专利名称：喷射器循环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有蒸发器的除霜操作的喷射器循环。
背景技术：
在JP-A-6-111971中所描述的喷射循环中，制冷剂在喷射器的喷嘴中被压缩和膨胀，从而在蒸发器中所蒸发的气体制冷剂被抽吸，并且将被抽吸至压缩机中的制冷剂的压力通过把膨胀能转化成压力能而增加。而且，在喷射器循环中，从喷射器中流出的制冷剂流入气-液分离器中，以在气-液分离器中分离成气体制冷剂和液体制冷剂。然后，在气-液分离器中的液体制冷剂被供应至蒸发器中，在气-液分离器中的气体制冷剂被供应至压缩机中。
因此，喷射器循环具有第一制冷剂循环和第二制冷剂循环，在所述第一制冷剂循环中，制冷剂按照这种顺序循环气-液分离器→蒸发器→喷射器的增压部分→气-液分离器，在所述第二制冷剂循环中，制冷剂按照这种顺序循环压缩机→冷凝器→喷射器→气-液分离器→压缩机。因此，在喷射器循环中，为了给蒸发器除霜而把高温制冷剂引进至蒸发器中是困难的。
通常，膨胀阀制冷剂循环仅具有一个制冷剂流，所述冷却流中，制冷剂按照这种顺序通过压缩机→冷凝器→膨胀阀→蒸发器→压缩机。因此，在这种膨胀阀制冷剂循环中，当膨胀阀充分打开时，高温制冷剂流入蒸发器中，而且蒸发器的除霜操作能够容易地进行。
相反，在此喷射器循环中，不能通过使用从冷凝器中流出的高温制冷剂进行蒸发器的除霜操作。
发明内容
考虑上述问题，本发明的目的是提供一种具有喷射器的喷射器循环，所述喷射器循环能够有效地进行蒸发器的除霜操作。
本发明的另一个目的是提供一种具有喷射器的喷射器循环，所述喷射器循环在除霜操作中或在刚刚把除霜操作转换成普通操作之后时防止高压侧制冷剂的压力被过大地增加。
根据本发明的一个方面，喷射器循环包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于冷却从压缩机中排出的高压制冷剂的冷凝器、用于蒸发被压缩后的低压制冷剂的蒸发器、喷射器和用于把从喷射器中来的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂的气-液分离器。喷射器包括喷嘴，所述喷嘴通过把制冷剂的压力能转换成制冷剂的速度能而把从冷凝器中流出的制冷剂压缩和膨胀；和增压部分，设置所述增压部分以通过把制冷剂的速度能转化成制冷剂的压力能同时把从喷嘴中喷出的制冷剂和从蒸发器中抽吸出的制冷剂混合而增加制冷剂的压力。在此喷射器循环中，设有支路管道，从压缩机排出的制冷剂通过此管道流入蒸发器的制冷剂入口同时绕过至少所述冷凝器，在支路管道中设置开关阀，所述开关阀用于打开和关闭支路管道，接收器放置在冷凝器的制冷剂开口侧的喷射器的喷嘴的上游以在那里储存制冷剂。因此，在除霜操作中，从压缩机排出的制冷剂通过支路管道流入蒸发器中，剩余的制冷剂流入冷凝器中并储存在接收器中，同时在冷凝器和接收器中冷凝。因此，即使当冷凝器的容量设置成较小时，剩余的制冷剂也能够储存在接收器中，并且能够防止在除霜操作中多于必要数量的热的气体制冷剂数量被引入蒸发器。因此，能够防止从压缩机排出的制冷剂的压力过大地增加。
优选地，设有风扇以朝冷凝器吹动空气，从而冷却在冷凝器中的制冷剂。另外，在除霜操作中，打开开关阀以使从压缩机中排出的至少一部分制冷剂被引入蒸发器中，并且风扇运行。因此，流入冷凝器中的热的气体制冷剂能够有效地被冷却和冷凝，而且能够精确地防止在除霜操作中多于必要数量的热的气体制冷剂数量被引入蒸发器。
根据本发明的另一个方面，当设定为除霜操作时，打开开关阀，从而使从压缩机排出的至少一部分制冷剂被引入蒸发器以除去在蒸发器的表面上的霜。此外，在除霜操作完成之后的至少预定时间内进行预备操作，在预备操作中，打开开关阀同时停止压缩机。因此，由于储存在冷凝器侧的高压制冷剂而产生的在冷凝器侧与蒸发器侧之间的压力差，可以把储存在冷凝器侧的液体制冷剂通过支路通道移至蒸发器中。因此，能够防止冷凝器的冷凝容量被降低，进而防止在除霜操作中当刚刚从除霜操作转换成普通操作之后时高压制冷剂的压力被过大地增加。
根据本发明的另一方面，可变的节流阀装置放置在冷凝器的制冷剂出口侧，用于在流入喷射器的喷嘴之前把制冷剂减压。另外，可变的节流阀装置根据在蒸发器的制冷剂出口侧的制冷剂过热程度改变它的节流阀开口度。在这种情况下，当设定为除霜操作时，打开开关阀，以使从压缩机中排出的至少一部分制冷剂被引入蒸发器中以除去在蒸发器的表面上的霜。另外，在除霜操作完成之后的至少预定时间内，进行预备操作，在预备操作中打开可变节流阀装置同时停止压缩机。因此，在预备操作中，通过利用压力差，可以把至少储存在冷凝器中的液体制冷剂经过喷射器移至蒸发器侧。
