Querschnittsbereich des Wirbelraums SS oder ähnlichem.
Das Kältemittel einer Gasphase umfasst sowohl das Kältemittel einer Gasphase, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 eingeströmt ist, als auch das Kältemittel einer Gasphase, welches in dem Wirbelraum SS erzeugt wird. Das heißt, wenn das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 hereinströmt, Kältemittel von einer Flüssigphase ist, ist das obige Kältemittel einer Gasphase Kältemittel einer Gasphase, welches durch ein Sieden bei reduziertem Druck (Kavitation) in dem Wirbelraum SS erzeugt wird. Wenn das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 hereinströmt, Kältemittel von zwei Phasen gasförmig-flüssig ist, umfasst das obige Kältemittel einer Gasphase nicht nur Kältemittel einer Gasphase, das durch das Sieden bei reduziertem Druck erzeugt wird, sondern auch Kältemittel einer Gasphase, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 hereinströmt.
Der Wirbelraum SS kann einen verjüngten Raum umfassen, welcher einen Querschnittsbereich senkrecht zu einer Richtung aufweist, in welcher der erste Kältemittelausströmanschluss 142, 242 und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 miteinander verbunden sind, und der Querschnittsbereich des verjüngten Raums in dem Wirbelraum SS wird allmählich in Richtung zu einem von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243 reduziert. Der Kältemittelverteiler 14, 24 kann des Weiteren einen verjüngten Abschnitt 244 umfassen, der mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 verbunden ist, und ein Körperelement 245. Der verjüngte Abschnitt 244 weist darin einen Kältemitteldurchlassbereich auf, der allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert ist. Das Körperelement 245 kann einen Kältemittelsauganschluss 245a umfassen, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel angesaugt wird, das von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und einen Diffusorabschnitt 245b zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt ist, und dem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird. Der erste Kältemittelausströmanschluss 242 kann ausgebildet sein, eine Drossel aufzuweisen, welche einen Kältemitteldurchlassbereich zum Dekomprimieren des Kältemittels reduziert.
Die ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüsse 142, 143, 242, 243 können ausgebildet sein, um den Kältemitteldurchlassbereich so zu reduzieren, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und zumindest einer von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242 und dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 143, 243 kann ausgebildet sein, eine feste Drossel aufzuweisen, in welcher der Kältemitteldurchlassbereich festgelegt ist und gedrosselt wird.
Der Kältemittelverteiler 14, 24 kann in geeigneter Weise für eine Kältekreislaufvorrichtung verwendet werden. Die Kältekreislaufvorrichtung kann zum Beispiel einen Kompressionsmechanismus 11 einer unteren Stufe umfassen, der ausgebildet ist zum Komprimieren von Kältemittel von niedrigem Druck, bis das Kältemittel in Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist, und zum Ausstoßen des Kältemittels von einem Zwischendruck, einen Kompressionsmechanismus 12 einer oberen Stufe, der ausgebildet ist zum Komprimieren des Kältemittels von einem Zwischendruck, das von dem Kompressionsmechanismus 11 der unteren Stufe ausgestoßen wird, bis das Kältemittel in Kältemittel von hohem Druck umgewandelt ist, und zum Ausstoßen des Kältemittels von hohem Druck, einen Kühler 13, 23, der ausgebildet ist, um Wärme von dem Kältemittel abzustrahlen, welches aus dem Kompressionsmechanismus der oberen Stufe herausströmt, einen Kältemittelverteiler 14, 24, welcher einen Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 aufweist, von welchem das Kältemittel von dem Kühler 13, 23 darin eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse 142, 143, 242, 243, von welchen das Kältemittel herausströmt, und einen Verdampfer 15, der angeordnet ist zum Verdampfen von Kältemittel an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242 und zum Herausströmenlassen des Kältemittels zu einer Saugseite von dem Kompressionsmechanismus 11 der unteren Stufe. Selbst in diesem Fall kann der Kältemittelverteiler 14, 24 einen Körperabschnitt 140, 240 umfassen, der einen Wirbelraum SS definiert, in welchem das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 her strömt, verwirbelt wird. Wenn die Linie, welche die Wirbelmitten von dem in dem Wirbelraum SS verwirbelnden Kältemittel verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL angenommen wird, verwirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum SS bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Endseite voneinander verschieden sind. Der Wirbelraum SS kann so ausgebildet sein, dass ein Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel auf der anderen Endseite in dem Wirbelraum SS höher ist als das Gasphasenverhältnis auf der einen Endseite in dem Wirbelraum SS, der erste Kältemittelausströmanschluss 142, 242 kann ausgebildet sein zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL an der einen Endseite angeordnet sein. Des Weiteren kann der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 ausgebildet sein zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Endseite angeordnet sein, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 kann mit einer Saugseite eines Kompressionsmechanismus 12 von der oberen Stufe gekoppelt sein.
Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor 12 umfassen, der ausgebildet ist zum Komprimieren eines Kältemittels, einen Kühler 13, 23, der ausgebildet ist zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel, welches aus dem Kompressor herausströmt, einen Kältemittelverteiler 141, 241, welcher das Kältemittel, das von dem Kühler herausströmt, dazu bringt, von einem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 dort hinein zu strömen, und das Kältemittel dazu bringt, aus den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen 142, 143, 242, 243 herauszuströmen, und einen Verdampfer 15, der angeordnet ist, um Kältemittel an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 142, 242 zu verdampfen und das Kältemittel zu einer Saugseite von dem Kompressor 12 herausströmen zu lassen. Selbst in diesem Fall kann der Kältemittelverteiler 14, 24 einen Körperabschnitt 140, 240 umfassen, welcher einen Wirbelraum SS definiert, in welchem das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss 141, 241 her strömt, verwirbelt wird. Wenn die Linie, welche die Wirbelmitten des in dem Wirbelraum SS verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL angenommen wird, verwirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum SS bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite voneinander verschieden sind. Der Wirbelraum SS kann derart ausgebildet sein, dass ein Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel an der anderen Endseite in dem Wirbelraum SS höher ist als das Gasphasenverhältnis an der einen Endseite in dem Wirbelraum SS, und der erste Kältemittelausströmanschluss 142, 242 kann ausgebildet sein, um einen Kältemitteldurchlassbereich so zu reduzieren, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL an der einen Endseite angeordnet sein. Der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 kann zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart ausgebildet sein, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Endseite angeordnet sein, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 143, 243 kann mit einer Saugseite von dem Kompressor 12 gekoppelt sein.
Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressionsmechanismus 11 einer unteren Stufe umfassen, welcher ausgebildet ist, um ein Kältemittel von niedrigem Druck zu komprimieren, bis das Kältemittel in ein Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist, und um das Kältemittel von einem Zwischendruck auszustoßen, einen Kompressionsmechanismus 12 einer oberen Stufe, der ausgebildet ist, um das Kältemittel von einem Zwischendruck, das von dem Kompressionsmechanismus der unteren Stufe ausgestoßen wird, zu komprimieren, bis das Kältemittel in ein Kältemittel von hohem Druck umgewandelt ist, und um das Kältemittel von hohem Druck auszustoßen, einen Kühler 13, 23, der ausgebildet ist zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel von hohem Druck, das von dem Kompressionsmechanismus 12 der oberen Stufe ausgestoßen wird, einen Abzweigungsabschnitt 21, welcher einen Strom von Kältemittel, welches aus dem Kühler 13, 23 herausströmt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom abzweigt, einen Kältemittelverteiler 24, welcher einen Kältemitteleinströmanschluss 241 aufweist, von welchem das Kältemittel von dem ersten Strom, der an dem Abzweigungsabschnitt 21 abgezweigt wird, eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse 242, 243, von welchen das Kältemittel herausströmt, einen ausströmseitigen Verdampfer 15, der angeordnet ist zum Verdampfen des Kältemittels an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 und zum Herausströmenlassen des Kältemittels zu einer Saugseite von dem Kompressionsmechanismus der unteren Stufe, einen saugseitigen Dekompressionsabschnitt 22, der ausgebildet ist zum Dekomprimieren des Kältemittels von dem zweiten Strom, der an dem Abzweigungsabschnitt 21 abgezweigt wird, und einen saugseitigen Verdampfer 25, der angeordnet ist zum Verdampfen des Kältemittels, das durch den saugseitigen Dekompressionsabschnitt 22 dekomprimiert ist. Selbst in diesem Fall kann der Kältemittelverteiler 24 einen Körperabschnitt umfassen, der einen Wirbelraum SS für ein Verwirbeln des Kältemittels definiert, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 241 strömt. Wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten von dem Kältemittel, das in dem Wirbelraum SS verwirbelt wird, verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL angenommen wird, verwirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum SS bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Endseite voneinander verschieden sind. Des Weiteren kann der Wirbelraum SS derart ausgebildet sein, dass ein Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel in dem Wirbelraum SS auf der anderen Endseite höher ist als ein Gasphasenverhältnis in dem Wirbelraum SS auf der einen Endseite, der erste Kältemittelausströmanschluss kann ausgebildet sein zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL an der einen Endseite angeordnet sein, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 243 kann ausgebildet sein, um einen Kältemitteldurchlassbereich so zu reduzieren, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf der verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie CL an der anderen Endseite angeordnet sein. Der Kältemittelverteiler 24 kann einen verjüngten Abschnitt 244 umfassen, welcher mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 verbunden ist, und ein Körperelement 245. Der verjüngte Abschnitt 244 kann darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweisen, der sich allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert. Das Körperelement 245 kann einen Kältemittelsauganschluss 245a umfassen, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel angesaugt wird, welches von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und einen Diffusorabschnitt 245b für ein Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, welches von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und dem Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird. In diesem Fall kann eine Kältemittelauslassseite des saugseitigen Verdampfers 25 mit dem Kältemittelsauganschluss 245a des Körperelements 245 gekoppelt sein, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 243 kann mit einer Saugseite von dem Kompressionsmechanismus 12 der oberen Stufe gekoppelt sein.
Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor 12 umfassen, welcher zum Komprimieren von Kältemittel ausgebildet ist, einen Kühler 13, 23, der zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel ausgebildet ist, das von dem Kompressor 12 ausgestoßen wird, einen Abzweigungsabschnitt 21, welcher einen Strom von Kältemittel, das aus dem Kühler 13, 23 herausströmt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom abzweigt, einen Kältemittelverteiler 24, welcher einen Kältemitteleinströmanschluss 241 aufweist, von welchem das Kältemittel des ersten Stroms, der an dem Abzweigungsabschnitt 21 abgezweigt wird, eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse 242, 243, von welchen das Kältemittel herausströmt, einen ausströmseitigen Verdampfer 15, der zum Verdampfen des Kältemittels an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 und zum Herausströmenlassen des Kältemittels zu einer Saugseite von dem Kompressor 12 angeordnet ist, einen saugseitigen Dekompressionsabschnitt 22, der zum Dekomprimieren des Kältemittels von dem zweiten Strom, der an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, ausgebildet ist, und einen saugseitigen Verdampfer 25, der mit dem saugseitigen Dekompressionsabschnitt zum Verdampfen des Kältemittels, welches von dem saugseitigen Dekompressionsabschnitt dekomprimiert wird, verbunden ist. Selbst in diesem Fall kann der Kältemittelverteiler 24 einen Körperabschnitt umfassen, welcher einen Wirbelraum SS für ein Verwirbeln des Kältemittels, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 241 her strömt, definiert. Wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten von dem Kältemittel, das in dem Wirbelraum SS verwirbelt wird, verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL angenommen wird, wird das Kältemittel in dem Wirbelraum SS bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL an einer Endseite in dem Wirbelraum SS und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite in dem Wirbelraum SS voneinander verschieden sind. Der Wirbelraum SS kann derart ausgebildet sein, dass ein Gasphasenverhältnis des Kältemittels in dem Wirbelraum auf der anderen Endseite höher ist als ein Gasphasenverhältnis auf der einen Endseite, der erste Kältemittelausströmanschluss ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart ausgebildet, um Kältemittel zu dekomprimieren, und ist auf einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 243 kann zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart ausgestaltet sein, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet sein. In diesem Fall kann der Kältemittelverteiler 24 einen verjüngten Abschnitt 244 umfassen, der mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 verbunden ist, und ein Körperelement 245. Der verjüngte Abschnitt 244 kann darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweisen, der allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert ist. Das Körperelement 245 kann einen Kältemittelsauganschluss 245a umfassen, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel angesaugt wird, das von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und einen Diffusorabschnitt 245b zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, und dem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird. Die Kältemittelauslassseite des saugseitigen Verdampfers 25 kann mit dem Kältemittelsauganschluss 245a des Körperelements 245 gekoppelt sein, und der zweite Kältemittelausströmanschluss 243 kann mit der Saugseite des Kompressors 12 gekoppelt sein.
