DE112005000931B4

DE112005000931B4 - Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung

Info

Publication number: DE112005000931B4
Application number: DE112005000931.9T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Oshitani; Hirotsugu Takeuchi; Etsuhisa Yamada; Haruyuki Nishijima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: KR20070029132A; KR100798395B1; CN1910410A; JP4984453B2; US20100257893A1; US7757514B2; DE112005000931T5; US20070119207A1; WO2006033378A1; US8186180B2; JP2006118849A; CN1910410B

Abstract

Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit
einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert;
einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt;
einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird;
einem ersten Verdampfapparat (15) mit einer Kältemittelausströmseite, die mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist;
einem ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet;
einer ersten Drosseleinrichtung (18), die im ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; und
einem zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (18) angeordnet ist,
wobei die Kühlkreisvorrichtung derart gebildet ist, dass ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15) ist; dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Drosseleinrichtung (18) mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen ist und den ersten Zweigkanal (17) vollständig öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird; und
dass ein Schließmechanismus (31) vorgesehen ist, der eine Durchgangsfläche stromauf der Ejektorpumpe (14) schließt, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entfrostungsbetrieb einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit einer Ejektorpumpe, die als eine Kältemitteldruckverminderungseinrichtung und eine Kältemittelumlaufeinrichtung funktioniert. Die vorliegende Erfindung ist zum Beispiel auf einen Kühlkreis für eine Klimaanlage und einen Kühlapparat eines Fahrzeugs effektiv anwendbar.
Im Stand der Technik sind verschiedene derartige Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtungen mit einer Ejektorpumpe offenbart worden. So kann diesbezüglich zum Beispiel auf die Dokumente JP 2001-153 473 A , US 2001/0 025 499 A1 , DE 103 57 801 A1 und DE 602 18 087 T2 verwiesen werden.
Technischer Hintergrund
Ein Entfrostungsbetrieb einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung wurde bereits in Patendokument 1 vorgeschlagen. Bei der in diesem Patentdokument offenbarten Kreiskonstruktion ist eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung stromab einer Ejektorpumpe angeordnet, und ein Verdampfapparat ist zwischen einem Flüssigphasenkältemittelauslass der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung und einer Kältemittelansaugöffnung der Ejektorpumpe vorgesehen. Die Kreiskonstruktion ist mit einem Bypasskanal versehen, der einen Kanal auf einer Ausgabeseite eines Kompressors direkt mit einem Kanal stromauf des Verdampfapparats verbindet, und dieser Bypasskanal ist mit einem Schließmechanismus versehen.
Ein Mechanismus (z.B. eine Drossel, ein Rückschlagventil) ist zwischen der Ver- , bindungsstelle zwischen dem Kanal auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfapparats und dem Bypasskanal und dem Flüssigphasenkältemittelauslass der Dampf/ Flüssigkeit-Trennvorrichtung vorgesehen. Der Mechanismus dient dem Verhindern, dass das Hochtemperaturkältemittel aus dem Bypasskanal zum Flüssigphasenkältemittelauslass der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung strömt.
Wenn der Verdampfapparat entfrostet wird, wird der Schließmechanismus im Bypasskanal in einen offenen Zustand gebracht, und das Hochtemperaturkältemittel (heißes Gas) auf der Ausgabeseite des Kompressors wird aus dem Bypasskanal in den Verdampfapparat geleitet. Der Verdampfapparat wird dadurch entfrostet. Hierbei macht es der oben beschriebene Mechanismus möglich, zu verhindern, dass das Hochtemperaturkältemittel zum Flüssigphasenkältemittelauslass der Dampf/ Flüssigkeit-Trennvorrichtung strömt. Deshalb kann das gesamte Hochtemperaturkältemittel aus dem Bypasskanal verwendet werden, um den Verdampfapparat zu entfrosten. (Siehe zum Beispiel JP 2003-83622 A .)
Bei der in der JP 2003-83622 A offenbarten Kreiskonstruktion ist ein Verdampfapparat nur zwischen dem Flüssigphasenkältemittelauslass einer Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung und der Kältemittelansaugöffnung einer Ejektorpumpe vorgesehen. Sie schlägt in keiner Weise eine Entfrostungseinrichtung in einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit mehreren Verdampfapparaten vor.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Entfrostungseinrichtung für eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit mehreren Verdampfapparaten vorzusehen.
Diese Aufgabe wird mit einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2, 3, 9, 11 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einen ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet; eine erste Drosseleinrichtung (18), die in dem ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; und einen zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (18) angeordnet ist. In der Kühlkreisvorrichtung ist ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15), und die erste Drosseleinrichtung (18) ist mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen und öffnet den ersten Zweigkanal (17) vollständig, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Somit ist es möglich, eine Kühlleistung in einem Hochtemperaturbereich mit dem ersten Verdampfapparat (15), der einen hohen Kältemittelverdampfungsdruck besitzt, zu erzielen und weiter eine Kühlleistung in einem Niedertemperaturbereich mit dem zweiten Verdampfapparat (19), der den niedrigen Kältemittelverdampfungsdruck besitzt, zu erzielen.
Wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird, wird die erste Drosseleinrichtung (18) zu der Stellung betätigt, in welcher der erste Zweigkanal (17) vollständig geöffnet ist. Somit kann das Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Auslass des Kühlers (13) durch den ersten Zweigkanal (17) direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) eingeleitet werden.
Somit kann der zweite Verdampfapparat (19) effektiv entfrostet werden. Die erste Drosseleinrichtung (18) dient dem Reduzieren des Drucks des Kältemittels im Normalbetrieb. In einem Entfrostungsbetrieb kann der zweite Verdampfapparat (19) mit einem sehr einfachen Aufbau ohne Hinzufügen irgendeines speziellen Bauteils allein durch Setzen dieser ersten Drosseleinrichtung in einen vollständig offenen Zustand entfrostet werden.
Das Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) wird durch die Drosseleinrichtung (18) in den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet. Im Normalbetrieb kann deshalb die Strömungsrate des Kältemittels im zweiten Verdampfapparat (19) durch die Drosseleinrichtung (18) einfach auf einen Wert entsprechend einer Wärmelast eingestellt werden.
„Die vollständig öffnende Funktion zum vollständigen Öffnen des ersten Zweigkanals (17)“ enthält eine Funktion des Öffnens des ersten Zweigkanals (17) unter gleichzeitigem leichtem Reduzieren seiner Fläche zusätzlich zu einer Funktion seines vollständigen Öffnens. Das heißt, es gibt Fälle, in denen die erste Drosseleinrichtung (18) unvermeidbar so konstruiert ist, dass der erste Zweigkanal (17) geöffnet wird, während seine Fläche aus Fertigungsgründen oder dergleichen etwas reduziert wird.
Gemäß einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13) der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einen ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet; eine erste Drosseleinrichtung (180), die im ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; einen zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (180) angeordnet ist; einen Bypasskanal (23), der das vom Kompressor (12) ausgegebene Hochdruckkältemittel direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) leitet; und einen Schließmechanismus (24), der in dem Bypasskanal (23) vorgesehen ist. In der Kühlkreisvorrichtung ist ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15), und der Schließmechanismus (24) ist so konstruiert, dass er normalerweise geschlossen ist und dass er den Bypasskanal (23) öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Das zweite Beispiel der vorliegenden Erfindung ist durch Modifizieren der Entfrostungseinrichtung für den zweiten Verdampfapparat (19) im ersten Beispiel konstruiert. Das heißt, im zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird, das Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) durch den Bypasskanal (23) direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet. Der zweite Verdampfapparat (19) kann dadurch entfrostet werden.
Außerdem muss die erste Drosseleinrichtung (180) nicht mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen sein. Deshalb kann eine gewöhnliche feste Drossel oder variable Drossel ohne Veränderung direkt als erste Drosseleinrichtung (180) verwendet werden. Die weitere Funktionsweise und Wirkungen des zweiten Beispiels der vorliegenden Erfindung sind gleich jenen des ersten Beispiels.
Gemäß einem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einen ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet; eine erste Drosseleinrichtung (180), die im ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; einen zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (180) angeordnet ist; einen Bypasskanal (33), der die erste Drosseleinrichtung (180) umgeht; und einen Schließmechanismus (34), der im Bypasskanal (33) vorgesehen ist. In der Kühlkreisvorrichtung ist ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats, und der Schließmechanismus (34) ist so konstruiert, dass er normalerweise geschlossen ist und dass er den Bypasskanal (33) öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Das heißt, im dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird, der Bypasskanal (33) der ersten Drosseleinrichtung (180) durch den Schließmechanismus (34) geöffnet. So kann das Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Auslass des Kühlers (13) durch den Bypasskanal (33) direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet werden.
Somit kann der zweite Verdampfapparat (19) effektiv entfrostet werden. Außerdem muss die erste Drosseleinrichtung (180) nicht mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen sein. Deshalb kann eine gewöhnliche feste Drossel oder variable Drossel ohne Veränderung als erste Drosseleinrichtung (180) verwendet werden.
Die oben beschriebene Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung kann mit einem dritten Verdampfapparat (27) versehen werden. Der dritte Verdampfapparat (27) hat eine Kühlleistung durch Verdampfen des Kältemittels in der gleichen Temperaturzone wie jener des oben beschriebenen ersten Verdampfapparats (15).
So kann eine Kühlleistung in der gleichen Temperaturzone mittels der mehreren Verdampfapparate (15, 27) erreicht werden.
Weiter können ein zweiter Zweigkanal (25) und eine zweite Drosseleinrichtung (26) vorgesehen werden. Der zweite Zweigkanal (25) zweigt den Kältemittelstrom an einem Punkt des ersten Zweigkanals (17), der stromauf der ersten Drosseleinrichtung (18, 180) positioniert ist, ab und verbindet den abgezweigten Kältemittelstrom mit dem Kältemittelstrom zwischen der Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats (15) und der Ansaugseite des Kompressors (12).
Die zweite Drosseleinrichtung (26) ist im zweiten Zweigkanal (25) angeordnet und reduziert den Druck des Kältemittels.
Der dritte Verdampfapparat (27) kann stromab der zweiten Drosseleinrichtung (26) im zweiten Zweigkanal (25) angeordnet werden.
Insbesondere ist, wie oben erwähnt, der zweite Zweigkanal (25) ausgebildet und der dritte Verdampfapparat (27) kann im zweiten Zweigkanal (25) angeordnet werden.
In der oben beschriebenen Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung kann der erste Verdampfapparat (15) mit der Kältemittelausströmseite der Ejektorpumpe (14) verbunden werden.
Eine dritte Drosseleinrichtung (30) kann zwischen der Kältemittelausströmseite des Kühlers (13) und der Kältemitteleinströmseite des ersten Verdampfapparats (15) vorgesehen werden. Die Ejektorpumpe (14) kann parallel zur dritten Drosseleinrichtung (30) vorgesehen werden.
Damit ist es unnötig, der für die Kältemittelströmungsrateneinstellung verantwortlichen Ejektorpumpe (14) eine Funktion für den ersten Verdampfapparat (15) zu verleihen, weil die für den ersten Verdampfapparat (15) bestimmte dritte Drosseleinrichtung (30) vorgesehen ist. Aus diesem Grund kann die Ejektorpumpe (14) auf eine Pumpenfunktion zum Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen dem ersten und dem zweiten Verdampfapparat (15, 19) spezialisiert werden.
So kann die Form der Ejektorpumpe (14) optimal konstruiert werden, um einen vorbestimmten Druckunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Verdampfapparat (15, 19) zu erzeugen. Als Ergebnis kann die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit einer hohen Effizienz betrieben werden, selbst wenn Betriebszustände des Kreises (Kompressordrehzahl, Umgebungstemperatur, Temperatur des zu kühlenden Raums, usw.) über einen weiten Bereich schwanken.
Falls ein Schließmechanismus (31) vorgesehen ist, der den stromaufwärtigen Abschnitt der Ejektorpumpe (14) schließt, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird, kann, falls der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird, der von der Kältemittelausströmseite des Kühlers (13) in die Ejektorpumpe (14) strömende Strom des Hochdruckkältemittels unterbrochen werden. So kann die Menge des in den zweiten Verdampfapparat (19) strömenden Hochdruckkältemittels erhöht werden, um die Entfrostungsleistung zu verbessern.
Die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung im zweiten Beispiel kann mit einem Schließmechanismus (32) versehen werden, der den stromaufwärtigen Abschnitt des Kühlers (13) schließt, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird. Damit kann, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird, die Menge des von der Ausgabeseite des Kompressors (12) in den zweiten Verdampfapparat (19) strömenden Hochdruckkältemittels erhöht werden, um die Entfrostungsleistung zu verbessern.
Gemäß einem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13), der Wärme von einem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), der das aus der Ejektorpumpe (14) ausströmende Kältemittel verdampft; eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35), die das aus dem ersten Verdampfapparat (15) ausströmende Kältemittel in Dampf und Flüssigkeit trennt und das Flüssigphasenkältemittel speichert und das Dampfphasenkältemittel zu einer Ansaugseite des Kompressors (12) ausleitet; einen Zweigkanal (36), der einen Flüssigphasenkältemittelauslass der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbindet; eine Drosseleinrichtung (180), die im Zweigkanal (36) angeordnet ist und das aus der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) ausströmende Flüssigphasenkältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; einen zweiten Verdampfapparat (19), der im Zweigkanal (36) stromab der Drosseleinrichtung (180) angeordnet ist; einen Bypasskanal (23), der das vom Kompressor (12) ausgegebene Hochdruckkältemittel direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) leitet; und einen Schließmechanismus (24), der im Bypasskanal (23) vorgesehen ist. In der Kühlkreisvorrichtung ist ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15), und der Schließmechanismus (24) ist so aufgebaut, dass er normalerweise geschlossen ist und dass er den Bypasskanal (23) öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
In diesem Fall kann der Zweigkanal (36), der den Flüssigphasenkältemittelauslassabschnitt der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbindet, vorgesehen werden und dieser Zweigkanal (36) kann mit der Drosseleinrichtung (180) und dem zweiten Verdampfapparat (19) versehen sein.
Mit einer solchen Kreiskonstruktion wird, wenn der zweite Verdampfapparat (19), in dem das Kältemittel mit einer niedrigeren Temperatur als im ersten Verdampfapparat (15) verdampft wird, entfrostet wird, das Hochdruckkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet. Somit kann der zweite Verdampfapparat (19) effektiv entfrostet werden.
Gemäß einem fünften Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit vom Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einen zweiten Verdampfapparat (19), dessen Kältemittelausströmseite mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbunden ist; einen ersten Drosselmechanismus (38), der auf einer Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats (15) angeordnet ist; einen zweiten Drosselmechanismus (18), der auf einer Kältemitteleinströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; und eine Steuereinrichtung (21), die eine Öffnung des ersten Drosselmechanismus (38) und eine Öffnung des zweiten Drosselmechanismus (18) steuert und einen Betriebsmodus zwischen einem Normalbetriebsmodus, in dem das Niederdruckkältemittel am ersten Verdampfapparat (15) und am zweiten Verdampfapparat (19) verdampft wird, und einem Entfrostungsbetriebsmodus, in dem das Hochdruck/ Hochtemperatur-Kältemittel auf einer Ausgabeseite des Kompressors (12) in sowohl den zweiten Verdampfapparat (19) als auch den ersten Verdampfapparat (15) eingeleitet wird, um beide Verdampfapparate (15, 19) zu entfrosten, schaltet.
Somit kann im Entfrostungsbetriebsmodus das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) direkt in den ersten und den zweiten Verdampfapparat (15, 19) geleitet werden, um die Verdampfapparate (15, 19) zu entfrosten, wie in 19 dargestellt. Deshalb kann die Funktion des stabilen Entfrostens der Verdampfapparate (15, 19) durch den Betrieb des Kompressors (12) effektiv ausgeführt werden.
Im Entfrostungsbetriebsmodus kann speziell der erste Drosselmechanismus (38) in den Zustand einer vorbestimmten Drosselöffnung gebracht werden und der zweite Drosselmechanismus (18) in einen vollständig offenen Zustand gebracht werden.