例如，在通常的操作中，从压缩机中排出的制冷剂在冷凝器中被冷却和冷凝，并且制冷剂在蒸发器中蒸发，可变节流阀装置根据在蒸发器的制冷剂出口侧的制冷剂的过热程度改变它的节流阀打开程度。在除霜操作中，开关阀打开，可变节流阀装置关闭。此外，在预备操作中，可变节流阀装置完全地被打开。
根据本发明的又一个方面，喷射器循环设有另一个支路通道，从冷凝器流出的制冷剂通过所支路通道绕过至少喷嘴；和另一个开关阀，该开关阀用于打开和关闭所述另一个支路通道。在这种情况下，当设定为除霜操作时，开关阀被打开并且所述另一个开关阀被关闭，以使从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器中，从而除去在蒸发器的表面上的霜。另外，在除霜操作完成之后的至少预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中打开另一个开关阀。因此，在预备操作中，可以将储存在冷凝器中的液体制冷剂通过另一个支路通道移至蒸发器侧。所述另一个支路通道可以这样设置，即从冷凝器来的制冷剂通过另一个支路通道绕过可变节流阀装置和喷射器的喷嘴。
本发明的其它目的和优点将从下面参照附图对优选实施例详细的描述中更容易显现出来。
图1是说明根据本发明的第一实施例的包括喷射器的喷射器循环的示意图；图2A和2B是说明在图1中的喷射循环中的接受器的示意截面图；图3是说明根据第一实施例在除霜操作和普通操作中来自压缩机的制冷剂的排放压力的变化的曲线；图4是说明根据第一实施例在普通操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线，也说明了根据比较实例在普通操作中最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线；图5是说明根据本发明的第二实施例在除霜操作和在制冷操作(普通操作)中来自压缩机的制冷剂的排出压力的变化的曲线；图6是说明根据第二实施例在普通操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线，也说明了根据比较实例在普通操作中最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线；图7是说明根据本发明的第三实施例在除霜操作和在制冷操作(普通操作)中来自压缩机的制冷剂的排出压力和被抽吸至压缩机中的制冷剂的抽吸压力的曲线；图8是说明根据第三实施例在普通操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线，也说明了根据比较实例在普通操作中最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线；图9是根据本发明的第四实施例的喷射器循环的示意曲线；图10是说明根据第四实施例在普通操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线，也说明了根据比较实例在普通操作中最大排出压力PD(RAMX)和在除霜操作中来自压缩机的制冷剂的最大排出压力PD(JAMX)的曲线；图11是说明在比较实例中喷射器循环的示意曲线；和图12是说明图11中喷射器循环的操作的莫里尔图(p-h曲线)。
具体实施例方式
在下文中将参照
本发明的优选实施例。
(第一实施例)在第一实施例中，喷射器循环是典型地用作车辆空调的蒸汽压缩制冷器或房间的静止的空调。如图1所示，压缩机10是电压缩机，用于抽吸和压缩在喷射器循环中的制冷剂。冷凝器20(冷却器、散热器)是高压热交换器，用于通过在外部空气和高温高压制冷剂之间进行热交换操作而制冷和冷凝从压缩机10排出的高温高压制冷剂。设置了风扇21(吹风机)，用于把冷空气(外部空气)吹向冷凝器20。
另外，蒸发器30是低压热交换器，用于通过蒸发液体制冷剂，更确切地，通过在空气与低压制冷剂之间进行热交换操作，把冷空气吹进一个室中。风扇31是电吹风机，用于把空气吹进蒸发器30并把在通过蒸发器30之后的空气吹进所述室中。
喷射器40抽吸在蒸发器30中蒸发的制冷剂，同时把从冷凝器20流出的制冷剂在喷嘴41中减压和膨胀，并且通过把制冷剂的膨胀能转化成制冷剂的压力能而增加将被抽吸至压缩机10中的制冷剂的压力。
喷射器40包括喷嘴41、混合部分42和扩散器43。喷嘴41通过把来自冷凝器20的高压制冷剂的压力能转化成制冷剂的速度能而以等焓的方式使流入喷射器40的高压制冷剂减压并膨胀。混合部分42通过使用从喷嘴41喷射的高速制冷剂流的挟带功能抽吸在蒸发器30中所蒸发的制冷剂，并把抽吸了的制冷剂与从喷嘴41所喷射的制冷剂混合。另外，散热器43把从喷嘴41所喷射的制冷剂与从蒸发器30所抽吸的制冷剂混合，并且通过把混合的制冷剂的速度能转化成压力能而增加制冷剂的压力。
