专利名称：喷射器型制冷循环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有用于减压和循环制冷剂的喷射器、多个蒸发装置以及内部热交换器的喷射器型制冷循环。本发明优选施用到用于空调设备和制冷设备的制冷循环。
背景技术：
喷射器型制冷循环已被提出，例如在日本专利No.3322263中公开，其中喷射器作为用于在气体压缩型的制冷循环中减压和循环制冷剂的装置。
如图20所示，根据上述的现有技术(日本专利No.3322263)，第一蒸发装置61设置在喷射器14的制冷剂出口侧和气液分离器63之间，而第二蒸发装置62设置在气液分离器63的制冷剂出口侧和喷射器14的制冷剂吸入口14b之间。
在上述喷射器型制冷循环中，从第二蒸发装置62排出的气相制冷剂通过由制冷剂膨胀处的喷射流产生的压力减少被吸进喷射器14中，而速度能量通过缓和部分(defusing portion)(压力增加部分)14d转换成压力能量以增加制冷剂压力。结果，可以减少压缩机11的驱动力以改进循环的操作效率。
热吸收操作(冷却操作)可以通过用于独立的两个空间或一个共同空间的两个蒸发装置61和62进行。
在上述现有技术中进一步公开，根据上述喷射器型制冷循环，只有一个蒸发装置62设置在气液分离器63的制冷剂出口侧和喷射器14的制冷剂吸入口14b之间，而内部热交换器设置为在从气液分离器63流出的气相低压制冷剂和在散热装置13的出口侧的高压制冷剂之间进行热交换。
然而，因为到第一和第二蒸发装置61和62的各个制冷剂流量必须通过一个喷射器14进行调节，而用于循环制冷剂(气相制冷剂的吸入操作)的喷射器14的操作(功能)同时进行，所以，在上述现有技术中的喷射器型制冷循环的问题在于不容易控制对于各个(第一和第二)蒸发装置61和62的制冷剂流量。
此外，在用于循环的热载荷较小的低负载操作中，循环中的制冷剂在高压端和低压端之间的压力差更小，而到喷射器的制冷剂的输入能量相应地小。结果，在喷射器14处，制冷剂吸入性能降低，从而减少了穿过第二蒸发装置62的制冷剂的流量。这就导致出现了在第二蒸发装置62处的冷却操作的性能的降低的另一问题。
此问题也在具有内部热交换器的喷射器型制冷循环中出现，其公开在上述现有技术(日本专利No.3322263)的图34到38中。
发明内容
本发明就是鉴于先前的问题进行的，其目的之一在于提供一种具有多个蒸发装置的喷射器型制冷循环，根据该喷射器型制冷循环，到各个蒸发装置的制冷剂流量能够容易地被调节。
本发明的另一目的在于提供一种喷射器型制冷循环，其中可以实现在连接到喷射器的制冷剂吸入口的第二蒸发装置的高性能的冷却操作。
本发明的另一目的在于提供一种具有可以改进冷却操作性能的内部热交换器的喷射器型制冷循环。
根据本发明的特征，喷射器型制冷循环包括用于吸入制冷剂并将其压缩的压缩机(11)，以及用于辐射从压缩机(11)泵出的高压制冷剂的热的散热装置(13、13b、13c)。
喷射器(14)设置在制冷循环中，其具有用于减压和膨胀来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的喷嘴部分(14a)；用于通过从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂流吸入制冷剂的吸入口(14b)；以及压力增加部分(14d)，所述压力增加部分用于将从喷射器喷嘴(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并用于增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量。
制冷循环还包括用于蒸发来自喷射器(14)的制冷剂以进行冷却操作的第一蒸发装置(15)；在喷射器(14)的入口侧(z)分叉，用于将来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的一部分供给到喷射器(14)的吸入口(14b)的第一旁路通道(16)；设置在第一旁路通道(16)中，用于减压部分来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的第一节流装置(17)；设置在第一旁路通道(16)中第一节流装置(17)的出口侧，用于蒸发制冷剂以进行冷却操作的第二蒸发装置(18)；以及用于在压缩机(11)的入口侧的低压制冷剂和压缩机(11)的出口侧的高压制冷剂之间进行热交换的内部热交换器(21，211，212)。
根据以上特征，在通过减少用于压缩机的驱动力实现高效操作的以上喷射器型制冷循环中，制冷剂可以同时进入到第一和第二蒸发装置两者中。热吸收操作可以在用于通过第一和第二蒸发装置(15，18)进行冷却操作的预期空间(或多个空间)中同时进行。
此外，用于第一蒸发装置(15)的制冷剂流量可以通过喷射器(14)的节流特性进行控制。到第二蒸发装置(18)的制冷剂流量可以通过设置在第一旁路通道(16)中的第一节流装置(17)独立地进行控制。因此，用于第一和第二蒸发装置(15，18)的各个制冷剂流量可以根据用于蒸发装置的热负载独立地进行调节。
由于第一旁路通道(16)将在喷射器(14)的入口侧(z)分叉的制冷剂供给到其吸入口(14b)，所以，制冷剂不仅通过利用喷射器的吸入操作，而且通过压缩机(11)的压缩操作(通过压缩机的吸入和排出操作)进入喷射器(14)。因此，即使在制冷剂循环的低负载操作中(即，当制冷剂到喷射器的输入量减少时，结果，循环中的压力差变得小一些)，也可以保证到第一旁路通道(16)中的第二蒸发装置(18)的需要制冷剂流量，以实现通过第二蒸发装置(18)进行的需要冷却容量。
此外，由于内部热交换器(21，211，212)设置用于压缩机(11)的入口侧中的低压制冷剂和压缩机(11)的出口侧中的高压制冷剂之间的热交换，所以，可以减少在散热装置(13、13b、13c)的出口侧的高压制冷剂的焓，即在蒸发装置的入口侧的制冷剂的焓，从而增加蒸发装置的入口侧和出口侧之间的焓差。可以进一步改进第一和第二蒸发装置(15，18)的冷却容量。
压缩机(11)的出口侧中的高压制冷剂应该包括从压缩机(11)的出口侧到散热装置(13、13b、13c)的出口侧的制冷剂通道中的制冷剂。
根据本发明的另一特征，喷射器型制冷循环包括用于吸入制冷剂并将其压缩的压缩机(11)，以及用于辐射从压缩机(11)泵出的高压制冷剂的热的散热装置(13)。膨胀阀(30)设置在散热装置(13)的出口侧的制冷通道(31)中，用于通过调节制冷剂通道(31)的通道开口面积，以控制压缩机(11)入口侧的低压制冷剂的条件。
喷射器(14)也设置在所述制冷循环中，其中喷射器(14)包括用于减压和膨胀来自膨胀阀(30)的制冷剂的喷嘴部分(14a)；用于通过从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂流吸入制冷剂的吸入口(14b)；以及增压部分(14d)，所述增压部分用于将从喷射器喷嘴(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并用于增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量。
制冷循环还包括用于蒸发来自喷射器(14)的制冷剂以进行冷却操作的第一蒸发装置(15)；在喷射器(14)的入口侧(z)分叉，用于将来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的一部分供给到喷射器(14)的吸入口(14b)的第一旁路通道(16)；设置在第一旁路通道(16)中，用于减压来自膨胀阀(30)的制冷剂的所述部分的第一节流装置(17)；设置在第一节流装置(17)的出口侧的第一旁路通道(16)中，用于蒸发制冷剂以进行冷却操作的第二蒸发装置(18)；以及内部热交换器(21)，所述内部热交换器用于在压缩机(11)的入口侧的低压制冷剂和膨胀阀(30)的入口侧的高压制冷剂之间，或在压缩机(11)的入口侧的低压制冷剂和膨胀阀(30)的出口侧的中间压力制冷剂之间进行热交换。
根据以上特征，设置在喷射器(14)的吸入口侧中的第二蒸发装置(18)设置在从喷射器(14)的入口侧分叉的旁路通道(14)中，而在膨胀阀(30)的入口侧的高压制冷剂或在膨胀阀(30)的出口侧的中间压力制冷剂在内部热交换器(21)中被冷却下来。从而减少制冷剂的焓，以便第一和第二蒸发装置(15，18)处的冷却容量可以被同样地提高。