So kann das Verhalten des Kreises im Entfrostungsbetriebsmodus, dargestellt in 19 als ein Beispiel, eingestellt werden und ein Entfrostungsbetrieb kann stabil ausgeführt werden.
Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit vom Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit der Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einen zweiten Verdampfapparat (19), dessen Kältemittelausströmseite mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbunden ist; einen ersten Drosselmechanismus (18), der auf einer Kältemitteleinströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; einen zweiten Drosselmechanismus (39), der auf einer Kältemittelausströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; und eine Steuereinrichtung (21), die eine Öffnung des ersten Drosselmechanismus (18) und eine Öffnung des zweiten Drosselmechanismus (39) steuert und einen Betriebsmodus zwischen einem Normalbetriebsmodus, in dem das Niederdruckkältemittel am ersten Verdampfapparat (15) und am zweiten Verdampfapparat (19) verdampft wird, und einem Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus, in dem der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird und gleichzeitig der erste Verdampfapparat (15) eine Kühlleistung zeigt, schaltet. In der Kühlkreisvorrichtung wird im Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf einer Ausgabeseite des Kompressors (12) in den zweiten Verdampfapparat (19) eingeleitet, um den zweiten Verdampfapparat (19) zu entfrosten, und weiter wird das Hochdruckkältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat (19) geströmt ist, durch den zweiten Drosselmechanismus (39) im Druck vermindert und das im Druck verminderte Niederdruckkältemittel wird in den ersten Verdampfapparat (15) eingeleitet, um den ersten Verdampfapparat (15) eine Kühlfunktion ausführen zu lassen.
So wird im Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus, wie er in 22 als ein Beispiel dargestellt ist, das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) in den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet, um den zweiten Verdampfapparat (19) zu entfrosten. Gleichzeitig wird das Hochdruckkältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat (19) gelangt ist, durch den zweiten Drosselmechanismus (39) im Druck reduziert. Das im Druck verminderte Niederdruckkältemittel wird in den ersten Verdampfapparat (15) geleitet, und der erste Verdampfapparat (15) kann seine Kühlfunktion ausführen. Deshalb können die Funktion des Entfrostens des zweiten Verdampfapparats (19) und die Kühlfunktion des ersten Verdampfapparats (15) stabil und gleichzeitig ausgeführt werden.
Im Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus wird zum Beispiel der erste Drosselmechanismus (18) in den vollständig offenen Zustand gebracht, und der zweite Drosselmechanismus (39) wird in den Zustand einer vorbestimmten Drosselöffnung gebracht.
Damit kann das Verhalten des Kreises im Entfrostung- und Kühlbetriebsmodus, dargestellt in 22 als ein Beispiel, eingestellt werden und die Entfrostungsfunktion und die Kühlfunktion können stabil und gleichzeitig ausgeführt werden.
Gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung: einen Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einen Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; eine Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit vom Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einen ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit der Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einen zweiten Verdampfapparat (19), dessen Kältemittelausströmseite mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbunden ist; einen Drosselmechanismus (181), der auf einer Kältemitteleinströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; und eine Steuereinrichtung (21), die einen Betriebsmodus zwischen einem Normalbetriebsmodus, in dem ein Zustand, in dem im Kühler (13) Wärme vom Kältemittel abgestrahlt wird, eingestellt ist und das Niederdruckkältemittel im ersten Verdampfapparat (15) und im zweiten Verdampfapparat (19) verdampft wird, und einem Entfrostungsbetriebsmodus, in dem ein Zustand, in dem am Kühler (13) keine Wärme vom Kältemittel abgestrahlt wird, eingestellt wird, und der erste Verdampfapparat (15) und der zweite Verdampfapparat (19) beide entfrostet werden, schaltet. In der Kühlkreisvorrichtung wird im Entfrostungsbetriebsmodus das Kältemittel auf einer Ausgabeseite des Kompressors (12) in den Drosselmechanismus (181) in einem Hochdruck/Hochtemperatur-Zustand geleitet und im Druck vermindert, und ein Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel, das durch den Drosselmechanismus (181) gelangt ist, wird in sowohl den ersten Verdampfapparat (15) als auch den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet.
Damit wird im Entfrostung- und Kühlbetriebsmodus, wie er in 26 als ein Beispiel dargestellt ist, das durch den Drosselmechanismus (181) im Druck verminderte Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel in den ersten Verdampfapparat (15) und den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet, um beide Verdampfapparate (15, 19) gleichzeitig zu entfrosten. Deshalb kann die Funktion des stabilen Entfrostens der Verdampfapparate (15, 19) durch den Betrieb des Kompressors (12) effektiv ausgeführt werden.
In diesem Fall wird die Öffnung des Drosselmechanismus (181) im Entfrostungsbetriebsmodus größer als im Normalbetriebsmodus gemacht. Damit kann die erforderliche Strömungsrate des Kältemittels selbst im Entfrostungsbetriebsmodus gewährleistet werden.
Es folgt eine genauere Beschreibung. In einem unterkritischen Kreis, in dem der Kühler (13) als ein Kondensator funktioniert, wird im Entfrostungsbetriebsmodus das Hochdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) durch den Drosselmechanismus (181) im Druck reduziert. Obwohl die Dichte des Dampfphasenkältemittels kleiner als die Dichte des Flüssigphasenkältemittels ist, ist die Öffnung des Drosselmechanismus (181) im Entfrostungsbetriebsmodus größer als im Normalbetriebsmodus gemacht. Deshalb kann die erforderliche Strömungsrate des Kältemittels selbst im Entfrostungsbetriebsmodus, in dem das Dampfphasenkältemittel durch den Drosselmechanismus (181) im Druck reduziert wird, gewährleistet werden.
Die oben beschriebene Kühlkreisvorrichtung kann mit einer Luftblaseinrichtung (13a) versehen werden, die Kühlluft zum Kühler (13) bläst. Die Luftblaseinrichtung (13a) kann im Entfrostungsbetriebsmodus in einen abgeschalteten Zustand gesetzt werden.
Indem die Luftblaseinrichtung (13a) für den Kühler (13) in einen abgeschalteten Zustand gebracht wird, kann das Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) auf einem hohen Druck und einer hohen Temperatur gehalten werden und zur stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) geleitet werden, während es nur durch den Kühler (13) gelangt. Deshalb kann die Verdampfapparatentfrostungsfunktion durch einen einfachen Kältemittelkanalaufbau ohne Notwendigkeit für einen Kältemittelkanal oder de gleichen, der den Kühler (13) umgeht, ausgeführt werden.
Die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung im oben beschriebenen siebten Beispiel kann mit einem Kühlerbypasskanal (40) und einem Bypassschließmechanismus (41) versehen werden.
Der Kühlerbypasskanal (40) umgeht den Kältemittelkanal des Kühlers (13), der Bypassschließmechanismus (41) ist im Kühlerbypasskanal (40) vorgesehen.
Im Entfrostungsbetriebsmodus kann das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) durch den Kühlerbypasskanal (40) in den Drosselmechanismus (181) geleitet werden, indem der Bypassschließmechanismus (41) in einen offenen Zustand gebracht wird.
Somit kann das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) durch den Kühlerbypasskanal (40) in den Drosselmechanismus (181) geleitet werden, während die Luftblaseinrichtung (13a) für den Kühler (13) in Betrieb gehalten wird.
Der Kältemittelauslassabschnitt der Kühlers (13) kann mit einem Kühlerschließmechanismus (42) parallel zum Bypassschließmechanismus (41) versehen werden. Ferner kann der Kühler (13) mit der Luftblaseinrichtung (13a) zum Blasen von Kühlluft zu ihm versehen werden.
Damit wird im Entfrostungsbetriebsmodus der Bypassschließmechanismus (41) in einen offenen Zustand gebracht; der Kühlerschließmechanismus (42) wird in einen geschlossenen Zustand gebracht; und die Luftblaseinrichtung (13a) wird in einen Betriebszustand gebracht.
So kann im Entfrostungsbetriebsmodus der Kühler (13) eine Flüssigkeitsspeicherfunktion ausführen. Das heißt, der Kühler (13) kann das Hochdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors (12) kondensieren und es speichern. Aus diesem Grund kann, wenn die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) auf der Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats (15) (der Ansaugseite des Kompressors (12)) angeordnet ist, die Behälterkapazität der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) reduziert werden.
Eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch so konstruiert werden, dass ein Ejektorpumpenschließmechanismus (31) im Kanal auf der stromaufwärtigen Seite der Ejektorpumpe (14) vorgesehen wird; und dass im Entfrostungs- und im Entfrostung- und Kühlbetriebsmodus der Kanal auf der stromaufwärtigen Seite der Ejektorpumpe (14) durch den Ejektorpumpenschließmechanismus (31) in einen geschlossenen Zustand gebracht wird. So kann im Entfrostungsbetriebsmodus der Kanal auf der stromaufwärtigen Seite der Ejektorpumpe (14) in einen geschlossenen Zustand gebracht werden, um ein Ausströmen des Kältemittels aus diesem Kanal auf der stromaufwärtigen Seite in die Ejektorpumpe (14) zu verhindern. Als Ergebnis kann die Strömungsrate des zum zweiten Verdampfapparat (19) strömenden Hochtemperaturkältemittels erhöht werden, um die Entfrostungsleistung zu verbessern.
Eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann mit einer Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung auf der Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats (15) versehen werden. Diese Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) trennt das Kältemittel in Dampf und Flüssigkeit und speichert das Flüssigphasenkältemittel und lässt das Dampfphasenkältemittel zur Ansaugseite des Kompressors (12) ausströmen. In diesem Fall kann fehlerfrei verhindert werden, dass das flüssige Kältemittel im Entfrostungsbetriebsmodus und im Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus zum Kompressor (12) zurückkehrt.
Die Ziffern in Klammern für die oben beschriebenen Einrichtungen und die in den Ansprüchen beschriebenen Einrichtungen geben eine Entsprechung zu den konkreten Einrichtungen in den später beschriebenen Ausführungsbeispielen an.
Figurenliste

1 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2(a) und 2(b) sind Zeichnungen, die schematisch die Funktionsweise des mit einer vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus im ersten Ausführungsbeispiel darstellen;
3 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
4 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel;
5 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel;
6 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem fünften Ausführungsbeispiel;
7 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem sechsten Ausführungsbeispiel;
8 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem siebten Ausführungsbeispiel;
9 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem achten Ausführungsbeispiel;
10 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem neunten Ausführungsbeispiel;
11 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem zehnten Ausführungsbeispiel;
12 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem elften Ausführungsbeispiel;
13 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem zwölften Ausführungsbeispiel;
14 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem dreizehnten Ausführungsbeispiel;
15 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem vierzehnten Ausführungsbeispiel;
16 ist eine Tabelle, die in die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im vierzehnten Ausführungsbeispiel zusammenfasst;
17 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel;
18 ist eine Tabelle, die die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im fünfzehnten Ausführungsbeispiel zusammenfasst;
19 ist ein Mollier-Diagramm des Entfrostungsbetriebs des fünfzehnten Ausführungsbeispiels;
20 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem sechzehnten Ausführungsbeispiel;
21 ist eine Tabelle, die die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im sechzehnten Ausführungsbeispiel zusammenfasst;
22 ist ein Mollier-Diagramm des Entfrostungs- und Kühlbetriebs des sechzehnten Ausführungsbeispiels;
23 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem siebzehnten Ausführungsbeispiel;
24(a) und 24(b) sind Darstellungen, die schematisch die Funktionsweise des Drosselmechanismus im siebzehnten Ausführungsbeispiel zeigen;
25 ist eine Tabelle, die die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im siebzehnten Ausführungsbeispiel zusammenfasst;
26 ist ein Mollier-Diagramm des Entfrostungsbetriebs des siebzehnten Ausführungsbeispiels;
27 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem achtzehnten Ausführungsbeispiel;
28 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem neunzehnten Ausführungsbeispiel;
29 ist eine Tabelle, die die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im neunzehnten Ausführungsbeispiel zusammenfasst;
30 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel;
31 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
32 ist eine Tabelle, die die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtung im einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel zusammenfasst;
33 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
34 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
35 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
36 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
37 ist eine Kreisdarstellung einer Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in einem sechsundzwanzigsten Ausführungsbeispiel.

Bester Ausführungsmodus der Erfindung
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf einen Kühlkreis für eine Klimaanlage und einen Kühlapparat für Fahrzeuge angewendet ist. Die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 ist mit einem Kältemittelumlaufpfad 11 versehen. Ein Kompressor 12, der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert, ist in diesem Kältemittelumlaufpfad 11 angeordnet.
Dieses Ausführungsbeispiel ist so konstruiert, dass dieser Kompressor 12 durch einen Motor (nicht dargestellt) für einen Fahrzeugantrieb über einen Riemen oder dergleichen drehend angetrieben wird. Das Ausführungsbeispiel verwendet als den Kompressor 12 einen Verstellkompressor, dessen Kältemittelausgabekapazität durch eine Veränderung seines Ausgabevolumens eingestellt werden kann. Das Ausgabevolumen des Kompressors 12 entspricht der Kältemittelausgabemenge je Umdrehung. Das Ausgabevolumen kann durch Verändern des Kältemittelansaugvolumens variiert werden.
Der Verstellkompressor 12 ist durch einen Taumelscheibentyp dargestellt, der insbesondere so aufgebaut ist, dass das Kältemittelansaugvolumen durch Verändern des Winkels einer Taumelscheibe, um den Kolbenhub zu variieren, variiert wird. Der Winkel der Taumelscheibe kann durch Verändern des Drucks in der Taumelscheibenkammer (Steuerdruck) durch eine elektromagnetische Drucksteuerung 12a, die einen Verdrängungssteuermechanismus bildet, elektrisch und extern gesteuert werden.
Ein Kühler 13 ist bezüglich des Kältemittelstroms auf der stromabwärtigen Seite des Kompressors 12 angeordnet. Der Kühler 13 kühlt das vom Kompressor 12 ausgegebene Hochdruckkältemittel durch Wärmeaustausch zwischen dem Hochdruckkältemittel und einer durch einen Kühllüfter (nicht dargestellt) geblasenen Außenluft (Luft außerhalb des Fahrzeugraums).
Eine Ejektorpumpe 14 ist bezüglich des Kältemittelstroms stromab des Kühlers 13 angeordnet. Diese Ejektorpumpe 14 ist eine Druckverminderungseinrichtung, die das Kältemittel im Druck vermindert, und gleichzeitig eine kinetische Pumpe, die durch den Sog des mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßenen Kältemittelstroms ein Fluid transportiert.
Die Ejektorpumpe 14 enthält einen Düsenabschnitt 14a, der die Durchgangsfläche des aus dem Kühler 13 strömenden Hochdruckkältemittels reduziert und das Hochdruckkältemittel oder dergleichen entropisch im Druck vermindert und ausdehnt; und eine Ansaugöffnung 14c, die so angeordnet ist, dass sie mit dem Kältemittelstrahlloch im Düsenabschnitt 14a in Verbindung steht und das Kältemittel von einem später beschriebenen zweiten Verdampfapparat 19 ansaugt.
Ein Diffusorabschnitt 14b, der einen Druckerhöhungsabschnitt bildet, ist bezüglich des Kältemittelstroms stromab des Düsenabschnitts 14a und der Ansaugöffnung 14c angeordnet. Dieser Diffusorabschnitt 14b ist in einer solchen Form ausgebildet, dass er die Fläche des Kältemitteldurchgangs allmählich vergrößert. Der Diffusorabschnitt 14b funktioniert, um den Kältemittelstrom zu bremsen und den Druck des Kältemittels zu erhöhen, d.h. um die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergie umzuwandeln.
Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 14 der Ejektorpumpe 14 ausgeströmt ist, strömt in einen ersten Verdampfapparat 15. Der erste Verdampfapparat 15 ist zum Beispiel in einer Luftleitung einer Klimaeinheit (nicht dargestellt) in einem Fahrzeugraum eingebaut und dient dem Kühlen des Innern des Fahrzeugsraums.
