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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit für einen Ejektorkältekreislauf
mit einem Ejektor und eine Kältekreislaufvorrichtung, die
diesen verwendet. Die Kältekreislaufvorrichtung ist für
die Verwendung in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug geeignet.
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Hintergrundtechnik
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Herkömmlicherweise
ist ein Ejektorkältekreislauf mit einem Ejektor in dem
Patentdokument 1 offenbart. Der in dem Patentdokument 1 offenbarte Ejektorkältekreislauf
umfasst einen ersten Verdampfer, der auf der stromabwärtigen
Seite des Ejektors angeordnet ist, und einen Gas-Flüssigkeitsabscheider,
der auf der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfers
angeordnet ist, um das Kältemittel in gasförmige
und flüssige Phasen abzuscheiden. Das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider
abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird in einen Kompressor
gesaugt.
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Andererseits
strömt das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene
flüssigphasige Kältemittel in einen zweiten Verdampfer,
und das aus dem zweiten Verdampfer strömende Kältemittel strömt
in eine Kältemittelansaugöffnung des Ejektors.
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In
dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Ejektorkältekreislauf
ist der erste Verdampfer mit dem zweiten Verdampfer integriert,
und der Ejektor ist außerhalb der ersten und zweiten Verdampfer
angeordnet, so dass die ersten und zweiten Verdampfer und der Ejektor
durch Kältemittelrohrleitungen miteinander verbunden sind.
Patentdokument
1:
JP 6-137695 A
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Offenbarung der Erfindung
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In
dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Ejektorkältekreislauf
ist es dem an dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider abgeschiedenen
flüssigphasigen Kältemittel erlaubt, in den zweiten
Verdampfer zu strömen, was zu einem Verlust an kinetischer
Energie des Kältemittels bei der Abscheidung des Kältemittels
in die gasförmigen und flüssigen Phasen durch
den Abscheider führt. Daher geht der dynamische Druck des
abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittels fast
verloren. Auf diese Weise wird der Strom des in den zweiten Verdampfer
strömenden Kältemittels geschwächt, und
der zweite Verdampfer kann nachteiligerweise keine ausreichende
Kältekapazität zeigen.
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Folglich
haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung früher in
der
japanischen Patentanmeldung
Nr. 2006-292347 (auf die hier nachstehend als ein früheres
Anmeldungsbeispiel Bezug genommen wird) einen Ejektorkältekreislauf
mit einem zweiten Verdampfer mit verbesserter Kältekapazität
vorgeschlagen.
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In
dem früheren Anwendungsbeispiel ist ein Kältemittelverteiler
zum Verteilen des aus einem Ejektor strömenden Kältemittels
in erste und zweite Verdampfer auf der stromabwärtigen
Seite des Ejektors angeordnet. Der erste Verdampfer ist zwischen dem
Kältemittelverteiler und einem Kompressor angeordnet, und
der zweite Verdampfer ist zwischen dem Kältemittelverteiler
und einer Kältemittelansaugöffnung des Ejektors
angeordnet.
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In
dem früheren Anwendungsbeispiel kann der dynamische Druck
des aus dem Ejektor strömenden Kältemittels verwendet
werden, um zuzulassen, dass das Kältemittel in den zweiten
Verdampfer strömt, wodurch die Kältekapazität
des zweiten Verdampfers verbessert wird.
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In
dem früheren Anwendungsbeispiel muss der Kältemittelverteiler
jedoch durch Kältemittelrohrleitungen mit dem Ejektor und
ferner durch andere Kältemittelrohrleitungen mit den ersten
und zweiten Verdampfern verbunden sein, wodurch sich eine komplizierte
Struktur der Kältemittelrohrleitungen ergibt und ferner
eine komplizierte Struktur des Ejektorkältekreislaufs ergibt.
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Insbesondere
wenn ein Ejektorkältekreislauf auf eine Klimaanlage für
ein Fahrzeug angewendet wird, ist der Montageraum des Ejektorkältekreislaufs in
dem Fahrzeug beschränkt, und dadurch stellt die komplizierte
Struktur des Ejektorkältekreislaufs in Verbindung mit der
Montage des Kreislaufs ein großes Problem dar.
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Angesichts
der vorangehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Einheit für einen Ejektorkältekreislauf
bereitzustellen, die die Struktur einer Kältekreislaufvorrichtung
vereinfachen kann.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kältekreislaufvorrichtung
mit einem Ejektor bereitzustellen, die die Kältekapazitäten
erster und zweiter Verdampfer verbessern kann, während
die Struktur der Kältekreislaufvorrichtung vereinfacht
wird.
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Um
die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst
ein Ejektorkältekreislauf: einen Ejektor (13)
zum Ansaugen von Kältemittel von einer Kältemittelansaugöffnung
(13b) durch einen von einem Düsenabschnitt (13a)
ausgestoßenen Hochgeschwindigkeitsstrahl, die aufgebaut
ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren,
und zum Mischen des von dem Düsenabschnitt (13a)
eingespritzten Kältemittels mit dem Kältemittel, das
von der Kältemittelansaugöffnung (13b)
gesaugt wird, um das vermischte Kältemittel aus einem Auslass
(13e) des Ejektors (13) auszustoßen;
einen ersten Verdampfer (15) und einen zweiten Verdampfer (16),
die parallel mit einer stromabwärtigen Seite des Auslasses
(13e) des Ejektors (13) verbunden sind und aufgebaut
sind, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13)
ausgestoßene Kältemittel zu verdampfen; und einen
Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36),
der aufgebaut ist, um das von dem Auslass (13e) des Ejektors
(13) ausgestoßene Kältemittel auf eine Seite
des ersten Verdampfers (15) und eine Seite des zweiten
Verdampfers (16) zu verteilen. Der Ejektor (13)
und der Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
sind miteinander verbunden, so dass das von dem Auslass (13e)
des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel
direkt in den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36) strömt.
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Da
der Ejektor (13) und der Kältemittelverteiler
(14, 33 bis 36) miteinander verbunden
sind, sodass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene
Kältemittel direkt in die Kältemittelverteiler
(14, 33 bis 36) strömt, ist
es unnötig, den Ejektor (13) über Kältemittelrohrleitungen
mit dem Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
zu verbinden. Folglich kann die Struktur des Ejektorkältekeislaufs
vereinfacht werden.
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Zum
Beispiel umfasst der Kältemittelverteiler (14)
einen ersten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (14a),
um zuzulassen, dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors
(13) strömende Kältemittel direkt in
ihn strömt, während erlaubt wird, dass das Kältemittel
in Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömt,
und einen zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt (14b),
um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten
Verdampfers (15) strömt. Der zweite rohrleitungsförmige
Abschnitt (14b) steht von einer äußeren
Umfangsoberfläche eines Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts (14a) auf einer stromaufwärtigen Seite
des Kältemittelstroms in die Richtung senkrecht zu dem ersten
rohrleitungsförmigen Abschnitt (14a) vor.
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Folglich
kann das Kältemittel unter Verwendung des dynamischen Drucks
des aus dem Ejektor strömenden Kältemittels in
Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömen,
und dadurch kann die Kältekapazität des zweiten
Verdampfers (16) verbessert werden.
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Der
Begriff „in der Richtung senkrecht zu”, wie er
hier verwendet wird, bedeutet nicht nur die Richtung genau senkrecht
zu, sondern auch die Richtung ungefähr senkrecht zu.
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Alternativ
umfasst der Kältemittelverteiler (33) einen ersten
rohrleitungsförmigen Abschnitt (33a), um zuzulassen,
dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13)
strömende Kältemittel direkt in ihn strömt,
während erlaubt wird, dass das Kältemittel in
Richtung des zweiten Verdampfers (16) strömt,
und einen zweiten rohrförmigen Abschnitt (33b),
um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des ersten
Verdampfers (15) strömt. Der erste rohrleitungsförmige
Abschnitt (33a) kann eine derartige Form haben, dass ein
Endabschnitt von ihm auf einer stromabwärtigen Seite des
Kältemittelstroms in einem rechten Winkel gebogen ist,
und der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (33b)
kann von einer äußeren Umfangsoberfläche
eines Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts
(33a) auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittelstroms
in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Biegerichtung des Endabschnitts
auf eine stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms
vorstehen.
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Der
Begriff „in einem rechten Winkel gebogen”, wie
er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in einem rechten
Winkel, sondern auch ungefähr in einem rechten Winkel.
Der Begriff „steht in die Richtung entgegengesetzt zu vor”,
wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in die Richtung
entgegengesetzt zu, sondern auch ungefähr in die Richtung
entgegengesetzt zu.
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Alternativ
kann der Kältemittelverteiler (34) einen ersten
rohrleitungsförmigen Abschnitt (34a) umfassen,
um zuzulassen, dass das aus dem Auslassabschnitt (13e)
des Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel
direkt in ihn strömt, während zugelassen wird,
dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers
(16) strömt, und einen zweiten rohrleitungsförmigen
Abschnitt (34b), um zuzulassen, dass das Kältemittel
in Richtung des ersten Verdampfers (15) strömt.
Der erste rohrleitungsförmige Abschnitt (34a)
kann eine derartige Form haben, dass ein Endabschnitt von ihm auf
einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms
in einem rechten Winkel gebogen ist, und der zweite rohrleitungsförmige
Abschnitt (34b) kann von einer äußeren
Umfangsoberfläche eines mittleren Teils in der Kältemittelströmungsrichtung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts (34a)
in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Biegerichtung des Endabschnitts
auf einer stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms
vorstehen.