此外，利用膨胀阀(30)，通过调节散热装置(13、13b、13c)出口侧的制冷剂通道(31)的通道开口面积来控制压缩机(11)入口侧的低压制冷剂的条件，而来自膨胀阀(30)的中间压力制冷剂分叉到喷射器(14)的入口侧和旁路通道(16)。结果，制冷剂流量可以通过膨胀阀(30)适当地进行控制，以便在压缩机(11)入口侧的低压制冷剂的条件保持在预定的条件(例如，预定的过热条件(super heated condition))，此外可以适当控制分布到第一和第二蒸发装置(15，18)的制冷剂流量。第一和第二蒸发装置(15，18)两者处的冷却量可以通过制冷剂的此适当分布进一步地得到改进。
根据本发明的进一步特征，喷射器型制冷循环具有第一和第二制冷循环。
第一制冷回路包括用于压缩气相制冷剂和泵出压缩的高压制冷剂的压缩机(11)；连接到压缩机(11)的出口侧用于冷却高压制冷剂的散热装置(13)；具有入口、出口(14d)以及吸入口(14b)的喷射器(14)，其中喷射器(14)的入口连接到散热装置(13)的出口侧，所述喷射器(14)还具有用于减压和膨胀来自散热装置(13)的制冷剂的喷嘴部分(14a)，其中出口(14d)将从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量；以及在其入口侧连接到喷射器(14)的出口(14d)，而在其出口侧连接到压缩机(11)的入口侧的第一蒸发装置(15)。
第二制冷回路包括所述压缩机(11)；所述散热装置(13)；从喷射器(14)的入口侧分叉并连接到喷射器(14)的吸入口(14b)的旁路通道(16)；设置在旁路通道(16)中的第二蒸发装置(18)；以及所述第一蒸发装置(15)。
喷射器型制冷循环还包括具有高压侧和低压侧制冷剂通道(21a，211a，212a，21b，211b，212b)的内部热交换器(21，211，212)，其中高压侧制冷剂通道(21a，211a，212a)设置在散热装置(13)的出口侧和喷射器(14)的入口之间，和/或散热装置(13)的出口侧和第二蒸发装置(18)的入口侧之间，而低压侧制冷剂通道(21b，211b，212b)设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和压缩机(11)的入口侧之间。
参照相应的附图对下面优选实施方式进行具体说明，将使本发明的上述和其它目的、特征和优点变得更加清晰和容易理解。在图中图1是显示根据本发明第一实施方式的喷射器型制冷循环的制冷剂回路的示意图；图2是显示图1所示的内部热交换器的剖面简图；图3是显示根据第一实施方式的喷射器型制冷循环操作的Molier图；图4到8分别显示根据第二到第六实施方式的喷射器型制冷循环的示意图；图9是显示用于根据第一到第六实施方式的用于内部热交换器的制冷剂回路的变化的制冷剂回路示意图；图10到19是分别显示根据第七到第十六实施方式的喷射器型制冷循环的示意图；以及图20是显示根据现有技术的喷射器型制冷循环的制冷剂回路示意图。
具体实施例方式
(第一实施方式)图1是显示根据本发明第一实施方式的喷射器型制冷循环的视图，其施用到用于机动车辆的制冷循环中。在根据此实施方式的制冷循环10中，用于吸入和压缩制冷剂的压缩机11由用于机动车辆(未示出)的发动机通过电磁离合器12、皮带等进行驱动。
任何形式的压缩机都可以用作压缩机11，例如，可以根据排出量的变化调节制冷剂排出性能的变容型压缩机，或可以通过用电磁离合器12的ON-OFF来改变其操作速率来调节制冷剂排出性能的固定容积型压缩机。在使用电操作压缩机的情况下，制冷剂排出性能可以通过控制电动机的旋转速度进行调节。
散热装置(冷凝器)13连接到压缩机11的排出侧(出口侧)。散热装置13在从压缩机11排出的高压制冷剂和通过冷却风扇(未示出)吹出的外部空气(车辆外的空气)之间进行热交换，以冷却高压制冷剂。
不超过其临界压力的高压的碳氟化合物气体、碳氢化合物气体等用作用于制冷循环10的制冷剂，其中形成气体压缩型的次临界循环。因此，散热装置13作为用于冷凝制冷剂的冷凝器进行操作。
接收器13a设置在散热装置13的出口侧。接收器13a为长型的箱体以形成气液分离器，以便制冷剂分离成气相和液相制冷剂，剩余(surplus)的液相制冷剂储存在箱体中。液相制冷剂从接收器13a的底部分取出并从其出口侧排出。接收器13a与散热装置13整体形成。
另一熟知的热交换器也可以用作散热装置13。具体地说，用于冷凝制冷剂的热交换器可以设置在制冷剂流的上游侧，而接收器13a设置用于接收来自此热交换器的制冷剂并将制冷剂分离成气相和液相制冷剂。而热交换器可以具有过冷热改变部分(super cool heat changing portion)，其来自接收器13a的饱和液相制冷剂被过度冷却。
内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21设置在接收器13a的出口侧。内部热交换器21在高压侧制冷剂通道21a的高温高压制冷剂和低压侧制冷剂通道21b的低温低压制冷剂之间进行热交换。低压侧制冷剂通道21b连接到压缩机11的吸入侧(入口侧)。
各种结构都可以用作用于内部热交换器21的结构。根据实施方式，如图2所示，套管结构用于内部热交换器。更具体地说，其构成为用于低压侧制冷剂通道21b的内管21d形成于用于高压侧制冷剂通道21a的外管21c的内部。
喷射器14设置在内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a的出口侧。喷射器14不仅作为用于减少制冷剂压力的压力减少装置操作，而且作为用于通过以高速喷射的制冷剂的吸入操作循环制冷剂的制冷剂循环装置(泵装置)进行操作。
喷射器14包括通过小开口限制通道面积的喷嘴部分14a，以便以等熵的方式减压和膨胀来自高压侧制冷剂通道21a的出口侧的高压制冷剂。喷射器14还包括制冷剂吸入口14b，其在同样的空间设置到喷嘴部分14a的制冷剂喷射口，用于从第二蒸发装置(蒸发器)吸入气相的制冷剂。
混合部分14c还设置在从喷嘴部分14a和吸入口14b的制冷剂流的下游侧，以便将从喷嘴部分14a喷射的高速制冷剂与从吸入口14b吸入的制冷剂进行混合。缓和部分14d形成于混合部分14c的下游侧用于增加制冷剂的压力。缓和部分14d具有以便通道面积逐渐增大的结构，以便减缓制冷剂流，从而增加制冷剂压力。结果，制冷剂的速度能量转换为压力能量。第一蒸发装置(蒸发器)15连接到喷射器14的缓和部分14d的出口侧(出口)。
制冷剂旁路通道16从分叉点Z(散热装置13和喷射器14的入口之间)分叉，且其下游端连接到喷射器14的吸入口14b。
节流装置(例如，固定孔)17设置在旁路通道16中，且第二蒸发装置18设置在节流装置17的下游侧。节流装置17由固定的节流阀，如毛细管和孔形成，并作为用于调节到第二蒸发装置18的制冷剂流量的减压装置进行操作。电驱动阀装置可以用作节流装置17，以便阀的开口度(通道开口面积)可以通过电磁驱动器进行调节。
在上述第一实施方式中，第一制冷回路由压缩机11、散热装置13、内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a、喷射器14(入口和出口)，第一蒸发装置15以及内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b形成，而第二制冷回路由压缩机11、散热装置13、高压侧制冷剂通道21a、旁路通道16、第二蒸发装置18、喷射器14(吸入和出口)，第一蒸发装置15以及低压侧制冷剂通道21b形成。
根据实施方式，第一蒸发装置15用作用于进行机动车辆乘客间的空调操作的蒸发器，其中由电吹动空气装置19吹动的空气通过第一蒸发装置15冷却，而冷却的空气吹进机动车辆乘客间。
根据实施方式，第二蒸发装置18用于冷却车辆制冷设备，其中通过电吹动空气装置20吹动的制冷设备的空气通过第二蒸发装置18进行冷却，而冷却的空气吹(循环)进制冷设备以冷却其内部。
下面将说明第一实施方式的操作。当压缩机11通过车辆发动机驱动时，从压缩机11排出的气相高温高压制冷剂流进散热装置13，在此高温高压的气相制冷剂通过空气冷却并冷凝。由散热装置13冷凝的高压制冷剂流进接收器13a，以便制冷剂分离成气相和液相制冷剂。
液相制冷剂从接收器13a流出并流进内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a中。热交换在高压侧制冷剂通道21a中的高温高压制冷剂和低压侧制冷剂通道21b中的低压制冷剂之间的内部热交换器中进行，以便进一步冷却高压制冷剂，以增加过冷度。