在混合部分42中，混合来自喷嘴41的制冷剂的驱动流和来自蒸发器30的制冷剂的抽吸流以使它们的动量和被保存下来，进而增加制冷剂压力。在散热器43中，因为制冷剂通道截面面积朝向它的出口侧逐渐增加，制冷剂速度能(动压力)被转化成制冷剂压力能(静压力)。因此，在喷射器40中，制冷剂压力通过混合部分42和散热器43而增加。因此，在喷射器40中，增压部分构造成具有混合部分42和散热器43。
在第一实施例中，采用“拉瓦尔喷嘴”(参照由东京大学出版物出版的流体工程)作为喷嘴41以加速从喷嘴41所喷射的制冷剂至等于或高于声速。此处，拉瓦尔喷嘴在它的制冷剂通道上包括节流阀，所述节流阀具有最小的通道面积。然而，朝向它的出口侧成锥形的的喷嘴也可以作为喷嘴41。
在图1中，制冷剂从喷射器40中排出，并流入气体-液体分离器50中。气体-液体分离器50把来自喷射器40的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，并在那里储存分离的气体制冷剂和液体制冷剂。气体-液体分离器50包括气体制冷剂出口和液体制冷剂出口，所述气体制冷剂出口连接至压缩机10的抽吸端口上，所述液体制冷剂出口连接至蒸发器30的入口侧。因此，在喷射器循环中，在气体-液体分离器50中的液体制冷剂流入蒸发器30中，同时来自冷凝器20的制冷剂在喷射器40的喷嘴41中被减压。
止回阀51设在制冷剂通道上，从而仅仅允许制冷剂流从气体-液体分离器50流向蒸发器30，液体制冷剂通过制冷剂通道从气体-液体分离器50供应至蒸发器30上。支路60是制冷剂通道，从压缩机10排出的高温高压制冷剂(热的气体制冷剂)能够通过所述制冷剂通道60直接地被引入蒸发器30的制冷剂入口，同时绕过冷凝器20和喷射器40。开关阀61设在支路通道60上以打开和关闭支路通道60。开关阀61也用作减压装置，用于把从压缩机10排出的高压制冷剂减压至低于蒸发器30的耐压压力。
可变节流阀装置70放置在冷凝器20和喷射器40之间的制冷剂通道上。可变节流阀装置70是放置在喷射器40的喷嘴41的上游的膨胀阀，以使从冷凝器20中流出的高压制冷剂减压至气-液两相状态。可变节流阀装置70控制它的节流开启程度，从而在蒸发器30的制冷剂出口侧的制冷剂的过热程度在预定范围内(例如，0.1-10度)。可变节流阀装置70能够具有公知的热膨胀阀的结构。
具体地，可变节流阀装置70包括温度感应部分71，用于检测在蒸发器30的制冷剂出口侧的温度。可变节流阀装置70通过在温度感应部分71上的气体压力、蒸发器30上的制冷剂压力和弹簧元件的弹力之间的平衡来控制节流阀打开程度。
例如，当在蒸发器30内的压力较高时，在蒸发器30上的热负荷变高，并且在蒸发器30的制冷剂出口侧的制冷剂过热程度变大。在这种情况下，可变节流阀装置70的节流阀打开程度变小，并且从喷嘴41喷射的制冷剂的流速(驱动流)设定为较大，以至于循环入蒸发器30的制冷剂数量增加。
相反，当在蒸发器30内的压力较低时，在蒸发器30内的热负荷变较低，并且在蒸发器30的制冷剂出口侧的制冷剂过热程度变低。在这种情况下，可变节流阀装置70的节流打开度变大，并且从喷嘴41所喷射的制冷剂的流速(驱动流)被设定为较小，以至于循环入蒸发器30中的制冷剂数量降低。
在本实施例中，可变节流阀装置70的阀箱体72与喷射器40成为一体，从而结构上具有可变节流阀装置70和喷射器40的减压部分能够尺寸变小。
接受器80放置在冷凝器20的制冷剂出口侧以储存在那里的液体制冷剂。储存在接受器80的液体制冷剂被供应至可变节流阀装置70和喷射器40以被减压。接受器80具有相似于用于膨胀阀循环的公知接受器的制冷剂储存罐结构。具体地，如图2A和2B所示，接受器80包括在罐体81的顶侧开口的制冷剂入口82和在罐体81的底侧开口的制冷剂出口83。图2A说明在普通操作中液体表面的位置，图2B说明在除霜操作中液体表面位置。在图2A、2B中，罐体81的容量被设定，从而在喷射器循环的任何操作中，液体制冷剂的液体表面定位在制冷剂入口82的下侧和制冷剂出口83的上侧。来自冷凝器20的制冷剂通过制冷剂入口82流入罐体81，并且在罐体81中分离的液体制冷剂通过制冷剂出口83流向可变节流阀装置70。
诸如风扇21、31等元件和压缩机10受电子控制部件(ECU)控制。在本实施例中，普通操作(制冷操作)和除霜操作之一能够通过电子控制部件设定或手动设定。
其次，现在将说明根据第一实施例的喷射器循环的操作。