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Der
Begriff „in einem rechten Winkel gebogen”, wie
er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau in einem rechten
Winkel, sondern auch ungefähr in einem rechten Winkel.
Der Begriff „vorstehend in die entgegengesetzte Richtung
zu”, wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau
in die Richtung entgegengesetzt zu, sonder auch ungefähr
in die Richtung entgegengesetzt zu.
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Alternativ
hat der Kältemittelverteiler (35) eine T-ähnliche
Form, die einen ersten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt
(35a) umfasst, um zuzulassen, dass das aus dem Auslass
(13e) des Ejektors (13) ausgestoßene
Fluid direkt in ihn strömt, und einen zweiten linearen
rohrleitungsförmigen Abschnitt (35b), der mit
einem Endabschnitt des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts
(35a) verbunden ist, um zuzulassen, dass das Kältemittel
in Richtung des ersten Verdampfers (15) und des zweiten
Verdampfers (16) strömt.
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Folglich
kann das Kältemittel unter Verwendung des dynamischen Drucks
des aus dem Ejektor (13) strömenden Kältemittels
nicht nur in den zweiten Verdampfer 16, sondern auch den
ersten Verdampfer 15 strömen, und dadurch kann
die Kältekapazität des ersten Verdampfers (15)
verbessert werden.
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Der
Begriff „T-ähnliche Form”, wie er hier
verwendet wird, bedeutet nicht nur genau die T-Form, sondern auch
eine ungefähre T-Form.
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Alternativ
umfasst der Kältemittelverteiler (36) einen ersten
linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt (36a),
um zuzulassen, dass das von dem Auslass (13e) des Ejektors
(13) ausgestoßene Kältemittel direkt
in ihn strömt, einen zweiten linearen rohrleitungsförmigen
Abschnitt (36b), um zuzulassen, dass das Kältemittel
in Richtung des ersten Verdampfers (15) ausströmt,
und einen dritten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt
(36c), um zuzulassen, dass das Kältemittel in
Richtung des zweiten Verdampfers (16) ausströmt.
Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt (36b)
und der dritte rohrleitungsförmige Abschnitt (36c)
können mit einem Ende des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts (36a) verbunden sein und im Wesentlichen parallel
zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt (36a)
angeordnet sein.
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Der
Begriff „im Wesentlichen parallel angeordnet”,
wie er hier verwendet wird, bedeutet nicht nur genau parallel angeordnet,
sondern auch ungefähr parallel angeordnet.
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Außerdem
können der Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
und der erste Verdampfer (15) miteinander verbunden sein,
so dass das von dem Kältemittelverteiler (13, 33 bis 36)
in Richtung des ersten Verdampfers (15) strömende
Kältemittel direkt in den ersten Verdampfer (15)
strömt.
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Folglich
ist es unnötig, den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
und den ersten Verdampfer (15) unter Verwendung von Kältemittelrohrleitungen
zu verbinden, und dadurch kann die Struktur des Ejektorkältekreislaufs
einfach gemacht werden.
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Der
Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
und der zweite Verdampfer (16) können miteinander
verbunden werden, so dass das von dem Kältemittelverteiler
(14, 33 bis 36) in Richtung der zweiten
Verdampfers (16) strömende Kältemittel
direkt in den zweiten Verdampfer (16) strömt.
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Folglich
ist es unnötig, den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
und den zweiten Verdampfer (16) unter Verwendung der Kältemittelrohrleitung
zu verbinden, und dadurch kann die Struktur des Ejektorkältekreislaufs
einfach gemacht werden.
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Außerdem
kann die Einheit für den Ejektorkältekreislauf
für eine Kältekreislaufvorrichtung verwendet werden.
In diesem Fall kann die Kältekreislaufvorrichtung einen
Kompressor (11) umfassen, der aufgebaut ist, um Kältemittel
anzusaugen und zu komprimieren, einen Strahler (12), der
aufgebaut ist, um Wärme von dem aus dem Kompressor (11)
ausgestoßenen Hochdruckkältemittel abzustrahlen,
und die Einheit für den Ejektorkältekreislauf,
die aufgebaut ist, um das von dem Strahler (12) gelieferte
Kältemittel zu dekomprimieren und zu verdampfen.
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Folglich
kann die Kältekreislaufvorrichtung mit den vorstehenden
Funktionen und Wirkungen gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut werden.
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Beste Art, die Erfindung auszuführen
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
basierend auf 1 bis 3 beschrieben. 1 ist
ein Gesamtaufbaudiagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem eine Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der
vorliegenden Erfindung auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug
angewendet wird. In dem Ejektorkältekreislauf 10 ist
ein Kompressor 11 geeignet, Kältemittel anzusaugen,
zu komprimieren und auszustoßen. Der Kompressor 11 wird
drehbar angetrieben, um eine Drehkraft aufzunehmen, die von einem
(nicht gezeigten) Motor für das Fahren des Fahrzeugs über
eine Riemenscheibe und einen Riemen übertragen wird.
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Als
der Kompressor 11 kann entweder ein Kompressor mit variabler
Verdrängung, um fähig zu sein, eine Kältemittelausstoßkapazität
abhängig von einer Änderung des Kompressionsvermögens
einzustellen, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung zum
Einstellen einer Kältemittelausstoßkapazität durch Ändern
eines Nutzungsgrads des Kompressors durch den intermittierenden
Verbindung einer elektromagnetischen Kupplung verwendet werden. Die
Verwendung eines elektrischen Kompressors als der Kompressor 11 kann
die Kältemittelausstoßkapazität durch
Einstellung der Anzahl von Umdrehungen eines Elektromotors einstellen.
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Ein
Strahler 12 ist mit einer Kältemittelausstoßseite
des Kompressors 11 verbunden. Der Strahler 12 ist
ein Wärmetauscher für die Wärmeabstrahlung,
der Wärme zwischen von dem Kompressor 11 ausgestoßenem
Hochdruckkältemittel und Außenluft (d. h. Luft
außerhalb eines Fahrzeugraums), die von einem nicht gezeigten
Kühlventilator geblasen wird, austauscht, um Wärme
von dem Hochdruckkältemittel abzustrahlen.
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In
der Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform, wird Flon-basiertes Kältemittel
als das Kältemittel verwendet, um einen unterkritischen
Kreislauf aufzubauen, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck
einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt.
Folglich dient der Strahler 12 als ein Kondensator zum
Kühlen und Kondensieren des Kältemittels. Ein
(nicht gezeigter) Flüssigkeitssammler zum Abscheiden des
Kältemittels in flüssige und gasförmige
Phasen und zum Lagern des überschüssigen flüssigphasigen
Kältemittels darin ist in dem Kreislauf auf der Kältemittelauslassseite
des Strahlers 12 bereitgestellt. Das flüssigphasige
Kältemittel wird von dem Flüssigkeitssammler in
Richtung der stromabwärtigen Seite geleitet.
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Der
Strahler 12 kann ein sogenannter Unterkühlungskondensator
sein, der einen Wärmeaustauschabschnitt für die
Kondensation umfasst, der auf der stromaufwärtigen Seite
des Kältemittelstroms positioniert ist, wobei der Flüssigkeitssammler
zum Abscheiden des Kältemittels, das von dem Kondensationswärmeaustauschabschnitt
in ihn eingeleitet wird, in flüssige und gasförmige
Phasen dient, und einen Wärmeaustauschabschnitt zum Unterkühlen
von gesättigtem flüssigphasigem Kältemittel,
das aus dem Flüssigkeitssammler strömt.
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Ein
Ejektor 13 ist mit einer kältemittelstromabwärtigen
Seite des Strahlers 12 verbunden. Der Ejektor 13 dient
als Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels
und auch als eine Kältemittelzirkulationseinrichtung zum
Zirkulieren durch eine Ansaugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit
eingespritzten Kältemittelstroms.
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Insbesondere
umfasst der Ejektor 13 einen Düsenabschnitt 13a zum
Verkleinern der Fläche des Durchgangs für das
Hochdruckkältemittel, das von dem Strahler 12 strömt,
auf ein kleines Niveau, um dadurch das Kältemittel zu dekomprimieren.
Der Ejektor 13 umfasst auch eine Kältemittelansaugöffnung 13b,
die in Verbindung mit einer Kältemitteleinspritzöffnung
des Düsenabschnitts 13a bereitgestellt ist und
geeignet ist, das Kältemittel, das von einem zweiten Verdampfer 16,
der später beschrieben werden soll, strömt, anzusaugen.
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Der
Ejektor 13 umfasst ferner einen Mischabschnitt 13c,
der auf einem stromabwärtsseitigen Teil des Kältemittelstroms
des Düsenabschnitts 13a und der Kältemittelansaugöffnung 13b angeordnet
ist und geeignet ist, den Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom,
der von dem Düsenabschnitt 13a ausgestoßen
wird, mit dem von der Kältemittelansaugöffnung 13b gesaugten
Ansaugkältemittel zu vermischen. Der Ejektor 13 umfasst
auch einen Diffusor 13d, der auf der stromabwärtigen
Seite des Kältemittelstroms des Mischabschnitts 13c angeordnet ist,
um als ein Druckerhöhungsabschnitt zu dienen.
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Der
Diffusor 13d ist in einer derartigen Form ausgebildet,
dass die Durchgangsschnittfläche des Kältemittels
allmählich zunimmt und hat eine Wirkung der Verlangsamung
auf den Kältemittelstrom, um den Kältemitteldruck
zu erhöhen, das heißt eine Wirkung des Umwandelns
der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in dessen
Druckenergie.