过冷的高压制冷剂在分叉点Z分叉，分成到喷射器14的制冷剂流以及到旁路通道16的制冷剂流。
流进喷射器14的制冷剂在喷嘴部分14a减压和膨胀，以便压力能量在喷嘴部分14a处转换为速度能量，而制冷剂以高速从喷射口喷射。气相制冷剂通过喷射器14的吸入操作从吸入口14b吸入，其中制冷剂流过旁路通道16和第二蒸发装置18。
从喷嘴部分14a喷射的制冷剂和从吸入口14b吸入的制冷剂在位于喷嘴部分14a下游侧的混合部分14c彼此混合。然后，混合的制冷剂流进缓和部分14d，其中由于通道面积逐渐增加，速度(膨胀)能量转换成压力能量，且制冷剂压力增加。
制冷剂从喷射器14的缓和部分14d流出并流进第一蒸发装置15，其中低压制冷剂将通过吸收由电吹动空气装置19吹动的空气的热而被蒸发。来自第一蒸发装置15的制冷剂流进内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b，并与高压侧制冷剂通道21a中的高压制冷剂进行热交换。来自低压侧制冷剂通道21b的气相制冷剂通过压缩机11再次吸进和压缩。
流进旁路通道16的制冷剂通过节流装置17减压，以便制冷剂转变为低压制冷剂。低压制冷剂流进第二蒸发装置18，其中低压制冷剂将通过吸收由电吹动空气装置20吹动的空气的热而被蒸发。来自第二蒸发装置18的气相制冷剂通过吸入口14吸进喷射器14。
如上所述，根据实施方式，在喷射器14的缓和部分14d的下游侧(出口)的制冷剂供给到第一蒸发装置，同时，在旁路通道16中的制冷剂通过节流装置17供给到第二蒸发装置18，以便可以通过第一和第二蒸发装置15和18同时进行冷却操作。
在上述操作中，在第一装置15中的蒸发制冷剂压力对应于在缓和部分14d增加的制冷剂压力，而在喷嘴部分14a的制冷剂压力(其为最低压力，在减压之后不久)被施用到第二蒸发装置18，因为第二蒸发装置18的出口侧连接到喷射器14的吸入口14b。
如上所述，在第二装置18中的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)可以低于第一蒸发装置15中的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)。根据此实施方式，由于第一蒸发装置15用于乘客间的冷却操作，而第二蒸发装置18用作制冷设备的冷却操作，所以制冷设备中的温度可以控制在低于用于乘客间的值。换言之，用于乘客间的冷却操作和制冷设备可以以两个不同(较高和较低)的温度单独地控制。
此外，到第二蒸发装置18的制冷剂流量可以通过节流装置17单独控制，而不依赖于喷射器14的功能。到第一装置15的制冷剂流量也可以通过压缩机11的制冷剂排出性能和喷射器14的节流特性的控制进行调节。结果，到各个第一和第二蒸发装置15和18的制冷剂流量可以方便地根据各个热负载进行控制。
在上述操作中，制冷剂压力在缓和部分14d增加，而压缩机11的压缩工作量可以减少对应于压缩机11的入口侧的制冷剂的压力增加的量。因此，用于压缩机11的驱动力可以减少。
在循环中热负载较小的操作条件下，在循环中的制冷剂压力差小一些，而到喷射器14的制冷剂输入量相应地变得小一些。根据上述现有技术(日本专利No.3322263)的制冷循环，如此专利申请的图20所示，流过蒸发器62的制冷剂流量只与喷射器14的制冷剂的吸入操作有关。当到喷射器14的制冷剂输入量减少时，在喷射器14的制冷剂吸入操作相应地减少。因此，通过第二蒸发器62的制冷剂流量减少，从而不容易实现冷却操作的需要性能。
然而，根据本发明，高压制冷剂在喷射器14的上游侧(分叉点Z)分叉，而分叉的制冷剂流过旁路通道16并吸进吸入口14b。即，制冷剂旁路通道16平行于喷射器14设置。
因此，制冷剂不仅可以通过从旁路通道16在喷射器14的制冷剂的吸入操作，而且可以利用压缩机11的制冷剂吸入和制冷剂排出的性能，以被供给到第二蒸发器装置18。因此，与上述现有技术(日本专利No.3322263)的情况相比，即使到喷射器14的制冷剂输入量减少，也可以减少制冷剂在喷射器14的吸入操作，流到第二蒸发装置18的制冷剂的减少可以抑制到较小的量。即使在循环中热负载较小的操作条件下，也可以通过第二蒸发装置18方便地实现冷却操作的需要性能。
此外，由于在散热装置13的出口侧，更具体地说，在接收器13a的出口侧的高压制冷剂通过与压缩机11的入口侧的低压制冷剂进行热交换的内部热交换器21冷却，可以进一步增加高压制冷剂的过冷。第一和第二蒸发装置15和18的入口侧的制冷剂的焓可以被降低。这就意味着可以增大在第一和第二蒸发装置15和18的入口侧和出口侧之间的制冷剂的焓差，以便可以增加通过蒸发装置15和18的冷却操作性能。
具有内部热交换器21的制冷循环通常具有下述缺点，即作为在压缩机的入口侧的制冷剂过热增加的结果，在压缩机11的排出制冷剂的温度变为更高。然而，根据本发明的实施方式，从压缩机排出的制冷剂的温度增加可以通过将内部热交换器21组合进喷射器型制冷循环而得以避免。
下面将参照如图3所示的Molier简图进行说明。实线A为组合根据本发明的内部热交换器21的喷射器型制冷循环的Molier简图，而双点划线B为没有喷射器14，但组合有内部热交换器21的制冷循环(对比实施例)的Molier简图。在后者的制冷循环(对比实施例)中，第一和第二蒸发装置15和18彼此平行连接。
在对比实施例中，点“a”显示了已经通过内部热交换器21中的热交换吸收热(加热到点“a”)并将被吸进压缩机的制冷剂的条件。当制冷剂压缩到此通过循环平衡确定的排出压力时，制冷剂的条件从点“a”移动到点“b”。结果，从压缩机排出的制冷剂的温度增加到由点“b”确定的该温度。在图3中，每个等温线的右手侧都为高温侧(焓增加侧)，而每个等温线的左手侧都为低温侧(焓减少侧)。
根据本发明的喷射器型制冷循环，由于在喷射器14的缓和部分14d的压力增加效果，在第一蒸发装置15的制冷剂的蒸发压力变得比第二蒸发装置18的制冷剂的蒸发压力高预定的压力增加量“c”。
通过以上压力增加量“c”增加吸进压缩机11的制冷剂的压力，以便压缩机11的压缩比可以小一些。结果，从压缩机排出的制冷剂的条件移动到点“d”。如图所示，当与比较实施例(点“b”)比较时，点“d”移动到等温线的低温侧，由此从压缩机排出的制冷剂的温度可以比比较根据图1所示的实施方式，压缩机11、散热装置13、接收器13a等都设置在车辆的发动机室，而喷射器14、第一和第二蒸发装置15，18、节流装置17、空气吹动装置19，20等设置在乘客间。在用于车辆的普通制冷循环中，两个制冷管线(用于高压和低压制冷剂)需要将设置在发动机间的元件与设置在乘客间的元件连接。然而，根据本发明的实施方式，设置在发动机间和乘客间的元件可以通过一个制冷剂管线(具有套管结构)彼此连接。
因此，将制冷循环安装和固定进车辆中的过程可以通过利用具有套管结构的内部热交换器21而变得更简单和容易。
(第二实施方式图4)在以上第一实施方式中，内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a设置在用于旁路通道16的分叉点Z的上游侧。根据第二实施方式，内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a设置在分叉点Z的下游侧，即在用于旁路通道16的节流装置17的上游侧。
根据第二实施方式，只有分叉到旁路通道16的高压制冷剂由内部热交换器21冷却。从而增加制冷剂的过冷度，并且在第二蒸发装置18的入口侧的制冷剂的焓减少。
另一方面，由于穿过喷射器14的高压制冷剂不通过内部热交换器21冷却，所以，接收器13a出口侧的制冷剂的焓被保持。因此，可以避免由于内部热交换器21使制冷剂在喷射器14的入口侧(入口)的膨胀能量的减少。
即使在设置内部热交换器21的情况下，喷射器型制冷循环可以在不减少喷射器14的缓和部分14d的压力增加量的情况下操作。结果，可以有效地降低在第二蒸发装置18处的制冷剂的蒸发压力和蒸发温度，以便可以改进第二蒸发装置18的冷却容量。
(第三实施方式图5)图5显示了第三实施方式，其中第二旁路通道22增加到第一实施方式。第二旁路通道22从喷射器14的入口侧(节流装置17的入口侧)分叉，且其下游端连接到第一蒸发装置15的出口侧。
节流装置23和第三蒸发装置24设置在第二旁路通道22中。节流装置23由固定的节流阀如毛细管和孔形成，且作为用于调节到第三蒸发装置24的制冷流量的减压装置进行操作。电驱动阀装置可以用于节流装置23，以便阀的开口度(通道开口面积)可以通过电磁驱动器进行调节。在其中进行冷却操作的空间中的空气通过空气吹动装置25吹到第三蒸发装置24中。
