2. Stand der Technik
In einem herkömmlichen Ejektorkreis, der
in JP-A-5-149652 beschrieben ist, wird ein gasförmiges Niederdruck-Kältemittel
in einem Verdampfapparat in eine Ejektorpumpe gesaugt, wobei ein
Hochdruck-Kältemittel
in einer Düse
der Ejektorpumpe dekomprimiert wird, und ein Druck des in einen
Kompressor zu saugenden Kältemittels
wird in einem Druckerhöhungsabschnitt
der Ejektorpumpe erhöht. Deshalb
wird das flüssige
Kältemittel
in einer Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
durch einen Pumpvorgang der Ejektorpumpe zu dem Verdampfapparat zirkuliert.
In dem Ejektorkreis ist im all-gemeinen
eine Drosseleinheit wie beispielsweise eine Öffnung und ein Kapillarrohr
zwischen dem Verdampfapparat und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung vorgesehen, um
den Druck und die Temperatur des dem Verdampfapparat zugeführten Kältemittels
ausreichend zu reduzieren. Wenn jedoch eine Kältemittelkanallänge zwischen
der Drosselvorrichtung und dem Verdampfapparat lang ist, kann ein
Teil des Kältemittels in
dem Kältemittelkanal
durch Aufnehmen von Wärme
von Außen
verdampfen, bevor es in den Verdampfapparat strömt. Somit wird ein Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel
in den Verdampfapparat eingeleitet und eine Kühlleistung (Wärmeabsorptionsleistung)
in dem Verdampfapparat wird verringert.
Außerdem neigt ein hochdichtes
flüssiges Kältemittel
dazu, wenn das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel
in mehrere Rohre zugeführt
wird, die sich in einem Verdampfapparat senkrecht von dessen Oberseite
erstrecken, in die mehreren Rohre in der Nähe seines Einlasses zu strömen, und
ein gasförmiges
Kältemittel
neigt dazu, in die mehreren Rohre getrennt von dem Einlass zu strömen. Daher
ist die Oberflächentemperatur
des Verdampfapparats an verschiedenen Stellen unterschiedlich, und
die Temperaturverteilung des Verdampfapparats ist verschlechtert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der oben beschriebenen
Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ejektorkreis
vorzusehen, der eine Kühlleistung
effektiv verbessert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Temperaturverteilungsunterschied in einem Verdampfapparat
des Ejektorkreises zu beschränken.
Es ist eine noch weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine einfache Anordnung des Ejektorkreises
in einem Fahrzeug vorzusehen, wobei die Kühlleistung verbessert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält ein
Ejektorkreis einen Kompressor zum Komprimieren eines Kältemittels,
einen außerhalb
einer Fahrgastzelle angeordneten Hochdruck-Wärmetauscher zum Abstrahlen
von Wärme
des aus dem Kompressor ausgegebenen Hochdruck-Kältemittels, einen in der Fahrgastzelle
angeordneten Niederdruck-Wärmetauscher
zum Verdampfen des Niederdruck-Kältemittels
nach seiner Dekomprimierung, eine Ejektorpumpe mit einer Düse zum Dekomprimieren
und Ausdehnen des aus dem Hochdruck-Wärmetauscher strömenden Hochdruck-Kältemittels,
eine Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
zum Trennen des aus der Ejektorpumpe ausgegebenen Kältemittels
in ein gasförmiges
Kältemittel
und ein flüssiges
Kältemittel, und
eine Drosselvorrichtung zum Dekomprimieren des aus der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
in den Niederdruck-Wärmetauscher
strömenden
Kältemittels.