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Ein
Kältemittelverteiler 14 zum Verzweigen und Verteilen
des Kältemittelstroms in eine Seite des ersten Verdampfers 15 und
eine Seite des zweiten Verdampfers 16 ist mit der stromabwärtigen
Seite des Ejektors 13 verbunden, ist insbesondere mit einem
Auslass des Diffusors 13d verbunden.
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Der
Kältemittelverteiler 14 erlaubt, dass das von
dem Auslass 13e des Diffusors 13d ausgestoßene
Kältemittel direkt in ihn strömt. Der Verteiler 14 umfasst
einen kreisförmigen ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitt 14a, um zuzulassen, dass das aus dem Auslass 13e des
Diffusors 13d ausgestoßene Kältemittel
direkt in ihn strömt, und um zuzulassen, dass das eingeleitete
Kältemittel in Richtung der Seite des zweiten Verdampfers 16 strömt,
und einen kreisförmigen zweite rohrleitungsförmigen
Abschnitt 14b, um zuzulassen, dass das in den ersten kreisförmigen
rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a eingeleitete
Kältemittel in Richtung der Seite des ersten Verdampfers 15 ausströmt.
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Der
mit der stromabwärtigen Seite des zweiten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 14b des Kältemittelverteilers 14 verbundene
erste Verdampfer 15 ist ein Wärmetauscher für
die Wärmeaufnahme, der Wärme zwischen einem der
von dem Kältemittelverteiler 14 verzweigten Kältemittelströme
und Luft austauscht, um Niederdruckkältemittel zu verdampfen, wodurch
er eine Wärmeaufnahmewirkung zeigt. Die Auslassseite des
ersten Verdampfers 15 ist mit der Einlassseite eines Akkumulators 17 verbunden,
und die Auslassseite des Akkumulators 17 ist mit der Kältemittelansaugseite
des Kompressors 11 verbunden.
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Der
Akkumulator 17 ist ein Gas-Flüssigkeitsabscheider
zum Abscheiden des Kältemittels in gasförmige
und flüssige Phasen, um zuzulassen, dass das abgeschiedene
gasphasige Kältemittel in die Ansaugseite des Kompressors 11 strömt.
Wenn die Trockenheit des Kältemittels, das aus dem ersten
Verdampfer 15 strömt, hoch ist und das aus dem
ersten Verdampfer 15 strömende Kältemittel
fast gasphasiges Kältemittel wird, kann der Akkumulator 17 entfernt
werden.
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Der
erste Verdampfer 15 entspricht einem Verdampfer, der in
einem normalen Dampfkompressionskältekreislauf, der aus
einem Kompressor, einem Strahler, einer Dekompressionseinrichtung
und einem Verdampfer, die in einer Ringform verbunden sind, aufgebaut
ist, in Reihe mit der Dekompressionseinrichtung verbunden ist. Der
erste Verdampfer 15 ist in Reihe mit dem Ejektor 13,
der als die Dekompressionseinrichtung dient, verbunden.
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Andererseits
ist der zweite Verdampfer 16 ein Wärmetauscher
für die Wärmeaufnahme, der Wärme zwischen
dem anderen der von dem Kältemittelverteiler 14 verzweigten
Kältemittelströme und Luft austauscht, um Niederdruckkältemittel
zu verdampfen, wodurch die Wärmeaufnahmewirkung zu zeigen.
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Die
Kältemitteleinlassseite des zweiten Verdampfers 16 ist über
einen Drosselmechanismus 18 mit der kältemittelstromabwärtigen
Seite des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a des
Kältemittelverteilers 14 verbunden. Die Kältemittelauslassseite des
zweiten Verdampfers 16 ist mit der Kältemittelansaugöffnung 13b des
Ejektors 13 verbunden.
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Der
erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 können
jeweils aus zwei Sammelrohren, mehreren Rohren zum Herstellen der
Verbindung zwischen diesen Sammelrohren und zwischen diesen Rohren
bereitgestellten Lamellen aufgebaut sein. Zum Beispiel kann der
Verdampfer beispielsweise ein Wärmetauscher vom Typ mit
Sammelrohr und Rohr oder ein gezogener Bechertyp (drawn cup) sein.
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Die
ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 können
als eine integrierte Struktur bereitgestellt werden, bei der wenigstens
eine Komponente der Verdampfer zwischen den Verdampfern gemeinsam genutzt
wird. Die Sammelrohre der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 können
in eine Vielzahl von Behältern unterteilt werden, um einen
gewünschten gewundenen Kältemittelstrom bereitzustellen.
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Jeder
Behälter hat eine oder beide Funktionen zum Verteilen des
Kältemittels in die Rohre und zum Sammeln des Kältemittels
aus den Rohren. Ein dynamischer Behälter dieser Druckbehälter
steht in direkter Verbindung mit einem Auslass des Ejektors 13 in
der Richtung der Strahlströmung.
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Der
dynamische Druckbehälter erlaubt, dass die Strahlströmung
des Kältemittels von dem Ejektor 13 in ihn eingespritzt
wird, während sein dynamischer Druck ausreichend gehalten
wird. Der dynamische Druckbehälter erlaubt, dass der dynamische
Druck der Strahlströmung auf die Einlässe der
Rohre angewendet wird.
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Andererseits
ist ein statischer Druckbehälter derart positioniert, dass
er von der Richtung der Strahlströmung von dem Ejektor 13 abweicht.
Der statische Druckbehälter erlaubt, dass das Kältemittel über
eine Öffnung senkrecht zu der Richtung der Strahlströmung
von dem Ejektor 13 in ihn eingeleitet wird. Als ein Ergebnis
wird das Kältemittel in den statischen Druckbehälter
gesaugt und eingeleitet und strömt dann sanft in den Behälter.
Während der statische Druckbehälter das Kältemittel
in die Rohre verteilt, wird das verteilte Kältemittel in
diese Rohre gesaugt.
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Der
Drosselmechanismus 18 dient als das Dekompressionsmittel
zum Einstellen der in den zweiten Verdampfer 18 strömenden
Kältemittelströmungsmenge. In einem in 2 gezeigten
Beispiel ist der Drosselmechanismus 18 aus einer konvergenten
Düse aufgebaut, welche die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels in einem Dekompressions- und Expansionsverfahren
kaum verringert. Folglich ist es schwierig, den dynamischen Druck
des Kältemittels auf der Einlassseite des zweiten Verdampfers 16 zu
verringern, während ermöglicht wird, dass das
Kältemittel isentrop dekomprimiert und expandiert wird.
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Der
Drosselmechanismus 18 ist direkt auf einen Auslass des
Kältemittelverteilers 14 montiert. Der Drosselmechanismus 18 ist
an einer Erweiterung in der Richtung der Strahlströmung
von dem Ejektor 13 positioniert. Eine Achse eines Strömungswegs, der
durch den Drosselmechanismus 18 unterteilt ist, entspricht
der Ausdehnung der Strahlströmung von dem Ejektor 13.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten
Verdampfer 15 und 16 mit einer Struktur, die später
beschrieben werden soll, zu einer integrierten Struktur montiert.
Die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 sind
in einem nicht gezeigten Gehäuse aufgenommen. Ein gewöhnliches elektrisches
Gebläse 19 bläst Luft (Luft, die gekühlt werden
soll) in einen in dem Gehäuse ausgebildeten Luftdurchgang,
der durch den Pfeil „A” angezeigt ist. Die geblasene
Luft wird durch die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 gekühlt.
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Die
von den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 gekühlte
Luft wird an einen (nicht gezeigten) gemeinsamen Raum, der gekühlt
werden soll, zugeführt. Folglich wird der gemeinsame Raum,
der gekühlt werden soll, von den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 gekühlt.
Der erste Verdampfer 15, der unter den ersten und zweiten
Verdampfern 15 und 16 in Reihe mit dem Ejektor 13 verbunden
ist, ist auf der stromaufwärtigen Seite (windwärtigen
Seite) des Luftstroms A angeordnet, und der zweite Verdampfer 16,
der mit der Kältemittelansaugöffnung 13b des
Ejektors 13 verbunden ist, ist auf der stromabwärtigen
Seite (leewärtigen Seite) des Luftstroms A angeordnet.
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Wenn
die Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform auf eine Kältekreislaufvorrichtung
zur Klimatisierung eines Fahrzeugs angewendet wird, ist ein Raum
in einem Fahrzeugraum der Raum, der gekühlt werden soll.
Wenn die Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform auf eine Kältekreislaufvorrichtung
für ein Tiefkühlauto angewendet wird, ist ein Raum
in dem Tiefkühler und dem Kühlschrank des Tiefkühlautos
der Raum, der gekühlt werden soll.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind der Ejektor 13,
der Kältemittelverteiler 14, die ersten und zweiten
Verdampfer 15 und 16 und der Drosselmechanismus 18 als
eine integrierte Einheit montiert. Nun wird ein spezifisches Beispiel
der integrierten Einheit 20 unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben. 2 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Gesamtstruktur der integrierten
Einheit 20 schematisch zeigt, und 3 ist eine
Schnittansicht von oberen Behältern der ersten und zweiten
Verdampfer 15 und 16.