第三蒸发装置24的出口侧与第一蒸发装置15的出口侧连接，并连接到内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b的入口侧。在第一和第三蒸发装置15和24中的制冷剂的蒸发压力变为彼此接近相等。即，在第一和第三蒸发装置15和24中的制冷剂的蒸发温度变为彼此相等。
在以上第三实施方式中，第一和第二制冷回路以与第一实施方式同样的方式形成。第三制冷回路由压缩机11、散热装置13、高压侧制冷剂通道21a、第二旁路通道2、第三蒸发装置24以及低压侧制冷剂通道21b组成。
根据第三实施方式，例如，用于通过第一蒸发装置15进行冷却操作的预期空间为前座乘客间，而用于通过第三蒸发装置24进行冷却操作的预期空间为后座乘客间。因此，前后座乘客间可以分别通过第一和第三蒸发装置15和24同时和单独进行冷却。
在车辆制冷设备选择作为用于通过第二蒸发装置18冷却操作的预期空间的情况下，与第一实施方式相同，制冷设备可以与用于前后座乘客间的冷却操作同时冷却。
当内部热交换器21由第二和第三实施方式中的套管结构形成时，与第一实施方式的方式相同，制冷循环安装和固定到车辆的过程可以更容易。
(第四实施方式图6)在第一实施方式中，第一和第二蒸发装置15和18单独构成以分别进行冷却操作。根据第四实施方式，如图6所示，第一和第二蒸发装置15和18形成单一结构并设置在一个共同的箱体26中。
根据此结构，第一和第二蒸发装置15和18可以作为一个单元处理，以便第一和第二蒸发装置15和18安装进箱体26的过程更简单。
车辆乘客间或车辆制冷设备被选择作为用于通过第一和第二蒸发装置15和18进行冷却操作的预期共同空间。
因此，根据第四实施方式，共同的空气吹动装置27设置用于吹动空气到第一和第二蒸发装置15和18。在此实施方式中，制冷剂的蒸发温度较高的第一蒸发装置15设置在从空气吹动装置27吹动的空气(由箭头“D”表示)的上游侧，而制冷剂的蒸发温度较低的第二蒸发装置18设置在吹动的空气(由箭头“D”表示)下游侧。
采用此结构，可以在第一蒸发装置15处的制冷剂的蒸发温度和吹动空气之间，以及在第二蒸发装置18处的制冷剂蒸发温度和吹动空气之间实现温度差。第一和第二蒸发装置15和18可以有效地产生冷却容量。通过第一和第二蒸发装置15和18到用于冷却操作的共同预期空间的冷却容量在其组合中有效地改进。
在以上第四实施方式中，用于蒸发装置15和18的零件如管、翼片、箱体等优选由金属材料如铝等形成，而这些零件为整体彼此钎焊(braze)，以便蒸发装置可以以高生产率制造。
(第五实施方式图7)在以上第一到第四实施方式中，接收器13a(气液分离器)设置在散热装置13的出口侧。根据第五实施方式，如图7所示，可以不用接收器13a，而采用蓄液器28设置在第一蒸发装置15的出口侧和内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b之间。蓄液器28形成为长形的箱体，以作为用于将来自第一蒸发装置15的制冷剂分离成气相和液相制冷剂的气液分离器进行操作。
蓄液器28通过利用制冷剂的密度差将制冷剂分离成气相和液相制冷剂，并在其底部蓄积液相制冷剂，并将气相制冷剂送到内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b。为了将包含在液相制冷剂中的润滑油返回到压缩机11的入口侧，将熟知的油返回机构(未示出)设置在箱体(蓄液器28)的底部。
(第六实施方式图8)在第六实施方式中，如图8所示，同第四实施方式(图6)一样，第一和第二蒸发装置15和18作为一个单元整体形成，而如同第五实施方式(图7)一样，设置蓄液器28而不是接收器13a。
在以上第五和第六实施方式(图7和8)中，蓄液器28设置在第一蒸发装置15的出口侧和内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b的入口侧之间。显示在第三实施方式(图5)中的第二旁路通道22，可以增加到上述第五和第六实施方式中。在此情况下，第二旁路通道22的出口侧通常连接到蓄液器28的入口侧。然而，第二旁路通道22的出口侧也可以连接到蓄液器28的出口侧。
(在第一到第六实施方式中，用于内部热交换器21的制冷剂通道的各种变化)如图9所示，内部热交换器21的高压侧和低压侧制冷剂通道21a和21b可以以各种方式设置。
更具体地说，高压侧制冷剂通道21a可以设置在图9中标号(1)到(7)表示的位置中的任何一个。在图9中，标号(6)表示高压侧制冷剂通道21a设置在(1)和(2)两个位置的情况，而标号(7)表示高压侧制冷剂通道21a设置在(1)、(2)和(3)三个位置的情况。
另一方面，低压侧制冷剂通道21b可以设置在图9中由标记(A)到(C)表示的位置中的任何一个。
因此，用于高压侧制冷剂通道21a有七个不同的位置，而用于低压侧制冷剂通道21b有三个不同的位置。这就意味着对于高压和低压侧制冷剂通道的位置总共有二十一个不同的组合。
(第七实施方式图10)在以上第一到第六实施方式中，以及在图9所示的内部热交换器的制冷剂通道的各种变化中，高压侧制冷剂通道21a设置在散热装置13的出口侧。根据图10所示的第七实施方式，散热装置分成设置在制冷剂流上游侧的第一散热装置13b，以及设置在制冷剂流下游侧的第二散热装置13c，高压侧制冷剂通道的第一部分21a-1设置在第一和第二散热装置13b和13c之间，而高压侧制冷剂通道的第二部分21a-2设置在旁路通道16以及分叉点Z和节流装置17之间。
在以上第七实施方式中，如上所述，散热装置分成第一和第二散热装置13b和13c。这是因为例如在用于家用电冰箱的制冷循环中，散热装置分散到电冰箱的多个空间。冷却风扇(未示出)设置在第一散热装置13b中，以便制冷剂的热辐射通过强制对流进行，而没有冷却风扇设置在第二散热装置13c处，以便制冷剂的热辐射通过自然对流进行。
由于内部热交换器21的高压侧制冷剂通道的第二部分21a-2设置在第二散热装置13c的下游侧，所以，当已经在第一和第二散热装置13b和13c辐射热后，高压制冷剂流进第二部分21a-2。因此，第二部分21a-2的制冷剂温度低于第一部分21a-1的制冷剂温度。
内部热交换器21设置为以便低压侧制冷剂通道21b中的制冷剂首先与在高压侧制冷剂通道21的第二部分21a-2中流动的制冷剂热交换，然后再与高压侧制冷剂通道21的第一部分21a-1中流动的制冷剂热交换。
如上所述，高压侧制冷剂通道21的第一和第二部分21a-1和21a-2中的制冷剂流和低压侧制冷剂通道21b中的制冷剂流形成逆流关系，以便可以改进内部热交换器21的热交换性能。
在电驱动压缩机用于压缩机11的情况下，因为在此表面部分的温度变得很低，所以很可能在制冷剂吸入侧管的表面产生露滴。结果，可能很容易由于露滴的水成分产生电的故障，例如电路部分的短路。
根据第七实施方式，内部热交换器21的高压侧制冷剂通道的第一部分21a-1设置在第一和第二散热装置13b和13c之间，而气相和液相制冷剂(都在压缩条件中)流过高压侧制冷剂通道的第一部分21a-1。这就导致第一部分21a-1中的制冷剂温度高于已经流过第二散热装置13c的制冷剂(在过冷条件下)的温度。
因此，在高压侧制冷剂通道的第一部分21a-1和低压侧制冷剂通道21b的出口侧之间的热交换中，在高压和低压制冷剂之间温度差增加，从而增大了热交换量。结果，吸进压缩机11的制冷剂的温度可以控制为比压缩机周围空气的露点高的值，以便防止在制冷剂吸入管处产生露滴。从而可以避免产生电的故障如电路部分的短路。
在以上第七实施方式中，高压侧制冷剂通道的多个部分21a-1和21a-2与一个低压侧制冷剂通道21b组合。然而，从图9可以清晰，低压侧制冷剂通道的多个部分也可以与一个高压侧制冷剂通道组合。此外，高压侧制冷剂通道的多个部分也可以与低压侧制冷剂通道的多个部分组合。
根据以上第七实施方式，散热装置分成在制冷剂流上游侧的第一散热装置13b和在制冷剂流下游侧的第二散热装置13c，而内部热交换器21的高压侧制冷剂通道的第一部分21a-1设置在第一和第二散热装置13b和13c之间。然而，高压侧制冷剂通道的第一部分21a-1可以设置在用于从压缩机11排出制冷剂的制冷剂通道中，即，在连接到散热装置的入口侧的制冷剂通道中。
(第八实施方式图11)图11显示了第八实施方式，其中内部热交换器包括多个(两个)部件，即设置在制冷循环的不同点的第一和第二内部热交换器211和212。