Es folgt eine genauere Beschreibung. Luft zum Durchführen einer Klimatisierung des Fahrzeugraums wird durch ein elektrisches Gebläse (erstes Gebläse) 16 der Fahrzeugraum-Klimaeinheit zum ersten Verdampfapparat 15 geblasen. Das durch die Ejektorpumpe 15 im Druck verminderte Niederdruckkältemittel absorbiert Wärme aus der Fahrzeugraum-Klimaluft und wird am ersten Verdampfapparat 15 verdampft. Als Ergebnis wird die Fahrzeugraum-Klimaluft gekühlt und man erzielt die Kühlleistung. Das am ersten Verdampfapparat 15 verdampfte Dampfphasenkältemittel wird in den Kompressor 12 gesaugt und wird wieder im Kältemittelumlaufpfad 11 zirkuliert.
Ein Zweigkanal 17 ist in der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet. Dieser Zweigkanal 17 ist von dem Kältemittelumlaufpfad 11 zwischen dem Kühler 13 und der Ejektorpumpe 14 abgezweigt und ist mit dem Kältemittelumlaufpfad 11 an der Ansaugöffnung 14c der Ejektorpumpe 14 verbunden.
In diesem Zweigkanal 17 ist ein Drosselmechanismus 18 vorgesehen, der die Strömungsrate des Kältemittels einstellt und den Druck des Kältemittels reduziert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drosselmechanismus 18 aus einem Drosselmechanismus aufgebaut, der mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen ist. 2(a) und 2(b) sind schematische Schnittansichten von konkreten Beispielen dieses mit einer vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18. Der Drosselmechanismus 18 ist mit einem bewegbaren Plattenelement 18c versehen, in dem ein Drosselloch 18a, das eine feste Drossel bildet, und ein vollständig öffnendes Loch 18b zum vollständigen Öffnen des Zweigkanals 17 ausgebildet sind.
Das vollständig öffnende Loch 18b ist so konstruiert, dass es eine Querschnittsfläche gleich der Querschnittsfläche des Kanals (der Rohrleitung) des Zweigkanals 20 hat. So führt der Drosselmechanismus 18 die Funktion des vollständigen Öffnens des Zweigkanals 20 aus.
Dieses bewegbare Plattenelement 18c ist so angeordnet, dass es in der Querrichtung des Zweigkanals 17 (der Richtung senkrecht zur Richtung „a“ des Kältemittelstroms) bewegbar ist. Das bewegbare Plattenelement 18c wird durch einen elektrischen Stellantrieb 18d angetrieben, der aus einem Servomotor und dergleichen gebildet ist. 2(a) zeigt den Drosselmechanismus in einem Normalbetrieb, in dem das Drosselloch 18a als eine feste Drossel funktioniert. 2(b) zeigt einen Zustand in einem Entfrostungsbetrieb, in dem der Zweigkanal 17 durch das vollständig öffnende Loch 18b in einem vollständig offenen Zustand gehalten wird.
Der zweite Verdampfapparat 19 ist bezüglich des Kältemittelstroms stromab des Drosselmechanismus 18 angeordnet. Dieser zweite Verdampfapparat 19 ist zum Beispiel in einem in einem Fahrzeug montierten Kühlapparat (nicht dargestellt) installiert und dient dem Kühlen des Innern des Kühlapparats. Die Kühlkreisvorrichtung ist so konstruiert, dass die Luft im Kühlapparat durch ein elektrisches Gebläse (zweites Gebläse) 20 zum zweiten Verdampfapparat 19 geblasen wird.
Dieses Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass die elektromagnetische Drucksteuerung 12a des Verstellkompressors 12, das erste und das zweite Gebläse 16, 20, der Drosselmechanismus 18 und dergleichen durch ein Steuersignal von einer elektrischen Steuereinheit (nachfolgend als „ECU“ abgekürzt) 21 elektrisch gesteuert werden. Ein Temperatursensor 22 ist an einer vorbestimmten Position in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 angeordnet, und die Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 wird durch diesen Temperatursensor 22 erfasst. Messsignale von diesem Temperatursensor 22 werden der ECU 21 eingegeben.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des wie oben beschrieben aufgebauten Ausführungsbeispiels. Wenn der Kompressor 12 durch den Fahrzeugmotor angetrieben wird, wird das Kältemittel durch den Kompressor 12 komprimiert und in einen Hochtemperatur/Hochdruck-Zustand gebracht. Das Kältemittel strömt in den Kühler 13 und wird durch Außenluft gekühlt und kondensiert. Das aus dem Kühler 13 ausströmende flüssige Hochdruckkältemittel wird in einen Strom durch den Kältemittelumlaufpfad 11 und einen Strom durch den Zweigkanal 17 geteilt.
Im Normalbetrieb (wenn der zweite Verdampfapparat 19 nicht entfrostet werden muss) wird der Drosselmechanismus 18 im Zweigkanal 17 durch ein Steuersignal von der ECU 21 in einen Normalzustand gebracht, dargestellt in 2(a). Das Drosselloch 18a ist im Zweigkanal 17 positioniert. Aus diesem Grund funktioniert das Drosselloch 18a als eine feste Drossel, und somit wird das durch den Zweigkanal 17 gelangte Kältemittel durch den Drosselmechanismus 18 im Druck reduziert und in einen Niederdruckzustand gesetzt.
Dieses Niederdruckkältemittel absorbiert im zweiten Verdampfapparat 19 Wärme aus der durch das zweite Gebläse 20 geblasenen Luft im Kühlapparat und wird verdampft. Damit funktioniert der zweite Verdampfapparat 19 zum Kühlen des Innern des Kühlapparats.
Die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den ersten Zweigkanal 17 gelangt und in den zweiten Verdampfapparat 19 strömt, kann durch die Öffnung des Drossellochs 18a im Drosselmechanismus 18 eingestellt werden. Die Kühlleistung des zweiten Verdampfapparats 19 zum Kühlen des zu kühlenden Raums (grundsätzlich der Raum im Kühlapparat) kann durch Steuern. der Drehzahl (der Menge der geblasenen Luft) des zweiten Gebläses 20 durch die ECU 21 eingestellt werden.
Das Dampfphasenkältemittel, das aus dem zweiten Verdampfapparat 19 ausströmt, wird in die Ansaugöffnung 14c in der Ejektorpumpe 14 gesaugt. Der Kältemittelstrom durch den Kältemittelumlaufpfad 11 gelangt in die Ejektorpumpe 14 und wird durch den Düsenabschnitt 14a im Druck vermindert und ausgedehnt. Deshalb wird die Druckenergie des Kältemittels durch den Düsenabschnitt 14a in Geschwindigkeitsenergie umgewandelt, und das Kältemittel wird beschleunigt und aus dem Düsenstrahlloch ausgestoßen. Hierbei fällt der Druck in der Nähe des Düsenabschnitts, wodurch das am zweiten Verdampfapparat 19 verdampfte Dampfphasenkältemittel durch die Ansaugöffnung 14c eingesaugt wird.
Das aus dem Düsenabschnitt 14a ausgestoßene Kältemittel und das durch die Ansaugöffnung 14c angesaugte Kältemittel werden stromab des Düsenabschnitts 14a vermischt und strömen in den Diffusorabschnitt 14b. In diesem Diffusorabschnitt 14b wird die Geschwindigkeitsenergie (Expansionsenergie) des Kältemittels durch die Vergrößerung der Durchgangsfläche in Druckenergie umgewandelt. Deshalb wird der Druck des Kältemittels im Diffusorabschnitt 14b erhöht. Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 14b der Ejektorpumpe 14 ausströmt, strömt in den ersten Verdampfapparat 15.
Im ersten Verdampfapparat 15 absorbiert das Kältemittel Wärme aus der in den Fahrzeugraum geblasenen Klimaluft und wird verdampft. Das verdampfte Dampfphasenkältemittel wird in den Kompressor 12 gesaugt und dort komprimiert und wird wieder durch den Kältemittelumlaufpfad 11 zirkuliert. Die ECU 21 kann die Kältemittelausgabeleistung des Kompressors 12 durch Steuern der Verdrängung des Kompressors 12 steuern.
So wird die Menge des zum ersten Verdampfapparat 15 strömenden Kältemittels eingestellt, und ferner wird die Drehzahl (die Menge der geblasenen Luft) des ersten Gebläses 26 gesteuert. Folglich kann die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 15 zum Kühlen des zu kühlenden Raums, speziell des Fahrzeugraums, gesteuert werden.
Der Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats 15 ist ein Druck, der durch den Diffusorabschnitt 14b erhöht ist, und der Auslass des zweiten Verdampfapparats 19 ist mit der Ansaugöffnung 14c in der Ejektorpumpe 14 verbunden. Deshalb kann der niedrigste Druck, den man unmittelbar nach der Druckverminderung am Düsenabschnitt 14a erhält, am zweiten Verdampfapparat 19 ausgeübt werden.
Damit kann der Kältemittelverdampjungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des zweiten Verdampfapparats 19 niedriger als der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des ersten Verdampfapparats 15 gemacht werden. Deshalb kann durch den ersten Verdampfapparat 15 eine Kühlleistung in einem relativ hohen Temperaturbereich, geeignet zum Kühlen des Innern des Fahrzeugraums, erzielt werden. Gleichzeitig kann durch den zweiten Verdampfapparat 19 eine Kühlleistung in einem relativ niedrigen Temperaturbereich, geeignet zum Kühlen des Innern des Kühlapparats, erzielt werden.
Es gibt Fälle, in denen der zweite Verdampfapparat 19 unter Bedingungen betrieben wird, dass die Kältemittelverdampfungstemperatur 0°C oder weniger beträgt. Dies verursacht ein Problem einer Verschlechterung der Kühlleistung aufgrund eines Frosts (einer Frostbildung) am zweiten Verdampfapparat 19.
Deswegen ist dieses Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass ein Temperatursensor 22 in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 angeordnet ist, und basierend auf der durch diesen Temperatursensor 22 erfassten Temperatur wird durch die ECU 21 bestimmt, ob der zweite Verdampfapparat 19 vereist ist oder nicht. So wird der zweite Verdampfapparat 19 automatisch entfrostet.
Es folgt eine genauere Beschreibung. Wenn die Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19, erfasst durch den Temperatursensor 22, auf eine vorbestimmte Frostbestimmungstemperatur Ta oder niedriger fällt, bestimmt die ECU 21, dass der zweite Verdampfapparat 19 vereist ist. In diesem Fall gibt die ECU 21 ein Steuersignal an den elektrischen Stellantrieb 18d für den mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 aus. Der elektrische Stellantrieb 18d verschiebt das bewegbare Plattenelement 18c von der in 2(a) gezeigten Normalstellung zu der in 2(b) gezeigten Entfrostungsstellung.
Somit wird das vollständig öffnende Loch 18b im bewegbaren Plattenelement 18c mit der gesamten Querschnittsfläche des Zweigkanals 17 in Überdeckung gebracht, und der Zweigkanal 17 wird in einen vollständig offenen Zustand gebracht. Als Ergebnis kann das flüssige Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Auslass des Kühlers 13 durch den Zweigkanal 17 direkt zum zweiten Verdampfapparat 19 geleitet werden. So kann der Frost, der sich auf der Oberfläche des zweiten Verdampfapparats 19 gebildet hat, geschmolzen werden, und der Betrieb des Entfrostens des zweiten Verdampfapparats 19 kann durch einen sehr einfachen Aufbau durchgeführt werden.
Die Ausführung dieses Entfrostungsbetriebs erhöht die Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19. Wenn diese Temperatur auf eine Entfrostungsbestimmungstemperatur Tb, die um eine vorbestimmte Temperatur α höher als die Frostbestimmungstemperatur Ta ist (Tb = Ta + α), bestimmt die ECU 21, dass das Entfrosten abgeschlossen ist. In diesem Fall gibt die ECU 21 ein Steuersignal an den elektrischen Stellantrieb 18d für den mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 zur Rückkehr zur Normalstellung aus.
So führt der elektrische Stellantrieb 18d das bewegbare Plattenelement 18c von der in 2(b) gezeigten Entfrostungsstellung zu der in 2(a) gezeigten Normalstellung zurück. Aus diesem Grund funktioniert der Drosselmechanismus 18 als eine feste Drossel durch das Drosselloch 18a, und damit wird auch der zweite Verdampfapparat 19 zu einem Zustand zurückgeführt, in dem er die Kühlfunktion zeigt.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, und in der folgenden Beschreibung sind die gleichen Elemente wie im ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Ziffern versehen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Bypasskanal 23 ausgebildet, der den Kanal auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 und den Einlassabschnitt des zweiten Verdampfapparats 19 direkt verbindet. Ein Schließmechanismus 24 ist in diesem Bypasskanal 23 vorgesehen.
Insbesondere kann dieser Schließmechanismus 24 aus einem normalerweise geschlossenen elektromagnetischen Ventil gebildet sein, das nur geöffnet ist, wenn es stromführend ist.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wird der Schließmechanismus 24 im Normalbetrieb (wenn der zweite Verdampfapparat 19 nicht entfrostet werden muss) durch ein Steuersignal von der ECU 21 in einem Schließzustand gehalten. Aus diesem Grund gelangt im Normalbetrieb das Kältemittel nicht durch den Bypasskanal 23, und damit wird durch den Betrieb des Kompressors 12 der gleiche Kühlkreisbetrieb wie im ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Als Ergebnis kann durch den ersten Verdampfapparat 15 die Kühlleistung in einem relativ hohen Temperaturbereich, geeignet zum Kühlen des Innern des Fahrzeugsraums, erzielt werden. Gleichzeitig kann durch den zweiten Verdampfapparat 19 die Kühlleistung in einem relativ niedrigen Temperaturbereich, geeignet zum Kühlen des Innern des Kühlapparats, erzielt werden.
Wenn die durch den Temperatursensor 22 erfasste Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 auf eine vorbestimmte Frostbestimmungstemperatur Ta oder darunter fällt, bestimmt die ECU 21, dass der zweite Verdampfapparat 19 vereist ist. In diesem Fall gibt die ECU 21 ein Steuersignal an den Schließmechanismus 24 aus, um den Schließmechanismus 24 zu öffnen.
Als Ergebnis gelangt das Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 durch den Bypasskanal 23 und strömt in den zweiten Verdampfapparat 19. Deshalb kann der Reif, der sich auf der Oberfläche des zweiten Verdampfapparats 19 gebildet hat, geschmolzen werden, und der Betrieb des Entfrostens des zweiten Verdampfapparats 19 kann mit einem sehr einfachen Aufbau durchgeführt werden. Der Abschluss des Entfrostens kann durch die gleiche Prozedur wie im ersten Ausführungsbeispiel bestimmt werden, und der Schließmechanismus 24 wird zu einem Schließzustand zurückgeführt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel muss ein Drosselmechanismus 180 im Zweigkanal 17 nicht mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen sein. Deshalb kann er mittels einer gewöhnlichen festen Drossel oder variablen Drossel gebildet sein.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
4 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist. Im dritten Ausführungsbeispiel ist dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels ein zweiter Zweigkanal 25 hinzugefügt. Der zweite Zweigkanal 25 verbindet den Teil des Zweigkanals 17 auf der stromaufwärtigen Seite des mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 und einen Punkt zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und dem Kompressor 12.
Im zweiten Zweigkanal 25 ist ein Drosselmechanismus 26, der den Druck des Kältemittels reduziert, und ein bezüglich des Kältemittelstroms stromab des Drosselmechanismus 26 positionierter dritter Verdampfapparat 27 vorgesehen. Da der Drosselmechanismus 26 nicht mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen sein muss, kann er mittels einer gewöhnlichen festen Drossel oder variablen Drossel aufgebaut sein. Die Luft in dem zu kühlenden Raum wird durch ein elektrisches Gebläse (drittes Gebläse) 28 zum dritten Verdampfapparat 27 geblasen. Der Betrieb dieses dritten Gebläses 28 wird ebenfalls durch die ECU 21 gesteuert.
Im dritten Ausführungsbeispiel ist die stromabwärtige Seite des dritten Verdampfapparats 27 mit der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfapparats 15 verhakt und dann mit der Ansaugseite des Kompressors 12 verbunden. Deshalb sind die Kältemittelverdampfungsdrücke des ersten und des dritten Verdampfapparats 15, 27 im Wesentlichen gleich dem Einlassdruck des Kompressors 12. Demgemäß sind die Kältemittelverdampfungstemperaturen des ersten und des dritten Verdampfapparats 15, 27 identisch zueinander, und damit zeigen der erste und der dritte Verdampfapparat 15, 27 die Kühlfunktionen im gleichen Temperaturbereich.