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In
dem in 2 gezeigten Beispiel sind die ersten und zweiten
Verdampfer 15 und 16 als eine Verdampferstruktur
vollständig miteinander integriert. Folglich bildet der
Verdampfer 15 in der einen Verdampferstruktur einen stromaufwärtsseitigen
Bereich des Luftstroms A, und der zweite Verdampfer 16 bildet
einen stromabwärtsseitigen Bereich des Luftstroms A in
der einen Verdampferstruktur.
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Der
erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 haben
die gleiche grundlegende Struktur und umfassen jeweils Wärmeaustauschkerne 15a und 16a und
Behälter 15b, 15c, 16b und 16c,
die jeweils sowohl auf oberen als auch unteren Seiten der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a positioniert sind.
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Die
Wärmeaustauschkerne 15a und 16a umfassen
jeweils mehrere sich vertikal erstreckende Rohre 21. Ein
Durchgang, durch den ein Medium, das dem Wärmeaustausch
unterzogen werden soll, läuft, das heißt, durch
den zu kühlende Luft in der vorliegenden Ausführungsform
strömt, ist zwischen den Rohren 21 ausgebildet.
Lamellen 22 sind zwischen den Rohren 21 angeordnet,
so dass die Rohre 21 und Lamellen 22 miteinander
verbunden werden können.
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Jeder
der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a ist
aus einer Laminierung der Rohre 21 und 22 aufgebaut.
Die Rohre 21 und die Lamellen 22 sind abwechselnd
in der seitlichen Richtung jedes der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a laminiert.
In anderen Ausführungsformen kann eine Struktur ohne Lamellen 22 verwendet
werden.
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2 zeigt
nur einen Teil der Laminierung des Rohrs 21 und der Lamellen 22.
Die Laminierung der Rohre 21 und der Lamellen 22 ist über
den gesamten Bereich der Wärmeaustauschkerne 15a und 16a ausgebildet,
um zu erlauben, dass die von dem elektrischen Gebläse 19 geblasene
Luft durch Leerräume geht, die in der Laminierung ausgebildet
sind.
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Das
Rohr 21 bildet einen Kältemitteldurchgang und
ist durch ein Flachrohr mit einer flachen Querschnittform entlang
der Luftströmungsrichtung A aufgebaut. Die Lamelle 22 ist
eine gewellte Lamelle, die durch Biegen eines dünnen Plattenelements
in einer wellenähnlichen Form ausgebildet wird und mit der
flachen Außenoberfläche des Rohrs 21 verbunden
ist, um eine Wärmeübertragungsfläche
auf der Luftseite zu vergrößern.
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Das
Rohr 21 des Wärmeaustauschkerns 15a und
des Rohrs 21 des Wärmeaustauschkerns 16a bilden
die jeweiligen unabhängigen Kältemitteldurchgänge,
und dabei bilden sowohl die oberen als auch unteren Behälter 15b und 15c des
ersten Verdampfers 15 und sowohl die oberen als auch unteren
Behälter 16b und 16c des zweiten Verdampfers 16 die jeweiligen
Kältemitteldurchgangsräume.
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Sowohl
die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 21 des Wärmeaustauschkerns 15a sind sowohl
in die oberen als auch unteren Behälter 15b und 15c des
ersten Verdampfers 15 eingesetzt. Die Behälter 15b und 15c haben
(nicht gezeigte) Rohrmontagelöcher angeschlossen. Sowohl
die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 21 stehen in
Verbindung mit Innenräumen der Behälter 15b und 15c.
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Ebenso
sind sowohl die oberen als auch unteren Enden des Wärmeaustauschkerns 16a sowohl in
die oberen als auch unteren Behälter 16b und 16c des
zweiten Verdampfers 16 eingesetzt. Die Behälter 16b und 16c haben
(nicht gezeigte) Rohrmontagelöcher angeschlossen. Sowohl
die oberen als auch unteren Enden des Rohrs 21 stehen in
Verbindung mit den Innenräumen der Behälter 16b und 16c.
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Folglich
dienen die Behälter 15b, 15c, 16b und 16c sowohl
auf den oberen als auch unteren Seiten dazu, einen Kältemittelstrom
in die Rohre 21 der jeweiligen Wärmeaustauschkerne 15a und 16a zu verteilen
und die Kältemittelströme aus den Rohren 21 zu
sammeln.
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Die
zwei oberen Behälter 15b und 16b sind aneinander
angrenzend, und die zwei unteren Behälter 15c und 16c sind
aneinander angrenzend. Daher können die zwei oberen Behälter 15b und 16b integral
miteinander ausgebildet werden, und die zwei unteren Behälter 15c und 16c können
integral miteinander ausgebildet werden. Es ist offensichtlich,
dass die zwei oberen Behälter 15b und 16b und
die zwei unteren Behälter 15c und 16c als
jeweils unabhängige Elemente ausgebildet werden können.
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Ein
getrennter Behälter 23 zum Aufnehmen des Ejektors 13 darin
bildet Teile des ersten Verdampfers 15 und des zweiten
Verdampfers 16. Der Behälter 23 ist in
einem mittleren Abschnitt zwischen dem oberen Behälter 15b des
ersten Verdampfers 15 und dem oberen Behälter 16b des
zweiten Verdampfers 16 positioniert. Der Behälter 23 ist
in einer zylindrischen Form ausgebildet, die sich in der Längsrichtung
beider Behälter 15b und 16b erstreckt.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der getrennte Behälter 23 integral
mit den oberen Behältern 15b und 16b ausgebildet
sein.
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Spezifisches
Material für Komponenten des Verdampfers, wie etwa das
Rohr 21, die Lamelle 22, die Behälter 15b, 15c, 16b, 16c und 23 und ähnliche ist
bevorzugt Aluminium, das ein Metall mit hervorragenden Wärmeleitfähigkeits-
und Hartlöteigenschaften ist. Die Gesamtstrukturen der
ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 können
durch integrales Hartlöten jeder aus dem Aluminiummaterial
ausgebildeten Komponente montiert werden.
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Im
Gegensatz dazu hat der Ejektor 13 einen feinen Durchgang,
der mit hoher Genauigkeit in dem Düsenabschnitt 13a ausgebildet
ist. Wenn der Ejektor 13 integral an die ersten und zweiten
Verdampfer 15 und 16 hartgelötet ist,
kann die Hitze beim Hartlöten mit einer hohen Temperatur
(bei einer Hartlöttemperatur von Aluminium von etwa 600°C)
den Düsenabschnitt 13a verformen, und dadurch
ist es schwierig, die Form, die Abmessung und ähnliches
des Durchgangs in dem Düsenabschnitt 13a entsprechend
einer vorgegebenen Konstruktion aufrecht zu erhalten.
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Folglich
wird der Ejektor 13 an der Verdampferseite montiert, nachdem
die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 integral
hartgelötet wurden. Der Ejektor 13 wird integral
an den Kältemittelverteiler 14 und den Drosselmechanismus 18 montiert,
bevor er an die Verdampferseite montiert wird.
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Insbesondere
wird eine Montagestruktur mit dem Ejektor 13, dem Kältemittelverteiler 14,
dem Drosselmechanismus 18 und den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 nachstehend
beschrieben.
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Ein
Kältemitteleinlass 24 der in 1 gezeigten
integrierten Einheit 20 ist in dem getrennten Behälter 23 ausgebildet.
Ein Kältemittelauslass 25 der in 1 gezeigten
integrierten Einheit 20 ist in dem oberen Behälter 15b des
ersten Verdampfers 15 ausgebildet.
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Eine
Trennplatte 26 ist ein Element, das im Wesentlichen in
der Mitte in der Längsrichtung des Innenraums des oberen
Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 angeordnet
ist und an eine innere Wandoberfläche des oberen Behälters 16b hartgelötet
ist. Die Trennplatte 26 dient dazu, den Innenraum des oberen
Behälters 16b in der Längsrichtung des Behälters
in zwei Räume, nämlich einen linken Raum 27 und
einen rechten Raum 28, zu unterteilen.
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Eine
Trennplatte 30 ist im Wesentlichen an der Mitte in der
Längsrichtung des Innenraums des oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfers 15 angeordnet. Die Trennplatte 30 unterteilt
den Innenraum des oberen Behälters 15b in der
Längsrichtung in zwei Räume, nämlich
einen linken Raum 31 und einen rechten Raum 32.
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Der
Ejektor 13 wird durch Einsetzen des Düsenabschnitts 13a in
einen Körper 13f gebildet, nachdem der Düsenabschnitt 13a und
der Körper 13f außer dem Düsenabschnitt 13a getrennt
ausgebildet wurden, und indem der Düsenabschnitt 13a an
dem Körper 13f durch Einpressen oder Verstemmen
befestigt wird.
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Insbesondere
ist der Düsenabschnitt 13a des Ejektors 13 aus
einem metallischen Material, wie etwa rostfreiem Stahl oder Aluminium
ausgebildet, kann jedoch aus einem Harzmaterial (d. h. nicht metallischem
Material) ausgebildet sein.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird der Kältemittelverteiler 14 wie
die Verdampferkomponente aus Aluminiummaterial ausgebildet, indem
der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 14a unter
Verwendung von Verbindungsmitteln, wie etwa Schweißen,
mit dem zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14b verbunden
wird.
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In
der in 4 gezeigten Ausführungsform steht der
zweite rohrförmige Abschnitt 14b von einer äußeren
Umfangsoberfläche eines Endabschnitts des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 14a auf der stromaufwärtigen Seite
des Kältemittelstroms (an dem in 4 gezeigten
linken Ende) in die Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitt 14a vor. Der zweite rohrleitungsförmige
Abschnitt 14b braucht nicht notwendigerweise genau in die
Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a vorstehen
und kann im Wesentlichen in die Richtung senkrecht zu dem ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitt 14a vorstehen.
