制冷剂循环装置的制作方法

专利名称：制冷剂循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括喷射器的制冷剂循环装置，以及制冷剂循环装置的操 作方法。
背景技术：
传统地，JP-A-3-291465披露了包括喷射器的制冷剂循环装置。在 JP-A-3-291465披露的制冷剂循环装置中，用于将制冷剂分成液相和气相 的气液分离器被设置在喷射器的下游侧。气液分离器将制冷剂流分成两条 流，其中一条被吸入压缩机，另一条被吸入喷射器的制冷剂吸入口。
第一蒸发器被设在气液分离器和压縮机之间，节流装置和第二蒸发器 被设置在气液分离器和喷射器的制冷剂吸入口之间。两个蒸发器显示了制 冷剂的吸热作用。此时，与第一蒸发器的制冷剂蒸发压力相比，节流装置 减压作用降低了第二蒸发器的制冷剂蒸发压力，使得制冷剂可在两个蒸发
器中在不同温度范围内蒸发。
当JP-A-3-291465中披露的制冷剂循环装置被实际上驱动时，第二蒸 发器可被启动，而不显示制冷能力。发明人研究了导致这个问题的原因， 并发现这个问题是由于在第二蒸发器的上游侧设置了节流装置。其原因在 于，节流装置产生的制冷剂减压和膨胀导致制冷剂动能损失，这样减压和 膨胀后与减压和膨胀前相比，制冷剂的动压被降低。
换句话说，当减压和膨胀后的制冷剂动压被降低时，喷射器出口处的 动压不能被施加至节流装置下游侧的制冷剂上。结果，节流装置出口侧的 制冷剂静压和喷射器制冷剂吸入口的制冷剂静压之间的压力差引起节流 装置下游侧的制冷剂流入第二蒸发器。
当气液分离器被设置在节流装置上游侧时，类似JP-A-3-291465中披 露的制冷剂循环，在气液分离器中，制冷剂分成液相和气相还导致制冷剂
动能的损失，使得减压和膨胀后制冷剂动压很小。因此，仅节流装置出口 侧制冷剂静压和喷射器制冷剂吸入口制冷剂静压之间的压力差需要允许 节流装置下游侧的制冷剂流入第二蒸发器。
因此，甚至在操作JP-A-3-291465中披露的制冷剂循环中，当第二蒸 发器入口和出口之间的压力损失大于节流装置出口侧制冷剂静压和喷射 器制冷剂吸入口的制冷剂静压之间的压力差时，制冷剂不允许流入第二蒸 发器。结果，第二蒸发器可能不能获得制冷能力。

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制冷剂循环装 置，它能适当地在蒸发器中获得制冷能力，其中在喷射器下游侧分流的制 冷剂在所述蒸发器中流动以被吸入喷射器的制冷剂吸入口。
本发明的另一个目的是提供一种制冷剂循环装置的操作方法。
根据本发明的一个方面，制冷剂循环装置包括用于压縮和排出制冷 剂的压縮机；用于冷却压縮机排出的高温高压制冷剂的散热器；喷射器， 所述喷射器包括用于减压和膨胀散热器下游侧制冷剂的喷嘴部分，和利用 喷嘴部分喷射的高速制冷剂流抽吸制冷剂的制冷剂吸入口 ；用于将流出喷 射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制冷剂分流的分流部 分；用于蒸发被分流部分分流的第一制冷剂分流的制冷剂以允许制冷剂流 至压縮机吸入侧的第一蒸发器；以及用于蒸发被分流部分分流的第二制冷 剂分流的制冷剂以允许制冷剂流至制冷剂吸入口上游侧的第二蒸发器。
在所述制冷剂循环装置中，分流部分可被设置以保持从喷射器流出的 制冷剂的动压，并且第二蒸发器在从喷射器流出的制冷剂动压被施加至第 二蒸发器内部的范围内连接至分流部分。与仅仅静压之间的压力差使制冷 剂流入第二蒸发器的情况相比，这确保制冷剂流入第二蒸发器。结果，连 接至喷射器的制冷剂吸入口的第二蒸发器能获得适当的制冷能力。
压縮机吸入侧被连接至第一蒸发器的下游侧，这样压縮机的工作确保 制冷剂能够流入第一蒸发器。因此，第一蒸发器也可获得适当的制冷能力。 结果，整个循环的制冷能力在制冷剂循环装置中被提高。
短语"动压被保持"在这里被使用，意思是动压的存在被保持，包括
动压不被降低的状态。也就是，该短语也包括在制冷剂穿过分流部分或构 成分流部分的管道时，由于压力损耗动压稍微降低的状态。
根据本发明的另一方面，分流部分和第二蒸发器被连接，而在它们之 间没有节流，使得流出喷射器的制冷剂动压被施加至第二蒸发器内部。因 此，喷射器出口处的动压可被容易地施加至第二蒸发器的内部。
根据本发明的另一方面，喷射器还包括扩散器部分，在所述扩散器部 分中，从喷嘴部分喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的制冷剂被混合并 且混合后的制冷剂被增压。在这种情况下，分流部分被连接至喷射器和第 二蒸发器，使得被吸入制冷剂吸入口的制冷剂的目标流量方面满足下述关 系式
(Psl-Ps4) +Pvl^ (Psl-Ps2) + (Ps2-Ps3) + (Ps3 —Ps4) +Pv2 其中，Psl是扩散器部分出口处制冷剂的静压，Pvl是扩散器部分出 口处制冷剂的动压，Ps2是第二蒸发器入口处制冷剂的静压，Pv2是第二 蒸发器入口处制冷剂的动压，Ps3是第二蒸发器出口处制冷剂的静压，Ps4 是制冷剂吸入口处制冷剂的静压。在这种情况下，穿过第二蒸发器后，目 标流量可被抽入喷射器的制冷剂吸入口 。
作为例子，节流装置可被提供，用于减压和膨胀从分流部分至第二蒸 发器入口的制冷剂流动通路中的制冷剂。因此，利用节流装置，上述关系 式可容易地建立。
第二蒸发器可包括多个在制冷剂流中串联连接的蒸发部分。在这种情 况下，用于减压和膨胀制冷剂的节流装置可被设在蒸发部分之间。
在上述的任何制冷剂循环装置中，可以设置制冷剂分配单元，所述制 冷剂分配单元包括允许制冷剂流入的注入管，用于允许制冷剂流至第一蒸 发器的第一导管，以及用于允许制冷剂流至第二蒸发器的第二导管。在这 种情况下，分流部分可位于制冷剂分配单元内部，并且注入管中的制冷剂 的流入方向基本上与第二导管中制冷剂的流出方向相同。作为替换，第一 导管中制冷剂的流出方向和第二导管中制冷剂的流出方向相对注入管的 流入方向可分别被定向为预定方向，同时以锐角相交。
根据本发明的另一方面，制冷剂循环装置的操作方法包括从压縮机 压縮和排出制冷剂的步骤；利用散热器冷却压縮机排出的高温高压制冷剂
的步骤；减压和膨胀喷射器的喷嘴部分中散热器下游侧的制冷剂，同时利 用喷嘴部分喷射的高速制冷剂流从制冷剂吸入口吸入制冷剂的步骤；将流 出喷射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制冷剂分流的步 骤；在第一蒸发器中蒸发被分流部分分流的第一制冷剂分流的制冷剂以允 许制冷剂流至压縮机吸入侧的步骤；以及在第二蒸发器中蒸发被分流部分 分流的第二制冷剂分流的制冷剂以允许制冷剂流至制冷剂吸入口上游侧 的步骤。此外，执行分流步骤，以保持流出喷射器的制冷剂的动压并将从 喷射器流出的制冷剂的动压施加至第二蒸发器内部。结果，连接至喷射器 制冷剂吸入口的第二蒸发器可获得合适的制冷能力。


通过结合附图对优选实施例的详细描述，本发明的另外的目的和优点 将变得更容易明白。其中
图1是显示本发明第一个实施例所述的具有喷射器的制冷剂循环装置 的示意图2是显示第一个实施例所述的制冷剂循环装置的制冷剂分配单元的 截面示意图3是显示第一个实施例所述的制冷剂循环中制冷剂状态的莫里尔