更具体地说，与图5中的第三实施方式相同，第二旁路通道22平行于第一旁路通道16设置，其中节流装置23和第三蒸发装置24设置在第二旁路通道22中。
第一内部热交换器211构成为以使热交换在设置在第一旁路通道16的节流装置17的入口侧的高压侧制冷剂通道211a和设置在蓄液器28的出口侧的低压侧制冷剂通道211b之间进行。
另一方面，第二内部热交换器212构成为以使热交换在设置在第二旁路通道22的节流装置23的入口侧的高压侧制冷剂通道212a和设置在第三蒸发装置24的出口侧的低压侧制冷剂通道212b之间进行。
第二内部热交换器212的低压侧制冷剂通道212b的出口侧与第一内部热交换器211的低压侧制冷剂通道211b的出口侧连接(link up)，并连接到压缩机11的入口侧。
此第八实施方式的第一内部热交换器211的高压侧制冷剂通道211a对应于图9中的标号(4)，而低压侧制冷剂通道211b对应于图9中的标记(B)。此外，第二内部热交换器212的高压侧制冷剂通道212a对应于图9中的标号(3)，而低压侧制冷剂通道212b对应于图9中的标记(C)。
根据以上第八实施方式，第一和第二内部热交换器211和212分别设置在第一和第二旁路通道16和22中。这就意味着在第一内部热交换器211中的热交换量能够独立地设计为以便冷却容量可以在第二蒸发装置18中有效地产生。与以上方式相同，第二内部热交换器212中的热交换量可以独立地设计为以便冷却量可以在第三蒸发装置24中有效地产生。
在以上第七和第八实施方式中，用于通过第一和第二蒸发装置15和18进行冷却操作的预期空间可以为独立的两个空间，或可以为一个共同空间。例如，前者的情况对应于第一到第三实施方式(图1，4，5和7)，而后者的情况对应于第四和第六实施方式(图6和8)。
(第九实施方式图12)图12显示了第九实施方式，其中温度依从型膨胀阀30增加到第一实施方式的制冷循环(图1)。
膨胀阀30设置在制冷剂通道31中，其设置在内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a和旁路通道16的分叉点Z(即，在分叉点Z的上游侧)之间。膨胀阀30调节开口度(制冷剂通道的开口面积)，以便在第一蒸发装置15的出口侧的制冷剂的过热度被控制在预定值。
因此，膨胀阀30包括用于调节制冷剂通道31的阀开口度(制冷剂通道的开口面积)的阀体(未示出)，以及用于驱动阀体的阀驱动机构30a。
阀驱动机构30a具有熟知的结构，其包括用于感应第一蒸发装置15的出口侧的制冷剂温度的温度感应部分30b，以及压力响应件，例如隔膜片，其响应对应于第一蒸发装置15的出口侧的制冷剂的感应温度的压力、以及第一蒸发装置15出口侧的制冷剂的压力进行变位。膨胀阀30的阀体(未示出)通过隔膜片的变位被驱动以移动。为此，第一蒸发装置15的出口侧的制冷剂压力通过压力进入通道(未示出)进入阀驱动机构30a。
下面将说明第九实施方式的性能特征。当制冷剂通过膨胀阀30时，减压(第一减压)来自散热装置13的高压制冷剂，以便制冷剂压力下降到预定的中间压力。中间压力的制冷剂在分叉点Z分叉，以便其分成到喷射器14的制冷剂流和到旁路通道16的制冷剂流。这些制冷剂分别通过喷射器14和节流装置17进一步降压(第二次减压)，制冷剂压力降低到预定的低压。
由于温度依从型阀30设置在分叉点Z上游侧的制冷剂通道31中，到第一和第二蒸发装置15和18的整个制冷剂流量可以通过调节用于制冷剂通道31的阀的开口度(通道的开口面积)适当地控制，以便第一蒸发装置15出口侧的制冷剂的过热度控制在预定值。
当制冷剂穿过内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b时已经吸收热后，由于来自第一蒸发装置15的制冷剂吸进压缩机11，所以，即使在即刻来自第一蒸发装置15的制冷剂条件通过膨胀阀30控制以使所述条件等于或接近具有0℃过热度的饱和气体的情况下，也可以保证防止液相制冷剂返回到压缩机11。
此外，通过控制即刻来自第一蒸发装置15的制冷剂条件为等于或接近具有0℃过热度的条件，制冷剂流量可以控制为以便几乎所有的液相制冷剂在第一蒸发装置15中蒸发。如上所述，潜热的热吸收操作可以通过液相制冷剂的蒸发在第一蒸发装置15的整个面积处进行，而不会造成液相制冷剂返回到压缩机11。结果，可以在第一蒸发装置15产生高冷却容量。
在第九实施方式中，在膨胀阀30上游侧的高压制冷剂的过冷度也可以通过内部热交换器21增加，从而增加第一和第二蒸发装置15和18的入口和出口侧之间的制冷剂的焓差，以便增加蒸发装置15和18的冷却容量。如同图3所述，可以通过利用内部热交换器21防止可能在喷射器型制冷循环中出现的压缩机11的出口侧的制冷剂的温度增加。此效果与第一实施方式中的效果相同。
由于内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b设置在第一蒸发装置15的下游侧，所以，制冷剂流量可以可替代地通过膨胀阀30控制，以便即刻来自第一蒸发装置15的制冷剂处于气相和液相制冷剂混合的条件(接近干燥率为1(＝0℃过热度))。
膨胀阀30可以不必由纯机械结构组成。相反，可以使用电膨胀阀作为膨胀阀30，其根据由制冷剂温度传感器和制冷剂压力传感器检测的电信号电调节阀的开启度(制冷剂通道的开启面积)。
(第十实施方式图13)图13显示了第十实施方式，与第四实施方式(图6)的单一结构相同，其与以上第九实施方式的不同之处在于第一和第二蒸发装置15和18整体形成为一个单元。
(第十一实施方式图14)在以上第九实施方式中，温度依从型膨胀阀39设置在内部热交换器21的高压侧制冷剂通道21a的下游侧，而热交换在高压侧制冷剂通道21a中的高压制冷剂和穿过内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b中的低压制冷剂之间进行，并流到压缩机11中。然而，根据第十一实施方式，如图14所示，内部热交换器21包括中间压力侧制冷剂通道21c和低压侧制冷剂通道21b，其中中间压力侧制冷剂通道21c设置在膨胀阀30的出口侧。热交换在中间压力侧制冷剂通道21c中的中间压力制冷剂和穿过内部热交换器21的低压侧制冷剂通道21b的低压制冷剂之间进行，并流到压缩机11。
更具体地说，中间压力侧制冷剂通道21c设置在旁路通道16的节流装置17的入口侧。因此，中间压力的制冷剂流过内部热交换器21的中间压力侧制冷剂通道21c，其中制冷剂压力在膨胀阀30的出口侧的压力和节流装置17的入口侧压力之间。
由于内部热交换器21的中间压力侧制冷剂通道21c设置为平行于用于喷射器14的入口侧通道，所以，已经穿过膨胀阀30的中间压力的制冷剂导入到喷射器14的喷嘴部分14a，而没有内部热交换(热辐射)。因此，第十一实施方式产生以下效果。
在流进喷射器14的喷嘴部分14a的中间压力制冷剂进行热交换(内部热交换)的情况下，制冷剂的焓通过热辐射到低压制冷剂而被减少。喷嘴部分14a的减压操作以等熵的方式进行。由于根据Molier示意图中的焓的减少的制冷剂的物理性，等熵曲线的斜率减少。
结果，当流进喷射器14的喷嘴部分14a的中间压力制冷剂的焓减少时，因为消耗在喷嘴部分14a中的制冷剂膨胀的收集量减少，所以在喷射器14的缓和部分14d的压力增加量减少。
然而，根据第十一实施方式，只有在旁路通道16的制冷剂进行了热交换，而中间压力的制冷剂直接从膨胀阀30进入喷射器14的喷嘴部分14d，而没有内部热交换。结果，可以避免由于内部热交换造成的制冷剂焓的可能减少，以便用于消耗收集的充分量可以得到保证，并获得缓和部分14d处的充分压力增加量。
在旁路通道16中的中间压力的制冷剂通过内部热交换(热辐射)过冷却以减少其焓，以便可以改进第二蒸发装置18的冷却容量。
(第十二实施方式图15)图15显示了第十二实施方式，与第四实施方式(图6)的单一结构相同，其与以上第十一实施方式(图14)的不同之处在于第一和第二蒸发装置15和18整体形成为一个单元。
(第十三实施方式图16)图16显示了第十二实施方式，其与以上第十一实施方式(图14)的不同之处在于内部热交换器21的制冷剂通道21c设置在分叉点Z的上游侧。
来自散热装置13的高压制冷剂通过膨胀阀30的主减压操作减压到中间压力的气液相制冷剂。
如上所述，根据以上第十一实施方式(图14)，中间压力的气液制冷剂直接进入喷射器14的喷嘴部分。由于气液制冷剂包括一定百分比的气相制冷剂，所以，当制冷剂通过喷嘴部分14a时，可能产生气泡的不稳定流动。喷嘴部分14a可能振动而产生制冷剂流动的噪声。