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Die
ersten und zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitte 14a und 14b können
aus Harz ausgebildet sein und können durch Klebstoff miteinander
verbunden sein. Der Kältemittelverteiler 14 kann
nur durch den ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14a ausgebildet
sein. Das heißt, die äußere Umfangsoberfläche
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a ist
mit einem Durchgangsloch versehen, aus dem das Kältemittel
in Richtung des ersten Verdampfers 15 strömt,
um den Kältemittelverteiler 14 aufzubauen, ohne
den zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 14b bereitzustellen.
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Der
Kältemittelverteiler 14 kann ausgebildet werden,
indem mehrere Kältemitteldurchgänge in einem Metall-
oder Harzblock mit einer rechteckigen Parallelepipedform bereitgestellt
Werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselmechanismus
(z. B. Kegeldüse) 18 aus Aluminiummaterial gebildet,
und der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18 sind unter Verwendung von Verbindungsmitteln,
wie etwa Hartlöten oder Schweißen, integral miteinander verbunden.
Um in diesem Fall die thermische Verformung des Düsenabschnitts 13a zu
verhindern, ist es wünschenswert, dass der Kältemittelverteiler 14 und der
Drosselmechanismus 18 miteinander verbunden werden, bevor
der Düsenabschnitt 13a des Ejektors 13 an
dem Körper 13f montiert wird.
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Es
ist offensichtlich, dass der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18 mittels Befestigungsmitteln,
wie etwa Schrauben, integral aneinander befestigt werden können.
Wenn der Körper 13f des Ejektors 13,
der Kältemittelverteiler 14 und der Drosselmechanismus 18 aus
Harz gefertigt sind, können die Komponenten durch Klebstoff integral
miteinander verbunden werden. Alternativ kann der Kältemittelverteiler 14 integral
mit dem Körper 13 ausgebildet werden oder kann
integral mit dem Drosselmechanismus 18 ausgebildet werden.
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Nach
einem Montageschritt (Hartlötschritt) zum integralen Hartlöten
der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 und ähnlicher
werden der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18, die integriert sind, durch den
Kältemitteleinlass 24 in den oberen Behälter 16b eingesetzt.
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Der
Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18, die integriert sind und der
zylindrische getrennte Behälter 23 erstrecken
sich zu der Rückseite (rechten Seite) weg von den Trennplatten 26 und 30 beider
in 3 gezeigter Behälter 15b und 16b nach
oben.
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Wie
in 3 schematisch gezeigt, hat der getrennte Behälter 23 darin
ausgebildete Durchgangslöcher 23a bis 23c. 5 und 6 sind Schnittansichten
der oberen Behälter der ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16,
die in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung genommen
sind. 5 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts mit dem
darin ausgebildeten Durchgangsloch 23a, und 6 zeigt
eine Schnittansicht eines Abschnitts mit dem darin ausgebildeten
Durchgangsloch 23b.
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Jedes
der Durchgangslöcher 23a bis 23c ist ein
seitliches Loch, das die Umfangswand des getrennten Behälters 23 durchdringt.
Der Auslass des Drosselmechanismus 18 steht über
das Durchgangsloch 23a in Verbindung mit dem Inneren des
rechten Raums 28 des oberen Behälters 16b des
zweiten Verdampfers 16.
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Ebenso
steht eine stromabwärtsseitige Öffnung des zweiten
rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b des Kältemittelverteilers 14 über
das Durchgangsloch 23b in Verbindung mit dem Inneren des rechten
Raums 32 des oberen Behälters 15b des ersten
Verdampfers 15. Die Kältemittelansaugöffnung 13b des
Ejektors 13 steht über das Durchgangsloch (seitliche
Loch) 23c in Verbindung mit dem Inneren des linken Raums 27 des
oberen Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16.
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Das
linke Ende des Ejektors 13 in der Längsrichtung
(in 3 gezeigtes linkes Ende) entspricht dem in 1 gezeigten
Einlass des Düsenabschnitts 13a und ist unter
Verwendung eines Dichtungsmechanismus (z. B. eines nicht gezeigten
O-Rings oder ähnlichem) in den Kältemitteleinlass 24 an
dessen innerer Wandoberfläche eingepasst, um daran abgedichtet
befestigt zu werden.
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Das
Befestigen des Ejektors 13 in der Längsrichtung
kann zum Beispiel unter Verwendung von (nicht gezeigten) Schraubbefestigungsmitteln
durchgeführt werden.
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Bei
der vorstehenden Anordnung werden Kältemittelströmungswege
der gesamten integrierten Einheit nachstehend insbesondere basierend
auf 2 bis 4 beschrieben. Das aus dem Kältemitteleinlass 24 strömende
Kältemittel wird zuerst durch den Ejektor 13 (den
Düsenabschnitt 13a, den Mischabschnitt 13c und
den Diffusor 13d in dieser Reihenfolge) dekomprimiert.
Das dekomprimierte Niederdruckkältemittel strömt
von einer stromaufwärtsseitigen Öffnung des ersten
rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a in den Kältemittelverteiler 14.
Das aus dem Auslass 13e des Ejektors 13 in den
Kältemittelverteiler 14 strömende Kältemittel
wird von einem Verzweigungsabschnitt Z verzweigt und strömt dann
aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten
rohrförmigen Abschnitts 14a und der stromabwärtsseitigen Öffnung
des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b.
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Zu
dieser Zeit ist der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 14a derart
ausgebildet, dass er koaxial in Bezug auf den Diffusor 13d angeordnet
ist, so dass das über die stromaufwärtsseitige Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a in
ihn strömende Kältemittel aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten Abschnitts 14a strömt, ohne seine Strömungsgeschwindigkeit unnötig
zu verlangsamen. Während der Kältemittelstrom
an dem Verzweigungsabschnitt Z des Kältemittelverteilers 14 verzweigt
wird, bleibt folglich das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende
Kältemittel auf einem konstanten dynamischen Druck des
aus dem Diffusor 13d strömenden Kältemittels.
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Eine Öffnungsfläche
der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 14b und eine Öffnungsfläche
der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 14a sind derart festgelegt, dass sie passende
Werte haben, so dass das Verhältnis der Strömungsmenge
des in den ersten Verdampfer 15 strömenden Kältemittels
zu dem des in den zweiten Verdampfer 16 strömenden
Kältemittels geeignet eingestellt werden kann. Auf diese
Weise kann das Kältemittel mit passenden Strömungsmengen
an den ersten Verdampfer 15 und den zweiten Verdampfer 16 geliefert
werden.
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Das
von der stromabwärtsseitigen Öffnung des zweiten
rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b strömende
Kältemittel strömt, wie durch den Pfeil „a” angezeigt,
durch das Durchgangsloch 23b des getrennten Behälters 23 in
den rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfers 15.
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Das
Kältemittel in dem rechten Raum 32 fällt, wie
durch den Pfeil „b” angezeigt, durch die Rohre 21 in
dem rechten Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 15a,
um in den rechten Abschnitt des unteren Behälters 15c zu
strömen. Da in dem unteren Behälter 15c keine
Trennplatte bereitgestellt ist, bewegt sich das Kältemittel,
wie durch den Pfeil „c” angezeigt, von dem rechten
Abschnitt des unteren Behälters 15c in Richtung
seines linken Abschnitts.
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Das
Kältemittel in dem linken Abschnitt des unteren Behälters 15c steigt,
wie durch den Pfeil „d” gezeigt, durch die Rohre 21 in
dem linken Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 15a,
um in den linken Raum 31 des oberen Behälters 15b zu
strömen. Dann strömt das Kältemittel,
wie durch den Pfeil „e” gezeigt, aus dem Kältemittelauslass 25 des
oberen Behälters 15b.
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Andererseits
wird das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende
Kältemittel zuerst durch den Drosselmechanismus 18 dekomprimiert.
Das von dem Drosselmechanismus 18 dekomprimierte Niederdruckkältemittel
strömt, wie durch den Pfeil „f” angezeigt,
durch das Durchgangsloch 23a des getrennten Behälters 23 in
den rechten Raum 28 des oberen Behälters 16b des
zweiten Verdampfers 16.
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Das
Kältemittel in dem rechten Raum 28 fällt, wie
durch den Pfeil „g” gezeigt, durch die Rohre 21 in dem
rechten Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 16a,
um in den rechten Abschnitt des unteren Behälters 16c zu
strömen. Da in dem unteren Behälter 16c keine
Trennplatte bereitgestellt ist, bewegt sich das Kältemittel,
wie durch den Pfeil „h” gezeigt, von dem rechten
Abschnitt des unteren Behälters 16c in Richtung
seines linken Abschnitts.
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Das
Kältemittel in dem linken Abschnitt des unteren Behälters 16c steigt,
wie durch den Pfeil „i” gezeigt, durch die Rohre 21 in
dem linken Abschnitt des Wärmeaustauschkerns 16a,
um in den linken Raum 27 des oberen Behälters 16b zu
strömen. Da die Kältemittelansaugöffnung 13b des
Ejektors 13 über das Durchgangsloch 23c des
getrennten Behälters 23 mit dem linken Raum 27 in
Verbindung steht, wird das Kältemittel in dem linken Raum 27 von
der Kältemittelansaugöffnung 13b in den
Ejektor 13 gesaugt.