图4是显示本发明第二个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的示 意图5是显示第二个实施例所述的制冷剂循环装置的制冷剂分配单元的 截面示意图6是显示本发明第三个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的示 意图7是显示第三个实施例所述的制冷剂循环中制冷剂状态的莫里尔
图8是显示本发明第四个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的示 意图9是显示第四个实施例所述的制冷剂循环中制冷剂状态的莫里尔
图10是显示本发明第五个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的
示意图11是显示本发明第六个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的
示意图12是显示本发明第七个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的 示意图13是显示本发明第八个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的 示意图14是显示本发明第九个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的 示意图15是显示本发明第十个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的 示意图16是显示本发明第十一个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置 的示意图17是显示本发明第十二个实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置 的示意图；以及
图18是显示本发明改进的实施例的具有喷射器的制冷剂循环装置的 示意图。
具体实施方式
(第一个实施例)
本发明的第一个实施例将在下文结合图1至3描述。制冷剂循环装置 10包括循环制冷剂的制冷剂循环。在制冷剂循环中，压縮机ll被设置用 来吸取、压縮，然后排出制冷剂。压縮机11被驱动力可旋转地驱动，驱 动力例如通过滑轮和皮带从运转的汽车的发动机(未显示)传送。
作为压縮机11，可以采用能够根据排量变化调整制冷剂排量的可变排 量式压縮机，或者通过电磁离合器的间歇连接改变压縮机运行效率来调整 制冷剂排量的固定排量式压縮机。使用电动压縮机作为压縮机11可以通 过电动机转数的调整来调整制冷剂排量。
散热器12被连接至压缩机11的制冷剂排出侧。散热器12是热辐射 的换热器，它交换压缩机11排出的高压制冷剂和冷却风扇(未显示)吹 来的外界空气(即，车厢外部的空气)之间的热量，以从高压制冷剂辐射热量。
利用基于氟利昂的制冷剂作为制冷剂，第一个实施例的制冷剂循环装
置10构成了亚临界循环，其中高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压 力。在这种情况下，散热器12用作冷凝制冷剂的冷凝器。液体接收器(未 显示)可被设置在散热器12的出口侧，以将制冷剂分成气相和液相，然 后存储制冷剂循环中的过量液相制冷剂。液相制冷剂被引导流出液体接收 器，流入制冷剂循环的下游侧。
使用的散热器12可以是所谓的低温冷却(sub-cool)型冷凝器，它包 括设在制冷剂流上游侧的用于冷凝的换热部分，液体接收器用于接收从用 于冷凝的换热部分引导的制冷剂，以将制冷剂分成液相和气相；以及用于 过冷来自液体接收器的饱和液相制冷剂的另一个换热部分。
内部换热器13的高压侧制冷剂流动通路13a被连接至散热器12的下 游侧。内部换热器13交换流过高压侧制冷剂流动通路13a的散热器12出 口侧的制冷剂与流过低压侧制冷剂流动通路13b的压縮机11吸入侧的制 冷剂之间的热量，以冷却流过高压侧制冷剂流动通路13a的制冷剂。这能 增大下文中将被描述的每个第一和第二蒸发器17和18的制冷剂入口和出 口之间的制冷剂的焓差(制冷能力)。
各种特定的结构可被应用至内部换热器13。具体而言，内部换热器 13可以是这样一种结构，其中用于形成高压侧制冷剂流动通路13a和低压 侧制冷剂流动通路13b的制冷剂管道用黄铜制造并相互连接，以在它们之 间进行换热，或者是一种双管型换热器结构，其中低压侧制冷剂流动通路 13b被设置在外管内部，所述外管形成高压侧制冷剂流动通路13a。
膨胀阔14被连接至内部换热器13的高压侧制冷剂流动通路13a的出 口侧。膨胀阀14是用于将高压液相制冷剂的压力减小至中间压力的减压 装置，并且还是用于调节流出至其下游，即下文将被描述的喷射器15的 喷嘴部分15a的制冷剂的流量的流量调节装置。因此，膨胀阀14用作调 节流入喷嘴部分15a的制冷剂流量的流量调节装置。
例如，公知的热膨胀阀可被采用作为膨胀阀14。热膨胀阀具有设置在 第一蒸发器17下游侧的温度传感部分14a。膨胀阀14根据第一蒸发器17 下游侧制冷剂的温度和压力检测第一蒸发器17下游侧的制冷剂过热度， 并调节阀门开度(制冷剂流量)，使得第一蒸发器17下游侧的制冷剂的过 热度变成预先设定的预定值。
喷射器15被连接至膨胀阀14的下游侧。喷射器15被用作减小制冷 剂压力的减压装置，并且还被用作通过高速注射的制冷剂流的抽吸作用环 流制冷剂的制冷剂环流装置。
具体而言，喷射器15包括喷嘴部分15a，所述喷嘴部分15a具有制 冷剂通道截面减小的区域，以进一步减压从膨胀阀14流过来的中间压力 制冷剂，以及制冷剂吸入口 15b，所述制冷剂吸入口 15b被设置为与喷嘴 部分15a的制冷剂注射口连通，以吸入从下文将被描述的第二蒸发器18 流过来的制冷剂。
混合部分15c被设置在来自喷嘴部分15a和制冷剂吸入口 15b的制冷 剂流的下游侧，以混合从喷嘴部分15a注射的高速制冷剂流和从制冷剂吸 入口 15b吸入的吸入制冷剂。用作压力增大部分的扩散器部分15d被设置 在混合部分15c的制冷剂流的下游侧。
扩散器部分15d被形成逐渐增加制冷剂通道面积的形状，并具有降低 制冷剂流速度的作用，以增大制冷剂压力，也就是，转换制冷剂速度能量 为其压力能量的作用。
用于分流喷射器15的制冷剂流的制冷剂分配单元16被连接至喷射器 15的扩散器部分15d出口的下游侧。制冷剂分配单元16将结合图2在下 文中被详细描述。图2是制冷剂分配单元16的注入管16a的轴向截面图。
制冷剂分配单元16是T型的三向接头结构，包括具有不同直径、相 互连接的基本上线状的管道，如图2所示。制冷剂分配单元16包括用于 允许来自喷射器15的制冷剂流入其中的注入管16a，用于允许制冷剂流至 第一蒸发器17的第一导管16b，以及用于允许制冷剂流至第二蒸发器18 的第二导管16c。
如图2所示，注入管16a和第二导管16c被相互连接，使得注入管16a 中制冷剂的流入方向(也就是箭头A的方向)基本上与第二导管16c中制
冷剂的流出方向(也就是箭头C的方向)相同。第一导管16b被连接至注 入管16a和第二导管16c之间的连接部分。
第一导管16b中的制冷剂的流出方向(也就是箭头B的方向)定向为 与箭头A和C的方向大致垂直。因此，流入注入管16a的制冷剂通过分流 部分Z分流，所述分流部分Z被形成在制冷剂分配单元16中，位于第一 导管16b和第二导管16c之间的连接部分。