Auch im dritten Ausführungsbeispiel ist die Kältemittelverdampfungstemperatur des zweiten Verdampfapparats 19 niedriger als die Kältemittelverdampfungstemperatur des ersten und des dritten Verdampfapparats 15, 27. Jedoch kann der zweite Verdampfapparat 19 wie im ersten Ausführungsbeispiel entfrostet werden, indem der mit der vollständig öffnenden Funktion versehene Drosselmechanismus 18 in einen vollständig offenen Zustand gebracht wird.
Ein konkretes Beispiel der durch die ersten bis dritten Verdampfapparate 15, 19, 27 zu kühlenden Räume im dritten Ausführungsbeispiel kann im folgenden Fall gezeigt werden: Der Vordersitzbereich in einem Fahrzeugraum wird. mit dem ersten Verdampfapparat 15 gekühlt; der Rücksitzbereich im Fahrgastraum wird mit dem dritten Verdampfapparat 27 gekühlt; und das Innere eines Kühlapparats wird mit dem zweiten Verdampfapparat 19 gekühlt.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels (3) ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Im vierten Ausführungsbeispiel ist an der Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels ein zweiter Zweigkanal 25 so hinzugefügt, dass er einen Teil des Zweigkanals 17, der stromauf des Drosselmechanismus 180 positioniert ist, und einen Teil zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und dem Kompressor 12 verbindet. Der Drosselmechanismus 26 und der dritte Verdampfapparat 27 sind im zweiten Zweigkanal 25 angeordnet. Der Drosselmechanismus 26 und der dritte Verdampfapparat 27 sind identisch zu jenen im dritten Ausführungsbeispiel.
In dem wie oben aufgebauten vierten Ausführungsbeispiel kann der zweite Verdampfapparat 19 unter Verwendung des Bypasskanals 23 und des Schließmechanismus 24 wie im zweiten Ausführungsbeispiel entfrostet werden. Weiter kann die Kühlleistung des dritten Verdampfapparats 27 wie im dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
6 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Im fünften Ausführungsbeispiel ist dem stromauf des ersten Verdampfapparats 15 angeordneten Bereich ein spezieller Drosselmechanismus 30 hinzugefügt, sodass die Ejektorpumpe 14 parallel zum Drosselmechanismus 30 angeordnet ist. Verschiedene Gegenstände können für den Drosselmechanismus 30 benutzt werden. Zum Beispiel ist ein Temperaturexpansionsventil geeignet, das den Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 auf einen vorbestimmten Wert steuert.
Der mit der vollständig öffnenden Funktion versehene Drosselmechanismus 18 ist stromauf des zweiten Verdampfapparats 19 angeordnet. Wenn der zweite Verdampfapparat 19 ein Entfrosten erfordert, wird der Drosselmechanismus 18 vollständig geöffnet, um die Funktion des Entfrostens des zweiten Verdampfapparats 19 durchzuführen. Dies ist gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Es folgt eine Beschreibung der Merkmale des fünften Ausführungsbeispiels im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel. In jedem der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele sind die Ejektorpumpe 14 und der erste Verdampfapparat 15 in Reihe miteinander verbunden. Deshalb. führt die Ejektorpumpe 14 die Funktion des Regulierens der Kältemittelströmungsrate des ersten Verdampfapparats 15 aus und führt weiter die Funktion einer Pumpe zum Erzeugen einer Kältemitteldruckdifferenz zwischen dem ersten Verdampfapparat 15 und dem zweiten Verdampfapparat 19 aus.
Bei der Konstruktion der Ejektorpumpe 14 müssen deshalb sowohl die Spezifikationsanforderungen für die Kältemittelströmungsratenregulierungsfunktion als auch für die Pumpenfunktion erfüllt werden. Um die Funktion des Regulierens der Kältemittelströmungsrate des ersten Verdampfapparats 15 zu gewährleisten, hängt die Konstruktion der Ejektorpumpe unvermeidbar vom ersten Verdampfapparat 15 ab. Als Ergebnis entsteht ein Problem. Es ist schwierig, die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit hoher Genauigkeit zu betreiben.
Deswegen ergreift das fünfte Ausführungsbeispiel eine Maßnahme, wie sie in 6 veranschaulicht ist. Der spezielle Drosselmechanismus 30 ist stromauf des ersten Verdampfapparats 15 angeordnet, sodass die Ejektorpumpe 14 nicht für die Funktion des Regulierens der Kältemittelströmungsrate des ersten Verdampfapparats 15 verantwortlich sein muss. Aus diesem Grund kann die Ejektorpumpe 14 auf die Pumpenfunktion zum Erzeugen einer Kältemitteldruckdifferenz zwischen dem ersten Verdampfapparat und dem zweiten Verdampfapparat 19 spezialisiert sein.
So kann die Form der Ejektorpumpe 14 optimal so konstruiert werden, dass eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Verdampfapparat 15, 19 erzeugt wird. Mit anderen Worten kann sie optimal so konstruiert werden, dass die Strömungsrate des durch die Ejektorpumpe 14 strömenden Kältemittels zu einer vorbestimmten Strömungsrate wird. Als Ergebnis kann die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung mit einer hohen Effizienz betrieben werden, selbst wenn Betriebsbedingungen des Kreises (Drehzahl des Kompressors, Umgebungstemperatur, Temperatur des zu kühlenden Raums, usw.) über einen weiten Bereich schwanken.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels (3) ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Wie das zweite Ausführungsbeispiel hat das sechste Ausführungsbeispiel einen Kreisaufbau mit dem Bypasskanal 23 und dem Schließmechanismus 24 für den Entfrostungsbetrieb des zweiten Verdampfapparats 19. Ferner ist ein spezieller Drosselmechanismus 30 dem Bereich stromauf des ersten Verdampfapparats 15 hinzugefügt, und die Ejektorpumpe ist parallel zu diesem Drosselmechanismus 30 verbunden.
Dieser Aufbau, bei dem der Drosselmechanismus (30) und die Ejektorpumpe 14 parallel geschaltet sind, ist gleich dem fünften Ausführungsbeispiel (6). Deshalb kann das sechste Ausführungsbeispiel die Funktion und Wirkung erzeugen, die durch eine Kombination des zweiten Ausführungsbeispiels und des fünften Ausführungsbeispiels erzeugt würden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
8 zeigt das siebte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels (4) ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Wie das dritte Ausführungsbeispiel hat das siebte Ausführungsbeispiel einen Kreisaufbau, bei dem ein mit einer vollständig öffnenden Funktion versehener Drosselmechanismus 18 zum Entfrostungsbetrieb stromauf des zweiten Verdampfapparats 19 angeordnet ist; gleichzeitig sind der Drosselmechanismus 26 und der dritte Verdampfapparat 27 vorgesehen. Weiter ist ein spezieller Drosselmechanismus 30 dem Bereich stromauf des ersten Verdampfapparats 15 hinzugefügt, und die Ejektorpumpe 14 ist parallel zu diesem Drosselmechanismus 30 geschaltet.
Diese Parallelschaltung der Ejektorpumpe 14 ist gleich dem fünften Ausführungsbeispiel (6). Deshalb kann das siebte Ausführungsbeispiel die Funktion und Wirkung erzeugen, die durch eine Kombination des dritten und des fünften Ausführungsbeispiels erzeugt werden würden.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
9 zeigt das achte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels (5) ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Wie das vierte Ausführungsbeispiel hat das achte Ausführungsbeispiel einen Kreisaufbau, bei dem der Bypasskanal 23 und der Schließmechanismus 24 für den Entfrostungsbetrieb des zweiten Verdampfapparats 19 vorgesehen sind. Gleichzeitig sind der Drosselmechanismus 26 und der dritte Verdampfapparat 27 vorgesehen. Ferner ist ein spezieller Drosselmechanismus dem Bereich stromauf des ersten Verdampfapparats 15 hinzugefügt, und die Ejektorpumpe 14 ist parallel zu diesem Drosselmechanismus 30 verbunden.
Diese Parallelschaltung der Ejektorpumpe 14 ist gleich dem fünften Ausführungsbeispiel (6). Deshalb kann das achte Ausführungsbeispiel die Funktion und Wirkung erzeugen, die durch eine Kombination des vierten Ausführungsbeispiels und des fünften Ausführungsbeispiels erzeugt werden würden.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
10 zeigt das neunte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Im neunten Ausführungsbeispiel ist an dem Kreisaufbau des ersten Ausführungsbeispiels ein Schließmechanismus 31 in dem Teil des Kältemittelumlaufpfades 11 stromauf der Ejektorpumpe 14 zusätzlich vorgesehen. Insbesondere kann dieser Schließmechanismus 31 aus einem normalerweise offenen, elektromagnetischen Ventil gebildet sein, das nur schließt, wenn es stromführend ist.
Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel wird der Schließmechanismus 31 im Normalbetrieb (wenn der zweite Verdampfapparat 19 nicht entfrostet werden muss) durch ein Steuersignal von der ECU 21 in einem vollständig offenen Zustand gehalten. Deshalb führt die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 die gleiche Funktion wie im ersten Ausführungsbeispiel durch.
Wenn durch die ECU 21 basierend auf der durch den Temperatursensor 22 erfassten Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 bestimmt wird, dass der zweite Verdampfapparat 19 vereist ist, findet Folgendes statt: Die ECU 21 gibt ein Steuersignal an den Schließmechanismus 31 aus, um den Schließmechanismus 31 in einen (vollständig geschlossenen) Schließzustand zu bringen. Gleichzeitig gibt die ECU 21 ein Steuersignal an den mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 aus, um den Drosselmechanismus 18 in einen vollständig offenen Zustand zu bringen.
Während dieses Entfrostungsbetriebs ist der Kältemittelumlaufpfad 11 durch den Schließmechanismus 31 in einen Schließzustand gebracht. Deshalb gelangt das gesamte Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Auslass des Kühlers 13 durch den Drosselmechanismus 18 und strömt in den zweiten Verdampfapparat 19. Als Ergebnis kann die Entfrostungsleistung im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel verbessert werden, und ein Entfrosten des zweiten Verdampfapparats 19 kann in einer kurzen Zeit abgeschlossen werden.
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
11 zeigt das zehnte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels (3) ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Im zehnten Ausführungsbeispiel ist an dem Kreisaufbau des zweiten Ausführungsbeispiels ein Schließmechanismus 31 in dem Teil des Kältemittelumlaufpfades 11 stromauf der Ejektorpumpe 14 zusätzlich vorgesehen. Insbesondere kann dieser Schließmechanismus 31 aus einem normalerweise offenen, elektromagnetischen Ventil gebildet sein, das nur geschlossen wird, wenn es stromführend ist.
Gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel wird der Schließmechanismus 31 im Normalbetrieb (wenn der zweite Verdampfapparat 19 nicht entfrostet werden muss) durch ein Steuersignal von der ECU 21 in einem vollständig offenen Zustand gehalten. Deshalb führt die Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 den gleichen Betrieb wie im zweiten Ausführungsbeispiel durch.
Wenn durch die ECU 21 basierend auf der durch den Temperatursensor 22 erfassten Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 bestimmt wird, dass der zweite Verdampfapparat 19 vereist ist, findet Folgendes statt: Die ECU 21 gibt ein Steuersignal an den Schließmechanismus 31 aus, um den Schließmechanismus 31 in einen (vollständig geschlossenen) Schließzustand zu bringen. Gleichzeitig gibt die ECU 21 ein Steuersignal an den Schließmechanismus 24 im Bypasskanal 23 aus, um den Schließmechanismus 24 in einen vollständig offenen Zustand zu bringen.
Während dieses Entfrostungsbetriebs ist der Kältemittelumlaufpfad 11 durch den Schließmechanismus 31 in einen Schließzustand gebracht. Deshalb ist die Menge des Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittels auf der Ausgabeseite des Kompressors 12, das durch den Bypasskanal 23 gelangt und in den zweiten Verdampfapparat 19 strömt, erhöht. Als Ergebnis kann die Entfrostungsleistung im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel verbessert werden, und ein Entfrosten des zweiten Verdampfapparats 19 kann in einer kurzen Zeit abgeschlossen werden.
(Elftes Ausführungsbeispiel)
12 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des zehnten Ausführungsbeispiels (11) ist. Es folgt eine genauere Beschreibung. Im elften Ausführungsbeispiel ist ein Schließmechanismus 32 entsprechend dem Schließmechanismus 31 im zehnten Ausführungsbeispiel stromauf des Kühlers 13 vorgesehen. Insbesondere kann dieser Schließmechanismus 32 ebenfalls aus einem normalerweise offenen, elektromagnetischen Ventil aufgebaut sein, wie der Schließmechanismus 31 im neunten und zehnten Ausführungsbeispiel.
Im elften Ausführungsbeispiel gibt die ECU 21, wenn durch die ECU 21 basierend auf der Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 bestimmt wird, dass der zweite Verdampfapparat 19 vereist ist, ein Steuersignal an den Schließmechanismus 32 aus, um den Schließmechanismus 32 in einen (vollständig geschlossenen) Schließzustand zu bringen. Gleichzeitig gibt die ECU 21 ein Steuersignal an den Schließmechanismus 24 im Bypasskanal 23 aus, um den Schließmechanismus 24 in einen vollständig offenen Zustand zu bringen.
Während dieses Entfrostungsbetriebs ist der Durchgang stromauf des Kühlers 13 durch den Schließmechanismus 32 in einen Schließzustand gebracht. Deshalb gelangt das gesamte Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 durch den Bypasskanal 23 und strömt in den zweiten Verdampfapparat 19. Damit kann die Entfrostungsleistung weiter als im zehnten Ausführungsbeispiel verbessert werden.
Im elften Ausführungsbeispiel können die zwei Schließmechanismen 24, 32 aus einem Kanalschaltmechanismus des Dreiwegeventiltyps gebildet sein.
(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
13 zeigt das zwölfte Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist. Insbesondere benutzt das zwölfte Ausführungsbeispiel anstelle des mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus im ersten Ausführungsbeispiel einen aus einer gewöhnlichen festen Drossel oder variablen Drossel aufgebauten Drosselmechanismus 180, der nicht mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen ist.
Ein Bypasskanal 33 ist parallel zu diesem Drosselmechanismus 180 vorgesehen, und ein Schließmechanismus 34 ist in dem Bypasskanal 33 vorgesehen. Insbesondere kann dieser Schließmechanismus 34 aus einem normalerweise geschlossenen, elektromagnetischen Ventil gebildet sein, das nur geöffnet wird, wenn es stromführend ist.
Gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel ist der Schließmechanismus 34 im Normalbetrieb (wenn der zweite Verdampfapparat 19 nicht entfrostet werden muss) durch ein Steuersignal von der ECU 21 in einem (vollständig geschlossenen) Schließzustand gehalten. Deshalb wird die Menge des in den zweiten Verdampfapparat 19 strömenden Kältemittels durch den Drosselmechanismus 180 reguliert.
Wenn der zweite Verdampfapparat 19 als vereist bestimmt wird (im Entfrostungsbetrieb), wird der Schließmechanismus 34 durch ein Steuersignal von der ECU 21 geschaltet, um zu einem vollständig offenen Zustand überzugehen. Somit gelangt das flüssige Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Auslass des Kühlers 13 im Entfrostungsbetrieb durch den Bypasskanal 33 und strömt in den zweiten Verdampfapparat. Als Ergebnis kann der zweite Verdampfapparat 19 entfrostet werden.
Bis zu diesem Punkt wurde das zwölfte Ausführungsbeispiel als eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Idee des zwölften Ausführungsbeispiels kann analog in anderen Ausführungsbeispielen als dem ersten Ausführungsbeispiel (dem dritten, dem fünften, dem siebten und dem neunten Ausführungsbeispiel) mit dem mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 verwendet werden. Der Entfrostungsbetrieb kann durchgeführt werden, indem der gewöhnliche Drosselmechanismus 180 ohne die vollständig öffnende Funktion, der Bypasskanal 33 und der Schließmechanismus 34 anstelle des mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 vorgesehen werden.