(1)普通操作(冷却操作，制冷操作)当设定为普通操作(制冷操作)时，开关阀61被关闭，从而从压缩机10所排放的制冷剂向冷凝器20循环。然后，从压缩机10所排放的高压制冷剂在冷凝器20中被制冷并在可变节流阀装置70中以等焓的方式被减压至气-液两相状态。其后，来自可变节流阀装置70的制冷剂又以等焓的方式在喷射器40的喷嘴41中被减压，从而在喷射器40的喷嘴41的出口处的制冷剂速度等于或高于声速。然后，来自喷嘴41出口的制冷剂流入喷射器40的混合部分42。
从接受器80流入可变节流阀装置70的制冷剂被可变节流阀装置70减压，从而在喷嘴41的入口侧沸腾一次。因此，气泡通过可变节流阀装置70产生，并且在喷嘴41的入口侧处气泡消失之后产生沸腾核心。具有沸腾核心的制冷剂进一步被喷嘴41沸腾，从而产生制冷剂的细小的液滴(即微细的液滴)。因为制冷剂的沸腾在喷嘴41内被促进，因此在喷嘴41中产生制冷剂的微细液滴能够更容易。所以，有效地提高喷嘴效率。
在第一实施例中，氟里昂用作制冷剂，从而在高压侧的制冷剂的压力低于制冷剂的临界压力。因此，在冷凝器20中制冷剂被冷凝，并且流入喷嘴41的制冷剂压力低于制冷剂的临界压力。
混合部分42通过使用高速制冷剂流的夹卷功能抽吸在蒸发器30内所蒸发的气体制冷剂，所述高速制冷剂流从喷嘴41喷射出，并在那里把抽吸的制冷剂和喷射的制冷剂混合。另外，散热器43把喷嘴41所喷射的制冷剂和从蒸发器30抽吸的制冷剂混合，并增加制冷剂压力。因此，喷射器效率能够被提高。因此，在气体液体分离器50内的低压制冷剂以这个顺序循环进入蒸发器30和喷射器40的增压部分，并且回到气体-液体分离器50中。
根据本发明的第一实施例，制冷剂在喷嘴41的上侧被可变节流阀装置70减压至气-液两相制冷剂。因此，能够防止制冷剂节流超过必要的程度，同时喷射器效率能够有效地提高。此外，因为可变节流阀装置70的节流开启度基于热负荷(例如在蒸发器30的出口侧处制冷剂的超热程度)而被控制，因此即使当喷射器循环的冷却负荷改变时，喷射器循环的喷射器效率能够被提高。因此，喷射器循环能够在广泛的负荷变化区域内被使用，同时喷射器效率、喷嘴效率和喷射器循环的制冷容量在普通操作中被提高。
(2)除霜操作当设定成除霜操作时，运行压缩机10，同时打开开关阀61。另外，关闭可变节流阀装置70。在这种情况下，从压缩机10中排出的高温制冷剂(热气体制冷剂)被供应至蒸发器30中以加热蒸发器30的内侧。因此，在蒸发器30的表面上粘附的霜被除去。
在除霜操作中，冷凝器20的制冷剂入口侧总是打开的。此外，可变节流阀70变成充分关闭状态，当热气体制冷剂被供应至蒸发器30上，从而在蒸发器30的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热程度成为非常大。因此，在除霜操作中的没必要的剩余制冷剂流向冷凝器20，并储存在接收器80内，同时在冷凝器20和接收器80内被冷凝。
因此，即使当冷凝器20的容量较小，并且剩余制冷剂不能储存在冷凝器20中时，也能够防止气体制冷剂数量大于在除霜模式下循环至蒸发器30中的必要数量。因此，能够防止从压缩机10中排出的制冷剂的排出压力过分地增加。另外，能够防止大量液体制冷剂被储存在冷凝器20中，进而防止冷凝器20的冷凝容量被降低。因此，在第一实施例中，能够防止在除霜操作中或在除霜操作转换成普通操作的随后一段时间内，高压制冷剂的压力被过分地增加。因此，喷射器循环能够稳定地运行。
图3说明来自压缩机10的制冷剂的排放压力的变化。在图3中，PD(JAMX)表示在第一实施例中在除霜操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力，PD(RAMX)表示在普通操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力。如图3所示，在第一实施例中，在除霜操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力PD(JAMX)能够设定成小于在除霜操作进行之后、在普通操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力PD(RAMX)。
图11说明由本发明申请的发明者所进行的比较实例，其中没有提供第一实施例的接收器80。与由图12中粗线所示的普通操作比较，在这个比较实例中，具有较小密度的气体制冷剂如图12中的细线所示循环，在除霜操作中没有冷凝。在图11的比较实例中，在除霜操作中不必要的剩余制冷剂存留在冷凝器20中，同时在冷凝器20中被冷凝。因此，当冷凝器20的体积(容量)设定成较小时，足够数量的剩余制冷剂不能储存在冷凝器20中。因此，在除霜操作中，多于必要的数量的气体制冷剂数量循环入蒸发器30中，从压缩机10排出的制冷剂的排出压力可以被过大地增加。在这种情况下，在除霜操作中或在从除霜操作转换成制冷操作之后的随后一段时间，运行喷射器循环的安全设备。