根据第十三实施方式，当已经通过膨胀阀30后，中间压力的制冷剂通过热辐射液化为制冷剂通道21c的低压制冷剂。结果，具有预定过冷度的液相制冷剂流进旁路通道16的节流装置17和喷射器14的喷嘴部分14a两者。
在节流装置17和喷嘴部分14a中可以抑制气泡的不稳定流动，从而可以抑制制冷剂流动产生的噪声。
(第十四实施方式图17)图17显示了第十四实施方式，其与以上第十三实施方式(图16)的不同之处在于第一和第二蒸发装置15和18整体形成为一个单元，这与第四实施方式(图6)的单一结构相同。
(第十五实施方式图18)图18显示了第十五实施方式，其中旁路通道16中的节流装置由毛细管17形成，所述毛细管进一步构成为作为内部热交换器21(中间压力侧制冷剂通道21c)操作。
即，毛细管17不仅形成为旁路通道16中的节流装置，而且形成为内部热交换器21的部分(制冷剂通道21c)。
更具体地说，套管结构的内部热交换器21构成为以便毛细管17形成为内管，而来自第一蒸发装置15的制冷剂通道(即，用于压缩机入口侧的制冷剂通道)形成为外管。内部热交换器21可以可替代地构成为以便毛细管17和来自第一蒸发装置15的制冷剂通道(即，用于压缩机入口侧的制冷剂通道)彼此连接，以便可以在良好的条件下在其之间进行热传导。
在下游侧具有预定长度的毛细管17的部分17a设置在内部热交换器21的外部，以便在此部分17a不进行热交换，且部分17a只作为节流装置操作。
根据第十五实施方式，来自膨胀阀30的中间压力的制冷剂通过毛细管17减压，同时，热可以辐射到压缩机11的入口侧中的低压制冷剂。
根据图14的第十一实施方式，当热交换已经在内部热交换器21进行后，来自膨胀阀30的中间压力的制冷剂进入到旁路通道16的节流装置17。由于用于内部热交换的热交换量主要取决于制冷循环的操作条件，所以，流进节流装置17的制冷剂由过冷的液相制冷剂的条件改变到气相制冷剂的条件。
由于制冷剂密度主要由过冷的液相条件改变到气相条件，所以，很难通过节流装置如具有固定节流的毛细管17对过冷的液相制冷剂和气相制冷剂两者实现适当的减压特性。
然而，根据第十五实施方式，来自膨胀阀30的中间压力的气液相制冷剂通过毛细管17减压，同时，热被辐射到压缩机11入口侧的低压制冷剂。
即，在气液相制冷剂的条件保持在毛细管17中的同时，可以进行减压操作以及热辐射操作。因此，很容易设计制冷循环，以便毛细管17的减压特性可以调节到预期的减压特性(预期的减压量)。
在毛细管17的整个长度构成为内部热交换器21的制冷剂通道的情况下，制冷剂温度将在毛细管17的预定下游部分减少，以变为低于压缩机入口侧中的低压制冷剂的温度。在此情况下，可以从压缩机入口侧中的低压制冷剂反向吸收热。
然而，根据第十五实施方式，在其下游侧具有预定长度的毛细管17的部分17a设置在内部热交换器21的外部，以便在此部分17a不进行热交换。结果，可以确保防止在毛细管17的下游部分的热吸收。
(第十六实施方式图19)图19显示了第十六实施方式，其与以上第十五实施方式(图18)的不同之处在于第一和第二蒸发装置15和18整体形成为一个单元，此与第四实施方式(图6)为单一结构相同。
(其他实施方式)本发明不局限于以上说明的实施方式，可以为以下各种改进方式。
(1)在以上实施方式中，电控制阀，例如电磁阀，可以设置在用于第一蒸发装置15、第一旁路通道16以及第二旁路通道22的制冷剂通道中以用于分别控制其通道面积，以便制冷剂可以自由选择流到第一、第二和/或第三蒸发装置15、18、24。
在此改进方式中，电控制阀用于第一和第二旁路通道16、22中的节流装置17、23，以便这些节流装置不仅可以产生节流操作，而且可以产生制冷剂通道的开启-闭合操作。
(2)在第一到第四实施方式所示的制冷循环中，其中接收器13a设置在散热装置13(称为接收器循环)的出口侧，温度依从型膨胀阀可以设置在喷射器14的入口侧，以便第一蒸发装置15的出口侧的制冷剂的过热度可以通过膨胀阀进行控制。
(3)在以上实施方式中，气体压缩型的次临界循环由如碳氟化合物气体、碳氢化合物气体等的制冷剂形成，其高压不超过其临界压力。本发明还施用到气体压缩型的超临界循环，其用如二氧化碳(CO2)的制冷剂进行操作，其高压超过其临界压力。
在超临界循环中，来自压缩机的制冷剂的热在超临界条件下在散热装置13辐射，但制冷剂不冷凝。设置在高压制冷剂通道中的接收器13a不会将制冷剂分离成气相和液相制冷剂，且不能储存剩余的液相制冷剂。
因此，如图7或8所示，在超临界循环的情况下，蓄液器可以设置在第一蒸发装置15的出口侧，用于作为在低压侧中的气液分离器操作。
在以上实施方式中，使用固定型的喷射器14，其中喷嘴部分14a具有固定通道面积的。也可以使用其中喷嘴部分的通道面积可以调节的变化型的喷射器。
作为变化型喷射器的实施例，其可以构成为以便可活动的针可被插进喷嘴部分的通道部分，且针相对喷嘴部分的相对位置可以通过电驱动器改变，以便调节喷嘴部分的通道面积。
高压侧的制冷剂压力可以通过调节变化型的喷射器的喷嘴部分的通道面积以被控制在次临界和超临界循环中。
(5)在第一实施方式和其他实施方式中，本发明施用到制冷循环中，由此用于车辆乘客间的空调操作以及用于车辆制冷设备的冷却操作被执行。然而，无论是其中制冷剂蒸发温度在高温侧的第一蒸发装置15，还是其中制冷剂蒸发温度在低温侧的第二蒸发装置18，都可以用作用于车辆乘客间的空调操作，而且用于不同空间(例如，前座空间和后座空间)。
(6)此外，无论是其中制冷剂蒸发温度在高温侧的第一蒸发装置15，还是其中制冷剂蒸发温度在低温侧的第二蒸发装置18，都可以用作用于车辆制冷设备的冷却操作，即，其中制冷剂蒸发温度在高温侧的第一蒸发装置15可以用于冷却冷藏间，而其中制冷剂蒸发温度在低温侧的第二蒸发装置18可以用于冷却冷冻间。
电磁阀可以与固定节流组合以形成节流装置17、23，以便通道关闭操作可以通过固定节流增加到用于流量控制的操作。
权利要求
1.一种喷射器型制冷循环，包括用于吸入制冷剂并将其压缩的压缩机(11)；用于辐射从压缩机(11)泵出的高压制冷剂的热的散热装置(13、13b、13c)；喷射器(14)，所述喷射器具有用于减压和膨胀来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的喷嘴部分(14a)；用于通过从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂流吸入制冷剂的吸入口(14b)；以及增压部分(14d)，所述增压部分用于将从喷射器喷嘴(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂进行混合，并用于增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量用于蒸发来自喷射器(14)的制冷剂以进行冷却操作的第一蒸发装置(15)；第一旁路通道(16)，所述第一旁路通道在喷射器(14)的入口侧(z)分叉，用于将来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的一部分供给到喷射器(14)的吸入口(14b)；第一节流装置(17)，所述第一节流装置设置在第一旁路通道(16)中，用于减压来自散热装置(13、13b、13c)的制冷剂的所述部分；第二蒸发装置(18)，所述第二蒸发装置设置在第一节流装置(17)的出口侧的第一旁路通道(16)中，用于蒸发制冷剂以进行冷却操作；以及内部热交换器(21，211，212)，所述内部热交换器用于在压缩机(11)的入口侧的低压制冷剂和压缩机(11)的出口侧的高压制冷剂之间进行热交换。
2.根据权利要求1所述的喷射器型制冷循环，其特征在于内部热交换器(21)的高压侧制冷剂通道(21a，211a)设置在第一节流装置(17)的入口侧的第一旁路通道(16)中。
3.根据权利要求1所述的喷射器型制冷循环，还包括第二旁路通道(22)，所述第二旁路通道在喷射器(14)的入口侧(Z)分叉，用于将来自散热装置(13)的制冷剂的一部分供给到压缩机(11)的入口侧；第二节流装置(23)，所述第二节流装置设置在第二旁路通道(22)中，用于减压穿过第二旁路通道(22)的制冷剂的所述部分；第三蒸发装置(24)，所述第三蒸发装置设置在第二节流装置(23)的出口侧的第二旁路通道(22)中，用于蒸发制冷剂以进行冷却操作。