(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
Alle der ersten bis zwölften Ausführungsbeispiele sind so aufgebaut, dass der Zweigkanal 17, der an der Auslassseite des Kühlers 13 abgezweigt und mit der Ansaugöffnung 14c der Ejektorpumpe 14 verbunden ist, ausgebildet ist und die Drosselmechanismen 80, 180 und der zweite Verdampfapparat 19 in diesem Zweigkanal 17 angeordnet sind. Im dreizehnten Ausführungsbeispiel ist der zweite Verdampfapparat 19 unterschiedlich zu dem in jedem der obigen Ausführungsbeispiele angeordnet.
Es folgt eine genauere Beschreibung. Im dreizehnten Ausführungsbeispiel ist eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 zwischen der Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats 15 und der Ansaugseite des Kompressors 12 angeordnet, wie in 14 dargestellt. Die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 trennt das Kältemittel am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 in Dampf und Flüssigkeit und speichert das Flüssigphasenkältemittel darin. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass das durch die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 getrennte Dampfphasenkältemittel zur Ansaugseite des Kompressors 12 ausgeleitet wird und das durch die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 getrennte Flüssigphasenkältemittel zu einem Zweigkanal 36 ausgeleitet wird.
Dieser Zweigkanal 36 ist ein Kanal, der den Flüssigkältemittelauslass in der Nähe des Bodens der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 und die Ansaugöffnung 14c der Ejektorpumpe 14 verbindet. Der Drosselmechanismus 118 ist an der stromaufwärtigen Seite des Zweigkanals 36 vorgesehen, und der zweite Verdampfapparat 19 ist stromab des Drosselmechanismus 180 angeordnet. Der Drosselmechanismus 180 ist aus einer gewöhnlichen festen Drossel oder variablen Drossel aufgebaut, die nicht mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen ist.
Das stromabwärtige Ende eines Bypasskanals 23, der den Schließmechanismus 24 enthält, ist mit dem Zweigkanal 36 zwischen dem Drosselmechanismus 180 und dem zweiten Verdampfapparat 19 verbunden.
Auch im Kreisaufbau des dreizehnten Ausführungsbeispiels ist der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des zweiten Verdampfapparats 19 niedriger als der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des ersten Verdampfapparats 15. Deshalb kann durch den ersten Verdampfapparat 15 die Kühlfunktion in einem Hochtemperaturbereich durchgeführt werden, und durch den zweiten Verdampfapparat 19 kann die Kühlfunktion in einem Niedertemperaturbereich durchgeführt werden.
Wenn der zweite Verdampfapparat 19 als vereist bestimmt wird, wird der Schließmechanismus 24 im Bypasskanal 23 durch ein Steuersignal von der ECU 21 geöffnet. Als Ergebnis gelangt das Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 durch den Bypasskanal 23 und strömt durch den Bypasskanal 23 in den zweiten Verdampfapparat 19. Deshalb kann der zweite Verdampfapparat 19 entfrostet werden.
(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
15 zeigt ein vierzehntes Ausführungsbeispiel, das durch Hinzufügen einer Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 zum ersten Ausführungsbeispiel von 1 gebildet ist. Diese Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 ist mit der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfapparats 15 verbunden und trennt das Kältemittel am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 in Dampf und Flüssigkeit. Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 speichert das Flüssigphasenkältemittel darin und lässt das Dampfphasenkältemittel zur Ansaugseite des Kompressors 12 aus.
In der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 des vierzehnten Ausführungsbeispiels bilden der ersten Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 19 eine Kühleinheit 37 für einen Kühlapparat. Die Kühleinheit 37 kühlt einen gemeinsamen zu kühlenden Raum (insbesondere den Innenraum eines in einem Fahrzeug eingebauten Kühlapparats) auf eine niedrige Temperatur von 0°C oder weniger.
Es folgt eine genauere Beschreibung. Der erste Verdampfapparat 15 ist auf der stromaufwärtigen Seite des durch ein elektrisches Gebläse 16 geblasenen Luftstroms angeordnet, und der zweite Verdampfapparat 19 ist bezüglich des Luftstroms auf der stromabwärtigen Seite des ersten Verdampfapparats 15 angeordnet. So wird die Kühlluft, die durch den zweiten Verdampfapparat 19 gelangt ist, zu dem zu kühlenden Raum (Kühlapparat-Innenraum) ausgeblasen. Der erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 19 können durch Löten oder dergleichen integral konstruiert sein.
Im vierzehnten Ausführungsbeispiel wird der gemeinsame zu kühlende Raum (Kühlapparat-Innenraum) durch den ersten Verdampfapparat 15 und den zweiten Verdampfapparat 19 auf eine niedrige Temperatur von 0°C oder weniger gekühlt. Deshalb muss der Entfrostungsbetrieb sowohl für den ersten Verdampfapparat 15 als auch für den zweiten Verdampfapparat 19 durchgeführt werden.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des vierzehnten Ausführungsbeispiels. 16 fasst die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im vierzehnten Ausführungsbeispiel zusammen. Im Normalbetrieb sind der Kompressor 12, der elektrische Kühllüfter 13a für den Kühler 13 und das elektrische Gebläse 16 für die Kühleinheit 37 in Betriebszustände gebracht. Der mit der vollständig öffnenden Funktion versehene Drosselmechanismus 18 wird zu einem vorbestimmten Drosselzustand gesteuert.
Somit wird in der Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung 10 die durch das elektrische Gebläse 16 geblasene Luft durch die Wärmeabsorptionswirkung aufgrund der Verdampfung des Kältemittels am ersten Verdampfapparat 15 und zweiten Verdampfapparat 19 gekühlt. Der durch die Kühleinheit 37 zu kühlende Raum kann dadurch gekühlt werden. Das heißt, der gewöhnliche Kühlbetrieb kann durchgeführt werden.
Wenn die durch den Temperatursensor 22 erfasste Temperatur unter eine Frostbestimmungstemperatur fällt, bestimmt die Steuereinheit 21, dass der erste und der zweite Verdampfapparat 15, 19 vereist sind. In diesem Fall führt die Kühlkreisvorrichtung 10 einen Entfrostungsbetriebsmodus durch. Das heißt, die Steuereinheit 21 steuert den mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 so, um ihn in einen vollständig offenen Zustand zu bringen. Gleichzeitig kommen der Kompressor 12 und das elektrische Gebläse 16 für die Verdampfapparate in abgeschaltete Zustände. Das vierzehnte Ausführungsbeispiel verwendet als Kompressor 12 einen Verstellkompressor, der mit einer elektromagnetischen Drucksteuerung 12a versehen ist, die einen Verdrängungssteuermechanismus bildet. Deshalb ist der abgeschaltete Zustand des Kompressors 12 ein Zustand, in dem sein Ausgabevolumen durch die elektromagnetische Drucksteuerung 12a auf sein minimales Volumen nahe 0% reduziert ist.
Wenn der Kompressors 12 ein Kompressor mit fester Verdrängung ist, der mit einer elektromagnetischen Kupplung versehen ist, kann die elektromagnetische Kupplung getrennt werden, um den Kompressor 12 in einen abgeschalteten Zustand zu bringen. Während des Entfrostungsbetriebs kann der Kühllüfter 13a für den Kühler in einem abgeschalteten Zustand oder in einem Betriebszustand sein.
Im Entfrostungsbetrieb ist der Drosselmechanismus 18 vollständig geöffnet, und das flüssige Hochtemperaturkältemittel auf der Auslassseite des Kühlers 13 strömt direkt in den zweiten Verdampfapparat 19. Weiter gelangt das flüssige Kältemittel mittlerer Temperatur, das Wärme am zweiten Verdampfapparat 19 abgestrahlt hat und um ein vorbestimmtes Maß in der Temperatur gesenkt wurde, durch die Kältemittelansaugöffnung 14c der Ejektorpumpe 14 und strömt in den ersten Verdampfapparat 15. So strömt das flüssige Hochtemperaturkältemittel auf der Auslassseite des Kühlers 13 vom zweiten Verdampfapparat 19 zum ersten Verdampfapparat 15 und entfrostet gleichzeitig den zweiten Verdampfapparat 19 und den ersten Verdampfapparat 15.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das flüssige Hochtemperaturkältemittel auf der Seite des Kühlers 13, das vorhanden ist, wenn der Kompressor 12 in Betrieb ist, verwendet, um vorübergehend den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15, 19 zu entfrosten. Aus diesem Grund wird der Kompressor 12 im Entfrostungsbetrieb abgeschaltet gehalten. Das heißt, in Fällen, in denen der erste und der zweite Verdampfapparat 15, 19 von kleiner Größe sind und die erforderliche Kühlleistung gering ist, können der erste und der zweite Verdampfapparat 15, 19 durch Einleiten des flüssigen Hochtemperaturkältemittels auf der Seite des Kühlers 13, das vorhanden ist, wenn der Kompressor 12 in Betrieb ist, in den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15, 19 entfrostet werden.
Selbst wenn das flüssige Kältemittel während des Entfrostungsbetriebs aus dem Auslass des zweiten Verdampfapparats 19 ausströmt, kann dieses flüssige Kältemittel in der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 gespeichert werden. Deshalb kann verhindert werden, dass das flüssige Kältemittel zum Kompressor 12 zurückkehrt.
(Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
17 zeigt ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel, das durch Hinzufügen eines stromauf der Ejektorpumpe 14 angeordneten Schließmechanismus 31 und eines an der Auslassseite der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 angeordneten Drosselmechanismus 38 zu dem Kreisaufbau des vierzehnten Ausführungsbeispiels gebildet ist. Der Schließmechanismus 31 kann gleich dem unter Bezug auf 10 und dergleichen beschriebenen sein.
Der Drosselmechanismus 38 ist mit der Funktion des vollständigen Öffnens des Durchgangs auf der Auslassseite der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 (d.h. des Durchgangs auf der Ansaugseite des Kompressors) versehen. Der Drosselmechanismus 38 kann identisch zu dem Drosselmechanismus 18 aufgebaut sein. Jedoch wird der Drosselmechanismus 38 durch die Steuereinheit 21 so gesteuert, dass er im Normalbetrieb in einen vollständig offenen Zustand gebracht wird und im Entfrostungsbetrieb auf eine vorbestimmte Drosselöffnung gesetzt wird.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des fünfzehnten Ausführungsbeispiels. 18 fasst die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im fünfzehnten Ausführungsbeispiel zusammen. Im Normalbetrieb sind der Kompressor 12, der elektrische Kühllüfter 13a, für den Kühler 13 und das elektrische Gebläse 16 für die Kühleinheit 37 in einen Betriebszustand gebracht. Der mit der vollständig öffnenden Funktion versehene Drosselmechanismus 18 wird auf eine vorbestimmte Drosselöffnung gesteuert, der mit der vollständig öffnenden Funktion versehene Drosselmechanismus 38 wird auf einen vollständig offenen Zustand gesteuert, und der Schließmechanismus 31 wird auf einen vollständig offenen Zustand gesteuert.
So wird das Niederdruckkältemittel, das durch die Ejektorpumpe 14 gelangte und im Druck vermindert wurde, am ersten Verdampfapparat 15 verdampft. Gleichzeitig wird das Niederdruckkältemittel, das durch den Drosselmechanismus 18 gelangte und im Druck vermindert wurde, am zweiten Verdampfapparat 19 verdampft. Deshalb wird die durch das elektrische Gebläse 16 geblasene Luft durch die Kühl-(Wärmeabsorptions-) Wirkung des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 19 gekühlt, und somit kann der durch die Kühleinheit 37 zu kühlende Raum gekühlt werden. Das heißt, der reguläre Kühlbetrieb kann durchgeführt werden.
Wenn die durch den Temperatursensor 22 erfasste Temperatur unter eine Frostbestimmungstemperatur fällt, steuert die Steuereinheit 21 verschiedene Vorrichtungen wie nachfolgend beschrieben, um einen Entfrostungsbetrieb durchzuführen.
Während der Kompressor 12 in einem Betriebszustand gehalten wird, werden der Kühllüfter 13a für einen Kühler und das elektrische Gebläse 16 für die Verdampfapparate in einen abgeschalteten Zustand gebracht. Gleichzeitig wird der Drosselmechanismus 18 zu einem vollständig offenen Zustand gesteuert, der Drosselmechanismus 38 wird auf eine vorbestimmte Drosselöffnung gesteuert, und der Schließmechanismus 31 wird zu einem vollständig geschlossenen Zustand gesteuert.
Wenn der Kühllüfter 13a für den Kühler seinen Betrieb stoppt, wird die Wärmeabstrahlung vom Kältemittel am Kühler 13 im Wesentlichen gestoppt. Als Ergebnis gelangt das Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 durch den Kühler 13 in einer Dampfphase bei hoher Temperatur und hohem Druck. Weiter strömt das gesamte Hochdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel durch den Zweigkanal 17, da der Schließmechanismus 31 vollständig geschlossen ist. Das Hochdruck/ Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel gelangt durch den Drosselmechanismus 18 in einen vollständig offenen Zustand und strömt direkt in den zweiten Verdampfapparat 19.
Das Hochdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel strahlt am zweiten Verdampfapparat 19 Wärme ab und seine Temperatur sinkt um ein vorbestimmtes Maß. Als Ergebnis gelangt ein Mitteltemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel durch die Kältemittelansaugöffnung 14c der Ejektorpumpe 14 und strömt in den ersten Verdampfapparat 15. So strömt das Hochdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel vom zweiten Verdampfapparat 19 zum ersten Verdampfapparat 15 und entfrostet gleichzeitig den zweiten Verdampfapparat 19 und den ersten Verdampfapparat 15.
Das Hochdruckkältemittel, das aus dem ersten Verdampfapparat 15 ausströmt, wird in der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 in Dampf und Flüssigkeit getrennt. Das Hochdruck-Dampfphasenkältemittel, das aus der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 ausströmt, wird durch den Drosselmechanismus 38 auf einen vorbestimmten Niederdruck im Druck vermindert und als Niedertemperatur/Niederdruck-Dampfphasenkältemittel in den Kompressor 12 gesaugt.
Selbst wenn das Hochdruck-Dampfphasenkältemittel am ersten Verdampfapparat 15 kondensiert und das resultierende Kältemittel aus dem Auslass des ersten Verdampfapparats 15 während des Entfrostungsbetriebs ausströmt, entsteht kein Problem. Dieses flüssige Kältemittel kann in der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 gespeichert werden.
19 ist ein Mollier-Diagramm, das das Verhalten des Kreises des fünfzehnten Ausführungsbeispiels im Entfrostungsbetrieb zeigt. Der zweite Verdampfapparat 19 und der erste Verdampfapparat 15 werden in dieser Reihenfolge durch das Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 entfrostet. Danach wird das Hochdruck-Dampfphasenkältemittel durch den Drosselmechanismus 38 auf einen vorbestimmten Niederdruck im Druck vermindert und in den Kompressor 12 gesaugt.
(Sechzehntes Ausführungsbeispiel)
20 zeigt das sechzehnte Ausführungsbeispiel, das derart konstruiert ist, dass eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 in dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel hinzugefügt ist und ein mit einer vollständig öffnenden Funktion versehener Drosselmechanismus 39 der Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 19 hinzugefügt ist. Dieser Drosselmechanismus 39 kann von der gleichen Konstruktion wie der Drosselmechanismus 18 sein. Jedoch wird der Drosselmechanismus 39 durch die Steuereinheit 21 so gesteuert, dass er im Normalbetrieb in einen vollständig offenen Zustand gebracht wird und im Entfrostungs- und Kühlbetrieb auf eine vorbestimmte Drosselöffnung gesetzt wird.
Das sechzehnte Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass der erste Verdampfapparat 15 für eine Klimatisierung des Innern eines Fahrzeugsraums vorgesehen ist und der zweite Verdampfapparat 19 zum Kühlen des Innern eines im Fahrzeug montierten Kühlapparats vorgesehen ist. Der erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 19 kühlen jeweils die von den verschiedenen elektrischen Gebläsen 16, 20 geblasene Luft.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des sechzehnten Ausführungsbeispiels. 21 fasst verschiedene Vorrichtungen im sechzehnten Ausführungsbeispiel zusammen. Im Normalbetrieb werden der Kompressor 12, der elektrische Kühllüfter 13a für den Kühler 13 und die elektrischen Gebläse 16, 20 in einen Betriebszustand gebracht. Der Drosselmechanismus 18 auf der Einlassseite des zweiten Verdampfapparats 19 wird auf eine vorbestimmt Drosselöffnung gesteuert, und der Drosselmechanismus 39 auf der Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 19 wird dagegen auf einen vollständig offenen Zustand gesteuert.