由于流入注入管16a的制冷剂流向(箭头A的方向)基本上与从第二 导管16c流来的制冷剂流向(箭头C的方向)相同，所以流过注入管16a 的制冷剂流入第二导管16c，而不必降低流速。因此，当制冷剂流在制冷 剂分配单元16的分流部分Z处分流时，从喷射器15的扩散器部分15d流 过来的制冷剂的动压可被保持。
通过设置第一导管16b的管径(pdl和第二导管16c的管径cpd2为适当 的值，可以实现对流入第一蒸发器17的制冷剂的流量与流入第二蒸发器 18的制冷剂的流量的流量比的适当调整。因此，制冷剂可被以适当的流量 供应至第一蒸发器17和第二蒸发器18。
制冷剂分配单元16可通过连接手段，如铜焊或焊接，连接具有不同 直径的金属管来容易地形成。作为替换，树脂管可被连接以形成分配单元。 此外，可利用具有长方体形状的金属块或树脂块形成多个制冷剂通道。
图1示意地显示了第一个实施例的循环结构，其中制冷剂分配单元16 和第二蒸发器18通过管相互连接。然而，喷射器15的扩散器部分15d、 制冷剂分配单元16、第一蒸发器17，以及第二蒸发器18可被直接相互连 接，或者可通过短管相互靠近。这种连接在制冷剂流被分流时，进一步保 持来自喷射器15的制冷剂流的动压。
连接至第一导管16b的第一蒸发器17是用于吸热的换热器，它交换 制冷剂分配单元16分流的制冷剂分流之一与鼓风扇(未显示)吹来的空 气之间的热量。因此，在第一蒸发器17中，低压制冷剂被蒸发，从而显 示了吸热作用。第一蒸发器17的出口侧被连接至上述内部换热器13的低 压侧制冷剂流动通路13b的入口侧，低压侧制冷剂流动通路13b的出口侧 被连接至压缩机11的制冷剂吸入侧。
也就是，第一蒸发器17对应于串联连接至正常蒸汽压縮制冷剂循环
装置中的减压单元的蒸发器，所述正常蒸汽压縮制冷剂循环装置由环形连 接的压縮机、散热器、减压单元和蒸发器组成。在第一个实施例中，第一
蒸发器17串联至用作减压单元的喷射器15。
连接至第二导管16c的第二蒸发器18是用于吸热的换热器，它交换 由制冷剂分配单元16分流的另一制冷剂分流与鼓风扇(未显示)吹来的 空气之间的热量。因此，在第二蒸发器18中，低压制冷剂被蒸发，从而 显示了吸热作用。第二蒸发器18的出口侧被连接至上述喷射器15的制冷 剂吸入口 15b。
现在，第一个实施例中具有上述结构的制冷剂循环装置10的操作将 结合图3描述。图3是示意地显示第一个实施例所述的制冷剂循环装置10 中制冷剂状态的莫里尔图。
在第一个实施例中，当压縮机ll由汽车发动机驱动时，压缩机ll吸 取、压縮，然后排出高温和高压气相制冷剂。压縮机11排出的制冷剂的 状态对应图3中的点"a"。压缩机11排出的高温和高压气相制冷剂流入 散热器12，并与制冷风扇吹来的空气(外界空气)交换热量，以辐射热量 (这对应图3中从点"a"至点"b"的变化)。
来自散热器12的制冷剂流入内部换热器13的高压侧制冷剂流动通路 13a，以与流过低压侧制冷剂流动通路13b的制冷剂交换热量，以被吸入 压縮机11，然后制冷剂被冷却至过冷状态(这对应图3中从点"b"至点 "c"的变化)。
从高压侧制冷剂流动通路13a流出的制冷剂流入膨胀阀14以被减压 至中间压力，以便被引入气液两相状态(这对应图3中从点"c"至点"d" 的变化)。气液两相制冷剂流入喷射器15的喷嘴部分15a。流入喷射器15 的喷射部分15a的制冷剂被等熵地减压和膨胀(这对应图3中从点"d" 至点"e"的变化)。
在喷射器15的喷嘴部分15a中减压和膨胀时，制冷剂的压力能量被 转化为其速度能量，使得制冷剂从喷嘴部分15a的制冷剂注射口高速注射。 利用从喷嘴部分15a注射的制冷剂喷射流，流过第二蒸发器18的制冷剂 从制冷剂吸入口 15b吸入。
从喷嘴部分15a注射的制冷剂与从制冷剂吸入口 15b吸入的制冷剂在
喷射器15的混合部分15c中混合(这对应图3中从点"e"至点"f"的变 化)，然后流入扩散器部分15d。扩散器部分15d通过增加通道面积将制冷 剂的速度能量转化为其压力能量，从而增加制冷剂的压力(这对应图3中 从点"f"至点"g"的变化)。
从扩散器部分15d流出的制冷剂通过在制冷剂分配单元16内部的分 流部分Z分流。在制冷剂分配单元16的分流部分Z处分流的制冷剂分流 之一通过第一导管16b流入第一蒸发器17,并吸收来自鼓风扇的吹送空气 的热量以被蒸发。此时，由于第一蒸发器17中压力的损耗，制冷剂压力 逐渐减低(这对应图3中从点"g"至点"h"的变化)。
来自第一蒸发器17的制冷剂流入内部换热器13的低压侧制冷剂流动 通路13b，以与流过高压侧制冷剂流动通路13a的高压制冷剂交换热量， 然后被加热(这对应图3中从点"h"至点"i"的变化)。在内部换热器 13的低压侧制冷剂流动通路13b中被加热的制冷剂被吸入压縮机11，然 后再次被压縮(这对应图3中从点"i"至点"a"的变化)。
被分流部分Z分流的另一制冷剂分流通过第二导管16c流入第二蒸发 器18，并吸收来自鼓风扇的吹送空气的热量以被蒸发。此时，由于第二蒸 发器18中压力的损耗，以及喷射器15的抽吸作用，制冷剂压力逐渐减低， (这对应图3中从点"g"至点"j"的变化)。来自第二蒸发器18的制冷 剂被吸入喷射器15的制冷剂吸入口 15b (这对应图3中从点"j"至点"f" 的变化)。
如上所述，在此实施例中，制冷剂分流被设在扩散器部分15d出口侧 上的制冷剂分配单元16分流，以流入第一蒸发器17和第二蒸发器18。因 此，第一蒸发器17和第二蒸发器18能同时进行冷却穿过的空气的冷却操 作。
在第一个实施例中，制冷剂循环装置IO涉及在制冷剂分配单元16的 分流部分Z处分流制冷剂，同时来自喷射器15的制冷剂的动压可被保持。 因此，可以施加动压至第二蒸发器18的内部。
制冷剂被制冷剂分配单元16分流，使得来自扩散器部分15d的制冷 剂的动压被保持，然后动压被施加至第二蒸发器18的内部。换句话说， 第二导管16c被连接至没有节流阀的第二蒸发器18，使得动压可被直接施加至第二蒸发器18内部。
因此，在使制冷剂流入第二蒸发器18时，不仅可以施加在扩散器部 分15d下游侧的制冷剂的静压与制冷剂吸入口 15b处的制冷剂的静压之间 的压差，而且还可以施加扩散器部分15d下游侧的制冷剂动压至第二蒸发 器18。这样，制冷剂可确保流入第二蒸发器18。
由于压縮机11的制冷剂吸入侧被连接至第一蒸发器17的下游侧，所 以压縮机11的制冷剂吸入作用确保制冷剂流入第一蒸发器17。因此，蒸 发器17和18两者都能适当地获得制冷能力，从而提高整个制冷剂循环的 制冷能力。
此外，因为压縮机11的制冷剂吸入侧被连接至第一蒸发器17的下游 侧，所以被喷射器15的扩散器部分15d提高压力的制冷剂可被吸入压縮 机11。这能增大压縮机11的制冷剂吸入压力，从而降低压縮机11的驱动 功率。结果，循环效率(COP)可被提高。
流入喷射器15的喷嘴部分15a的制冷剂的流量通过用作流量调节装 置的膨胀阀14调节。流入第一蒸发器17的制冷剂流量与流入第二蒸发器 18的制冷剂流量的比通过第一导管16b的管径cpdl和第二导管16c的管径 cpd2调节。因此，可以利用简单的循环结构调节在整个循环中流通的制冷 剂的流量，并适当地分配制冷剂进入第一和第二蒸发器17和18两者。