4.根据权利要求3所述的喷射器型制冷循环，其特征在于内部热交换器(21)的低压侧制冷剂通道(21b)设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和第三蒸发装置(24)的出口侧的连接点的下游侧的制冷剂通道中。
5.根据权利要求3或4所述的喷射器型制冷循环，其特征在于内部热交换器(21)包括至少第一和第二热交换装置(211，212)，第一高压侧制冷剂通道(211a)形成于第一热交换装置(211)中，以便在第一旁路通道(16)中流动的高压制冷剂穿过第一高压侧制冷剂通道(211a)，以及第二高压侧制冷剂通道(212a)形成于第二热交换装置(212)中，以便在第二旁路通道(22)中流动的高压制冷剂穿过第二高压侧制冷剂通道(212a)。
6.根据权利要求1到4中任何一项所述的喷射器型制冷循环，还包括气液分离器(28)，所述气液分离器设置在第一蒸发装置(15)的出口侧，用于将制冷剂分离成气相和液相制冷剂，其中内部热交换器(21，211)的低压侧制冷剂通道(21b，211b)设置在气液分离器(28)的出口侧。
7.根据权利要求1到4中任何一项所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述高压侧和低压侧制冷剂通道(21a，211a，212a，21b，211b，212b)中的至少一个包括分别设置在制冷循环的不同制冷剂通道中的多个通道部分。
8.根据权利要求1到4中任何一项所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述内部热交换器(21，211，212)形成为套管结构，所述套管结构具有形成于外管(21c)的内部的内管(21d)，所述高压侧制冷剂通道(21a，211a，212a)由内管(21d)的通道和形成于内管和外管(21c，21d)之间的通道中的一个形成，以及所述低压侧制冷剂通道(21b，211b，212b)由内管(21d)的通道和形成于内管和外管(21c，21d)之间的通道中的另一个形成。
9.一种喷射器型制冷循环，包括用于吸入制冷剂并将其压缩的压缩机(11)；用于辐射从压缩机(11)泵出的高压制冷剂的热的散热装置(13)；膨胀阀(30)，所述膨胀阀设置在散热装置(13)的出口侧的制冷通道(31)中，用于通过调节制冷剂通道(31)的通道开口面积来控制压缩机(11)的入口侧处的低压制冷剂条件；喷射器(14)，所述喷射器具有用于减压和膨胀来自膨胀阀(30)的制冷剂的喷嘴部分(14a)；用于通过从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂流吸入制冷剂的吸入口(14b)；以及增压部分(14d)，所述增压部分用于将从喷射器喷嘴(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并用于增加制冷剂的流体压力同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量；用于蒸发来自喷射器(14)的制冷剂以进行冷却操作的第一蒸发装置(15)；第一旁路通道(16)，所述第一旁路通道在喷射器(14)的入口侧(z)分叉，用于将来自膨胀阀(30)的制冷剂的一部分供给到喷射器(14)的吸入口(14b)；节流装置(17)，所述节流装置设置在旁路通道(16)中，用于减压来自膨胀阀(30)的制冷剂的所述部分；第二蒸发装置(18)，所述第二蒸发装置设置在节流装置(17)的出口侧的旁路通道(16)中，用于蒸发制冷剂以进行冷却操作；以及内部热交换器(21)，所述内部热交换器用于在压缩机(11)的入口侧的低压制冷剂和膨胀阀(30)的入口侧的高压制冷剂之间，或压缩机(11)的入口侧的低压制冷剂和膨胀阀(30)的出口侧的中间压力制冷剂之间进行热交换。
10.根据权利要求9所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述内部热交换器(21)在设置在膨胀阀(30)的入口侧的高压侧制冷剂通道(21a)和设置在压缩机(11)的入口侧的低压侧制冷剂通道(21b)之间进行热交换。
11.根据权利要求9所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述内部热交换器(21)在设置在节流装置(17)的入口侧的旁路通道(16)中的中间压力侧制冷剂通道(21c)和设置在压缩机(11)的入口侧的低压侧制冷剂通道(21b)之间进行热交换。
12.根据权利要求9所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述内部热交换器(21)在设置在膨胀阀(30)的出口侧和旁路通道(16)的分叉点(Z)之间的中间压力侧制冷剂通道(21c)和设置在压缩机(11)的入口侧的低压侧制冷剂通道(21b)之间进行热交换。
13.根据权利要求9所述的喷射器型制冷循环，其特征在于节流装置(17)由毛细管(17)形成，而内部热交换器(21)的热交换在毛细管(17)和压缩机(11)入口侧的低压侧制冷剂通道(21b)之间进行热交换。
14.根据权利要求9所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述膨胀阀(30)根据此制冷剂的温度和压力控制第一蒸发装置(15)的出口侧和低压侧制冷剂通道(21b)之间的低压制冷剂的条件。
15.根据权利要求1到4和9到14中任何一项所述的喷射器型制冷循环，其特征在于第一和第二蒸发装置(15，18)整体形成为一个单元。
16.一种喷射器型制冷循环，包括第一制冷回路，包括用于压缩气相制冷剂并泵出压缩的高压制冷剂的压缩机(11)；连接到压缩机(11)的出口侧用于冷却高压制冷剂的散热装置(13)；具有入口、出口(14d)以及吸入口(14b)的喷射器(14)，其中喷射器(14)的入口连接到散热装置(13)的出口侧，喷射器(14)还具有用于减压和膨胀来自散热装置(13)的制冷剂的喷嘴部分(14a)，其中所述出口(14d)将从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量；以及第一蒸发装置(15)，所述第一蒸发装置在其入口侧连接到喷射器(14)的出口(14d)，而在其出口侧连接到压缩机(11)的入口侧；第二制冷回路，包括所述压缩机(11)；所述散热装置(13)；从喷射器(14)的入口侧(Z)分叉并连接到喷射器(14)的吸入口(14b)的旁路通道(16)；设置在旁路通道(16)中的第二蒸发装置(18)；以及所述第一蒸发装置(15)；以及内部热交换器(21，211，212)，所述内部热交换器具有高压侧和低压侧制冷剂通道(21a，211a，212a，21b，211b，212b)，其中高压侧制冷剂通道(21a，211a，212a)设置在散热装置(13)的出口侧和喷射器(14)的入口之间，和/或散热装置(13)的出口侧和第二蒸发装置(18)的入口侧之间，而低压侧制冷剂通道(21b，211b，212b)设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和压缩机(11)的入口侧之间。
17.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，还包括第三制冷回路，包括所述压缩机(11)；所述散热装置(13)；从喷射器(14)的入口侧(Z)分叉并连接到第一蒸发装置(15)的出口侧的第二旁路通道(22)；以及设置在第二旁路通道(22)中的第三蒸发装置(24)。
18.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，还包括设置在散热装置(13)的出口侧的气液分离器(13a)。
19.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，还包括设置在第二蒸发装置(18)的入口侧的旁路通道(16)中的节流装置(17)。
20.根据权利要求17所述的喷射器型制冷循环，还包括设置在第三蒸发装置(24)的入口侧的第二旁路通道(22)中的节流装置(23)。
21.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，还包括设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和内部热交换器(21)的低压侧制冷剂通道(21b)之间的蓄液器(28)。