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Die
integrierte Einheit 20 hat die Kältemittelströmungswegstruktur,
wie vorstehend beschrieben. In der gesamten integrierten Einheit 20 kann
nur ein Kältemitteleinlass 24 in dem getrennten
Behälter 23 bereitgestellt werden, und nur ein
Kältemittelauslass 25 kann in dem oberen Behälter 15b bereitgestellt werden.
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Als
nächstes wird der Betrieb der ersten Ausführungsform
beschrieben. Wenn der Kompressor 11 von einem Fahrzeugmotor
angetrieben wird, strömt von dem Kompressor 11 komprimiertes
und ausgestoßenes Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel in
den Strahler 12. Das Hochtemperaturkältemittel wird
an dem Strahler 12 von Außenluft gekühlt
und kondensiert. Das aus dem Strahler 12 strömende Hochdruckkältemittel
strömt in den Ejektor 13, und dann wird das in
den Ejektor 13 strömende Kältemittel
von dem Düsenabschnitt 13a dekomprimiert und expandiert.
Auf diese Weise wird die Druckenergie des Kältemittels
durch den Düsenabschnitt 13a in seine Geschwindigkeitsenergie
umgewandelt. Das Kältemittel wird von einer Einspritzöffnung
des Düsenabschnitts 13a mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzt.
Eine Druckabnahme des Kältemittels zu diesem Zeitpunkt
bewirkt, dass das Kältemittel (gasphasige Kältemittel),
das den zweiten Verdampfer 16 durchlaufen hat, von der
Kältemittelansaugöffnung 13b gesaugt
wird.
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Das
von dem Düsenabschnitt 13a eingespritzte Kältemittel
und das in die Kältemittelansaugöffnung 13b gesaugte
Kältemittel werden von dem Mischabschnitt 13c,
der auf der stromabwärtigen Seite des Düsenabschnitts 13a bereitgestellt
ist, vermischt, um in den Diffusor 13d zu strömen.
Der Diffusor 13d wandelt die Geschwindigkeits-(Expansions-)Energie
des Kältemittels in die Druckenergie um, indem er die Schnittfläche
des Durchgangs vergrößert, um den Druck des Kältemittels
zu erhöhen.
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Das
aus dem Diffusor 13d des Ejektors 13 strömende
Kältemittel wird von dem Kältemittelverteiler 14 verzweigt
und strömt dann aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b und
der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 14a. Das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b strömende
Kältemittel strömt, wie durch die Pfeile „a” bis „e” angezeigt,
durch den Kältemittelströmungsweg in dem ersten
Verdampfer 15. Während dieser Zeit nimmt das Niedertemperatur-
und Niederdruckkältemittel in dem Wärmeaustauschkern 15a des
ersten Verdampfers 15 Wärme aus der Luft, die
in der durch den Pfeil „A” angezeigten Richtung
geblasen wird, auf, um verdampft zu werden. Das verdampfte gasphasige
Kältemittel wird von dem Kältemittelauslass 25 in
den Kompressor 11 gesaugt und dann in dem Kompressor 11 erneut
komprimiert.
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Andererseits
wird das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende
Kältemittel von dem Drosselmechanismus 18 dekomprimiert,
um ein Niederdruckkältemittel zu werden, das durch den
Kältemittelströmungsweg in dem zweiten Verdampfer 16,
wie durch die in 2 gezeigten Pfeile „f” bis „i” gezeigt, strömt.
Während dieser Zeit nimmt das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel
in dem Wärmeaustauschkern 16a des zweiten Verdampfers 16 Wärme aus
der geblasenen Luft, die den ersten Verdampfer 15 durchlaufen
hat, auf, um verdampft zu werden. Das verdampfte gasphasige Kältemittel
wird von der Kältemittelansaugöffnung 13b in
den Ejektor 13 gesaugt.
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Wie
vorstehend erwähnt, kann das Kältemittel in der
vorliegenden Ausführungsform auf der stromabwärtigen
Seite des Diffusors 13d des Ejektors 13 von dem
Kältemittelverteiler 14 zwischen den ersten und
zweiten Verdampfern 15 und 16 verteilt werden
und an diese geliefert werden, so dass die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 gleichzeitig
eine Kühlwirkung zeigen können. Auf diese Weise wird
die sowohl von dem ersten als auch dem zweiten Verdampfer 15 und 16 gekühlte
Luft in den Raum, der gekühlt werden soll, geblasen, wodurch
die Kühlung des Raums, der gekühlt werden soll,
ermöglicht wird.
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Ferner
kann in der vorliegenden Ausführungsform der dynamische
Druck des aus dem Ejektor 13 strömenden Kältemittels
verwendet werden, um das Kältemittel in dem zweiten Verdampfer 16 zu zirkulieren.
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Das
heißt, der Kältemittelverteiler 14 ist
derart aufgebaut, dass das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömende
Kältemittel oder das in Richtung des zweiten Verdampfers 16 verteilte
Kältemittel auf einem konstanten dynamischen Druck des
von dem Diffusor 13d strömenden Kältemittels
bleibt. Der Drosselmechanismus 18 ist durch die Kegeldüse
aufgebaut, um die Abnahme des dynamischen Drucks zu unterdrücken,
während das Kältemittel dekomprimiert wird, so
dass der dynamische Druck des von dem Ejektor 13 strömenden
Kältemittels an das Innere des zweiten Verdampfers 16 angelegt
werden kann.
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Wenn
folglich das Kältemittel in den zweiten Verdampfer 16 strömt,
kann nicht nur ein Differenzdruck zwischen einem statischen Druck
des Kältemittels auf der stromabwärtigen Seite
des Diffusors 13d und einem statischen Druck des Kältemittels
an der Kältemittelansaugöffnung 13b,
sondern auch ein dynamischer Druck des Kältemittels auf
der stromabwärtigen Seite des Diffusors 13d angelegt
werden, um dem Kältemittel sicher zu erlauben, in den zweiten
Verdampfer 16 zu strömen.
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Da
die Ansaugseite des Kompressors 11 mit der stromabwärtigen
Seite des ersten Verdampfers 15 verbunden ist, kann das
Kältemittel durch eine Saugwirkung des Kompressors 11 auch
sicher in den ersten Verdampfer 15 strömen. Folglich
können sowohl der erste als auch zweite Verdampfer 15 und 16 die
Kältekapazität der Verdampfer geeignet zeigen, wodurch
die Kältekapazität des gesamten Kreislaufs verbessert
wird.
-
Da
die Ansaugseite des Kompressors 11 mit der stromabwärtigen
Seite des ersten Verdampfers 15 verbunden ist, kann das
Kältemittel, dessen Druck von dem Diffusor 13d des
Ejektors 13 erhöht wird, in den Kompressor 11 strömen.
Folglich kann ein Ansaugdruck des Kompressors 11 erhöht
werden, um dadurch eine Antriebsleistung des Kompressors 11 zu
senken, was zu einem verbesserten Kreislaufwirkungsgrad (COP) führt.
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Das
Verhältnis der Strömungsmenge des in den ersten
Verdampfer 15 strömenden Kältemittels zu
der des in den zweiten Verdampfer 16 strömenden Kältemittels
wird durch die offene Fläche der stromabwärtsseitigen Öffnung
des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b und
die offene Fläche der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a eingestellt.
Auf diese Weise kann das Kältemittel geeignet in die ersten und
zweiten Verdampfer 15 und 16 verteilt werden, während
die Strömungsmenge des durch den gesamten Kreislauf zirkulierenden
Kältemittels mit der einfachen Kreislaufstruktur eingestellt
werden kann.
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Der
Diffusor 13d des Ejektors 13, der Kältemittelverteiler 14,
der erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 sind
direkt ohne Rohrleitungen miteinander verbunden. Eine derartige
Verbindung hält den dynamischen Druck des von dem Ejektor 13 strömenden
Kältemittels aufrecht, wenn der Kältemittelstrom
weiter verzweigt wird.
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Die
Dekompressionswirkung des Drosselmechanismus 18 kann einen
Kältemittelverdampfungsdruck (eine Kältemittelverdampfungstemperatur)
des zweiten Verdampfers 16 in Bezug auf einen Kältemittelverdampfungsdruck
(eine Kältemittelverdampfungstemperatur) des ersten Verdampfers 17 wirksam
senken. Der Drosselmechanismus 18 dekomprimiert und expandiert
das Kältemittel isentrop, um eine Enthalpiedifferenz des
Kältemittels zwischen dem Einlass und Auslass des zweiten
Verdampfers 16 zu vergrößern, wodurch
die weitere Verbesserung der Kältekapazität des
zweiten Verdampfers 18 ermöglicht wird.
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Der
Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14, die
ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 und der Drosselmechanismus 18 sind
zu einer in 2 gezeigten Struktur, das heißt
als integrierte Einheit 20, zusammenmontiert. Folglich
erfordert die integrierte Einheit 20 nur einen Kältemitteleinlass 24 und
einen Kältemittelauslass 25.
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Als
ein Ergebnis werden beim Montieren der Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 auf
dem Fahrzeug verschiedene Komponenten (13, 14, 15, 16 und 18)
in die gesamte integrierte Einheit 20 eingebaut, wobei
ein Kältemitteleinlass 24 mit der Auslassseite des
Strahlers 12 verbunden wird und ein Kältemittelauslass 25 mit
der Ansaugseite des Kompressors 11 verbunden wird, und
dadurch kann Rohrleitungsverbindungsarbeit begrenzt werden.