吸入侧制冷剂回路被形成，它包括喷射器15、制冷剂分配单元16和 经过喷射器15的扩散器部分15d的出口和制冷剂吸入口 15b的第二蒸发 器18。吸入侧制冷剂回路施加喷射器15的扩散器部分15d出口处的制冷 剂流的动压直到至少第二蒸发器18的入口。在此实施例中，制冷剂分配 单元16被形成，使得喷射器15的扩散器部分15d出口处制冷剂流的动压 作用在第二蒸发器18内部。
喷射器15的出口侧通道被设置在第二蒸发器18的上游侧，远离它的 入口，没有剧烈降低制冷剂压力的节流装置。结果，制冷剂压力在流入第 二蒸发器18之前不剧烈地降低。喷射器15的出口侧通道被构造成允许制 冷剂流动，同时减小制冷剂压力的变化。在一些情况下，压力随制冷剂流 速变化逐渐恢复。
通过动压流入第二蒸发器18的制冷剂可具有在沿着蒸发器18内部的
制冷剂流动通路部分中的制冷剂的流动方向延伸的预定范围内通过蒸发
器18内部的该制冷剂流动通路部分逐渐降低的压力，而不使用节流装置。 这里，所述制冷剂流动通路部分是第二蒸发器18中主要用于换热的部分。 制冷剂压力可至少经过预定范围被逐步降低。另外，制冷剂压力可经过包 括所述预定范围的较宽的范围逐渐降低。
在第一个实施例中，制冷剂压力在从第二蒸发器18的入口至出口 (也 就是直至喷射器15的制冷剂吸入口 15b)的整个范围内，被连续降低。制 冷剂压力逐渐降低的所述预定范围可设在第二蒸发器18的入口附近。作 为替换，制冷剂压力逐渐降低的所述预定范围可根据第二蒸发器18入口 处的动压，被直接定位在第二蒸发器18入口后。
通过设置用于剧烈降低第二蒸发器18中的制冷剂压力的一个或更多 部分，第二蒸发器18内部可被划分成多个区域，最上游的区域可被设置 为所述预定范围。
上述吸入侧制冷剂回路包括制冷剂分配单元16。因此，吸入侧制冷剂 回路可包括扩散器部分15d和制冷剂分配单元16之间的第一管，以及制 冷剂分配单元16和第二蒸发器18之间的第二管。吸入侧制冷剂回路可通 过直接连接扩散器部分15d、制冷剂分配单元16和第二蒸发器18中的至 少两个被构成，而不包括第一管和第二管两者或其中一个。
吸入侧制冷剂回路可被设置为具有长度、厚度、截面形状和/或沿流向 的曲线形状，使得制冷剂到达至少第二蒸发器18的入口，并且由于喷射 器15的扩散器部分15d出口侧处制冷剂流的动压，进一步到达第二蒸发 器18内部。吸入侧制冷剂回路可被构成为包括扩散器部分15d的至少一 部分。
(第二个实施例)
在上述的第一个实施例中，具有T型接头结构的制冷剂分配单元16 被采用。第二个实施例的制冷剂循环装置10利用如图4和图5所示的具 有Y型三向接头结构的制冷剂分配单元20。制冷剂循环装置10中其它部 件的结构可与第一个实施例中的相同。图4是显示第二个实施例所述的制 冷剂循环装置10的示意图。图5是制冷剂分配单元20的注入管20a的轴
向截面图。
制冷剂分配单元20包括，如图5所示，允许制冷剂流入其中的注入 管20a、用于允许制冷剂流到第一蒸发器17的第一导管20b,以及用于允 许制冷剂流至第二蒸发器18的第二导管20c。
具体而言，注入管20a以及第一和第二导管20b和20c以下述方式相 互连接。也就是，相对注入管20a中的制冷剂的流入方向(也就是图5中 箭头A的方向)，第一导管20b中的制冷剂的流出方向(也就是图5中箭 头B的方向)和第二导管20c中的制冷剂的流出方向(也就是图5中箭头 C的方向)被分别定向为预定方向。此外，这些流出方向B和C还被定向 为以锐角相交。
因此，流入注入管20a的制冷剂通过分流部分Z分流，所述分流部分 Z形成在制冷剂分配单元20内部的第一和第二导管20b和20c的连接部分 中，然后制冷剂流出第一导管20b和第二导管20c。
此时，来自第一导管20b的制冷剂的流向(箭头B方向)和来自第二 导管20c的制冷剂的流向(箭头C方向)被连接以锐角相交。因此，已经 流入注入管20a的制冷剂从第一和第二导管20b和20c流动，而不必降低 流速。这样，即使在制冷剂流在分配单元20的分流部分Z处被分流，从 喷射器15的扩散器部分15d流来的制冷剂的动压仍被保持。
虽然图4示意性地显示了第二个实施例的循环结构，但是喷射器15 的扩散器部分15d、制冷剂分配单元20、第一蒸发器17和第二蒸发器18 实际上可被直接相互连接，或者通过短管相互靠近连接。这种连接能有效 地保持从喷射器15流至第一蒸发器17和第二蒸发器18的制冷剂的动压。
如上所述，第一导管20b中的制冷剂的流出方向(也就是箭头B方向) 和第二导管20c中制冷剂的流出方向(也就是箭头C方向)相对注入管 20a中制冷剂的流入方向分别指向预定方向。因此，仅通过调整第一导管 20b的管径cpdl和第二导管20的管径cpd2，可容易地进行流入第一蒸发器 17的制冷剂流量与流入第二蒸发器18的制冷剂流量的流量比的调整。
因此，第二个实施例可以采用与第一个实施例相同的方式操作，并且 由此能够获得与上述第一个实施例相同的效果。
(第三个实施例)
在第三个实施例中，第一个实施例中描述的制冷剂分配单元16的结 构被使用。如图6的整个结构图所示，除第一个实施例中的制冷剂循环结 构之外，用作节流装置的用于减压制冷剂的收敛喷嘴21 (锥形喷嘴)被设 在制冷剂分配单元16 (具体而言，第二导管16c)和第二蒸发器18之间。 图6中点D、 E、 F和G处制冷剂的静压和动压被调节，以具有下述公式 Fl。
具体而言，点D是喷射器15的扩散器部分15d的出口，点D处制冷 剂(也就是扩散器部分15d出口处的制冷剂)的静压是Psl，并且其动压 是Pvl。点E是第二蒸发器18的入口，点E处制冷剂(也就是第二蒸发 器18入口处的制冷剂)的静压是Ps2，并且其动压是Pv2。点F是第二蒸 发器18的出口 ，点F处制冷剂(也就是第二蒸发器18出口处制冷剂)的 静压是Ps3。点G是喷射器15的制冷剂吸入口 15b，点G处制冷剂的静 压是Ps4。从制冷剂吸入口 15b吸入的制冷剂的目标流量可被调节，以具 有下述关系
(Psl—Ps4)+Pvl ^ (Psl-Ps2)+(Ps2-Ps3)+(Ps3—Ps4)+Pv2 (Fl)
在公式F1中，项"Psl-Ps4"表示由喷射器15产生的压力增量Psej， 项"Psl-Ps2"表示从扩散器部分15d至第二蒸发器18的制冷剂流动通路 中的压力损失。也就是，项"Psl-Ps2"包括制冷剂分配单元16中的压力 损失和收敛喷嘴21中的压力降低量。
项"Ps2-Ps3"表示第二蒸发器18的制冷剂入口和出口之间的压力损 失，项"Ps3-Ps4"表示从第二蒸发器18到制冷剂吸入口 15b的制冷剂流 动通路中的压力损失。
因此，公式Fl表示从喷射器15的压力增量Psej和扩散器部分15d出 口处的制冷剂动压Pvl的总值中减去从扩散器部分15d至制冷剂吸入口 15b的流动通路中的压力损失的总值所获得的值大于等于第二蒸发器18 入口处的制冷剂动压Pv2。
也就是，在各点D至G处制冷剂的静压和动压被调节，以具有由公 式Fl表示的关系，使得在制冷剂流入第二蒸发器18时，第二蒸发器18
入口处制冷剂的动压可被施加。
在第三个实施例中，制冷剂分配单元16被使用以分流制冷剂流，同
时来自喷射器15的制冷剂的动压可被保持，而在制冷剂流的分流过程中 不必降低制冷剂的流速。通过布置制冷剂分配单元16和第二蒸发器18， 使得它们相互靠近地定位，并通过适当地调节收敛喷嘴21的制冷剂通道 面积，各点D至G处制冷剂静压和动压的调节可被容易地进行。