Damit wird das Niederdruckkältemittel, das durch die Ejektorpumpe 14 gelangte und im Druck vermindert wurde, am ersten Verdampfapparat 15 verdampft. Als Ergebnis wird die durch das elektrische Gebläse 16 geblasene Luft durch die Kühl- (Wärmeabsorptions-) Wirkung des ersten Verdampfapparats 15 gekühlt, und das Innere des Fahrzeugraums wird dadurch gekühlt. Gleichzeitig wird das Niederdruckkältemittel, das durch den Drosselmechanismus gelangte und im Druck verminderte wurde, am zweiten Verdampfapparat 19 verdampft. Als Ergebnis wird die durch das elektrische Gebläse 20 geblasene Luft durch die Kühl- (Wärmeabsorptions-) Leistung des zweiten Verdampfapparats 19 gekühlt, und das Innere des Kühlapparats wird dadurch gekühlt. Mit dem oben beschriebenen Aufbau können das Innere des Fahrzeugsraums und das Innere des Kühlapparats im Normalbetrieb gleichzeitig gekühlt werden.
Wenn die durch den Temperatursensor 22 erfasste Temperatur unter eine Frostbestimmungstemperatur fällt, steuert die Steuereinheit 21 verschiedene Vorrichtungen wie nachfolgend beschrieben, um einen Entfrostungs- und Kühlbetrieb auszuführen.
Im Entfrostungs- und Kühlbetrieb wird, während der Kompressor 12, der Kühllüfter 13a für einen Kühler und das elektrische Gebläse 16 für einen ersten Verdampfapparat in einem Betriebszustand gehalten werden, das elektrische Gebläse 20 für einen zweiten Verdampfapparat in einen abgeschalteten Zustand gebracht. Gleichzeitig wird der Drosselmechanismus 18 auf der Einlassseite des zweiten Verdampfapparats 19 auf einen vollständig offenen Zustand gesteuert, und der Drosselmechanismus 39 auf der Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 19 wird dagegen auf eine vorbestimmte Drosselöffnung gesteuert.
So strömt das Flüssigphasenkältemittel auf der Auslassseite des Kühlers 13 in den zweiten Verdampfapparat 19 mit hoher Temperatur und hohem Druck, um den zweiten Verdampfapparat 19 zu entfrosten. Das Hochdruckkältemittel strahlt Wärme am zweiten Verdampfapparat 19 ab und wird daher zu einem Mitteltemperatur/ Hochdruck-Kältemittel. Dieses Hochdruck-Kältemittel gelangt durch den zweiten Verdampfapparat 19 und wird dann durch den Drosselmechanismus 39 im Druck vermindert und wird zu einem Niedertemperatur/Niederdruck-Kältemittel in zwei Phasen (d.h. Dampfphase und Flüssigphase).
Dieses Niederdruckkältemittel gelangt durch die Kältemittelansaugöffnung 14c der Ejektorpumpe 14 und strömt in den ersten Verdampfapparat 15. Das ansaugseitige Niederdruckkältemittel aus der Kältemittelansaugöffnung 14c und das Niederdruckkältemittel, das durch den Düsenabschnitt 14a der Ejektorpumpe 14 gelangte, verbinden miteinander und strömen in den ersten Verdampfapparat 15. Als Ergebnis kann die Kühl- (Wärmeabsorptions-) Leistung des ersten Verdampfapparats 15 erzielt werden.
Gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel kann deshalb die Kühlfunktion am ersten Verdampfapparat 15 gleichzeitig wie der Entfrostungsbetrieb des zweiten Verdampfapparats 19 durchgeführt werden. 22 ist ein Mollier-Diagramm des Verhaltens des Kreises des sechzehnten Ausführungsbeispiels in einem Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus.
(Siebzehntes Ausführungsbeispiel)
Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel (17) ist so aufgebaut, dass das Hochdruck/ Hochtemperatur-Kältemittel benutzt wird, um den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15, 19 zu entfrosten, wie in 19 dargestellt. Das siebzehnte Ausführungsbeispiel (23) ist so aufgebaut, dass das Niederdruck/Hochtemperatur-Kältemittel benutzt wird, um den ersten und den zweiten Verdampfapparat 15, 19 zu entfrosten, wie in 26 dargestellt.
Im siebzehnten Ausführungsbeispiel ist folglich ein variabler Drosselmechanismus 181 ohne eine vollständig öffnende Funktion am Eingangsabschnitt des zweiten Verdampfapparats 19 vorgesehen. 24 zeigt ein konkretes Beispiel dieses variablen Drosselmechanismus 181. Der variable Drosselmechanismus 181 hat ein erstes Drosselloch 181a, das von einer kleinen Drosselöffnung ist, und ein zweites Drosselloch 181b, das von einer größeren Drosselöffnung als das erste Drosselloch 181a ist. Das erste Drosselloch 181a und das zweite Drosselloch 181b sind parallel in einem bewegbaren Plattenelement 181c ausgebildet.
Dieses bewegbare Plattenelement 181c ist so angeordnet, dass es in der Querrichtung des Zweigkanals 17 (der Richtung senkrecht zur Richtung „a“ des Kältemittelstroms) bewegbar ist. Das bewegbare Plattenelement 181c wird durch einen elektrischen Stellantrieb 181d angetrieben, der aus einem Servomotor und dergleichen aufgebaut ist.
Im Normalbetrieb wird das bewegbare Plattenelement 181c zu der in 24a dargestellten Stellung bewegt, in der das erste Drosselloch 181a im Zweigkanal 17 positioniert ist. Im Entfrostungsbetrieb wird das bewegbare Plattenelement 181c zu der in 24b dargestellten Position bewegt, in der das zweite Drosselloch 181b im Zweigkanal 17 positioniert ist.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des siebzehnten Ausführungsbeispiels. 25 fasst die Betriebsweisen verschiedener Vorrichtungen im siebzehnten Ausführungsbeispiel zusammen. Im Normalbetrieb werden der Kompressor 12, der Kühllüfter 13a für den Kühler und das Gebläse 16 für die Verdampfapparate betrieben, und der Schließmechanismus 31 wird in einen vollständig offenen Zustand gebracht.
In dem variablen Drosselmechanismus 181 wird der elektrische Stellantrieb 181d durch die ECU 21 gesteuert. Das bewegbare Plattenelement 181c wird dadurch zu der in 24(a) dargestellten Position bewegt, sodass das erste Drosselloch 181a in dem Zweigkanal 17 positioniert wird.
Im Normalbetrieb wird als Ergebnis durch das erste Drosselloch 181a der kleine Drosselöffnungszustand eingestellt. Das durch das erste Drosselloch 181a im Druck verminderte Niederdruckkältemittel strömt in den zweiten Verdampfapparat 19, und die Kühl- (Wärmeabsorptions-) Leistung des zweiten Verdampfapparats 19 wird erzielt.
Das Hochdruckkältemittel strömt durch den Schließmechanismus 31 in einem vollständig offenen Zustand in die Ejektorpumpe 14 und wird durch den Düsenabschnitt 14a im Druck vermindert. Das durch den Düsenabschnitt 14a im Druck verminderte Niederdruckkältemittel und das Niederdruckkältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat 19 gelangte und in die Kältemittelansaugöffnung 14c gesaugt wurde, strömen zusammen in den ersten Verdampfapparat 15. Die Kühl- (Wärmeabsorptions-) Wirkung des ersten Verdampfapparats 15 wird dadurch gezeigt.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die durch das elektrische Gebläse 16 geblasene Luft durch eine Kombination der Kühl- (Wärmeabsorptions-) Wirkung des ersten und des zweiten Verdampfapparats 15, 19 gekühlt werden, und der durch die Kühleinheit 37 zu kühlende Raum kann dadurch gekühlt werden. Das heißt, der reguläre Kühlbetrieb wird durchgeführt.
Wenn die durch den Temperatursensor 22 erfasste Temperatur unter eine Frostbestimmungstemperatur fällt, steuert die Steuereinheit 21 verschiedene Vorrichtungen wie oben beschrieben, um den Entfrostungsbetrieb auszuführen.
Im Entfrostungsbetrieb wird der Kompressor 12 in einem Betriebszustand gehalten, der Kühllüfter 13a für den Kühler und das Gebläse 16 für die Verdampfapparate werden abgeschaltet, und der Schließmechanismus 31 wird in einen vollständig geschlossenen Zustand gebracht. Im variablen Drosselmechanismus 181 wird der elektrische Stellantrieb 181d durch die ECU 21 gesteuert. Das bewegbare Plattenelement 181c wird dadurch zu der in 24(b) gezeigten Stellung bewegt, sodass das zweite Drosselloch 181b im Zweigkanal 17 positioniert wird. Damit wird durch das zweite Drosselloch 181b der große Drosselöffnungszustand eingestellt.
Im Entfrostungsbetrieb wird der Kühler-Kühllüfter 13a abgeschaltet, und damit wird die Wärmeabstrahlung vom Kältemittel am Kühler 13 im Wesentlichen gestoppt. Als Ergebnis gelangt das Kältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 durch den Kühler 13 in der Dampfphase bei hoher Temperatur und hohem Druck. Dann strömt dieses Kältemittel vom Kühler 13 zur Einlassseite des variablen Drosselmechanismus 181. Da der Schließmechanismus 31 im Entfrostungsbetrieb in einen vollständig geschlossenen Zustand gebracht ist, strömt das gesamte Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 in den variablen Drosselmechanismus 181.
Im variablen Drosselmechanismus 181 wird durch das zweite Drosselloch 181b, das von einer größeren Drosselöffnung als das erste Drosselloch 181a ist, eine Druckverminderungswirkung ausgeübt. Das Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel wird durch diese Druckverminderungswirkung des zweiten Drossellochs 181b in ein Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel gewandelt. Das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel strömt zuerst in den zweiten Verdampfapparat 19, um den zweiten Verdampfapparat 19 zu entfrosten.
Das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel gelangt durch den zweiten Verdampfapparat 19 und die Ejektorpumpe 14 und strömt dann in den ersten Verdampfapparat 15, um den ersten Verdampfapparat 15 zu entfrosten. Das Kältemittel, das durch den ersten Verdampfapparat 15 gelangte, wird in der Dampf/ Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 in Dampf und Flüssigkeit getrennt. Das Dampfphasenkältemittel in der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 wird in den Kompressor 12 gesaugt und wieder komprimiert.
26 ist ein Mollier-Diagramm, das das Verhalten des Kreises des siebzehnten Ausführungsbeispiels im Entfrostungsbetrieb zeigt. Im siebzehnten Ausführungsbeispiel wird der Schließmechanismus 31 vollständig geschlossen, und das gesamte Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel wird dadurch an dem variablen Drosselmechanismus 181 im Druck vermindert. Danach strömt das Kältemittel in den zweiten Verdampfapparat 19. Das Kältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat 19 gelangte, wird in den ersten Verdampfapparat 15 geleitet. So können der zweite Verdampfapparat 19 und der erste Verdampfapparat 15 mittels des Niederdruck/Hochtemperatur-Kältemittels effektiv entfrostet werden.
Der variable Drosselmechanismus 181 reduziert im Normalbetrieb den Druck des am Kühler 13 kondensierten Flüssigphasenkältemittels. Der variable Drosselmechanismus 181 verringert im Entfrostungsbetrieb den Druck des Dampfphasenkältemittels auf der Ausgabeseite des Kompressors 12. Das Dampfphasenkältemittel ist von deutlich geringerer Dichte als das Flüssigphasenkältemittel. Deshalb ist die Drosselöffnung des variablen Drosselmechanismus 181 im Entfrostungsbetrieb größer als im Normalbetrieb gemacht, um so die Strömungsrate des im Kreis umlaufenden Kältemittels im Entfrostungsbetrieb zu gewährleisten.
Für den Schließmechanismus 31 verwendet das siebzehnte Ausführungsbeispiel einen Mechanismus eines Ein/Aus-Ventiltyps, das vollständig geöffnet und vollständig geschlossen wird. Stattdessen kann für den Schließmechanismus 31 ein Ventilbetätigungsmechanismus eines Strömungsregeltyps, der die Durchgangsfläche stufenlos einstellen kann, verwendet werden. So wird das Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel im Entfrostungsbetrieb mit einer vorbestimmten Strömungsrate in die Ejektorpumpe 14 geleitet. Die Strömungsrate des Kältemittels zur Ejektorpumpe 14 kann im Normalbetrieb durch einen Schließmechanismus 31 eines Strömungsregeltyps reguliert werden. Der Schließmechanismus 31 kann als ein Ventilbetätigungsmechanismus eines Strömungsregeltyps ähnlich den Schließmechanismen in anderen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein.
(Achtzehntes Ausführungsbeispiel)
27 zeigt ein achtzehntes Ausführungsbeispiel, bei dem der Schließmechanismus 31 des siebzehnten Ausführungsbeispiels (23) entfernt ist und der stromaufwärtige Abschnitt der Ejektorpumpe 14 direkt mit dem Auslassabschnitt des Kühlers 13 verbunden ist. Die anderen Teile des achtzehnten Ausführungsbeispiels sind gleich denen des siebzehnten Ausführungsbeispiels. Im achtzehnten Ausführungsbeispiel ist deshalb nur das Öffnen/Schließen des Schließmechanismus 31 vom Kreisaufbau in 25 weggelassen. Die übrigen Vorrichtungen werden zwischen dem Normalbetrieb und dem Entfrostungsbetrieb wie in 25 dargestellt geschaltet.
Im Entfrostungsbetrieb des achtzehnten Ausführungsbeispiels wird von dem Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel, das durch den Kühler 13 gelangte, ein vorbestimmter Anteil des Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittels durch den variablen Drosselmechanismus 181 im Druck vermindert. Es wird dadurch in eine Dampfphase mit niedrigem Druck und hoher Temperatur gebracht, und dieses Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel strömt in den zweiten Verdampfapparat 19, um den zweiten Verdampfapparat 19 zu entfrosten.
Gleichzeitig strömt das übrige Hochtemperatur/Hochdruck-Dampfphasenkältemittel, das durch den Kühler 13 gelangte, in die Ejektorpumpe 14 und wird dort im Druck vermindert. Deshalb wird das Kältemittel aus dem Kühler 13 zu einem Niederdruck/ Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel. Dieses Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel und das Niederdruck/Dampfphasenkältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat 19 gelangte, vereinen sich miteinander in der Ejektorpumpe 14. Das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel aus der Ejektorpumpe 14 strömt in den ersten Verdampfapparat 15, um den ersten Verdampfapparat 15 zu entfrosten.
Im achtzehnten Ausführungsbeispiel strömt das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel, das durch die Ejektorpumpe 14 gelangte und im Druck vermindert wurde, direkt in den ersten Verdampfapparat 15. Deshalb kann die Temperatur (die Wärmemenge) des Dampfphasenkältemittels, das in den ersten Verdampfapparat 15 strömt, erhöht werden, um die Entfrostungsleistung des ersten Verdampfapparats 15 im Vergleich zum siebzehnten Ausführungsbeispiel zu verbessern.
(Neunzehntes Ausführungsbeispiel)
28 zeigt ein neunzehntes Ausführungsbeispiel, das durch Hinzufügen eines Bypasskanals 40, der den Kühler 13 umgeht; eines im Bypasskanal 40 platzierten Schließmechanismus 41; und eines am Auslassabschnitt des Kühlers 13 platzierten Schließmechanismus 42 zu dem Kreisaufbau des siebzehnten Ausführungsbeispiels (23) aufgebaut. Der Schließmechanismus 41 und der Schließmechanismus 42 sind parallel zueinander angeordnet.