根据本发明的第一实施例，因为接收器80设在冷凝器20制冷剂流的下游。因此，在除霜操作中，即使当冷凝器20的体积较小并且剩余制冷剂不能储存在冷凝器20中时，也能够防止多于必要数量的气体制冷剂被循环入蒸发器30中。因此，能够防止从压缩机10排出的制冷剂的排出压力被过大地增加。如图4所示，在第一实施例中，与在比较实例中的最大压力比较，能够降低高压制冷剂的最大压力PD(JAMX)、PD(RAMX)。在图3、4的实验中，在冷凝器20周围的外侧空气温度是40℃，并且压缩机10的旋转速度设定为3600rpm。另外，进行除霜操作同时停止风扇21。
在上述第一实施例中，用于膨胀阀循环的普通接收器用作接收器80中。然而，具有干燥剂或过滤器的接收器能够用作接收器80。
(第二实施例)在上述第一实施例中，进行除霜操作，同时停止风扇21。然而，在第二实施例中，进行除霜操作，同时运行风扇21。
在第二实施例中，因为在除霜操作中运行风扇21，因此，流入冷凝器20的热气体制冷剂能够充分地在冷凝器20中冷凝，并能够防止在除霜操作中，多于必要的数量的气体制冷剂循环入蒸发器30中。
图5说明在第二实施例中从压缩机10中排出的制冷剂的排放压力的变化。在图5中，PD(JAMX)表示在第二实施例中在除霜操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力，PD(RAMX)表示在普通操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力。如图6所示，在第二实施例中，与比较实例相比较，在普通操作(制冷操作)中最大排放压力PD(RAMX)和在除霜操作中的排放压力PD(JAMX)能够被降低多于第一实施例。因此，能够有效地防止高压侧制冷剂的压力被过分地增加。
在图5、6的实验中，在冷凝器20周围的外部空气温度是40℃，并且压缩机10的旋转速度设定为3600rpm。
在上述第二实施例中，风扇21自动地随着除霜操作的启动而运行。然而，在第二实施例中，当高压侧制冷剂的压力高于第一预定压力时，能够运行风扇21，当高压侧制冷剂的压力低于第二预定压力时，停止风扇21。第一预定压力能够设定成等于第二预定压力或能够设定成不同于第二预定压力。例如，第一预定压力设定成高于第二预定压力。
在第二实施例中，当设定为除霜操作时，制冷剂能够通过运行风扇21而有效地被冷却和冷凝。因此，在第二实施例中，即使当没有提供接受器81时，在除霜操作中也能够控制高压制冷剂的压力。在第二实施例中，其它部分相似于上述第一实施例的其它部分。
(第三实施例)在第三实施例中，在除霜操作完成之后进行预备操作一预定时间，然后进行普通操作(制冷操作)。在预备操作中，停止压缩机10同时打开开关阀61。因此，在预备操作中，由于在冷凝器20和蒸发器30之间的压力差，至少储存在冷凝器20中的液体制冷剂通过支路通道60能够朝向蒸发器30移动。
在除霜操作之后，随即，具有高压的制冷剂存留在冷凝器20侧。在第三实施例中，由于在冷凝器20侧的高压制冷剂，在冷凝器20与蒸发器30之间产生压力差，因此，存留在冷凝器20侧的制冷剂能够通过支路通道60有效地移至蒸发器30侧。因此，能够防止在进行除霜操作之后，冷凝器20的实际冷凝容量在普通操作中(制冷操作)被降低。因此，能够防止在除霜操作刚刚转换成普通操作模式之后的高压制冷剂的压力被过分地增加。
图7是说明根据本发明的第三实施例在除霜操作和在制冷操作中(普通操作)从压缩机10排出的制冷剂的排出压力和将被抽吸至压缩机10中的制冷剂的抽吸压力曲线。在图7中，PD(JAMX)表示在第三实施例中在除霜操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力，PD(RAMX)表示在普通操作中从压缩机10所排放的制冷剂的最大排放压力。如图7中A所示，在预备操作中，在冷凝器10侧的高压制冷剂被移至蒸发器30侧。
如图7所示，在第三实施例中，能够限制在除霜操作中从压缩机10中所排出的制冷剂的最大排放压力PD(JAMX)，PD(RAMX)。此外，如图8所示，在第三实施例中，与比较实例相比较，在普通操作中(制冷操作)的最大排放压力PD(RAMX)和在除霜操作中的最大排放压力PD(JAMX)能够被降低多于第一和第二实施例。因此，从除霜操作刚刚转换成普通操作之后时能够更有效地防止高压侧制冷剂的压力过分地被增加。
在图7、8的实验中，在冷凝器20周围的外部空气温度是40℃，并且压缩机10的旋转速度设定为3600rpm。
在第三实施例中，其它部分相似于上述第一实施例的其它部分。