虽然在第三个实施例中，收敛喷嘴21被用作节流装置，但是拉伐尔 喷管可被采用。通常，拉伐尔喷管包括位于制冷剂通道中间并具有最小通 道面积的喉部，以及在喉部之后内径逐渐增加的宽敞端部。其它部件的结 构可以与第一个实施例的相同。
现在，具有上述结构的第三个实施例的制冷剂循环装置10的操作将 结合图7描述。图7是示意地显示第三个实施例制冷剂循环装置10中制 冷剂状态的莫里尔图。
当压缩机ll由汽车发动机驱动时，被分流部分Z分流后，从第一导 管16b流至第一蒸发器17的制冷剂按顺序通过压縮机11、散热器12、内 部换热器13、膨胀阀14、喷射器15、第一蒸发器17，以及压縮机11循 环(这对应图7中从点"a"至点"b"、点"c"、点"d"、点"e"、点"f"、 点"g"、点"h"、点"i"，然后点"a"的变化)。因此，冷却效果可在第 一蒸发器17处获得。
被分流部分Z分流的其它制冷剂从第二导管16c流出被收敛喷嘴21 减压(这对应图7中从点"g"至点"gl"的变化)。此时，在本实施例中， 作为减压装置的收敛喷嘴21的使用趋向于降低减压和膨胀过程中制冷剂 的流速。这使得第二蒸发器18入口侧制冷剂的动压难于降低，并能基本 上等熵地减压和膨胀制冷剂。
被收敛喷嘴21减压和膨胀的制冷剂流入第二蒸发器18，并从鼓风扇 吹来的空气中吸收热量以蒸发(这对应图7中从点"gl"至点"j"的变化)。 然后，制冷剂从制冷剂吸入口 15b被吸入喷射器15(这对应图7中从点"j" 至点"f"的变化)。
如上所述，在第三个实施例中，在各点D至G处的制冷剂的静压和 动压可被调节以具有公式Fl表示的关系。因此，当制冷剂流入第二蒸发
器18时，第二蒸发器18入口处制冷剂的动压可确保作用，以允许制冷剂 流入第二蒸发器18。结果，第三个实施例能获得与第一个实施例相同的效 果。
收敛喷嘴21的减压作用能相对第一蒸发器17的制冷剂蒸发压力(也 就是制冷剂蒸发温度)，有效地降低第二蒸发器18的制冷剂蒸发压力(也 就是制冷剂蒸发温度)。由于制冷剂被收敛喷嘴21等熵地减压和膨胀，所 以第二蒸发器18的入口和出口之间的焓差可被放大，以能进一步提高第 二蒸发器18的制冷能力。
(第四个实施例)
在上述的第三个实施例中，收敛喷嘴21被设在制冷剂分配单元16和 第二蒸发器18之间。然而，在第四个实施例中，如图8的整个结构图中 所示，在制冷剂流中串联连接的上游蒸发部分18a和下游蒸发部分18b被 采用作为第二蒸发器18，与第三个实施例中相同的收敛喷嘴21被设在两 个蒸发部分18a和18b之间。
图8中点D、 E、 F和G处制冷剂的静压和动压被调节，以具有上述 第三个实施例的公式Fl表示的关系。其它组件的结构可以与第三个实施 例中的相同。
现在，具有图8的上述结构的第四个实施例的制冷剂循环装置10的 操作将结合图9描述。图9是示意地显示第四个实施例的制冷剂循环装置 IO中制冷剂状态的莫里尔图。
当压縮机11由汽车发动机驱动时，被分流部分Z分流后，从第一导 管16b流至第一蒸发器17的制冷剂按顺序通过压縮机11、散热器12、内 部换热器13、膨胀阀14、喷射器15、第一蒸发器17以及压縮机11循环 (这对应图9中从点"a"至点"b"、点"c"、点"d"、点"e"、点"f"、 点"g"、点"h"、点"i"，然后点"a"的变化)。这显示了在该压縮机ll 的制冷剂循环中第一蒸发器17处的制冷效果。
被分流部分Z分流的另外的制冷剂从第二导管16c流入第二蒸发器18 的上游蒸发部分18a中。流入上游蒸发部分18a的制冷剂从鼓风扇吹来的 空气中吸收热量以蒸发，同时由于上游蒸发部分18a内部的压力损失和喷
射器15的抽吸作用逐渐降低压力(这对应图9中从点"g"至点"g2"的 变化)。
来自上游蒸发部分18a的制冷剂被收敛喷嘴21减压(这对应图9中 从点"g2"至点"g3"的变化)。然后，制冷剂从收敛喷嘴21流入下游蒸 发部分18b，并从鼓风扇吹来的空气中吸收热量以蒸发(这对应图9中从 点"g3"至点"j"的变化)。来自下游蒸发部分18b的制冷剂从制冷剂吸 入口 15b被吸入喷射器15 (这对应图9中从点"j"至点"f"的变化)。
如上所述，在第四个实施例中，动压趋向于容易地施加至设在第二蒸 发器18的收敛喷嘴21上游侧的上游蒸发部分，这能获得与第一个实施例 相同的效果。此外，设在收敛喷嘴21下游侧的下游蒸发部分18b能进一 步利用收敛喷嘴21的减压作用降低制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)， 从而它能获得与第三个实施例相同的效果。
(第五个实施例)
上述第一个实施例描述了热膨胀阀14被采纳，作为用于调节至喷嘴 部分16a的制冷剂流量的流量调节装置的例子。然而，第五个实施例将描 述膨胀阀22被使用，并且贮存器23被设在图10所示的第一蒸发器17下 游侧的例子。
膨胀阀22是热膨胀阀，类似膨胀阀14。热膨胀阀22具有设在第二蒸 发器18下游侧的温度传感部分22a。贮存器23是用于将制冷剂分成液相 和气相，并允许分开的气相制冷剂流入压縮机11吸入侧的气液分离器。 制冷剂循环中其它部件的结构与第一个实施例中的相同。
具有图10中显示的第五个实施例的具有上述结构的制冷剂循环装置 也可被操作获得与第一个实施例相同的效果。到喷嘴部分15a的制冷剂流 量通过膨胀阀22调节，膨胀阀22可调节通过具有简单循环结构的整个循 环流动的制冷剂的流量。气相制冷剂通过贮存器23被提供至压縮机11的 吸入侧。因此，这可防止压縮机液体返回的问题。
在第五个实施例的制冷剂循环装置10中，上述第一个实施例中描述 的制冷剂分配单元16被使用。然而，在第五个实施例的制冷剂循环装置 10中，第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，替代制冷
剂分配单元16。. (第六个实施例)
虽然第五个实施例描述了采用膨胀阀22作为流量调节装置的例子， 但是如图11的整体结构图所示，第六个实施例将描述使用电膨胀阀24的 制冷剂循环装置10的例子。制冷剂循环装置10还包括作为检测第二蒸发 器18入口侧制冷剂压力的压力检测单元的压力传感器25，以及作为检测 第二蒸发器18入口侧制冷剂温度的温度检测单元的温度传感器26。制冷 剂循环装置10还包括基于压力传感器25和温度传感器26的检测信号控 制电膨胀阀24操作的控制器28 (ECU)
第六个实施例的制冷剂循环装置10构成超临界循环，其中被减压前 的高压侧制冷剂压力等于或高于制冷剂的临界压力，例如使用二氧化碳作 为制冷剂。因此，散热器12在冷却制冷剂时不冷凝制冷剂。因此，液体 接收器不必设置在散热器12的制冷剂出口侧。
控制器28具有用于从压力传感器25和温度传感器26读取检测信号 的输入侧，以及连接到电膨胀阀24的输出侧。基于温度传感器26检测的 温度，控制器28利用预先存储的控制图确定目标压力。控制器28控制电 膨胀阀24的阀门开度，使得压力传感器25检测的压力接近目标压力，从 而调节流入喷射器15的喷嘴部分15a的制冷剂流量。
其它组件的结构与第五个实施例中的相同。具有上述第六个实施例结 构的制冷剂循环装置IO也可被操作，获得与第一个实施例相同的效果。
在第六个实施例的制冷剂循环装置10中，第一个实施例中描述的制 冷剂分配单元16被使用。然而，在第六个实施例的制冷剂循环装置10中， 第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，替代制冷剂分配 单元16。.