29 zeigt die verschiedenen Vorrichtungen, die im neunzehnten Ausführungsbeispiel zwischen Normalbetrieb und Entfrostungsbetrieb geschaltet werden. Im Normalbetrieb des neunzehnten Ausführungsbeispiels sind der Schließmechanismus 31 und der Schließmechanismus 42 in einen vollständig offenen Zustand gebracht, und der Schließmechanismus 41 ist in einen vollständig geschlossenen Zustand gebracht, um den Bypasskanal 40 zu sperren. So wird der Normalbetrieb in der gleichen Weise wie im siebzehnten Ausführungsbeispiel durchgeführt.
Im Entfrostungsbetrieb werden der Schließmechanismus 31 und der Schließmechanismus 42 in einen vollständig geschlossenen Zustand gebracht, und der Schließmechanismus 41 wird in einen vollständig offenen Zustand gebracht, um den Bypasskanal 40 zu öffnen. Das vom Kompressor 12 ausgegebene Hochdruck/ Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel strömt durch den Bypasskanal 40 unter Umgehung des Kühlers 13.
Das gesamte ausgegebene Dampfphasenkältemittel mit hohem Druck und hoher Temperatur, das den Kühler 13 umgeht, wird durch den variablen Drosselmechanismus 181 im Druck vermindert und wird in das Niederdruck/ Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel gewandelt. Dieses Niederdruck/ Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel strömt vom zweiten Verdampfapparat 19 durch die Ejektorpumpe 14 zum ersten Verdampfapparat 15, um so den zweiten Verdampfapparat 19 und den ersten Verdampfapparat 15 zu entfrosten.
Im Entfrostungsbetrieb des neunzehnten Ausführungsbeispiels wird der Kühler-Kühllüfter 13a in einem Betriebszustand gehalten, während der Schließmechanismus 42 am Auslassabschnitt des Kühlers 13 vollständig geschlossen ist. Deshalb kann ein Teil des vom Kompressor ausgegebenen Dampfphasenkältemittels im Kühler 13 durch Außenluft gekühlt und kondensiert werden, und dadurch kann das Flüssigphasenkältemittel im Kühler 13 gespeichert werden. Demgemäß kann die Menge des in der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 während des Entfrostungsbetriebs gespeicherten Flüssigphasenkältemittels verringert werden, und deshalb kann die Kapazität des Behälters der Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 reduziert werden.
(Zwanzigstes Ausführungsbeispiel)
30 zeigt das zwanzigste Ausführungsbeispiel, das durch Entfernen des Schließmechanismus 31 vom neunzehnten Ausführungsbeispiel (28) gebildet ist. Deshalb ist der Kreisaufbau des zwanzigsten Ausführungsbeispiels darin gleich jenem des achtzehnten Ausführungsbeispiels (27), dass der Schließmechanismus 31 entfernt ist. Aus diesem Grund kann das zwanzigste Ausführungsbeispiel die Wirkung und den Effekt erzeugen, die durch eine Kombination des achtzehnten Ausführungsbeispiels und des neunzehnten Ausführungsbeispiels erzeugt werden würden.
(Einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
31 zeigt das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel, das einen Kreisaufbau hat, bei dem drei oder mehr Verdampfapparate kombiniert sind. Das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel basiert auf dem Kreisaufbau des siebzehnten Ausführungsbeispiels (23) und hat einen hinzugefügten zweiten Zweigkanal 25. Dieser zweite Zweigkanal 25 ist ähnlich jenem im dritten Ausführungsbeispiel (4). Der zweite Zweigkanal 25 ist vom ersten Zweigkanal 17 stromauf des variablen Drosselmechanismus 181 abgezweigt und ist mit der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 verbunden.
Ein variabler Drosselmechanismus 182 ist im zweiten Zweigkanal 25 an der stromaufwärtigen Seite vorgesehen, und ein dritter Verdampfapparat 27 ist stromab des Drosselmechanismus 182 vorgesehen. Wie der in 24 dargestellte variable Drosselmechanismus 181 ist der variable Drosselmechanismus 182 so konstruiert, dass ein erstes Drosselloch von kleiner Drosselöffnung und ein zweites Drosselloch von größerer Drosselöffnung als das erste Drosselloch parallel in einem bewegbaren Plattenelement ausgebildet sind.
Somit ist der variable Drosselmechanismus 182 so aufgebaut, dass im Normalbetrieb der kleine Drosselöffnungszustand durch das erste Drosselloch eingestellt ist und im Entfrostungsbetrieb der große Drosselöffnungszustand durch das zweite Drosselloch eingestellt ist.
Der dritte Verdampfapparat 27 bildet zusammen mit einem elektrischen Gebläse 28 eine unabhängige Kühleinheit 43. Das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass der Innenraum (zu kühlende Raum) in einem ersten Kühlapparat durch die erste Kühleinheit 37 auf eine niedrige Temperatur von 0°C oder weniger gekühlt wird und der Innenraum (zu kühlende Raum) in einem zweiten Kühlapparat durch die zweite Kühleinheit 43 auf eine niedrige Temperatur von 0°C oder weniger gekühlt wird.
Die Auslassseite des dritten Verdampfapparats 27 ist mit der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 verbunden. Deshalb ist der Kältemittelverdampfungsdruck (die Kältemittelverdampfungstemperatur) des dritten Verdampfapparats 27 gleich jener des ersten Verdampfapparats 15 gemacht. Folglich ist die Kühltemperatur der zweiten Kühleinheit 43 höher als die Kühltemperatur der ersten Kühleinheit 37.
Die zweite Kühleinheit 43 ist so aufgebaut, dass sie die durch das elektrische Gebläse 28 geblasene Luft durch den dritten Verdampfapparat 27 kühlt und die Kühlluft in den zu kühlenden Raum bläst. Da die Kühltemperatur der zweiten Kühleinheit 43 ebenfalls nur 0°C oder weniger beträgt, ist es erforderlich, auch den dritten Verdampfapparat 27 zu entfrosten.
Ein Temperatursensor 22a ist in der Nähe des dritten Verdampfapparats 27 eingebaut. Die Temperatur des Bereichs in der Nähe des dritten Verdampfapparats 27 wird mit dem Temperatursensor 22a erfasst, und sein Messsignal wird der ECU 21 eingegeben. Die ECU 21 gibt basierend auf den erfassten Temperaturen vom Temperatursensor 22 für die erste Kühleinheit 37 und vom Temperatursensor 22a für die zweite Kühleinheit 43 einen Entfrostungsbetriebsbefehl aus.
32 zeigt die verschiedenen Vorrichtungen, die im einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel zwischen Normalbetrieb und Entfrostungsbetrieb geschaltet werden. Im Entfrostungsbetrieb gelangt das Dampfphasenkältemittel auf der Ausgabeseite des Kompressors 12 durch den Kühler 13 in einen Hochtemperatur/ Hochdruck-Zustand. Es wird durch die variablen Drosselmechanismen 181, 182 im Druck vermindert und in das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel umgewandelt. Das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel im ersten Zweigkanal 17 strömt vom zweiten Verdampfapparat 19 zum ersten Verdampfapparat 15, um beide Verdampfapparate 19, 15 zu entfrosten. Gleichzeitig strömt das Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel im zweiten Zweigkanal 25 in den dritten Verdampfapparat 27, um den dritten Verdampfapparat 27 zu entfrosten.
Im einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel ist ein Schließmechanismus 31 stromauf der Ejektorpumpe 14 vorgesehen, und dieser Schließmechanismus 31 wird im Entfrostungsbetrieb vollständig geschlossen. Stattdessen kann dieser Schließmechanismus 31 auch entfallen. Das heißt, das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel kann durch Kombinieren des zweiten Zweigkanals 25 einschließlich des variablen Drosselmechanismus 182 und des dritten Verdampfapparats 27 mit dem Kreisaufbau des achtzehnten Ausführungsbeispiels (27) aufgebaut werden.
(Zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
33 zeigt das zweiundzwanzigste Ausführungsbeispiel, das durch Kombinieren eines zweiten Zweigkanals 25, der einen variablen Drosselmechanismus 182 und einen dritten Verdampfapparat 27 enthält, mit dem Kreisaufbau des neunzehnten Ausführungsbeispiels (28) aufgebaut ist.
In dem in 33 gezeigten Beispiel ist ein Schließmechanismus 31 stromauf der Ejektorpumpe 14 vorgesehen, und der Schließmechanismus 31 ist im Entfrostungsbetrieb vollständig geschlossen. Dieser Schließmechanismus kann wie im zwanzigsten Ausführungsbeispiel (30) entfallen.
(Dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
34 zeigt das dreiundzwanzigste Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel wendet einen Kreisaufbau an, bei dem wie im fünften Ausführungsbeispiel (6) ein spezieller Drosselmechanismus 30 dem stromaufwärtigen Abschnitt des ersten Verdampfapparats 15 hinzugefügt und die Ejektorpumpe 14 parallel zum Drosselmechanismus 30 angeordnet ist. Im dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel sind die Kühleinheit 37, der Schließmechanismus 31 und der variable Drosselmechanismus 181 des siebzehnten Ausführungsbeispiels (23) mit dem oben beschriebenen Kreisaufbau, in dem eine Ejektorpumpe parallel zum Drosselmechanismus 30 angeordnet ist, kombiniert.
Die verschiedenen Vorrichtungen werden im dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel wie im siebzehnten Ausführungsbeispiel zwischen dem Normalbetrieb und dem Entfrostungsbetrieb geschaltet. Die Betriebsweisen der Vorrichtungen werden geschaltet, wie in 25 dargestellt.
In dem in 34 dargestellten Beispiel ist der Schließmechanismus 31 stromauf der Ejektorpumpe 14 vorgesehen, und der Schließmechanismus 31 wird im Entfrostungsbetrieb vollständig geschlossen. Stattdessen kann dieser Schließmechanismus 31 auch weggelassen werden.
(Vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
35 zeigt das vierundzwanzigste Ausführungsbeispiel, das durch Anwenden eines Kreisaufbaus gebildet ist, bei dem eine Ejektorpumpe parallel zum Drosselmechanismus 30 in dem Kreisaufbau des neunzehnten Ausführungsbeispiels ( 28) angeordnet ist. Die verschiedenen Vorrichtungen werden im vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel ähnlich dem neunzehnten Ausführungsbeispiel zwischen Normalbetrieb und Entfrostungsbetrieb geschaltet. Die Betriebsweisen der Vorrichtungen können geschaltet werden, wie in 29 dargestellt.
Auch im vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel kann der Schließmechanismus auf der stromaufwärtigen Seite der Ejektorpumpe 14 entfernt werden.
(Fünfundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
36 zeigt das fünfundzwanzigste Ausführungsbeispiel, das durch Anwenden eines Kreisaufbaus gebildet ist, bei dem im Kreisaufbau des einundzwanzigsten Ausführungsbeispiels (31) eine Ejektorpumpe parallel zum Drosselmechanismus 30 angeordnet ist. Auch im fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel kann der Schließmechanismus 31 auf der stromaufwärtigen Seite der Ejektorpumpe 14 weggelassen werden.
(Sechsundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
37 zeigt das sechsundzwanzigste Ausführungsbeispiel, das durch Anwenden eines Kreisaufbaus gebildet ist, bei dem im Kreisaufbau des zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiels (33) eine Ejektorpumpe parallel zum Drosselmechanismus 30 angeordnet ist. Auch im sechsundzwanzigsten Ausführungsbeispiel kann der Schließmechanismus 31 auf der stromaufwärtigen Seite der Ejektorpumpe 14 weggelassen werden.
(Weitere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene Modifikationen können daran vorgenommen werden, wie nachfolgend beschrieben.
(1) In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten Verdampfapparats 19 oder des dritten Verdampfapparats 27 mittels des Temperatursensors 22, 22a erfasst, und der Entfrostungsbetrieb wird automatisch durchgeführt. Dies ist nur ein Beispiel. Verschiedene Modifikationen können an der automatischen Steuerung des Entfrostungsbetriebs durchgeführt werden. Es werden Beispiele genommen. Statt der Temperatur der Luft in der Nähe des zweiten oder des dritten Verdampfapparats 19, 27 kann auch die Oberflächentemperatur des zweiten oder des dritten Verdampfapparats 19, 27 unter Verwendung des Temperatursensors 22, 22a erfasst werden, um den Entfrostungsbetrieb automatisch zu steuern.
Ein Kältemitteltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Kältemittels kann in einem Kältemittelkanal in der Nähe des zweiten oder des dritten Verdampfapparats 19, 27 vorgesehen sein. Somit wird der Entfrostungsbetrieb automatisch basierend auf der Temperatur des Kältemittels in der Nähe des zweiten oder des dritten Verdampfapparats 19, 27 gesteuert.
Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Temperatur des Kältemittels in der Nähe zum zweiten und zum dritten Verdampfapparat 19, 27 und dem Druck des Kältemittels. Deshalb kann ein Kältemitteldrucksensor zum Erfassen des Drucks des Kältemittels in der Nähe des zweiten oder des dritten Verdampfapparats 19, 27 vorgesehen werden. So wird der Entfrostungsbetrieb basierend auf dem Druck des Kältemittels in der Nähe des zweiten oder des dritten Verdampfapparats 19, 27 automatisch gesteuert.
Die Temperatursensoren 22, 22a und die Kältemitteldrucksensoren, wie oben genannt, können auch weggelassen werden. Stattdessen kann der Entfrostungsbetrieb auch nur für eine vorbestimmte Zeit in vorbestimmten Zeitabständen entsprechend der Timerfunktion der ECU 21 automatisch durchgeführt werden, nachdem der Kreis gestartet ist.
(2) Als Drosselmechanismus 18, der mit der vollständig öffnenden Funktion versehen ist, zeigt 2 einen, der so aufgebaut ist, dass das bewegbare Plattenelement 18c das eine feste Drossel bildende Drosselloch 18a und das vollständig öffnende Loch 18b zum vollständigen Öffnen des Zweigkanals 17 darin ausgebildet hat; und das bewegbare Plattenelement 18c durch den elektrischen Stellantrieb 18d angetrieben wird. Alternativ kann für den mit der vollständig öffnenden Funktion versehenen Drosselmechanismus 18 auch ein elektrisches Expansionsventil verwendet werden, bei dem die Ventilelementöffnung durch einen elektrischen Stellantrieb wie beispielsweise einen Servomotor stufenlos verändert wird.
(3) Als variablen Drosselmechanismus 181 zeigen 24(a) und 24(b) ein konkretes Beispiel, bei dem das bewegbare Plattenelement 181c das erste Drosselloch 181a von kleiner Drosselöffnung und das zweite Drosselloch 181b von größerer Drosselöffnung als das erste Drosselloch 181a hat, die parallel darin ausgebildet sind; und das bewegbare Plattenelement 181c durch den elektrischen Stellantrieb 181d angetrieben wird. Alternativ kann für den variablen Drosselmechanismus 181 ein Ventilbetätigungsmechanismus verwendet werden, bei dem die Drosselöffnung stufenlos eingestellt werden kann.
(4) Die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels und dergleichen nimmt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine Klimaanlage und einen Kühlapparat für ein Fahrzeug angewendet ist. Der erste Verdampfapparat 15, in dem die Kältemittelverdampfungstemperatur höher ist, und der zweite Verdampfapparat 19, in dem die Kältemittelverdampfungstemperatur niedriger ist, können jedoch beide auch zum Kühlen des Innern eines Kühlapparats verwendet werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann so aufgebaut sein, dass der Kühlraum eines Kühlapparats mit dem ersten Verdampfapparat 15 gekühlt wird, in dem die Kältemittelverdampfungstemperatur höher ist; und der Gefrierraum im Kühlapparat mit dem zweiten Verdampfapparat 19 gekühlt wird, in dem die Kältemittelverdampfungstemperatur niedriger ist.
(5) Die Beschreibung des vierzehnten Ausführungsbeispiels (15) und dergleichen nimmt ein Beispiel, bei dem eine Kühleinheit 37 aus dem ersten Verdampfapparat 15 und dem zweiten Verdampfapparat 19 aufgebaut ist und das Innere eines Kühlapparats mit dieser Kühleinheit 37 gekühlt wird. Der erste Verdampfapparat 15 und der zweite Verdampfapparat 19 können jedoch auch in verschiedenen Kühlapparaten angeordnet werden, um mittels des ersten Verdampfapparats 15 und des zweiten Verdampfapparats 19 verschiedene Kühlapparate zu kühlen.