Alternativ kann die Kältekreislaufvorrichtung einen Kompressor 12 umfassen, der zum Komprimieren von Kältemittel ausgestaltet ist, einen Kühler 13, 23, der zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel, das von dem Kompressor 12 ausgestoßen wird, ausgestaltet ist, einen Kältemittelverteiler 24, welcher einen Kältemitteleinströmanschluss 241 aufweist, von welchem das Kältemittel, welches von dem Kühler 13, 23 herausströmt, eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse 242, 243, von welchen das Kältemittel herausströmt, einen ausströmseitigen Verdampfer 15, der zum Verdampfen des Kältemittels, welches von dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 herausströmt, und zum Herausströmenlassen des Kältemittels zu einer Saugseite des Kompressors angeordnet ist, und einen saugseitigen Verdampfer 25, welcher zum Verdampfen des Kältemittels angeordnet ist, das von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss 243 strömt. Selbst in diesem Fall kann der Kältemittelverteiler 24 einen Körperabschnitt umfassen, welcher einen Wirbelraum SS zum Verwirbeln des Kältemittels, das von dem Kältemitteleinströmanschluss 241 strömt, definiert. Wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten von dem Kältemittel, das in dem Wirbelraum verwirbelt wird, verbindet, als eine Wirbelmittenlinie CL angenommen wird, verwirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum SS bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL auf einer Endseite in dem Wirbelraum SS und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie CL auf der anderen Endseite in dem Wirbelraum SS voneinander verschieden sind. Der Wirbelraum SS kann derart ausgebildet sein, dass ein Gasphasenverhältnis des Kältemittels in dem Wirbelraum SS auf der anderen Endseite höher ist als ein Gasphasenverhältnis auf der einen Endseite, der erste Kältemittelausströmanschluss 242 kann zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart ausgebildet sein, um Kältemittel zu dekomprimieren, und ist auf einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet und der zweite Kältemittelausströmanschluss 243 kann zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart ausgebildet sein, um Kältemittel zu dekomprimieren, und kann auf der verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie auf der anderen Endseite angeordnet sein. Der Kältemittelverteiler kann einen verjüngten Abschnitt 244 umfassen, der mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss 242 verbunden ist, und ein Körperelement 245. Der verjüngte Abschnitt 244 kann darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweisen, der sich allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert. Das Körperelement 245 kann einen Kältemittelsauganschluss 245a umfassen, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel angesaugt wird, das von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und einen Diffusorabschnitt 245b zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt 244 eingespritzt wird, und dem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss 245a angesaugt wird. In diesem Fall ist eine Kältemittelauslassseite 245a des saugseitigen Verdampfers 25 mit dem Kältemittelsauganschluss 245a des Körperelements 245 gekoppelt.
Die Kältekreislaufvorrichtung kann ohne auf die obigen Beispiele beschränkt zu sein in geeigneter Art und Weise geändert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001-235245 A [0003]
JP 2008-107054 A [0005]
JP 2010-133606 A [0007]

Claims

Kältemittelverteiler für eine Kältekreislaufvorrichtung, aufweisend: einen Körperabschnitt (140, 240), welcher einen Wirbelraum (SS) definiert, der zum Verwirbeln eines Kältemittels ausgestaltet ist; einen Kältemitteleinströmanschluss (141, 241), von welchem das Kältemittel in den Wirbelraum (SS) strömt; und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse (142, 143, 242, 243), welche das Kältemittel in dem Wirbelraum (SS) dazu bringen herauszuströmen und das Kältemittel an Komponenten der Kältekreislaufvorrichtung, welche mit den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen verbunden sind, verteilen, wobei wenn eine Linie, welche Wirbelmitten des in dem Wirbelraum verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms verwirbelt wird, dass mehr Kältemittel von einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit eines Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an einer Endseite und die Geschwindigkeit eines Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an der anderen Seite voneinander verschieden sind, der erste Kältemittelausströmanschluss (142, 242) an einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an einer Endseite angeordnet ist und der zweite Kältemittelausströmanschluss (143, 243) an einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1, wobei der Wirbelraum einen verjüngten Raum umfasst, welcher einen Querschnittsbereich senkrecht zu einer Richtung aufweist, in welcher der erste Kältemittelausströmanschluss und der zweite Kältemittelausströmanschluss miteinander verbunden sind, und der Querschnittsbereich des verjüngten Raums in dem Wirbelraum allmählich in Richtung zu einem von den ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen verringert ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend einen verjüngten Abschnitt (244), welcher mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt (244) darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweist, welcher allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert ist; und ein Körperelement (245), welches einen Kältemittelsauganschluss (245a) umfasst, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung des von dem verjüngten Abschnitt eingespritzten Kältemittels angesaugt wird, und einen Diffusorabschnitt (245b) zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem von dem verjüngten Abschnitt eingespritzten Kältemittel und dem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird, wobei der erste Kältemittelausströmanschluss (242) ausgestaltet ist, eine Drossel aufzuweisen, welche einen Kältemitteldurchlassbereich zum Dekomprimieren des Kältemittels reduziert.
Kältemittelverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüsse ausgestaltet sind, den Kältemitteldurchlassbereich auf solch eine Art und Weise zu reduzieren, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und zumindest einer von dem ersten Kältemittelausströmanschluss und dem zweiten Kältemittelausströmanschluss ausgestaltet ist, eine festgelegte Drossel aufzuweisen, in welcher der Kältemitteldurchlassbereich festgelegt und gedrosselt wird.
Kältekreislaufvorrichtung, welche den Kältemittelverteiler (14, 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
Kältekreislaufvorrichtung, aufweisend: einen Kompressionsmechanismus (11) einer unteren Stufe, welcher ausgestaltet ist zum Komprimieren von Kältemittel von niedrigem Druck, bis das Kältemittel in Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist, und zum Ausstoßen des Kältemittels von einem Zwischendruck; einen Kompressionsmechanismus (12) einer oberen Stufe, welcher ausgestaltet ist zum Komprimieren des Kältemittels von einem Zwischendruck, das von dem Kompressionsmechanismus einer unteren Stufe ausgestoßen wird, bis das Kältemittel in ein Kältemittel von hohem Druck umgewandelt ist, und zum Ausstoßen des Kältemittels von hohem Druck; einen Kühler (13, 23), welcher ausgestaltet ist, Wärme von dem Kältemittel, das aus dem Kompressionsmechanismus einer oberen Stufe strömt, auszustrahlen; einen Kältemittelverteiler, welcher einen Kältemitteleinströmanschluss (141, 241) aufweist, von welchem das Kältemittel von dem Kühler darin eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse (142, 143, 242, 243), von welchen das Kältemittel herausströmt; und einen Verdampfer (15), welcher angeordnet ist zum Verdampfen von Kältemittel an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss (142, 242) und zum Auslassen des Kältemittelstroms heraus zu einer Saugseite von dem Kompressionsmechanismus (11) einer unteren Stufe, wobei der Kältemittelverteiler einen Körperabschnitt (140, 240) umfasst, welcher einen Wirbelraum (SS) definiert, in welchem das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinströmanschluss strömt, verwirbelt wird; wenn die Linie, welche die Wirbelmitten des in dem Wirbelraum verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit von dem Wirbelstrom verwirbelt, dass mehr Kältemittel von einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite voneinander verschieden sind, der Wirbelraum derart ausgebildet ist, dass ein Gasphasenverhältnis des Kältemittels an der anderen Endseite in dem Wirbelraum höher ist als das Gasphasenverhältnis an der einen Endseite in dem Wirbelraum, der erste Kältemittelausströmanschluss ausgestaltet ist, um einen Kältemitteldurchlassbereich derart zu reduzieren, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet ist, der zweite Kältemittelausströmanschluss ausgestaltet ist, um einen Kältemitteldurchlassbereich derart zu reduzieren, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet ist und der zweite Kältemittelausströmanschluss an eine Saugseite von dem Kompressionsmechanismus einer oberen Stufe gekoppelt ist.