(第七个实施例)
在上述第六个实施例中，第二蒸发器18入口侧上的制冷剂压力和温 度通过使用传感器25和26检测。作为对比，在第七个实施例中，如图12 的整个结构图所示，制冷剂循环装置IO包括作为检测第二蒸发器18出口
侧制冷剂压力的压力检测单元的压力传感器25，以及作为检测第二蒸发器 18出口侧制冷剂温度的温度检测单元的温度传感器26。其它部件的结构 可以与第六个实施例的相同。
具有上述第七个实施例结构的制冷剂循环装置也可被操作，获得与第 五个实施例相同的效果。在这个实施例中，控制器28可控制电膨胀阀24 的阀门开度，使得温度传感器26的检测温度是先前确定的目标温度，从 而调节流入喷射器15的喷嘴部分15a的流量。
在第七个实施例的制冷剂循环装置10中，第一个实施例中描述的制 冷剂分配单元16被使用。然而，在第七个实施例的制冷剂循环装置10中， 第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，替代制冷剂分配 单元16。.
(第八个实施例)
在上述第六个实施例中，第二蒸发器18入口侧的制冷剂压力和温度 通过使用传感器25、 26被检测。作为对比，在第八个实施例中，如图13 的整个结构图所示，制冷剂循环装置10包括作为检测电膨胀阀24上游侧 制冷剂压力的压力检测单元的压力传感器25，以及作为检测电膨胀阀24 上游侧制冷剂温度的温度检测单元的温度传感器26。其它部件的结构可以 与第六个实施例的相同。
同样，在操作具有此实施例这种结构的制冷剂循环装置10时，基于 温度检测器26检测的温度，控制器28可通过利用预先存储的控制图确定 目标压力。此外，控制器28可控制电膨胀阀24的阀门开度，使得压力传 感器25检测的温度接近目标压力，从而调节流入喷嘴部分15a的制冷剂 流量。这可获得与上述第五个实施例相同的作用。
在第八个实施例的制冷剂循环装置10中，第一个实施例中描述的制 冷剂分配单元16被使用。然而，在第八个实施例的制冷剂循环装置10中， 第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，替代制冷剂分配 单元16。.
(第九个实施例)
本发明的第九个实施例将结合图14描述。在此实施例中，如图14的 整个结构图所示，用于分流制冷剂流的分流部分Y被设在第三个实施例的 制冷剂循环装置10结构中的散热器12的下游侧和膨胀阀14的上游侧。 旁路通道30被设置，用于从分流部分Y向第一蒸发器17下游侧与内部换 热器13的低压侧制冷剂流动通路13b上游侧之间的部分引导制冷剂。
在旁路通道30中，用于减压和膨胀制冷剂的节流装置31，和用于蒸 发从节流装置31流来的制冷剂的第三蒸发器32被设置。第三蒸发器32 是用于热辐射的换热器，它交换节流装置31下游侧制冷剂与第三蒸发器 32的鼓风扇(未示出)吹来的空气之间的热量，以使得低压制冷剂蒸发，从 而显示热吸收效果。
固定节流阀可以被使用作为节流装置31，如毛细管，或节流孔。作为 替换，电动可变节流阀可被使用作为节流装置31。其它部件的结构与第三 个实施例的相同。此外，在第九个实施例中，第一蒸发器17和第二蒸发 器18可被用于汽车前排座的空气调节，第三蒸发器32可被用于汽车后排 座的空气调节。
具有上述第九个实施例结构的制冷剂循环装置10也可被操作，以获 得与第三个实施例相同的效果。在分流部分Y处分流的制冷剂在第三蒸发
器32中吸收热量，并被蒸发。因此，第一至第三蒸发器17、 18和32可
同时获得制冷效果。
在图14中，第三蒸发器32被并联地连接至喷射器15和第一蒸发器 17。因此，压縮机11的制冷剂排出和吸入能力可被用于使制冷剂流入第 三蒸发器32，从而制冷剂可确保流入第三蒸发器32以具有制冷能力。
在第九个实施例的制冷剂循环装置10中，第一个实施例中描述的制 冷剂分配单元16被使用。然而，在第九个实施例的制冷剂循环装置10中， 第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，替代制冷剂分配 单元16。.
(第十个实施例)
本发明的第十个实施例将结合图15描述。如图15的整个结构图所示， 第十个实施例在旁路通道30方面与第九个实施例制冷剂循环装置10不
同。具体而言，在第十个实施例中，从分流部分Y分流的旁路通道30被 连接以使得流过第三蒸发器32后的制冷剂被引导至收敛喷嘴21下游侧和 第二蒸发器18上游侧之间的部分。其它部件的结构与第九个实施例的相 同。
第三蒸发器32具有在旁路通道30中的下游侧，该下游侧被连接到制 冷剂分配单元16和第二蒸发器18之间，以施加喷射器15的制冷剂吸入 口 15b的吸入压力至第三蒸发器32.。因此，与第一蒸发器17相比，第三 蒸发器32的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)可被设定得较低。
在第十个实施例中，制冷剂循环装置10可被应用至汽车用的冷冻器 和冷藏器中。在这种情况下，在冷冻器和冷藏器中，第一蒸发器17被用 于冷却冷藏室，制冷剂蒸发温度低于第一蒸发器17的第二蒸发器18和第 三蒸发器32被用于冷却冷冻室。
具有此实施例上述结构的制冷剂循环装置10也可被操作，同时获得 第一至第三蒸发器17、 18和32的冷却效果，类似第九个实施例。虽然在 此实施例中收敛喷嘴21被提供，但是仅允许制冷剂从制冷剂分配单元16 流向第二蒸发器18 (也就是流向制冷剂吸入口 15b—侧)的单向阀可被设 置，以替代收敛喷嘴21，或者与收敛喷嘴ll串联。
在第十个实施例的制冷剂循环装置10中，第一个实施例中描述的制 冷剂分配单元16被使用。然而，在第十个实施例的制冷剂循环装置10中， 第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，替代制冷剂分配 单元16。.
(第十一个实施例)
本发明的第十一个实施例将结合图16描述。如图16的整个结构图所 示，第十一个实施例与第一个实施例的结构不同之处在于第三蒸发器32 与第二蒸发器18并列设置。也就是，流出制冷剂分配单元16的第二导管 16c的制冷剂并行地流入第二蒸发器18和第三蒸发器32，并被会和引入 喷射器15的制冷剂吸入口 15b。第十一个实施例的制冷剂循环装置10的 其它部件与上述第一个实施例的类似。
具有第十一个实施例上述结构的制冷剂循环装置10也可被操作，以
获得与第一个实施例相同的效果，同时获得在第三蒸发器32中的冷却效 果。此时，喷射器15的扩散器部分15d下游侧的制冷剂的动压还可被施 加至第三蒸发器32，以使制冷剂确保流入第三蒸发器32。因此，也可在 第三蒸发器32中获得制冷能力。
在第十一个实施例的制冷剂循环装置10中，上述第一个实施例中描 述的制冷剂分配单元16被使用。然而，在第十一个实施例的制冷剂循环 装置10中，第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，以替 代制冷剂分配单元16。
(第十二个实施例)
本发明的第十二个实施例现在将结合图17描述。如图17的整个结构 图所示，第十二个实施例与第一个实施例的结构不同之处在于第三蒸发器 32与第一蒸发器17并列设置。也就是，流出制冷剂分配单元16的第一导 管16c的制冷剂并行地流入第一蒸发器17和第三蒸发器32，并被会和以 流向压縮机11的制冷剂吸入侧。第十二个实施例的制冷剂循环装置10的 其它部件与上述第一个实施例的类似。
具有此实施例上述结构的制冷剂循环装置10也可被操作，获得与第 一个实施例相同的效果，同时获得在第三蒸发器32处的冷却效果。在这 种情况下，压縮机ll的吸入作用确保制冷剂流入第三蒸发器32，使得可 在第三蒸发器32中获得制冷能力。
在第十二个实施例的制冷剂循环装置10中，上述第一个实施例中描 述的制冷剂分配单元16被使用。然而，在第十二个实施例的制冷剂循环 装置10中，第二个实施例中描述的制冷剂分配单元20也可被使用，以替 代制冷剂分配单元16。.