Die Ejektorpumpe saugt das in dem Niederdruck-Wärmetauscher verdampfte gasförmige Kältemittel
mittels eines aus der Düse
ausgestoßenen
Kältemittelstroms
an und erhöht
einen Druck des in den Kompressor zu saugenden Kältemittels. In dem Ejektorkreis
ist die Drosselvorrichtung in der Fahrgastzelle vorgesehen. Deshalb
kann die Länge
einer Kältemittelleitung
von der Drosselvorrichtung zu dem Niederdruck-Wärmetauscher kürzer gemacht
werden. Somit kann die Verdampfung eines Teils des Kältemittels
aus der Drosselvorrichtung durch Aufnehmen von Wärme aus der Atmosphäre verhindert
werden, bevor es in den Verdampfapparat eingeleitet wird. Als Ergebnis
kann die Kühlleistung
des Niederdruck-Wärmetauschers
verbessert werden, wenn der Ejektorkreis für eine Klimaanlage benutzt
wird. Weil zusätzlich
das Strömen
des Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittels
in den Niederdruck-Wärmetauscher
beschränkt
werden kann, kann eine in den Niederdruck-Wärmetauscher einzuleitende Kältemittelverteilung
verbessert werden.
Wenn ferner der Ejektorkreis in einem
Fahrzeug angeordnet ist, ist der Niederdruck-Wärmetauscher
in einer Fahrgastzelle angeordnet und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung und
die Ejektorpumpe sind in einem Motorraum angeordnet. Weil auch in
diesem Fall die Drosselvorrichtung in der Fahrgastzelle angrenzend
an den Verdampf apparat angeordnet ist, kann die Kältemittelrohrlänge zwischen
der Drosselvorrichtung und dem Niederdruck-Wärmetauscher kürzer gemacht
werden, sodass die Kühlleistung
in dem Niederdruck-Wärmetauscher
verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist ein zusätzlicher
Wärmetauscher
angeordnet, um einen Wärmeaustausch
zwischen dem aus der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zu
dem Niederdruck-Wärmetauscher
strömenden Kältemittel
und dem zu der Ejektorpumpe aus dem Niederdruck-Wärmetauscher
zu saugenden Kältemittel
durchzuführen.
In diesem Fall ist die Drosselvorrichtung in einer Kältemittelleitung,
durch welche das flüssige
Kältemittel
von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
zu einem Einlass des Niederdruck-Wärmetauschers geleitet wird,
zwischen einem Auslass des zusätzlichen
Wärmetauschers
und dem Einlass des Niederdruck-Wärmetauschers angeordnet. Deshalb
kann das in den Niederdruck-Wärmetauscher
einzuleitende Kältemittel
gekühlt
werden, und das sich etwa in einem flüssigen Einphasenzustand befindende
Kältemittel
kann in den Niederdruck-Wärmetauscher
eingeleitet werden.
Andererseits enthält der Niederdruck-Wärmetauscher
mehrere Rohre, die sich im wesentlichen vertikal erstrecken, einen
mit oberen Enden der Rohre verbundenen Verteilerbehälter, um
mit den Rohren in Verbindung zu stehen, und einen mit unteren Enden
der Rohre verbundenen unteren Verteilerbehälter, um mit den Rohren in
Verbindung zu stehen. In diesem Fall ist ein Kältemitteleinlass in dem unteren Verteilerbehälter vorgesehen.
Deshalb wird das Kältemittel
in den Niederdruck-Wärmetauscher
durch den Kältemitteleinlass
nach oben eingeleitet. Demgemäß kann es
einen Temperaturunterschied in einer Oberfläche des Niederdruck-Wärmetauschers aufgrund
eines Dichteunterschieds zwischen dem gasförmigen Kältemittel und dem flüssigen Kältemittel
reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Darin zeigen:
1 eine
schematische Darstellung eines Ejektorkreises gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
2 eine
schematische Darstellung einer Anordnung des Ejektorkreises in einem
Fahrzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
3 eine
schematische Perspektivansicht eines Verdampfapparats gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
4 eine
Darstellung aus Sicht des Pfeils IV in 3 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
5A eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
einer Temperaturverteilung in einem Verdampfapparat, wenn ein Einlass