(第四实施例)图9说明第四实施例的喷射器循环。在第四实施例中，如图9所示，设有第二支路通道62，通过所述第二支路通道62制冷剂流动，同时绕过至少喷嘴41。另外，设置用于打开和关闭第二支路通道62的第二开关阀63。在除霜操作完成之后的至少预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，第二开关阀63是开启的，然后，进行普通操作。此外，在预备操作中，停止压缩机10的运行。
因此，在预备操作中，由于在冷凝器20与蒸发器30侧之间的压力差，储存在冷凝器20中的液体制冷剂通过支路通道62而能够朝向蒸发器30(低压侧)移动。在除霜操作之后，随即，具有高压的制冷剂存留在冷凝器20侧。在第四实施例中，在冷凝器20和蒸发器30之间的压力差由于在冷凝器20侧的高压制冷剂而产生，从而存留在冷凝器20侧的制冷剂能够有效地移至蒸发器30侧。因此，在进行除霜操作之后，能够防止冷凝器20的实际冷凝容量在普通操作(制冷操作)中被降低。因此，在除霜操作转换成普通操作模式之后随即能够防止高压制冷剂的压力被过分地增加。在第四实施例中，仅当来自冷凝器20的制冷剂通过第二支路通道62流动同时绕过至少喷嘴41时，第二支路通道62的出口能够连接至任何低压侧(蒸发器侧)。例如，第二支路通道62能够设置，从而来自冷凝器20的制冷剂通过第二支路通道62流动同时绕过可变节流阀装置70和喷嘴41。
在第四实施例中，如图10所示，与比较实例相比，在普通操作中(制冷操作)的最大排放压力PD(RAMX)和在除霜操作中的最大排放压力PD(JAMX)能够被降低多于第一和第二实施例。因此，能够更有效地防止高压侧制冷剂的压力过分地被增加。
在图10的实验中，在冷凝器20周围的外部空气温度是40℃，并且压缩机10的旋转速度设定为3600rpm。
在第四实施例中，其它部分相似于上述第一实施例的其它部分。
(第五实施例)
在上述实施例中，可变节流阀装置70是机械型的。然而，在第五实施例中，在如图1所示的喷射器循环中，电动可变节流阀被用于可变节流阀装置70。另外，在除霜操作完成之后的至少预定时间内，进行预备操作，然后，进行普通操作。在第一实施例的预备操作中，可变节流阀装置70充分地被打开同时停止压缩机10的操作。
因此，在预备操作中，由于在冷凝器20和蒸发器30侧之间的压力差，存留在冷凝器20中的液体制冷剂通过喷射器40能够移至低压侧(蒸发器侧)。结果，在除霜操作转换成普通操作之后，能够防止高压制冷剂的压力过分地增加。
虽然本发明参照附图根据其优选实施例已经充分地说明了，但是应该指出，对被本领域普通技术人员而言，可以进行多种变化和修改。
例如，在本发明的上述实施例中，氟里昂被用作喷射器循环的制冷剂。然而，本发明能够应用于喷射器循环，其中能够使用其它制冷剂。例如，碳的氢化物或二氧化碳能够被用作制冷剂。
在本发明的上述实施例中，喷射器循环被用于车辆或房屋的空调。然而，喷射器循环能够用于冷却和制冷在陈列箱中的食物的蒸汽-压缩制冷器。
另外，在上述实施例中，在制冷剂流入喷射器40的喷嘴41之前，制冷剂被可变节流阀装置70减压至气体-液体两相状态。然而，可变节流阀装置70不限于把制冷剂减压至气体-液体两相状态。即，在制冷剂流入喷射器40的喷嘴41之前，可变节流阀装置70能够把来自冷凝器20的高压制冷剂减压至适宜的减压状态。
在上述实施例中，可变节流阀装置70和喷嘴41能够制成具有整体结构，并能够制成整体的可变喷嘴。另外，在上述第一至第三实施例中，能够省略可变节流阀装置70。在这种情况下，来自冷凝器20的高压制冷剂仅被喷射器40的喷嘴41减压。
在本发明权利要求书所确定的范围内，这样的变化和修改是可以理解的。
权利要求
1.一种喷射器循环，包括用于压缩制冷剂的压缩机(10)；用于冷却从压缩机排出的高压制冷剂的冷凝器(20)；用于把减压之后的低压制冷剂蒸发的蒸发器(30)；喷射器(40)，所述喷射器(40)包括用于通过把制冷剂的压力能转化成制冷剂的速度能而把从冷凝器流出的制冷剂减压并膨胀的喷嘴(41)和增压部分(42、43)，设置所述增压部分(42、43)以通过把制冷剂的速度能转化成制冷剂的压力能而增加制冷剂的压力，同时把从喷嘴喷出的制冷剂和从蒸发器中抽吸的制冷剂混合；气体-液体分离器(50)，所述气体-液体分离器(50)把来自喷射器的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，气体-液体分离器(50)包括连接至压缩机抽吸侧的气体制冷剂出口和连接至蒸发器入口的液体制冷剂出口；支路通道(60)，从压缩机排出的制冷剂通过所支路通道流入蒸发器的制冷剂入口，同时绕过至少冷凝器；用于打开和关闭支路通道的开关阀(61)；和接收器(80)，所述接收器(80)设置在冷凝器的制冷剂出口侧处的喷射器的喷嘴的上游，以在那里储存制冷剂。