(其它实施例)
虽然已参考附图结合优选实施例充分描述了本发明，但是应当注意， 对于那些本领域的技术人员，各种改变和改进将是显而易见的。
(1)例如，在上述实施例中，被第一蒸发器17和第二蒸发器18冷 却的空间没有被详细描述。第一和第二蒸发器17和18可被设置以冷却将
被各种不同的鼓风扇吹送的空气，因此可被用于冷却不同的待冷却和空气
调节的空间。作为替换，第一和第二蒸发器17和18可用于冷却相同的待 冷却和空气调节的空间。
当第一和第二蒸发器17和18被用于对相同的待冷却空间进行冷却和 空气调节时，如图18所示，第一个实施例的第一和第二蒸发器17和18 可被装配成整体结构。此外，该相同空间可通过允许被鼓风扇吹送的空气 以如图18中箭头X所示的方向顺序穿过第一蒸发器17和第二蒸发器18 而被冷却。
因为第二蒸发器18中蒸发的气体制冷剂通过制冷剂吸入口 15b被喷 射器15吸取，第二蒸发器18的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)与第 一蒸发器17相比是低的。因此，可以在第一蒸发器17的制冷剂蒸发温度 和吹送空气的温度之间获得温度差，以及在第二蒸发器18的制冷剂蒸发 温度和吹送空气温度之间获得温度差，从而有效地冷却第一和第二蒸发器 17、 18两者中的吹送空气。
用于将第一蒸发器17和第二蒸发器18装配成整体结构的具体装置可 以包括，例如，用铝制作第一和第二蒸发器17、 18的组件，通过如铜焊 的连接方式将这些蒸发器17、 18连接成整体结构。作为替换，这些蒸发 器17、 18可通过例如螺栓连接的机械接合方式被整体连接，它们之间的 空间为10mm或更少。
翅管型换热器可被用作第一蒸发器17和第二蒸发器18。第一蒸发器 17和第二蒸发器18可以使用相同的翅片，并且采用与翅片接触的管制成 的分开部件的形式相互整体地连接。
同样地，在第九至第十二个实施例中，第一至第三蒸发器17、 18和 32可被装配成整体结构。例如，在第十和第十一个实施例中，第二蒸发器 18和第三蒸发器32可被整体形成。在第十二个实施例中，第一蒸发器17 和第三蒸发器32可采用整体结构方式装配。
(2)尽管在上述实施例中，本发明的制冷剂循环装置10被典型地用 于汽车的空调或者汽车的冷冻器和冷藏器，但本发明并不限于此。例如， 本发明可被应用至工业冷藏器、家用冷藏器、自动售货机的冷却器、冷藏 箱等。在这种情况下，电动压缩机可被使用作为压縮机。除了基于氟利昂
的制冷剂外，基于HC的制冷剂和二氧化碳制冷剂也可被用作制冷剂。
在上述第一个至第五个、第九个至第十二个实施例中，热膨胀阀被用 作膨胀阀14和22，但是膨胀阀并不限于此。同样，在上述实施例中，电 膨胀阀可被使用以根据压力传感器和温度传感器的检测值计算过热度，因 此电膨胀阀的阀门开度可被调节，使得过热度变成预定值，类似第六个至 第八个实施例。
(4) 虽然在上述实施例中，包括制冷剂通道面积恒定的喷嘴部分15a 的固定喷射器被用作喷射器15，并且喷射器15和用作流量调节装置的膨 胀阀14、 22、 24被独立地形成，但是本发明并不限于此。喷射器15可与 膨胀阀14、 22、 24整体形成。
例如，包括制冷剂通道面积可调的可变喷嘴部分的可变喷射器可被用 作喷射器15。具体而言，可变喷嘴部分可以是这样的机构针被插入可变 喷嘴部分的通道中，制冷剂通道面积可通过用电执行机构控制针的位置来 调节。
在上述实施例中，散热器12被用作户外侧换热器，用于交换制冷剂 和外界空气之间的热量，同时第一蒸发器17、第二蒸发器18和第三蒸发 器32被用作户内侧换热器。在这种情况下，蒸发器17、 18、 32可被用于 冷却汽车车厢或冷藏器或冷冻室的内部。相反地，本发明可被用于热泵循 环，其中第一至第三蒸发器17、 18、 32被构造为用于从热源如外界空气 吸热的户外侧换热器，散热器12被构造为用于加热待加热流体如空气或 水的户内侧换热器。
(5) 在上述任何一个实施例的制冷剂循环装置10中，具有高压侧制 冷剂流动通路13a和低压侧制冷剂流动通路13b的内部换热器13或/和贮 存器23可被省略。
另外，上述各实施例的部件和特征可被适宜地组合，而不限于各实施 例的每个例子。
本发明的任何方面可被应用于制冷剂循环装置，该制冷剂循环装置包 括用于压缩和排出制冷剂的压缩机11;用于冷却压缩机11排出的高温高 压制冷剂的散热器12;喷射器15，包括用于减压和膨胀散热器12下游侧 制冷剂的喷嘴部分15a，和利用从喷嘴部分15a喷射的高速制冷剂流抽吸 制冷剂的制冷剂吸入口 15b;用于将从喷射器15流出的制冷剂流分流为至 少第一制冷剂分流和第二制冷剂分流的分流部分Z;用于蒸发被分流部分 Z分流的第一制冷剂分流的制冷剂以允许制冷剂流至压縮机11吸入侧的 第一蒸发器17;以及用于蒸发被分流部分Z分流的第二制冷剂分流的制
冷剂以允许制冷剂流至制冷剂吸入口 15b上游侧的第二蒸发器18。
作为本发明的例子，分流部分Z可被设置以保持喷射器15流出的制 冷剂的动压，第二蒸发器18在从喷射器15流出的制冷剂的动压被施加至 第二蒸发器18内部的范围内连接至分流部分Z。作为替换，分流部分Z 和第二蒸发器18可被连接，而在它们之间没有节流，使得流出喷射器15 的制冷剂动压被直接施加至第二蒸发器18内部。作为替换，分流部分Z 可被连接至喷射器15和第二蒸发器18，使得被吸入制冷剂吸入口的制冷 剂目标流量满足下式
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其中，Psl是扩散器部分15d的出口处制冷剂的静压，Pvl是扩散器 部分15d的出口处制冷剂的动压，Ps2是第二蒸发器18入口处制冷剂的静 压，Pv2是第二蒸发器18入口处制冷剂的动压，Ps3是第二蒸发器18出 口处制冷剂的静压，以及Ps4是在制冷剂吸入口 15处制冷剂的静压。在 这种情况下，吸入制冷剂吸入口 15b的制冷剂的目标流量可被获得，从而 在第二蒸发器18处获得冷却能力。
例如，制冷剂循环装置10可设有节流装置21，用于减压和膨胀从分 流部分Z至第二蒸发器18入口的制冷剂流动通路中的制冷剂。作为替换， 第二蒸发器18可包括多个串联连接的蒸发部分18a、 18b。在这种情况下， 用于减压和膨胀制冷剂的节流装置21可设在蒸发部分18a、 18b之间。此 外，分流部分Z可设在制冷剂分配单元(16、 20)内部。
在制冷剂循环装置10中，流量调节单元14可调节流入喷嘴部分15a 的制冷剂流量，使得第一蒸发器17出口侧制冷剂的过热度变为预定值。 作为替换，流量调节单元22可调节流入喷嘴部分15a的制冷剂流量，使 得第二蒸发器18出口侧的制冷剂的过热度变为预定的值。作为替换，流 量调节单元24可调节流至喷嘴部分15a的制冷剂流量，使得压力传感器 25检测的压力变为目标压力。
这些改变和改进应当被理解为落在由权利要求界定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种制冷剂循环装置，包括用于压缩和排出制冷剂的压缩机(11)；用于冷却从压缩机排出的高温高压制冷剂的散热器(12)；喷射器(15)，所述喷射器包括用于减压和膨胀散热器下游侧的制冷剂的喷嘴部分(15a)，以及利用从喷嘴部分喷射的高速制冷剂流抽吸制冷剂的制冷剂吸入口(15b)；用于将流出喷射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制冷剂分流的分流部分(Z)；第一蒸发器(17)，用于蒸发被分流部分分流的第一制冷剂分流的制冷剂，以允许制冷剂流至压缩机吸入侧；以及第二蒸发器(18)，用于蒸发被分流部分分流的第二制冷剂分流的制冷剂，以允许制冷剂流至制冷剂吸入口上游侧，其中，分流部分(Z)被设置以保持从喷射器流出的制冷剂的动压，并且其中，第二蒸发器(18)在从喷射器流出的制冷剂的动压被施加至第二蒸发器内部的范围内连接至分流部分(Z)。