und ein Auslass an einer unteren Seite des Verdampfapparats vorgesehen
sind, gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
5B eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
einer Temperaturverteilung in einem Verdampfapparat, wenn ein Einlass
und ein Auslass an einer oberen Seite des Verdampfapparats vorgesehen
sind, gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
6 eine
Darstellung der Effekte von Drosselvorrichtungspositionen in dem
Ejektorkreis gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
7 eine
schematische Darstellung eines Ejektorkreises gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
8 eine
schematische Darstellung einer Konstruktion einer Drosselvorrichtung
gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird ein in 1 dargestellter
Ejektorkreis typischer Weise für
eine Fahrzeug-Klimaanlage verwendet. In dem in 1 dargestellten Ejektorkreis wird ein
Kompressor 10 durch einen Motor angetrieben, um ein Kältemittel zu
komprimieren. Ein Gaskühler 20 ist
ein Hochdruck-Wärmetauscher
zum Durchführen
eines Wärmeaustausches
zwischen einem aus dem Kompressor 10 ausgegebenen Hochdruck-Kältemittel
und Außenluft,
um so das Hochdruck-Kältemittel
zu kühlen. Ein
Verdampfapparat 30 ist ein Niederdruck-Wärmetauscher
zum Kühlen
von in eine Fahrgastzelle zu blasender Luft durch Durchführen eines
Wärmeaustausches
zwischen der hindurch strömenden
Luft und einem Niederdruck-Kältemittel
nach dessen Dekomprimierung. Ein Niederdruck-Kältemittel wird in dem Verdampfapparat 30 durch
Aufnehmen von Wärme
aus der durch den Verdampfapparat 30 strömenden Luft
verdampft, sodass die durch den Verdampfapparat 30 strömende Luft
gekühlt
wird.
Wie in 3 dargestellt,
enthält
der Verdampfapparat 30 mehrere vertikal verlaufende Rohre 31 sowie
einen oberen und einen unteren Verteilerbehälter 33, die sich
horizontal erstrecken, um mit den Rohren 31 in Verbindung
zu stehen. Ein Kernabschnitt ist aus den Rohren 31 und
die Außenflächen der
Rohre 31 kontaktierenden Kühlrippen 32 aufgebaut.
Die Kühlrippen 32 sind
zwischen den Rohren 31 vorgesehen, um eine Wärmetauschleistung
zwischen der Luft und dem Kältemittel
zu verbessern. Ein Kältemitteleinlass 33a und
ein Kältemittelauslass 33b sind
in dem unteren Verteilerbehälter 33 vorgesehen,
der an der unteren Seite des Kernabschnitts angeordnet ist. Die
Rohre 31 sind in zwei Schichten in einer Luftströmungsrichtung
angeordnet, um in der Luftströmungsrichtung
stromauf angeordnete stromaufwärtige
Rohre 31 und in der Luftströmungsrichtung stromab positionierte
stromabwärtige
Rohre 31 zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel strömt das von
dem Kältemitteleinlass 33a in
den Verdampfapparat 30 strömende Kältemittel durch den Kernabschnitt
von den stromabwärtigen
Rohren 31 zu den stromaufwärtigen Rohren 31 und
strömt
aus dem Kältemittelauslass 33b aus
dem Verdampfapparat 30 heraus.
Wie in 1 dargestellt,
dekomprimiert und dehnt eine Ejektorpumpe 40 ein aus dem
Gaskühler 20 strömendes Kältemittel
und saugt ein in dem Verdampfapparat 30 verdampftes gasförmige Kältemittel an.
Die Ejektorpumpe 40 enthält eine Düse 41, einen Mischabschnitt 42 und
einen Diffusor 43. Die Düse 41 wandelt Druckenergie
des Hochdruck-Kältemittels in
Geschwindigkeitsenergie um und dekomprimiert und dehnt das Kältemittel
mit konstanter Entropie. Der Mischabschnitt 42 mischt das
aus der Düse 41 eingespritzte
Hochgeschwindigkeits-Kältemittel
und das in dem Verdampfapparat 30 verdampfte gasförmige Kältemittel.
Das in dem Verdampfapparat 30 verdampfte gasförmige Kältemittel
wird durch eine Mitreißwirkung
des aus der Düse 41 eingespritzten Hochgeschwindigkeits-Kältemittels
angesaugt. Der Diffusor 43 mischt das Kältemittel weiter und wandelt die
Geschwindigkeitsenergie des gemischten Kältemittels in Druckenergie
um, sodass der in den Kompressor 10 zu saugende Kältemitteldruck
erhöht
wird.