2.根据权利要求1所述的喷射器循环，还包括吹风机(21)，所述吹风机(21)用于在普通操作中把空气吹向冷凝器以冷却冷凝器中的制冷剂，其中从压缩机排出的制冷剂在冷凝器中被冷却并冷凝，并且制冷剂在蒸发器中被蒸发，其中，在除霜操作中，打开开关阀，从而从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器，并运行吹风机。
3.根据权利要求1所述的喷射器循环，其中当设定为除霜操作时，打开开关阀，从而从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器，以把在蒸发器的表面上的霜除掉；和在除霜操作完成之后的至少一个预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，打开开关阀同时停止压缩机。
4.根据权利要求1所述的喷射器循环，还包括可变节流阀装置(70)，所述可变节流阀装置(70)设置在冷凝器的制冷剂出口侧，用于在制冷剂流入喷射器的喷嘴之前把制冷剂减压，其中可变节流阀装置根据在蒸发器的制冷剂出口侧的制冷剂的过热程度改变它的节流开启程度；当设定为除霜操作时，打开开关阀，从而从压缩机排出的至少一部分制冷剂被引入蒸发器中，以除去在蒸发器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一个预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，打开可变节流阀装置同时停止压缩机。
5.根据权利要求4所述的喷射器循环，其中在普通操作中，从压缩机排出的制冷剂在冷凝器中被冷却并冷凝，并且制冷剂在蒸发器中被蒸发，可变节流阀装置根据在蒸发器的制冷剂出口侧的制冷剂的过热程度改变它的节流阀打开程度；在除霜操作中，打开开关阀并关闭可变节流阀；和在预备操作中，可变节流阀装置被完全打开。
6.根据权利要求1所述的喷射器循环，还包括另一个支路通道(62)，来自冷凝器的制冷剂通过所述支路通道绕过至少喷嘴；和另一个开关阀(63)，所述另一个开关阀(63)用于打开和关闭所述另一个支路通道；当设定为除霜操作时，打开开关阀(61)并关闭另一个开关阀(63)，从而从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器，以除去在蒸发器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一个预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，打开所述另一个开关阀。
7.根据权利要求6所述的喷射器循环，其中设有另一个支路通道，从而来自冷凝器的制冷剂通过所述另一个支路通道绕过可变节流阀装置和喷射器的喷嘴。
8.根据权利要求6所述的喷射器循环，其中在预备操作中，打开所述另一个开关阀同时停止压缩机。
9.根据权利要求6-8中任何一个所述的的喷射器循环，其中至少节流阀装置的一部分与喷射器成为一体。
10.一种喷射器循环，包括用于压缩制冷剂的压缩机(10)；用于冷却从压缩机排出的高压制冷剂的冷凝器(20)；用于把减压之后的低压制冷剂蒸发的蒸发器(30)；喷射器(40)，所述喷射器(40)包括用于通过把制冷剂的压力能转化成制冷剂的速度能而把从冷凝器流出的制冷剂减压并膨胀的喷嘴(41)和增压部分(42、43)，设置所述增压部分(42、43)以通过把制冷剂的速度能转化成制冷剂的压力能而增加制冷剂的压力，同时把从喷嘴喷出的制冷剂和从蒸发器中抽吸的制冷剂混合；气体-液体分离器(50)，所述气体-液体分离器(50)把来自喷射器的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，所述气体-液体分离器50包括连接至压缩机的制冷剂抽吸侧的气体制冷剂出口和连接至蒸发器的制冷剂入口侧的液体制冷剂出口；支路通道(60)，从压缩机排出的制冷剂通过所述支路通道流入蒸发器的制冷剂入口，同时绕过至少冷凝器；和用于打开和关闭支路通道的开关阀(61)；其中当设定为除霜操作时，打开开关阀，从而从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器，以除去在蒸发器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一个预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，打开另一个开关阀同时停止压缩机。