(6) Die Beschreibung des vierzehnten Ausführungsbeispiels (15) und dergleichen nimmt ein Beispiel, bei dem die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 auf der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 15 angeordnet ist. Eine Dampf/ Flüssigkeit-Trennvorrichtung (Flüssigkeitsauffanggefäß) kann auch auf der Auslassseite des Kühlers 13 angeordnet werden. In diesem Fall wird im Normalbetrieb die Strömungsrate des Kältemittels des Kreises so gesteuert, dass das Kältemittel am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 einen vorbestimmten Überhitzungsgrad besitzt. So wird im Normalbetrieb die auf der Auslassseite des Kühlers 13 angeordnete Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 als ein Durchgang für überhitztes gasförmiges Kältemittel benutzt. Deshalb funktioniert die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 nur im Entfrostungsbetrieb zum Trennen des Kältemittels in Dampf und Flüssigkeit und zum Speichern des Flüssigphasenkältemittels.
(7) Obwohl in der obigen Beschreibung der Ausführungsbeispiele nicht spezifiziert, kann jede Art von Kältemittel benutzt werden, sofern es auf einen Dampfkompressions-Kühlkreis anwendbar ist. Solche Kältemittel enthalten Fluorkohlenstoff-Kältemittel, HC-Alternativen für Chlorfluorkohlenstoff und Kohlendioxide (CO₂).
Der hier genannte Chlorfluorkohlenstoff ist die allgemeine Bezeichnung für organische Verbindungen, bestehend aus Kohlenstoff, Fluor, Chlor und Wasserstoff, und es wird allgemein als Kältemittel verwendet. Fluorkohlenstoff-Kältemittel enthalten HCFC- (Hydrochlorfluorkohlenstoff)- Kältemittel, HFC- (Hydrofluorkohlenstoff)- Kältemittel und dergleichen. Da diese Kältemittel nicht die Ozonschicht zerstören, werden sie Alternativen für Chlorfluorkohlenstoff genannt.
HC- (Kohlenwasserstoff)- Kältemittel beziehen sich auf Kältemittelsubstanzen, die Wasserstoff und Kohlenstoff enthalten und in der Natur vorkommen. HC-Kältemittel enthalten R600a (Isobutan), R290 (Propan) und dergleichen.
(8) Alle der oben beschriebenen ersten bis zwölften Ausführungsbeispiele sind Beispiele von Konstruktionen, bei denen eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung nicht benutzt wird. Jedoch kann ein Flüssigkeitsauffanggefäß, das das Kältemittel in Dampf und Flüssigkeit trennt und nur das flüssige Kältemittel zur stromabwärtigen Seite ausströmen lässt, stromab des Kühlers 13 angeordnet werden. Die in den dreizehnten und folgenden Ausführungsbeispielen vorgesehene Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 35 kann in den ersten bis zwölften Ausführungsbeispielen auf der Ansaugseite des Kompressors 12 angeordnet werden. In diesem Fall wird der Kompressor 12 veranlasst, nur das Dampfphasenkältemittel anzusaugen.
(9) Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind so aufgebaut, dass ein Kompressor mit variabler Verdrängung als Kompressor 12 verwendet wird; die Verdrängung dieses Verstellkompressors 12 durch die ECU 21 gesteuert wird; und die Kältemittelausgabekapazität des Kompressors 12 dadurch gesteuert wird. Jedoch kann auch ein Kompressor mit fester Verdrängung als Kompressor 12 verwendet werden. In diesem Fall wird der Betrieb des Kompressors mit fester Verdrängung 12 unter Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung ein/aus gesteuert, und das Verhältnis des Ein-Betriebs zum Aus-Betrieb des Kompressors 12 wird dadurch gesteuert, sodass die Kältemittelausgabekapazität des Kompressors 12 gesteuert wird.
Wenn ein durch einen Elektromotor angetriebener Kompressor als Kompressor 12 benutzt wird, kann die Kältemittelausgabekapazität durch Steuern der Drehzahl des durch den Elektromotor angetriebenen Kompressors 12 gesteuert werden.
(10) In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann eine Ejektorpumpe mit variabler Strömungsrate als Ejektorpumpe 14 verwendet werden. Die Ejektorpumpe mit variabler Strömungsrate ist so aufgebaut, dass sie den Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des ersten Verdampfapparats 15 oder dergleichen erfasst und die Kältemitteldurchgangsquerschnittsfläche der Düse 14a, d.h. die Strömungsrate der Ejektorpumpe 14 einstellt. So kann der Druck des aus der Düse 14a ausgestoßenen Kältemittels (die Strömungsrate des angesaugten Dampfphasenkältemittels) gesteuert werden.
(11) In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird jeder Verdampfapparat als ein Innenwärmetauscher verwendet, der ein nutzerseitiger Wärmetauscher ist. Die Konstruktionen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind auf Kreise anwendbar, in denen jeder oben genannte Verdampfapparat als ein Außenwärmetauscher verwendet wird, der als ein nicht-nutzerseitiger Wärmetauscher oder ein wärmequellenseitiger Wärmetauscher zu bezeichnen ist. Zum Beispiel sind die Konstruktionen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auch auf Kreise anwendbar, die als Wärmepumpen benutzt werden. In solchen Kühlkreisen zum Heizen wird jeder Verdampfapparat als ein Außenwärmetauscher benutzt und ein Kondensator wird als ein Innenwärmetauscher benutzt. Ferner wird in Kühlkreisen zum Zuführen heißen Wassers Wasser mit einem Kondensator geheizt.

Claims

Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einem ersten Verdampfapparat (15) mit einer Kältemittelausströmseite, die mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einem ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet; einer ersten Drosseleinrichtung (18), die im ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; und einem zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (18) angeordnet ist, wobei die Kühlkreisvorrichtung derart gebildet ist, dass ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15) ist; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drosseleinrichtung (18) mit einer vollständig öffnenden Funktion versehen ist und den ersten Zweigkanal (17) vollständig öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird; und dass ein Schließmechanismus (31) vorgesehen ist, der eine Durchgangsfläche stromauf der Ejektorpumpe (14) schließt, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einem ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einem ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet; einer ersten Drosseleinrichtung (180), die im ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; einem zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (180) angeordnet ist; einem Bypasskanal (23), der das vom Kompressor (12) ausgegebene Hochdruckkältemittel direkt in den zweiten Verdampfapparat (19) leitet; und einem Schließmechanismus (24), der im Bypasskanal (23) vorgesehen ist, wobei die Kühlkreisvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15) ist, und dass der Schließmechanismus (24) so aufgebaut ist, dass er normalerweise geschlossen ist und den Bypasskanal (23) öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf der stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einem ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einem ersten Zweigkanal (17), der einen Kältemittelstrom stromauf der Ejektorpumpe (14) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom zur Kältemittelansaugöffnung (14c) leitet; einer ersten Drosseleinrichtung (180), die im ersten Zweigkanal (17) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt; einem zweiten Verdampfapparat (19), der im ersten Zweigkanal (17) stromab der ersten Drosseleinrichtung (180) angeordnet ist; einem Bypasskanal (33), der die erste Drosseleinrichtung (180) umgeht; und einem Schließmechanismus (34), der im Bypasskanal (33) vorgesehen ist, wobei die Kühlkreisvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Kältemittelverdampfungsdruck des zweiten Verdampfapparats (19) niedriger als ein Kältemittelverdampfungsdruck des ersten Verdampfapparats (15) ist, und dass der Schließmechanismus (34) so aufgebaut ist, dass er normalerweise geschlossen ist und den Bypasskanal (33) öffnet, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem dritten Verdampfapparat (27), der das Kältemittel verdampft, um eine Kühlleistung in einer Temperaturzone zu besitzen, die gleich jener des ersten Verdampfapparats (15) ist.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit einem zweiten Zweigkanal (25), der den Kältemittelstrom an einem Teil des ersten Zweigkanals (17) stromauf der ersten Drosseleinrichtung (18, 180) abzweigt und den abgezweigten Kältemittelstrom mit dem Kältemittelstrom zwischen der Kältemittelauslassseite des ersten Verdampfapparats (15) und der Ansaugseite des Kompressors (12) verbindet; und einer zweiten Drosseleinrichtung (26) die im zweiten Zweigkanal (25) angeordnet ist und das Kältemittel im Druck vermindert und ausdehnt, wobei die Kühlkreisvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der dritte Verdampfapparat (27) im zweiten Zweigkanal (25) stromab der zweiten Drosseleinrichtung (26) angeordnet ist.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdampfapparat (15) mit einer Kältemittelausströmseite der Ejektorpumpe (14) verbunden ist.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Drosseleinrichtung (30) zwischen einer Käitemittelausströmseite des Kühlers (13) und einer Kältemitteleinströmseite des ersten Verdampfapparats (15) vorgesehen ist und die Ejektorpumpe (14) parallel zur dritten Drosseleinrichtung (30) vorgesehen ist.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit einem Schließmechanismus (32), der eine Durchgangsfläche stromauf des Kühlers (13) schließt, wenn der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einem ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit einer Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einem zweiten Verdampfapparat (19), dessen Kältemittelausströmseite mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbunden ist; einem ersten Drosselmechanismus (38), der auf einer Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats (15) angeordnet ist; einem zweiten Drosselmechanismus (18), der auf einer Kältemitteleinströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; und einer Steuereinrichtung (21), die eine Öffnung des ersten Drosselmechanismus (38) und eine Öffnung des zweiten Drosselmechanismus (18) steuert und einen Betriebsmodus zwischen einem Normalbetriebsmodus, in dem das Niederdruckkältemittel am ersten Verdampfapparat (15) und am zweiten Verdampfapparat (19) verdampft wird, und einem Entfrostungsbetriebsmodus, in dem das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf einer Ausgabeseite des Kompressors (12) in sowohl dem zweiten Verdampfapparat (19) als auch den ersten Verdampfapparat (15) eingeleitet wird, um beide Verdampfapparate (15, 19) zu entfrosten, schaltet.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Entfrostungsmodus der erste Drosselmechanismus (38) in einen Zustand einer vorbestimmten Drosselöffnung gebracht wird und der zweite Drosselmechanismus (18) in einen vollständig offenen Zustand gebracht wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einem ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit der Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einem zweiten Verdampfapparat (19), dessen Kältemittelausströmseite mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbunden ist; einem ersten Drosselmechanismus (18) der auf einer Kältemitteleinströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; einem zweiten Drosselmechanismus (39), der auf einer Kältemittelausströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; und einer Steuereinrichtung (21), die eine Öffnung des ersten Drosselmechanismus (18) und eine Öffnung des zweiten Drosselmechanismus (39) steuert und einen Betriebsmodus zwischen einem Normalbetriebsmodus, in dem das Niederdruckkältemittel am ersten Verdampfapparat (15) und am zweiten Verdampfapparat (19) verdampft wird, und einem Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus, in dem der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet wird und gleichzeitig der erste Verdampfapparat (15) eine Kühlleistung hat, schaltet, wobei die Kühlkreisvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass im Entfrostung- und Kühlbetriebsmodus das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf eine Ausgabeseite des Kompressors (12) in den zweiten Verdampfapparat (19) eingeleitet wird, um den zweiten Verdampfapparat (19) zu entfrosten, und weiter das Hochdruckkältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat (19) gelangte, durch den zweiten Drosselmechanismus (39) im Druck vermindert wird und das im Druck verminderte Niederdruckkältemittel in den ersten Verdampfapparat (15) eingeleitet wird, um den ersten Verdampfapparat (15) eine Kühlfunktion ausführen zu lassen.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus der erste Drosselmechanismus (18) in einen vollständig offenen Zustand gebracht wird und der zweite Drosselmechanismus (39) in einen Zustand einer vorbestimmten Drosselöffnung gebracht wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kompressor (12), der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert; einem Kühler (13), der Wärme von dem vom Kompressor (12) ausgegebenen Hochdruckkältemittel abstrahlt; einer Ejektorpumpe (14) mit einem Düsenabschnitt (14a), der das Kältemittel auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers (13) im Druck vermindert und ausdehnt, und einer Kältemittelansaugöffnung (14c), durch die das Kältemittel durch den mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenabschnitt (14a) ausgestoßenen Kältemittelstrom angesaugt wird; einem ersten Verdampfapparat (15), dessen Kältemittelausströmseite mit der Ansaugseite des Kompressors (12) verbunden ist; einem zweiten Verdampfapparat (19), dessen Kältemittelausströmseite mit der Kältemittelansaugöffnung (14c) verbunden ist; einem Drosselmechanismus (181), der auf einer Kältemitteleinströmseite des zweiten Verdampfapparats (19) vorgesehen ist; und einer Steuereinrichtung (21), die einen Betriebsmodus zwischen einem Normalbetriebsmodus, in dem ein Zustand, in dem im Kühler (13) Wärme vom Kältemittel abgestrahlt wird, eingestellt wird und das Niederdruckkältemittel im ersten Verdampfapparat (15) und im zweiten Verdampfapparat (19) verdampft wird, und einem Entfrostungsbetriebsmodus, in dem ein Zustand, in dem am Kühler (13) keine Wärme vom Kältemittel abgestrahlt wird, eingestellt wird und sowohl der erste Verdampfapparat (15) als auch der zweite Verdampfapparat (19) entfrostet werden, schaltet, wobei die Kühlkreisvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass im Entfrostungsbetriebsmodus das Kältemittel auf einer Ausgabeseite des Kompressors (12) in einem Hochdruck/Hochtemperatur-Zustand in den Drosselmechanismus (181) ausgeleitet und im Druck vermindert wird und ein Niederdruck/Hochtemperatur-Dampfphasenkältemittel, das durch den Drosselmechanismus (181) gelangt ist, in sowohl den ersten Verdampfapparat (15) als auch den zweiten Verdampfapparat (19) geleitet wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung des Drosselmechanismus (181) im Entfrostungsbetriebsmodus größer als im Normalbetriebsmodus gemacht ist.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftblaseinrichtung (13a) vorgesehen ist, um Kühlluft zum Kühler (13) zu blasen, wobei im Entfrostungsbetriebsmodus die Luftblaseinrichtung (13a) in einen abgeschalteten Zustand gesetzt wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, ferner mit einem Kühler-Bypasskanal (40), der einen Kältemittelkanal des Kühlers (13) umgeht; und einem Bypassschließmechanismus (41), der im Kühler-Bypasskanal (40) vorgesehen ist, wobei die Kühlkreisvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass im Entfrostungsbetriebsmodus der Bypassschließmechanismus (41) in einen offenen Zustand gebracht wird und das Hochdruck/Hochtemperatur-Kältemittel auf einer Ausgabeseite des Kompressors (12) durch den Kühler-Bypasskanal (40) in den Drosselmechanismus (181) eingeleitet wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlerschließmechanismus (42) am Kältemittelauslassabschnitt des Kühlers (13) parallel zum Bypassschließmechanismus (41) vorgesehen ist und eine Luftblaseinrichtung (13a) zum Blasen von Kühlluft zum Kühler (13) vorgesehen ist, und dass im Entfrostungsbetriebsmodus der Bypassschließmechanismus (41) in einen offenen Zustand gebracht wird und der Kühlerschließmechanismus (42) in einen geschlossenen Zustand gebracht wird und die Luftblaseinrichtung (13a) in einen Betriebszustand gebracht wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ejektorpumpen-Schließmechanismus (31) in einem Kanal stromauf der Ejektorpumpe (14) vorgesehen ist; und dass im Entfrostungsbetriebsmodus und im Entfrostungs- und Kühlbetriebsmodus der Kanal stromauf der Ejektorpumpe (14) durch den Ejektorpumpen-Schließmechanismus (31) in einen geschlossenen Zustand gebracht wird.
Ejektorpumpen-Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) auf einer Kältemittelausströmseite des ersten Verdampfapparats (15) vorgesehen ist; und dass die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) das Kältemittel in Dampf und Flüssigkeit trennt und das Flüssigphasenkältemittel speichert und das Dampfphasenkältemittel zu einer Kältemittelansaugseite des Kompressors (12) auslässt.