Hierbei werden ein aus der Düse 41 eingespritzter
Antriebsstrom und ein Saugstrom aus dem Verdampfapparat 30 in
dem Mischabschnitt 42 vermischt, sodass ein Impuls des
Antriebsstroms und ein Impuls des Saugstroms erhalten bleiben. Deshalb
wird der statische Druck des Kältemittels
in dem Mischabschnitt erhöht.
Ferner wird der dynamische Druck des Kältemittels in dem Diffusor 43 durch
allmähliches
Erhöhen
der Querschnittsfläche
des Kältemitteldurchgangs
in dem Diffusor 43 allmählich
in den statischen Druck umgewandelt. Deshalb wird der Kältemitteldruck
sowohl in dem Mischabschnitt 42 als auch in dem Diffusor 43 erhöht. Daher
werden der Mischabschnitt 42 und der Diffusor 43 als
Oberbegriff als Druckerhöhungsabschnitt
bezeichnet. Eine Laval-Düse wird
in diesem Ausführungsbeispiel
als Düse 41 eingesetzt.
Die Laval-Düse
hat in ihrem Durchgang eine am meisten reduzierte Engstelle, um die
Geschwindigkeit des eingespritzten Kältemittels auf mehr als Schallgeschwindigkeit
zu erhöhen.
Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 trennt
das Kältemittel
aus der Ejektorpumpe 40 in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel und
speichert das flüssige
Kältemittel
darin. Ein Gaskältemittelauslass
der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 ist
mit einer Saugöffnung
des Kompressors 10 verbunden, und ein Flüssigkältemittelauslass
der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
50 ist mit dem Verdampfapparat 30 verbunden.
Eine Drosselvorrichtung 60 dekomprimiert das
von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
50 dem Verdampfapparat 30 zugeführte flüssige Kältemittel. Wie in 4 dargestellt, ist die Drosselvorrichtung 60 aus
einer Öffnung 91a aufgebaut,
die in einem Verbindungsblock 91 (Verbindungsabschnitt) zum
Verbinden des Verdampfapparats 30 und einem inneren Kältemittelrohr 90 vorgesehen
ist. Das innere Kältemittelrohr 90 ist
in der Fahrgastzelle vorgesehen, um mit der in dem Motorraum eingebauten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 gekoppelt
zu werden. Der Innendurchmesser der Öffnung 91a beträgt in diesem
Ausführungsbeispiel
zum Beispiel etwa 1,5 mm und ist etwa 1/4 des Innendurchmessers
des Kältemittelrohres 90.
Die Drosselvorrichtung 60 ist in einem Kältemittelpfad
an einer Position nahe des Verdampfapparats 30 zwischen
dem Verdampfapparat 30 und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 vorgesehen
und in der Fahrgastzelle positioniert. Ein Verbindungsblock 92 angrenzend
an den Verdampfapparat 30 ist an den Verdampfapparat 30 gelötet und
mit dem Verbindungsblock 91 des inneren Kältemittelrohres 90 verbunden.
Der Verbindungsblock 91 und der Verbindungsblock 92 sind durch
einen O-Ring 93 mittels eines mechanischen Befestigungselements
wie beispielsweise einer Schraube luftdicht miteinander verbunden.
Wie in 1 dargestellt,
ist eine Ölrückführleitung 70 zum
Rückführen eines
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 getrennten
Schmieröls
in die Saugöffnung
des Kompressors 10 vorgesehen. Ein Innenwärmetauscher 80 führt einen
Wärmeaustausch
zwischen dem in den Kompressor 10 zu saugenden Niederdruck-Kältemittel
und dem Hochdruck-Kältemittel
von dem Gaskühler 20 durch.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise des
Ejektorkreises gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird
Freon als Kältemittel
benutzt. In diesem Fall ist der Druck des aus dem Kompressor 10 ausgegebenen
Hochdruck-Kältemittels
niedriger als der kritische Druck des Kältemittels. Jedoch kann auch
Kohlendioxid als Kältemittel
verwendet werden. In diesem Fall kann der Druck des aus dem Kompressor 10 ausgegebenen
Kältemittels
auf mehr als den kritischen Druck des Kältemittels erhöht werden.