11.一种喷射器循环，包括用于压缩制冷剂的压缩机(10)；用于冷却从压缩机排出的高压制冷剂的冷凝器(20)；用于把减压之后的低压制冷剂蒸发的蒸发器(30)；可变节流阀装置(70)，所述可变节流阀装置(70)设置在冷凝器的制冷剂出口侧，用于把来自冷凝器的制冷剂减压；喷射器(40)，所述喷射器(40)包括用于通过把制冷剂的压力能转化成制冷剂的速度能而把从可变节流阀装置流出的制冷剂减压并膨胀的喷嘴(41)和增压部分(42、43)，设置所述增压部分(42、43)以通过把制冷剂的速度能转化成制冷剂的压力能而增加制冷剂的压力，同时把从喷嘴喷出的制冷剂和从蒸发器中抽吸的制冷剂混合；气体-液体分离器(50)，所述气体-液体分离器(50)把来自喷射器的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，所述气体-液体分离器包括连接至压缩机的制冷剂抽吸侧的气体制冷剂出口和连接至蒸发器的制冷剂入口侧的液体制冷剂出口；支路通道(60)，从压缩机排出的制冷剂通过所述支路通道流入蒸发器的制冷剂入口，同时绕过至少冷凝器；和用于打开和关闭支路通道的开关阀(61)；其中可变节流阀装置根据在蒸发器的制冷剂出口侧的制冷剂的过热程度改变它的节流阀打开程度；当设定为除霜操作时，打开开关阀，从而从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器，以除去在蒸发器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一个预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，打开可变节流阀。
12.一种喷射器循环，包括用于压缩制冷剂的压缩机(10)；用于冷却从压缩机排出的高压制冷剂的冷凝器(20)；用于把减压之后的低压制冷剂蒸发的蒸发器(30)；可变节流阀装置(70)，所述可变节流阀装置(70)设置在冷凝器的制冷剂出口侧，用于把来自冷凝器的制冷剂减压；喷射器(40)，所述喷射器(40)包括用于通过把制冷剂的压力能转化成制冷剂的速度能而把从可变节流阀装置流出的制冷剂减压并膨胀的喷嘴(41)和增压部分(42、43)，设置所述增压部分(42、43)以通过把制冷剂的速度能转化成制冷剂的压力能而增加制冷剂的压力，同时把从喷嘴喷出的制冷剂和从蒸发器中抽吸的制冷剂混合；气体-液体分离器(50)，所述气体-液体分离器(50)把来自喷射器的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂，所述气体-液体分离器包括连接至压缩机的制冷剂抽吸侧的气体制冷剂出口和连接至蒸发器的制冷剂入口侧的液体制冷剂出口；第一支路通道(60)，从压缩机排出的制冷剂通过所述第一支路通道流入蒸发器的制冷剂入口，同时绕过至少冷凝器；和用于打开和关闭第一支路通道的第一开关阀(61)；第二支路通道(62)，从压缩机排出的制冷剂通过所述第二支路通道绕过至少喷嘴；和用于打开和关闭第二支路通道的第二开关阀(63)；当设定为除霜操作时，打开第一开关阀并关闭第二开关阀，从而从压缩机排出的制冷剂的至少一部分被引入蒸发器，以除去在蒸发器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一个预定时间内，进行预备操作，在所述预备操作中，打开第二开关阀。
13.根据权利要求12所述的喷射器循环，其中设置第二支路通道以使来自冷凝器的制冷剂绕过可变节流阀装置和喷射器的喷嘴。
14.根据权利要求10-13中任意之一的喷射器循环，还包括接收器(80)，所述接收器(80)设置在冷凝器的制冷剂出口侧以在那里储存制冷剂，其中接受器包括制冷剂入口和制冷剂出口，来自冷凝器的制冷剂通过所述制冷剂入口引入，储存在接受器的液体制冷剂通过所述制冷剂出口被排出至制冷剂下游侧。
全文摘要
一种包含喷射器(40)的喷射器循环，包括用于把制冷剂减压的喷嘴41；接收器(80)，其用于储存制冷剂，并设置在冷凝器(20)的制冷剂出口侧。此外，设置用于打开和关闭支路通道的支路通道(60)和开关阀(61)，从而从压缩机(10)排出的高温制冷剂被引入蒸发器同时在除霜操作中绕过冷凝器。当设定为除霜操作时，打开开关阀，同时运行用于把冷空气吹向冷凝器的风扇(21)。因此，在除霜操作中，从压缩机排出的至少一部分制冷剂流入蒸发器中，以除去在蒸发器的表面上的霜，并且剩余制冷剂在冷凝器中冷凝并储存在接收器中。因此，能够防止冷凝器的冷凝容量被降低。
文档编号F25B1/00GK1573258SQ20041005921
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年6月18日
发明者西嵨春幸, 武内裕嗣, 池本彻, 松永久嗣, 浅冈丈晴 申请人:株式会社电装