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Gleichzeitig
kann die Verwendung der Struktur, die den Ejektor 13, den
Kältemittelverteiler 14 und den Drosselmechanismus 18 in
dem Verdampferbehälter eingebaut hat, auch den gesamten
Körper der integrierten Einheit 20 kompakt und
einfach machen, wodurch ein Montageraum verkleinert wird.
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Folglich
kann die Montageleistung des Ejektorkältekreislaufvorrichtung 10 mit
den Verdampfern 15 und 16 auf dem Fahrzeug im
Vergleich zu einer Struktur mit verschiedenen Komponenten (13, 14, 15, 16 und 18),
die über Rohrleitungen miteinander verbunden sind, stark
verbessert werden. Außerdem kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 eine
Verringerung der Anzahl von Komponenten des Kreislaufs und ferner
der Kosten erzielen.
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Die
Verwendung der integrierten Einheit 20 kann einen Verdampfer
eines vorhandenen Expansionsventilkreislaufs mit der integrierten
Einheit 20 ersetzen, wodurch der vorhandene Expansionsventilkreislauf
in den Ejektorkältekreislauf der vorliegenden Erfindung
geändert wird. Folglich ist dies von einem praktischen
Standpunkt vorteilhaft.
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Da
die gesamte integrierte Einheit 20 ferner nur einen Kältemitteleinlass 24 und
einen Kältemittelauslass 25 erfordert, kann sie
die Arbeit des Ersetzens des Verdampfers des vorhandenen Expansionsventilkreislaufs
durch die integrierte Einheit 20 vereinfachen.
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Außerdem
kann die Verwendung der integrierten Einheit 20 die folgenden
Nebeneffekte einschließlich der Verbesserung der Kühlleistung
haben. Das heißt, die integrierte Einheit 20 kann
eine Länge eines Verbindungsdurchgangs zwischen den vorstehend
erwähnten verschiedenen Komponenten (13, 14, 15, 16, 18)
auf einen kleinen Wert verringern, wodurch ein Kältemitteldruckabfall
in dem Kältemittelströmungsweg verringert wird,
während der Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel und
der umgebenden Atmosphäre wirksam verringert wird. Auf
diese Weise können die ersten und zweiten Verdampfer 15 und 16 eine
verbesserte Kühlleistung haben.
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Insbesondere
kann der zweite Verdampfer 16 den Verdampfungsdruck durch
eine Senkung des Druckverlusts des Kältemittels aufgrund
der Beseitigung der Verbindungsrohrleitungen zwischen der Auslassseite
des zweiten Verdampfers und der Ejektorkältemittelansaugöffnung 13b senken.
Folglich kann die Kühlleistung des zweiten Verdampfers 16 wirksam
verbessert werden, ohne die Leistung des Kompressors zu erhöhen.
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Da
der Ejektor 13 in einer Niedertemperaturatmosphäre
innerhalb des Verdampferbehälters angeordnet ist, kann
ein Wärmeisolationsverfahren für den Ejektor 13,
wie etwa das Ankleben eines wärmeisolierenden Materials,
weggelassen werden.
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Wenngleich
in der vorliegenden Ausführungsform die Kegeldüse
als der Drosselmechanismus 18 verwendet wird, kann eine
Lavaldüse verwendet werden, die einen Verengungsabschnitt
mit der kleinsten Durchgangsfläche in einem mittleren Punkt
des Kältemitteldurchgangs und einen divergenten Abschnitt,
dessen Innendurchmesser nach dem Verengungsabschnitt allmählich
vergrößert ist, umfasst.
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(Zweite Ausführungsform)
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In
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform hat
der erste rohrleitungsförmige Abschnitt 14a des
Kältemittelverteilers 14 eine geradlinige Form.
In der zweiten Ausführungsform hat ein erster rohrleitungsförmiger
Abschnitt 33a des Kältemittelverteilers 33,
wie in 7 gezeigt, eine derartige Form, dass ein Endabschnitt
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a auf einer
stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms in
einem rechten Winkel gebogen ist.
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Ein
zweiter rohrleitungsförmiger Abschnitt 33b des
Kältemittelverteilers 33 steht in die Richtung entgegengesetzt
(wie in 7 gezeigt, aufwärts)
zu der Biegerichtung (wie in 7 gezeigt,
abwärts) des stromabwärtsseitigen Endabschnitts
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a vor.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselmechanismus 18 entfernt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Durchgangsloch 23a eines
getrennten Behälters 23 entgegengesetzt zu einer
stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 33a angeordnet.
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Auf
diese Weise kann eine Entfernung zwischen der stromabwärtsseitigen Öffnung
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a und
dem Durchgangsloch 23a verkürzt werden, um dadurch
eine Verringerung des dynamischen Drucks des Kältemittels
zwischen der stromabwärtsseitigen Öffnung des ersten
rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a und dem Durchgangsloch 23a im
Vergleich zu der ersten Ausführungsform zu verringern.
Auf diese Weise kann das Kältemittel sicher in den zweiten
Verdampfer 16 strömen.
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Der
erste rohrleitungsförmige Abschnitt 33a ist nicht
notwendigerweise genau in einem rechten Winkel gebogen und kann
ungefähr in einem rechten Winkel gebogen sein.
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(Dritte Ausführungsform)
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In
der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform steht
der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 33b des
Kältemittelverteilers 33 von der Außenumfangsoberfläche
an dem stromaufwärtigen Endabschnitt des Kältemittelstroms
des ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 33a vor.
In der dritten Ausführungsform steht, wie in 8 gezeigt,
ein zweiter rohrleitungsförmiger Abschnitt 34b eines
Kältemittelverteilers 34 von einer Außenumfangsoberfläche
eines mittleren Teils eines ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 34a des Kältemittelverteilers 34 in der
Kältemittelströmungsrichtung vor.
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Auch
die vorliegende Ausführungsform kann die gleichen Wirkungen
wie die in der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform
zeigen.
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(Vierte Ausführungsform)
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In
einer vierten Ausführungsform hat ein Kältemittelverteiler 35,
wie in 9 gezeigt, eine T-ähnliche Form. Insbesondere
umfasst der Kältemittelverteiler 35 einen ersten
geraden rohrleitungsförmigen Abschnitt 35a, um
zuzulassen, dass das von dem Auslass 13e des Ejektors 13 ausgestoßene
Kältemittel direkt in ihn strömt, und einen zweiten
geraden rohrleitungsförmigen Abschnitt 35b, um
zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung der Seite
des ersten Verdampfers 15 und der Seite des zweiten Verdampfers 16 ausströmt.
Der zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 35b ist
mit dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 35a in
einem rechten Winkel an dem stromabwärtigen Ende des ersten
rohrleitungsförmigen Abschnitts 35a verbunden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform bleiben sowohl das auf
die Seite des ersten Verdampfers 15 verteilte Kältemittel
als auch das auf die Seite des zweiten Verdampfers 16 verteilte
Kältemittel auf einem dynamischen Druck des aus dem Diffusor 13d strömenden
Kältemittels, so dass der dynamische Druck des von dem
Ejektor 13 strömenden Kältemittels nicht
nur an den zweiten Verdampfer 16, sondern auch das Innere
des ersten Verdampfers 15 angelegt werden kann.
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Folglich
kann neben der Ansaugwirkung des Kompressors 11 der dynamische
Druck des Kältemittels auf der stromabwärtigen
Seite des Diffusors 13d sicher angewendet werden, wenn
das Kältemittel in den ersten Verdampfer 15 strömt,
wodurch dem Kältemittel sicher erlaubt wird, in den ersten
Verdampfer 15 zu strömen.
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Der
Kältemittelverteiler 35 hat nicht notwendigerweise
die T-ähnliche Form und kann eine im Wesentlichen T-ähnliche
Form haben. Zum Beispiel kann der zweite rohrleitungsförmige
Abschnitt 35b ungefähr in einem rechten Winkel
mit dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 35a verbunden
sein.
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(Fünfte Ausführungsform)
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In
einer fünften Ausführungsform umfasst ein Kältemittelverteiler 36,
wie in 10 gezeigt, einen ersten linearen
rohrleitungsförmigen Abschnitt 36a, um zuzulassen,
dass das aus dem Auslass 13e ausgestoßene Kältemittel
direkt in ihn strömt, einen zweiten linearen rohrleitungsförmigen
Abschnitt 36b, um zuzulassen, dass das Kältemittel
in Richtung des ersten Verdampfers 15 ausströmt,
und einen dritten linearen rohrleitungsförmigen Abschnitt 36c,
um zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung des zweiten Verdampfers 16 ausströmt.
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Der
zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 36b und der
dritte rohrleitungsförmige Abschnitt 36c sind
mit dem stromabwärtigen Ende des ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitts 36a verbunden und parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitt 36a angeordnet.
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Ein
(nicht gezeigter) Raumabschnitt auf der stromabwärtigen
Seite des Innenraums des getrennten Behälters 23 weg
von dem zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36b und
dem dritten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36c ist
in zwei Räume, nämlich einen Raum auf der Seite
des ersten Verdampfers 15 und einen Raum auf der Seite
des zweiten Verdampfers 16 unterteilt. Ein Durchgangsloch 23b ist
in dem Raum auf der Seite des ersten Verdampfers 15 angeordnet,
und ein Durchgangsloch 23a ist in dem Raum auf der Seite
des zweiten Verdampfers 16 angeordnet.