Wenn der Kompressor 10 seinen
Betrieb startet, wird gasförmiges
Kältemittel
aus der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 in
den Kompressor 10 gesaugt und das komprimierte Kältemittel wird
zu dem Gaskühler 20 ausgegeben.
Das aus dem Kompressor 10 ausgegebene Kältemittel wird in dem Gaskühler 20 gekühlt, und
das gekühlte
Kältemittel
wird in der Düse 41 der
Ejektorpumpe 40 ausgedehnt. Das Kältemittel wird von dem Verdampfapparat 30 zu
dem Mischabschnitt 42 gesaugt, während das Kältemittel aus der Düse 41 gespritzt
wird. Das aus dem Verdampfapparat 30 angesaugte Kältemittel
und das aus der Düse 41 gespritzte
Kältemittel werden
in dem Mischabschnitt 42 vermischt und in dem Diffusor 43 ausgedehnt.
Dann wird das Kältemittel
aus einem Auslass des Diffusors 43 der Ejektorpumpe 40 in
die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 ausgegeben.
Weil andererseits das Kältemittel
in dem Verdampfapparat 30 in die Ejektorpumpe 40 gesaugt wird,
wird das flüssige
Kältemittel
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
50 nach Durchströmen
der Drosselvorrichtung 60 in den Verdampfapparat 30 geleitet.
Das zugeführte
Kältemittel
verdampft in dem Verdampfapparat 30 durch Aufnehmen von
Wärme aus
der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft.
Wie in 3 dargestellt,
ist der Kältemitteleinlass 33a in
dem unteren Verteilerbehälter 33 vorgesehen.
Deshalb strömt
das Kältemittel
in diesem Ausführungsbeispiel
aus dem unteren Verteilerbehälter 33 nach
oben in den Verdampfapparat 30. Deshalb kann im Vergleich
zu einem Fall, wenn das Kältemittel
von dem oberen Verteilerbehälter 33 nach unten
in den Verdampfapparat 30 strömt, der Unterschied in der
Gas/Flüssigkeit-Kältemittelverteilung in dem
Verdampfapparat 30 aufgrund des Dichteunterschieds zwischen
dem gasförmigen
Kältemittel
und dem flüssigen
Kältemittel
effektiv beschränkt
werden. Weil das in den unteren Verteilerbehälter 33 von dem Kältemitteleinlass 33a eingeleitete
Kältemittel
nach oben strömt,
kann verhindert werden, dass ein flüssiges Kältemittel mit einer relativ
großen
Dichte sofort in die Rohre 31 angrenzend an den Kältemitteleinlass 33a eingeleitet
wird und ein gasförmiges
Kältemittel mit
einer relativ kleinen Dichte sofort in die Rohre 31 getrennt
von dem Kältemitteleinlass 33a eingeleitet wird.
Somit kann, selbst wenn die Kältemittelströmungsgeschwindigkeit
von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 zu
dem Verdampfapparat 30 in dem Ejektorkreis niedrig ist,
das Kältemittel
von dem Kältemitteleinlass 33a unabhängig von
seinem Dichteunterschied zwischen dem flüssigen Kältemittel und dem gasförmigen Kältemittel
gleich mäßig in die
mehreren Rohre 31 verteilt werden. Als Ergebnis kann in
diesem Ausführungsbeispiel
verhindert werden, dass das hochdichte flüssige Kältemittel hauptsächlich in
Rohre 31 in der Nähe
des Kältemitteleinlasses 33a strömt und das
gasförmige
Kältemittel niedriger
Dichte hauptsächlich
in Rohre 31 getrennt von dem Kältemitteleinlass 33a strömt. Deshalb
kann die Oberflächentemperaturverteilung
des Verdampfapparats 30 gleichmäßig gemacht werden und die Lufttemperaturverteilung
kann gleichmäßig gemacht werden.
In diesem Ejektorkreis wird das Kältemittel von
der Gas/Flüssigkeit-Trennvomchtung 50 zu
dem Verdampfapparat 30 durch einen Pumpvorgang der Ejektorpumpe 40 zirkuliert.