Kältekreislaufvorrichtung, aufweisend: einen Kompressor (12), welcher ausgebildet ist zum Komprimieren eines Kältemittels; einen Kühler (13, 23), welcher ausgebildet ist, Wärme von dem Kältemittel, welches aus dem Kompressor herausströmt, abzustrahlen; einen Kältemittelverteiler (141, 241), welcher das Kältemittel, welches von dem Kühler herausströmt, dazu bringt, dort hinein von einem Kältemitteleinströmanschluss (141, 241) zu strömen, und das Kältemittel dazu bringt, aus ersten und zweiten Kältemittelausströmanschlüssen (142, 143, 242, 243) herauszuströmen; und einen Verdampfer (15), welcher angeordnet ist, um das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss (142, 242) zu verdampfen und das Kältemittel zu einer Saugseite von dem Kompressor herausströmen zu lassen, wobei der Kältemittelverteiler (14, 24) einen Körperabschnitt (140, 240) umfasst, welcher einen Wirbelraum (SS) definiert, in welchem das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss her strömt, verwirbelt wird; wenn die Linie, welche die Wirbelmitten des in dem Wirbelraum verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit eines Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite voneinander verschieden sind, der Wirbelraum derart ausgebildet ist, dass ein Gasphasenverhältnis von dem Kältemittel an der anderen Endseite in dem Wirbelraum höher ist als das Gasphasenverhältnis an der einen Endseite in dem Wirbelraum, der erste Kältemittelausströmanschluss (142, 242) ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet ist, der zweite Kältemittelausströmanschluss (143, 243) ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet ist und der zweite Kältemittelausströmanschluss (143, 243) mit einer Saugseite des Kompressors gekoppelt ist.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Kältemittelverteiler einen verjüngten Abschnitt (244) umfasst, welcher mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt (244) darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweist, welcher sich allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert, und ein Körperelement (245), welches einen Kältemittelsauganschluss (245a) umfasst, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, angesaugt wird, und einen Diffusorabschnitt (245b) zum Erhöhen eines Drucks von dem gemischten Kältemittel von dem Kältemittel, welches von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, und dem Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird.
Kältekreislaufvorrichtung, aufweisend: einen Kompressionsmechanismus (11) einer unteren Stufe, welcher ausgebildet ist zum Komprimieren eines Kältemittels von niedrigem Druck, bis das Kältemittel in Kältemittel von einem Zwischendruck umgewandelt ist, und zum Ausstoßen des Kältemittels von einem Zwischendruck; einen Kompressionsmechanismus (12) einer oberen Stufe, welcher ausgebildet ist zum Komprimieren des Kältemittels von einem Zwischendruck, das von dem Kompressionsmechanismus einer unteren Stufe ausgestoßen wird, bis das Kältemittel in Kältemittel von hohem Druck umgewandelt ist, und zum Ausstoßen des Kältemittels von hohem Druck; einen Kühler (13, 23), welcher ausgebildet ist zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel von hohem Druck, das von dem Kompressionsmechanismus einer oberen Stufe ausgestoßen wird; einen Abzweigungsabschnitt (21), welcher einen Strom von Kältemittel, das aus dem Kühler herausströmt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom abzweigt; einen Kältemittelverteiler (24), welcher einen Kältemitteleinströmanschluss (241) aufweist, von welchem das Kältemittel von dem ersten Strom, das an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse (242, 243), von welchen das Kältemittel herausströmt; einen Verdampfer (15) einer Ausströmseite, welcher angeordnet ist zum Verdampfen des Kältemittels an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) und zum Auslassen des Kältemittelstroms zu einer Saugseite des Kompressionsmechanismus der unteren Stufe; einen Dekompressionsabschnitt (22) einer Saugseite, welcher ausgebildet ist zum Dekomprimieren des Kältemittels von dem zweiten Strom, der an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird; und einen saugseitigen Verdampfer (25), welcher angeordnet ist zum Verdampfen des durch den Dekompressionsabschnitt (22) der Saugseite dekomprimierten Kältemittels, wobei der Kältemittelverteiler einen Körperabschnitt umfasst, welcher einen Wirbelraum (SS) zum Verwirbeln des Kältemittels, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss (241) strömt, definiert, wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten des in dem Wirbelraum verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit des Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an einer Endseite und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite voneinander verschieden sind, der Wirbelraum derart ausgebildet ist, dass ein Gasphasenverhältnis des Kältemittels in dem Wirbelraum an der anderen Endseite höher ist als ein Gasphasenverhältnis in dem Wirbelraum an der einen Endseite, der erste Kältemittelausströmanschluss ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet ist, der zweite Kältemittelausströmanschluss ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um das Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet ist, der Kältemittelverteiler umfasst einen verjüngten Abschnitt (244), welcher mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt (244) darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweist, der sich allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels vergrößert, und ein Körperelement (245), welches einen Kältemittelsauganschluss (245a) umfasst, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung des Kältemittels, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, angesaugt wird, und einen Diffusorabschnitt (245b) zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, und dem Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird, eine Kältemittelauslassseite von dem saugseitigen Verdampfer ist mit dem Kältemittelsauganschluss (245a) des Körperelements (245) gekoppelt und der zweite Kältemittelausströmanschluss (243) ist mit einer Saugseite von dem Kompressionsmechanismus (12) einer oberen Stufe gekoppelt.