22.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述散热装置包括第一和第二热辐射部分(13b，13c)，所述内部热交换器的高压侧制冷剂通道包括第一和第二制冷剂通道部分(21a-1，21a-2)，所述第一制冷回路由压缩机(11)、第一热辐射部分(13b)、内部热交换器(21)的第一制冷剂通道部分(21a-1)、第二热辐射部分(13c)、喷射器(14)的入口和出口、第一蒸发装置(15)、蓄液器(28)以及内部热交换器的低压侧制冷剂通道(21b)构成，以及所述第二制冷回路由压缩机(11)、第一热辐射部分(13b)、内部热交换器(21)的第一制冷剂通道部分(21a-1)、第二热辐射部分(13c)、第二制冷剂通道部分(21a-2)、节流装置(17)、第二蒸发装置(18)、喷射器(14)的吸入口和出口、第一蒸发装置(15)、蓄液器(28)以及内部热交换器的低压侧制冷剂通道(21b)构成。
23.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述内部热交换器包括第一和第二热交换部分(211，212)，所述第一制冷回路由压缩机(11)、散热装置(13)、喷射器(14)的入口和出口、第一蒸发装置(15)、蓄液器(28)以及第一热交换部分(211)的低压侧制冷剂通道(211b)构成，所述第二制冷回路由压缩机(11)、散热装置(13)、第一热交换部分(211)的高压侧制冷剂通道(211a)、节流装置(17)、第二蒸发装置(18)、喷射器(14)的吸入口和出口、第一蒸发装置(15)、蓄液器(28)以及第一热交换部分(211)的低压侧制冷剂通道(211b)构成，以及所述第三制冷回路由压缩机(11)、散热装置(13)、第二热交换部分(212)的高压侧制冷剂通道(212a)、节流装置(23)、第三蒸发装置(24)以及第二热交换部分(212)的低压侧制冷剂通道(212b)构成。
24.根据权利要求16所述的喷射器型制冷循环，还包括膨胀阀(30)，所述膨胀阀设置在内部热交换器(21)的高压侧制冷剂通道(21a)的出口侧和喷射器(14)的入口之间，以及在内部热交换器(21)的高压侧制冷剂通道(21a)的出口侧和第二蒸发装置(18)的入口侧之间。
25.一种喷射器型制冷循环，包括第一制冷回路，包括用于压缩气相制冷剂并泵出压缩的高压制冷剂的压缩机(11)；连接到压缩机(11)的出口侧用于冷却高压制冷剂的散热装置(13)；膨胀阀(30)，所述膨胀阀设置在散热装置(13)的出口侧，用于减压来自散热装置(13)的制冷剂；具有入口、出口(14d)以及吸入口(14b)的喷射器(14)，其中喷射器(14)的入口连接到膨胀阀(30)的出口侧，所述喷射器(14)还具有用于减压和膨胀来自膨胀阀(30)的制冷剂的喷嘴部分(14a)，其中出口(14d)将从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量；以及第一蒸发装置(15)，所述第一蒸发装置在其入口侧连接到喷射器(14)的出口(14d)，且在其出口侧连接到压缩机(11)的入口侧；第二制冷回路，包括所述压缩机(11)；所述散热装置(13)；所述膨胀阀(30)；旁路通道(16)，所述旁路通道从喷射器(14)的入口侧(Z)分叉并连接到喷射器(14)的吸入口(14b)；设置在旁路通道(16)中的第二蒸发装置(18)；以及所述第一蒸发装置(15)；以及内部热交换器(21)，所述内部热交换器具有中间压力侧和低压侧制冷剂通道(21c，21b)，其中所述中间压力侧制冷剂通道(21c)设置在膨胀阀(30)的出口侧和第二蒸发装置(18)的入口侧之间，而所述低压侧制冷剂通道(21b)设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和压缩机(11)的入口侧之间。
26.一种喷射器型制冷循环，包括第一制冷回路，包括用于压缩气相制冷剂并泵出压缩的高压制冷剂的压缩机(11)；连接到压缩机(11)的出口侧用于冷却高压制冷剂的散热装置(13)；设置在散热装置(13)的出口侧，用于减压来自散热装置(13)的制冷剂的膨胀阀(30)；具有入口、出口(14d)以及吸入口(14b)的喷射器(14)，其中喷射器(14)的入口连接到膨胀阀(30)的出口侧，所述喷射器(14)还具有用于减压和膨胀来自膨胀阀(30)的制冷剂的喷嘴部分(14a)，其中出口(14d)将从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量；以及第一蒸发装置(15)，所述第一蒸发装置在其入口侧连接到喷射器(14)的出口(14d)，而在其出口侧连接到压缩机(11)的入口侧；第二制冷回路，包括所述压缩机(11)；所述散热装置(13)；所述膨胀阀(30)；旁路通道(16)，所述旁路通道从喷射器(14)的入口侧(Z)分叉并连接到喷射器(14)的吸入口(14b)；设置在旁路通道(16)中的第二蒸发装置(18)；以及所述第一蒸发装置(15)；以及内部热交换器(21)，所述内部热交换器具有中间压力侧和低压侧制冷剂通道(21c，21b)，其中所述中间压力侧制冷剂通道(21c)设置在膨胀阀(30)的出口侧和喷射器(14)的入口之间，以及膨胀阀(30)的出口侧和第二蒸发装置(18)的入口侧之间，而所述低压侧制冷剂通道(21b)设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和压缩机(11)的入口侧之间。
27.一种喷射器型制冷循环，包括第一制冷回路，包括用于压缩气相制冷剂并泵出压缩的高压制冷剂的压缩机(11)；连接到压缩机(11)的出口侧用于冷却高压制冷剂的散热装置(13)；设置在散热装置(13)的出口侧，用于减压来自散热装置(13)的制冷剂的膨胀阀(30)；具有入口、出口(14d)以及吸入口(14b)的喷射器(14)，其中所述喷射器(14)的入口连接到膨胀阀(30)的出口侧，所述喷射器(14)还具有用于减压和膨胀来自膨胀阀(30)的制冷剂的喷嘴部分(14a)，其中出口(14d)将从喷嘴部分(14a)喷射的高速制冷剂与从吸入口(14b)吸入的制冷剂混合，并增加制冷剂的流体压力，同时将制冷剂的速度能量转换为压力能量；以及第一蒸发装置(15)，所述第一蒸发装置在其入口侧连接到喷射器(14)的出口(14d)，而在其出口侧连接到压缩机(11)的入口侧；第二制冷回路，包括所述压缩机(11)；所述散热装置(13)；所述膨胀阀(30)；从喷射器(14)的入口侧(Z)分叉并连接到喷射器(14)的吸入口(14b)的旁路通道(16)；设置在旁路通道(16)中的第二蒸发装置(18)；以及所述第一蒸发装置(15)；以及内部热交换器(21)，所述内部热交换器具有中间压力侧和低压侧制冷剂通道(21c，21b)，其中所述中间压力侧制冷剂通道(21c)设置在喷射器(14)的入口侧(Z)和第二蒸发装置(18)的入口侧之间，而低压侧制冷剂通道(21b)设置在第一蒸发装置(15)的出口侧和压缩机(11)的入口侧之间，其中毛细管(17)设置在旁路通道(16)中，所述毛细管的上游部分形成内部热交换器(21)的中间压力侧制冷剂通道(21c)，以及所述毛细管(17)的下游部分(17a)形成于内部热交换器(21)的外部，以便下游部分(17a)中的制冷剂不与内部热交换器(21)的低压侧制冷剂通道(21b)中的制冷剂进行热交换。
28.根据权利要求16到27中任何一项所述的喷射器型制冷循环，其特征在于所述第一和第二蒸发装置整体形成为一个单元。
全文摘要
一种喷射器型制冷循环，包括压缩机(11)、散热装置(13)、喷射器(14)、以及第一蒸发装置(15)，上述部件连接成回路以形成制冷循环。旁路通道(16)设置在喷射器(14)的入口和吸入口之间，以便制冷剂中的一部分分叉流过旁路通道(16)。第二蒸发装置(18)设置在旁路通道(16)中。内部热交换器(21)进一步设置在散热装置(13)的出口侧和喷射器(14)的入口侧之间，以便来自散热装置(13)的高压制冷剂的焓减少，从而增加第一和第二蒸发装置(15，18)的入口侧和出口侧之间的焓差。结果，改进了两个蒸发装置的冷却容量。
文档编号F25B9/08GK1840988SQ20061007105
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年4月1日
发明者斋藤美歌, 武内裕嗣, 高野义昭, 押谷洋, 石坂直久, 尾形豪太, 前原拓男 申请人:株式会社电装