Deshalb ist im Vergleich zu einem Expansionsventilkreis, in welchem
ein Kompressor das Kältemittel
direkt zu dem Verdampfapparat 30 zirkuliert, die Menge
des in den Verdampfapparat 30 strömenden flüssigen Kältemittels in diesem Ejektorkreis
größer. Deshalb
neigt die Kältemittelströmungsgeschwindigkeit
in diesem Ejektorkreis dazu, im Vergleich zu derjenigen des Expansionsventilkreises
niedrig zu sein. Im ersten Ausführungsbeispiel
kann jedoch, selbst wenn die Kältemittelströmungsgeschwindigkeit
niedrig ist, der Kältemittelverteilungsunterschied
im Verdampfapparat 30 und ein Lufttemperaturunterschied
auf der Oberfläche
des Verdampfapparates 30 kleiner gemacht werden.
5B zeigt
ein Testergebnis der Temperaturverteilung auf der Oberfläche des
Verdampfapparats 30, wenn das Kältemittel von dem Kältemitteleinlass
des oberen Verteilerbehälters 33 nach
unten in den Verdampfapparat 30 strömt. In diesem Fall hat der
Verdampfapparat 30 einen breiten Temperaturverteilungsunterschied,
insbesondere auf der rechten Seite der Oberfläche angrenzend an den Kältemitteleinlass.
In diesem Fall beträgt
die höchste
Lufttemperatur auf der Oberfläche
des Verdampfapparates etwa 8,3°C,
und eine maximale Temperaturabweichung im Vergleich zu der Durchschnittstemperatur
der linken Oberfläche
von 5,35°C
beträgt
etwa 2°C.
Dagegen ist gemäß der vorliegenden
Erfindung von 5A der
Temperaturverteilungsunterschied verringert, wenn das Kältemittel
von dem Kältemitteleinlass 33a des
unteren Verteilerbehälters 33 nach oben
in den Verdampfapparat 30 strömt. Wie in 5A dargestellt, beträgt die höchste Lufttemperatur auf der
Oberfläche
etwa 5,8°C,
und die maximale Temperaturabweichung auf der gesamten Oberfläche des
Verdampfapparates 30 beträgt weniger als 1°C. Somit
kann die Lufttemperatur (d.h. die Nachverdampfapparat-Lufttemperatur)
des Verdampfapparats 30 in der Konstruktion des Verdampfapparats 30 im
ersten Ausführungsbeispiel
gleichmäßig gemacht
werden. In den Versuchen der 5A und 5B beträgt die in den Verdampfapparat 30 eingeleitete Lufttemperatur
27°C, die
relative Luftfeuchtigkeit der in den Verdampfapparat 30 eingeleiteten
Luft beträgt 50%,
die in den Verdampfapparat 30 zu blasende Luftströmung beträgt 450 m3/h und der Druck des in den Verdampfapparat 30 von
dem Kältemitteleinlass 33a strömenden Kältemittels
beträgt
38,4 kgf/cm2G (3,7 MPa).
Wie in 2 dargestellt,
ist die Drosselvorrichtung 60 innerhalb der Fahrgastzelle
vorgesehen, sodass die Kältemittelleitung
von der Drosselvorrichtung 60 zu dem Verdampfapparat 30 verkürzt ist. Deshalb
kann das Verdampfen eines Teils des flüssigen Kältemittels durch Aufnehmen
von Wärme
aus der Atmosphäre
beschränkt
werden, bevor es in den Verdampfapparat 30 strömt. Somit
kann eine Strömung
eines Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittels in
den Verdampfapparat 30 vermieden werden. Deshalb kann die
Temperaturabweichung klein gemacht werden, während die Kühlleistung (Wärmeabsorptionsleistung)
des Verdampfapparats 30 verbessert werden kann.
6 zeigt
ein Testergebnis einer Temperaturverteilung der in verschiedene
Stellen der Fahrgastzelle in einer Fahrzeugbreitenrichtung geblasenen
Luft, wie beispielsweise den Mittelbereichen des Fahrer- und des
Beifahrersitzes und den Seitenbereichen des Fahrer- und des Beifahrersitzes.