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Auf
diese Weise strömt das aus dem zweiten rohrleitungsförmigen
Abschnitt 36b strömende Kältemittel über
das Durchgangsloch 23b in den rechten Raum 32 des
oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15,
und das aus dem dritten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36c strömende
Kältemittel strömt über das Durchgangsloch 23a in
den rechten Raum 28 des oberen Behälters 16b des
zweiten Verdampfers 16.
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Auch
die vorliegende Ausführungsform kann die gleichen Wirkungen
wie die in der vorstehend erwähnten vierten Ausführungsform
zeigen.
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Der
zweite rohrleitungsförmige Abschnitt 36b und der
dritte rohrleitungsförmige Abschnitt 36c sind
nicht notwendigerweise genau parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen
Abschnitt 36a angeordnet und können im Wesentlichen
parallel zu dem ersten rohrleitungsförmigen Abschnitt 36a angeordnet werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend offenbarten Ausführungsformen
beschränkt, und vielfältige Modifikationen können
an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden.
- (1) In der ersten Ausführungsform
sind der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18 in dem getrennten Behälter 23 angeordnet.
Jedoch können der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18 in dem oberen Behälter 16b des
zweiten Verdampfers 16 angeordnet werden. Um dem Kältemittel
in diesem Fall zu gestatten, von der stromabwärtsseitigen Öffnung
des zweiten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14b in
den rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfers 15 zu strömen, ist es notwendig,
einen Verbindungsdurchgang zum Verbinden des rechten Raums 28 des oberen
Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 mit
dem rechten Raum 32 des oberen Behälters 15b des
ersten Verdampfers 15 bereitzustellen.
- (2) Der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und der
Drosselmechanismus 18 können in dem oberen Behälter 15b des
ersten Verdampfers 15 angeordnet werden. Um in diesem Fall
dem Kältemittel, das aus der stromabwärtsseitigen Öffnung des
ersten rohrleitungsförmigen Abschnitts 14a strömt,
zu erlauben, in den oberen Raum 28 des oberen Behälters 16b des
zweiten Verdampfers 16 zu strömen, ist es notwendig,
einen Verbindungsdurchgang zum Verbinden des rechten Raums 32 des
oberen Behälters 15b des ersten Verdampfers 15 mit
dem rechten Raum 28 des oberen Behälters 16b des
zweiten Verdampfers 16 bereitzustellen.
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Außerdem
ist erforderlich, dass ein Kältemitteldurchgang zum Ansaugen
des Kältemittels, das in den linken Raum 27 des
rechten Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 eintritt,
in die Kältemittelansaugöffnung 13b des
Ejektors 13 zwischen dem linken Raum 27 des oberen
Behälters 16b des zweiten Verdampfers 16 und
der Kältemittelansaugöffnung 13b des
Ejektors 13 bereitgestellt wird.
- (3)
Alternativ können der Ejektor 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18 außerhalb der ersten
und zweiten Verdampfer 15 und 16 angeordnet werden.
In diesem Fall müssen jeweilige kältemittelseitige Auslässe
des Ejektors 13, der Kältemittelverteiler 14 und
der Drosselmechanismus 18 über Rohrleitungen mit
den ersten und zweiten Verdampfern 15 und 16 verbunden
werden.
- (4) Wenn in der ersten Ausführungsform jeweilige Komponenten
der integrierten Einheit 20 integral miteinander montiert
werden, werden der erste Verdampfer 15 und der zweite Verdampfer 16 integral
aneinander hartgelötet. Diese Komponenten können
durch verschiedene Befestigungsmittel außer Hartlöten,
einschließlich Schrauben, Verstemmen, Schweißen,
Klebstoff und ähnliche, integral montiert werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist das Befestigungsmittel
des Ejektors 13 zum Beispiel Verschrauben. Jedes andere
Befestigungsmittel als Verschrauben, das keine thermische Verformung
verursachen kann, kann verwendet werden. Insbesondere kann das Befestigungsmittel,
wie etwa Verstemmen oder Klebstoff, verwendet werden, um den Ejektor 13 zu
befestigen.
- (5) Jede der vorstehend erwähnten
Ausführungsformen beschreibt einen unterkritischen Dampfkompressionskreislauf
unter Verwendung von Kältemittel, dessen hochdruckseitiger
Druck seinen kritischen Druck nicht übersteigt, wie etwa Flon-basiertes
oder HC-basiertes Kältemittel. Die Erfindung kann auf einen überkritischen
Dampfkompressionskreislauf angewendet werden, der Kältemittel
verwendet, dessen hochdruckseitiger Druck den kritischen Druck übersteigt,
wie etwa Kohlendioxid (CO2).
- (6) Wenngleich in jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen
ein fester Ejektor mit dem Düsenabschnitt 13a mit
einer konstanten Durchgangsfläche als der Ejektor 13 verwendet
wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Ein variabler Ejektor mit einem variablen Düsenabschnitt
mit einer einstellbaren Durchgangsfläche kann als der Ejektor 13 verwendet werden.
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Insbesondere
kann der variable Düsenabschnitt zum Beispiel ein Mechanismus
sein, in dem eine Nadel in einen Durchgang des variablen Düsenabschnitts
eingesetzt ist und die Position der Nadel durch einen elektrischen
Aktuator gesteuert wird, um die Durchgangsfläche einzustellen.
- (7) In der ersten Ausführungsform
und ähnlichen wird die vorliegende Erfindung auf den Kältekreislauf
zum Kühlen des Inneren des Fahrzeugraums oder des Inneren
des Tiefkühlers und des Kühlschranks angewendet.
Alternativ können sowohl der erste Verdampfer 15 mit
einer Kältemittelverdampfungstemperatur, die auf der Hochtemperaturseite
angesiedelt ist, als auch der zweite Verdampfer 16 mit
einer Kältemittelverdampfungstemperatur auf der Niedertemperaturseite
zum Kühlen verschiedener Bereiche in dem Fahrzeugraum (zum
Beispiel einem Bereich auf einer Vordersitzseite in dem Fahrzeugraum
und einem Bereich auf einer Rücksitzseite in dem Fahrzeugraum)
verwendet werden.
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Sowohl
der erste Verdampfer 15 mit der Kältemittelverdampfungstemperatur
auf der Hochtemperaturseite als auch der zweite Verdampfer 16 mit der
Kältemittelverdampfungstemperatur auf der Niedertemperaturseite
können zum Kühlen des Inneren des Tiefkühlers
und des Kühlschranks verwendet werden. Das heißt,
eine Kältekammer des Tiefkühlers und Kühlschranks
kann von dem ersten Verdampfer 15 mit der Verdampfungstemperatur
auf der Hochtemperaturseite gekühlt werden, und eine Gefrierkammer
des Tiefkühlers und Kühlschranks kann von dem
zweiten Verdampfer 16 mit der Kältemittelverdampfungstemperatur
auf der Niedertemperaturseite gekühlt werden.
- (8) Wenngleich in jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen
der Kältekreislauf für ein Fahrzeug beschrieben
wurde, ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht
darauf beschränkt ist. Die Erfindung kann in gleicher Weise auch
auf einen festen Kältekreislauf oder ähnliches
angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf
einen gewerblichen Kühlschrank, einen Haushaltskühlschrank,
einen Kühler für einen Dosierautomaten, ein Schaufenster
mit einer Kühlfunktion und ähnliches angewendet
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Kältemittelkreisdiagramm eines Ejektorkältekreislaufs
für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Struktur einer
integrierten Einheit der ersten Ausführungsform zeigt;
-
3 ist
eine Schnittansicht von Behältern des Verdampfers in der
in 2 gezeigten integrierten Einheit;
-
4 ist
eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers
in der in 2 gezeigten integrierten Einheit
zeigt;
-
5 ist
eine andere Schnittansicht der Behälter der Verdampfer
in der in 2 gezeigten integrierten Einheit;
-
6 ist
eine Schnittansicht der Behälter der Verdampfer in der
in 2 gezeigten integrierten Einheit;
-
7 ist
eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
8 ist
eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
9 ist
eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers
gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
-
10 ist
eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kältemittelverteilers
gemäß einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Zusammenfassung
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Eine
Einheit für einen Ejektorkältekreislauf umfasst
einen Ejektor (13), einen ersten Verdampfer und einen zweiten
Verdampfer (15, 16), die in einem Kältemittelsrom
parallel zu einer stromabwärtigen Seite des Auslasses (13e)
des Ejektors (13) verbunden sind und aufgebaut sind, um
das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene
Kältemittel zu verdampfen, und einen Kältemittelverteiler
(14, 33 bis 36), der aufgebaut ist, um
das von dem Auslass (13e) des Ejektors (13) ausgestoßene
Kältemittel an eine Seite des ersten Verdampfers (15)
und eine Seite des zweiten Verdampfers (16) zu verteilen. Der
Ejektor (13) saugt Kältemittel von einer Kältemittelansaugöffnung
(13b) durch einen Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom,
der von einem Düsenabschnitt (13a) ausgestoßen
wird, der aufgebaut ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren
und zu expandieren, an und mischt das von dem Düsenabschnitt (13a)
eingespritzte Kältemittel mit dem von der Kältemittelansaugöffnung
(13b) gesaugten Kältemittel, um das vermischte
Kältemittel aus dem Auslass (13e) des Ejektors
(13) auszustoßen. Der Ejektor (13) und der
Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
sind miteinander verbunden, so dass das von dem Auslass (13e) des
Ejektors (13) ausgestoßene Kältemittel
direkt in den Kältemittelverteiler (14, 33 bis 36)
strömt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 6-137695
A [0004]
- - JP 2006-292347 [0006]