Kältekreislaufvorrichtung, aufweisend: einen Kompressor (12), welcher zum Komprimieren des Kältemittels ausgebildet ist; einen Kühler (13, 23), welcher ausgebildet ist zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel, das von dem Kompressor ausgestoßen wird; einen Abzweigungsabschnitt (21), welcher einen Strom von dem Kältemittel, das aus dem Kühler herausströmt, in einen ersten Strom und einen zweiten Strom abzweigt; einen Kältemittelverteiler (24), welcher einen Kältemitteleinströmanschluss (241) aufweist, von welchem das Kältemittel des ersten, an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigten Stroms eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse (242, 243), von welchen das Kältemittel herausströmt; einen Verdampfer (15) einer Ausströmseite, welcher angeordnet ist zum Verdampfen des Kältemittels an einer stromabwärtigen Seite des Kältemittels von dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) und zum Herauslassen des Kältemittelstroms zu einer Saugseite von dem Kompressor; einen saugseitigen Dekompressionsabschnitt (22), welcher zum Dekomprimieren des Kältemittels von dem zweiten Strom, der an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, ausgebildet ist; und einen saugseitigen Verdampfer (25), welcher mit dem saugseitigen Dekompressionsabschnitt verbunden ist, zum Verdampfen des Kältemittels, welches durch den saugseitigen Dekompressionsabschnitt (22) dekomprimiert wird, wobei der Kältemittelverteiler (24) einen Körperabschnitt umfasst, welcher einen Wirbelraum (SS) zum Verwirbeln des Kältemittels, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss (241) strömt, definiert, wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten des in dem Wirbelraum verwirbelnden Kältemittels verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit des Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase an einer inneren Radiusseite als an einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an einer Endseite in dem Wirbelraum und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms an der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite in dem Wirbelraum voneinander verschieden sind, der Wirbelraum derart ausgebildet ist, dass ein Gasphasenverhältnis des Kältemittels in dem Wirbelraum an der anderen Endseite höher ist als ein Gasphasenverhältnis an der einen Endseite, der erste Kältemittelausströmanschluss ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet ist, der zweite Kältemittelausströmanschluss ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs derart, um Kältemittel zu dekomprimieren, und an einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet ist, der Kältemittelverteiler umfasst einen verjüngten Abschnitt (244), welcher mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt (244) darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweist, der sich allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite von dem Kältemittel vergrößert, und ein Körperelement (245), welches einen Kältemittelsauganschluss (245a) umfasst, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel, das von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, angesaugt wird, und einen Diffusorabschnitt (245b) zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, welches von dem verjüngten Abschnitt eingespritzt wird, und dem Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird, eine Kältemittelauslassseite von dem saugseitigen Verdampfer (25) ist mit dem Kältemittelsauganschluss (245a) des Körperelements (245) gekoppelt und der zweite Kältemittelausströmanschluss (243) ist mit der Saugseite von dem Kompressor gekoppelt.