Ferner zeigt 6 eine
Temperaturverteilung der Luft unmittelbar nach Durchströmen des
Verdampfapparats 30, wenn die Drosselvorrichtung 60 in
einem Motorraum positioniert ist und wenn die Drosselvorrichtung 60 in der
Fahrgastzelle in der Nähe
des Verdampfapparats 30 positioniert ist.
Wie in 6 dargestellt,
beträgt
die höchste Temperatur
der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft, wenn die Drosselvorrichtung 60 im
Motorraum positioniert ist, etwa 21,1°C und die niedrigste Temperatur der
in die Fahrgastzelle geblasenen Luft beträgt 17,7°C. In diesem Fall beträgt die maximale
Temperaturabweichung etwa 3,4°C.
Wenn dagegen die Drosselvorrichtung 60 angrenzend an den
Verdampfapparat 30 in einem Abstand von etwa 0,1 m zu dem Verdampfapparat 30 angeordnet
ist, beträgt
die höchste
Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft etwa 15,5°C und die
niedrigste Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft beträgt etwa 14,0°C. In diesem
Fall beträgt
die maximale Temperaturabweichung etwa 1,5°C. Somit kann die Temperaturabweichung
der zu unterschiedlichen Stellen der Fahrgastzelle geblasenen Luft
durch Positionieren der Drosselvorrichtung 60 in der Nähe des Verdampfapparats 30 effektiv
verringert werden.
Ferner beträgt, wie in 6 dargestellt, wenn die Drosselvorrichtung 60 im
Motorraum weit von dem Verdampfapparat 30 beabstandet vorgesehen
ist, die höchste
Lufttemperatur (Nachverdampfapparat-Lufttemperatur) nach Durchströmen des Verdampfapparats 30 etwa
21,4°C und
die niedrigste Nachverdampfapparat-Lufttemperatur etwa 13,0°C. In diesem
Fall beträgt
die Temperaturabweichung der Nachverdampfapparat-Lufttemperatur etwa 8,4°C. Wenn dagegen
die Drosselvorrichtung 60 um den Verdampfapparat 30 vorgesehen
ist, beträgt
die höchste
Nachverdampfapparat-Lufttemperatur etwa 13,1°C und die niedrigste Nachverdampfapparat-Lufttemperatur
etwa 12,3°C.
In diesem Fall beträgt
die Temperaturabweichung der Nachverdampfapparat-Lufttemperatur
etwa 0,8°C.
Demgemäß kann die
Temperaturabweichung der Nachverdampfapparat-Lufttemperatur durch Positionieren der
Drosselvorrichtung 60 in der Nähe des Verdampfapparats 30 effektiv
verringert werden. In 6 wird
die Nachverdampfapparat-Lufttemperatur
durch einen Thermistor erfasst.
Gemäß den Versuchen der Erfinder
der vorliegenden Erfindung kann, wenn die Drosselvorrichtung 60 angrenzend
an den Verdampfapparat 30 angeordnet ist, falls der Kältemitteleinlass 33a und
der Kältemittelauslass 33b in
dem oberen Verteilerbehälter 33 positioniert
sind, die Oberflächentemperatur-Verteilungsdifferenz
des Verdampfapparats 30 verringert werden.
Wie in 4 dargestellt,
ist die Drosselvorrichtung 60 mit der Öffnung 91a in einem
Verbindungsabschnitt zwischen dem inneren Kältemittelrohr 90 und
dem Verdampfapparat 30 aufgebaut. Deshalb kann die Oberflächentemperatur
des Verdampfapparats 30 ohne Erhöhen der Anzahl Bauteile des
Ejektorkreises vergleichmäßigt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
In dem in 7 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
ist ein Wärmetauscher 81 vorgesehen,
um einen Wärmeaustausch
zwischen dem von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 zu
dem Verdampfapparat 30 strömenden Kältemittel und dem von dem Verdampfapparat 30 in
die Ejektorpumpe 40 gesaugten Kältemittel durchzuführen. In
diesem Fall ist die Drosselvorrichtung 60 auf einer Kältemittelauslassseite
des Wärmetauschers 81 an
einer Stelle vor der Einleitung in den Verdampfapparat 30 vorgesehen.
Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann das von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
50 zu dem Verdampfapparat 30 strömende Kältemittel durch das von dem
Verdampfapparat 30 in die Ejektorpumpe 40 strömende Niedertemperatur-Kältemittel
gekühlt
werden. Deshalb kann das in den Verdampfapparat 30 von
der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
50 strömende
Kältemittel
einem flüssigen
Einphasen-Kältemittel
angenähert
werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die anderen
Teile ähnlich
jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Somit kann
die Temperaturabweichung klein gemacht werden, während die Kühlleistung (Wärmeabsorptionsleistung)
des Verdampfapparats 30 verbessert werden kann.
Drittes Ausführungsbeispiel
In dem dritten Ausführungsbeispiel
ist, wie in 8 dargestellt,
eine Drosselvorrichtung 60 in einem Verbindungsabschnitt
zwischen dem inneren Kältemittelrohr 90 und
einem äußeren Kältemittelrohr 94 vorgesehen.
Das innere Kältemittelrohr 90 ist
mit dem Verdampfapparat 30 verbunden und in der Fahrgastzelle
vorgesehen. Dagegen ist das äußere Kältemittelrohr 94 mit
der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
50 verbunden und in dem Motorraum vorgesehen. Im dritten Ausführungsbeispiel
können
die Form der Drosselvorrichtung 60 und die Form des Verbindungsabschnitts
zwischen dem inneren Kältemittelrohr 90 und
dem äußeren Kältemittelrohr 94 geeignet verändert werden.
Ferner ist die Drosselvorrichtung 60 vorzugsweise in der
Fahrgastzelle oder in einer Trennwand zum Trennen der Fahrgastzelle
und des Motorraums vorgesehen. Jedoch kann die Drosselvorrichtung 60 auch
in dem Motorraum außerhalb
der Fahrgastzelle an einer Stelle nahe des Verdampfapparats 30 vorgesehen
sein.
Obwohl die vorliegende Erfindung
vollständig
in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen davon unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist
anzumerken, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen
für den
Fachmann offensichtlich sind.
Zum Beispiel sind in dem obigen Ausführungsbeispiel
zwei Kernabschnitte bezüglich
der Luftströmungsrichtung
hintereinander vorgesehen, und der Kältemittelauslass 33b ist
an dem unteren Verteilerbehälter 33 vorgesehen.
Jedoch ist die Konstruktion des Verdampfapparats 30 nicht
auf die oben beschriebene beschränkt.
Zum Beispiel kann der Verdampfapparat 30 auch nur einen
Kernabschnitt in der Luftströmungsrichtung
haben. Außerdem
kann der Verdampfapparat 30 einen Kältemittelauslass 33b an
seiner oberen Seite haben.
Die Drosselvorrichtung 60 ist
nicht auf eine feste Drosselvorrichtung wie beispielsweise eine Öffnung und
ein Kapillarrohr, wie sie in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden,
beschränkt.
Als Drosselvorrichtung 60 kann auch ein thermisches Expansionsventil
oder ein Verstellventil verwendet werden. Das thermische Expansionsventil
steuert seinen Drosselgrad variabel, sodass ein Überhitzungsgrad des Kältemittels
an einem Auslass des Verdampfapparats 30 zu einem vorgegebenen
Grad wird.
Die Düse 41 der Ejektorpumpe 40 ist
nicht auf die in diesem Ausführungsbeispiel
eingesetzte Laval-Düse
beschränkt.
Zum Beispiel kann auch eine Kegeldüse oder dergleichen für die Düse 41 der
Ejektorpumpe 40 verwendet werden.
Ferner kann der Ejektorkreis der
vorliegenden Erfindung auch für
eine andere Vorrichtung als die Fahrzeug-Klimaanlage benutzt werden.
Solche Änderungen und Modifikationen
liegen selbstverständlich
im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden
Ansprüche
definiert ist.