Kältekreislaufvorrichtung, aufweisend: einen Kompressor (12), der zum Komprimieren von Kältemittel ausgebildet ist; einen Kühler (13, 23), der zum Abstrahlen von Wärme von dem Kältemittel, welches von dem Kompressor ausgestoßen wird, ausgebildet ist; einen Kältemittelverteiler (24), welcher einen Kältemitteleinströmanschluss (241) aufweist, von welchem das Kältemittel, welches von dem Kühler herausströmt, eingeführt wird, und erste und zweite Kältemittelausströmanschlüsse (242, 243), von welchen das Kältemittel herausströmt; einen Verdampfer (15) einer Ausströmseite, der angeordnet ist, um das Kältemittel, welches von dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) strömt, zu verdampfen, und den Kältemittelstrom zu einer Saugseite von dem Kompressor herauslässt; und einen saugseitigen Verdampfer (25), welcher zum Verdampfen des Kältemittels, welches von dem zweiten Kältemittelausströmanschluss (243) strömt, angeordnet ist, wobei der Kältemittelverteiler (24) einen Körperabschnitt umfasst, der einen Wirbelraum (SS) zum Verwirbeln des Kältemittels, welches von dem Kältemitteleinströmanschluss (241) strömt, definiert, wenn eine Linie, welche die Wirbelmitten von dem in dem Wirbelraum verwirbelnden Kältemittel verbindet, als eine Wirbelmittenlinie (CL) genommen wird, das Kältemittel in dem Wirbelraum bei solch einer Geschwindigkeit des Wirbelstroms verwirbelt, dass mehr Kältemittel einer Gasphase auf einer inneren Radiusseite als auf einer äußeren Radiusseite vorhanden ist und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie an einer Endseite in dem Wirbelraum und die Geschwindigkeit des Wirbelstroms auf der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite in dem Wirbelraum voneinander verschieden sind, der Wirbelraum derart ausgebildet ist, dass ein Gasphasenverhältnis des Kältemittels in dem Wirbelraum auf der anderen Endseite größer ist als ein Gasphasenverhältnis auf der einen Endseite, der erste Kältemittelausströmanschluss (242) ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs, um Kältemittel zu dekomprimieren, und auf einer verlängerten Linie von der Wirbelmittenlinie an der einen Endseite angeordnet ist, der zweite Kältemittelausströmanschluss (243) ausgebildet ist zum Reduzieren eines Kältemitteldurchlassbereichs, um Kältemittel zu dekomprimieren, und auf einer verlängerten Linie der Wirbelmittenlinie an der anderen Endseite angeordnet ist, der Kältemittelverteiler umfasst einen verjüngten Abschnitt (244), welcher mit dem ersten Kältemittelausströmanschluss (242) verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt (244) darin einen Kältemitteldurchlassbereich aufweist, der allmählich in Richtung zu einer stromabwärtigen Seite von dem Kältemittel vergrößert ist, und ein Körperelement (245), welches einen Kältemittelsauganschluss (245a) umfasst, von welchem Kältemittel durch eine Strahlströmung von dem Kältemittel angesaugt wird, welches von dem verjüngten Abschnitt (244) eingespritzt wird, und einen Diffusorabschnitt (245b) zum Erhöhen eines Drucks von gemischtem Kältemittel von dem Kältemittel, welches von dem verjüngten Abschnitt (244) eingespritzt wird, und dem Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss (245a) angesaugt wird, und eine Auslassseite von Kältemittel von dem saugseitigen Verdampfer (25) mit dem Kältemittelsauganschluss (245a) des Körperelements (245) gekoppelt ist.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 6 oder 9, weiterhin aufweisend einen Sammler (26), welcher an einer stromaufwärtigen Seite des Kältemittels von dem Kompressionsmechanismus (11) einer unteren Stufe angeordnet ist, um das in den Kompressionsmechanismus (11) der unteren Stufe angesaugte Kältemittel in Gas und in Flüssigkeit zu trennen und darin Kältemittel von flüssiger Phase zu speichern.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 10 und 11, weiterhin aufweisend einen Sammler (26), welcher an einer stromaufwärtigen Seite des Kältemittels von dem Kompressor (12) angeordnet ist, um das Kältemittel, das in den Kompressor (12) angesaugt wird, in Gas und in Flüssigkeit zu trennen und darin Kältemittel von flüssiger Phase zu speichern.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Kühler (23) einen Kondensationsabschnitt (23a) umfasst, welcher Wärme von dem Kältemittel abstrahlt und das Kältemittel kondensiert, einen Empfangsabschnitt (23b), welcher Kältemittel, das von dem Kondensationsabschnitt (23a) herausströmt, in Gas und in Flüssigkeit trennt und darin Kältemittel von flüssiger Phase speichert, und einen Unterkühlungsabschnitt (23c) zum Unterkühlen von Kältemittel von flüssiger Phase, welches von dem Empfangsabschnitt (23b) herausströmt.