2. 根据权利要求1所述的制冷剂循环装置，其中分流部分和第二蒸 发器被连接，在它们之间没有节流，使得流出喷射器的制冷剂的动压被施 加至第二蒸发器内部。
3. 根据权利要求1所述的制冷剂循环装置，其中喷射器还包括扩散 器部分(15d)，在所述扩散器部分中，从喷嘴部分喷射的制冷剂和从制冷 剂吸入口吸入的制冷剂被混合并且混合后的制冷剂被增压，所述分流部分被连接至喷射器和第二蒸发器，使得被吸入制冷剂吸入 口的制冷剂的目标流量满足下述关系式(Psl-Ps4)十Pvl^ (Psl-Ps2) + (Ps2-Ps3) + (Ps3—Ps4) +Pv2 其中，Psl是扩散器部分出口处的制冷剂的静压，Pvl是扩散器部分出口处制冷剂的动压，Ps2是第二蒸发器入口处制冷剂的静压，Pv2是第 二蒸发器入口处制冷剂的动压，Ps3是第二蒸发器出口处制冷剂的静压， Ps4是制冷剂吸入口处制冷剂的静压。
4. 根据权利要求3所述的制冷剂循环装置，还包括 用于减压和膨胀从分流部分至第二蒸发器入口的制冷剂流动通路中的制冷剂的节流装置(21)。
5. 根据权利要求3所述的制冷剂循环装置，其中第二蒸发器包括多 个串联连接的蒸发部分(18a、 18b)，所述制冷剂循环装置还包括设在蒸发部分(18a、 18b)之间的用于减压和膨胀制冷剂的节流装置 (21)。
6. 根据权利要求4所述的制冷剂循环装置，其中节流装置由喷嘴(21) 形成。
7. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括--制冷剂分配单元(16)，其包括允许制冷剂流入其中的注入管(16a)、允许制冷剂流至第一蒸发器的第一导管(16b)，以及允许制冷剂流至第二蒸发器的第二导管(16c)，其中分流部分(Z)位于制冷剂分配单元内部，并且 其中注入管中制冷剂的流入方向(A)基本上与第二导管中制冷剂的流出方向(C)相同。
8. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括 制冷剂分配单元(20)，其包括允许制冷剂流入其中的注入管(20a)、允许制冷剂流至第一蒸发器的第一导管(20b)，以及允许制冷剂流至第二 蒸发器的第二导管(20c),其中分流部分位于制冷剂分配单元内部，并且其中，第一导管中制冷剂的流出方向(B)和第二导管中制冷剂的流出方向(C)相对注入管(16a)中制冷剂的流入方向(A)分别定向至预 定的方向，同时以锐角相交。
9. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括: 被设置以调节流入喷嘴部分的制冷剂流量的流量调节单元(14)， 其中流量调节单元(14)调节流入喷嘴部分的制冷剂流量，使得第一蒸发器出口侧的制冷剂的过热度变为预定值。
10. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括被设置以调节流入喷嘴部分(15a)的制冷剂流量的流量调节单元 (22)，其中流量调节单元(22)调节流入喷嘴部分的制冷剂流量，使得第二 蒸发器出口侧的制冷剂过热度变为预定值。
11. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括被设置以调节流入喷嘴部分的制冷剂流量的流量调节单元(24)，以及压力检测单元(25)，用于检测第二蒸发器入口侧的制冷剂的压力， 其中流量调节单元(24)调节流入喷嘴部分的制冷剂流量，使得压力 检测单元检测的压力变为目标压力。
12. 根据权利要求11所述的制冷剂循环装置，还包括 用于检测第二蒸发器入口侧的制冷剂温度的温度检测单元(26)， 其中，目标压力基于温度检测单元检测的温度被确定。
13. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括被设置以调节流入喷嘴部分的制冷剂流量的流量调节单元(24);和 用于检测第二蒸发器出口侧的制冷剂压力的压力检测单元(25)， 其中流量调节单元调节流入喷嘴部分的制冷剂流量，使得压力检测单 元检测的压力变为目标压力。
14. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括被设置以调节流入喷嘴部分的制冷剂流量的流量调节单元(24);和 用于检测第二蒸发器出口侧的制冷剂温度的温度检测单元(26)， 其中流量调节单元(24)调节流入喷嘴部分的制冷剂流量，使得温度 检测单元检测的温度变为目标温度。
15. 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的制冷剂循环装置，还包括-被设置以调节流入喷嘴部分的制冷剂流量的流量调节单元(24);和 用于检测流量调节单元上游侧的制冷剂压力的压力检测单元(25)， 其中，流量调节单元调节流入喷嘴部分的制冷剂流量，使得压力检测 单元检测的压力变为目标压力。
16. 根据权利要求7或8所述的制冷剂循环装置，其中，注入管、第 一导管和第二导管具有不同的直径。
17. —种制冷剂循环装置，包括 用于压縮和排出制冷剂的压縮机(11); 用于冷却压縮机排出的高温高压制冷剂的散热器(12);喷射器(15)，所述喷射器包括用于减压和膨胀散热器下游侧的制冷 剂的喷嘴部分(15a)，以及利用从喷嘴部分喷射的高速制冷剂流抽吸制冷 剂的制冷剂吸入口 (15b);用于将流出喷射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制 冷剂分流的分流部分(Z);第一蒸发器(17)，用于蒸发被分流部分分流的第一制冷剂分流的制 冷剂，以允许制冷剂流至压缩机吸入侧；以及第二蒸发器(18)，用于蒸发被分流部分分流的第二制冷剂分流的制 冷剂，以允许制冷剂流至制冷剂吸入口上游侧，其中分流部分(Z)和第二蒸发器(18)被连接，在它们之间没有节 流，使得流出喷射器的制冷剂的动压被施加至第二蒸发器内部。
18. —种制冷剂循环装置，包括 用于压縮和排出制冷剂的压縮机(11); 用于冷却压縮机排出的高温高压制冷剂的散热器(12);喷射器(15)，所述喷射器包括用于减压和膨胀散热器下游侧的制冷 剂的喷嘴部分(15a)，以及利用从喷嘴部分喷射的高速制冷剂流抽吸制冷 剂的制冷剂吸入口 (15b)，以及扩散器部分(15d)，在所述扩散器部分中，合后的;j冷剂被增压；、 、、、、、、、用于将流出喷射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制 冷剂分流的分流部分(Z);第一蒸发器(17)，用于蒸发被分流部分分流的第一制冷剂分流的制 冷剂，以允许制冷剂流至压縮机吸入侧；以及第二蒸发器(18),用于蒸发被分流部分分流的第二制冷剂分流的制 冷剂，以允许制冷剂流至制冷剂吸入口上游侧，其中分流部分(Z)被连接至喷射器和第二蒸发器，使得被吸入制冷 剂吸入口的制冷剂的目标流量满足如下关系式(Psl-Ps4)十Pvl^ (Psl-Ps2) + (Ps2-Ps3) + (Ps3 —Ps4) +Pv2其中，Psl是扩散器部分出口处制冷剂的静压，Pvl是扩散器部分出 口处制冷剂的动压，Ps2是第二蒸发器入口处制冷剂的静压，Pv2是第二 蒸发器入口处制冷剂的动压，Ps3是第二蒸发器出口处制冷剂的静压，以 及Ps4是制冷剂吸入口处制冷剂的静压。
19. 一种制冷剂循环装置的操作方法，包括步骤 从压縮机(11)压縮和排出制冷剂； 利用散热器(12)冷却压縮机排出的高温高压制冷剂；减压和膨胀喷射器(15)的喷嘴部分(15a)中散热器下游侧的制冷 剂，同时利用从喷嘴部分喷射的高速制冷剂流，通过喷射器的制冷剂吸入口 (15b)抽吸制冷剂；将流出喷射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制冷剂分流；在第一蒸发器(17)中蒸发被分流部分分流的第一制冷剂分流的制冷 剂，以允许制冷剂流至压縮机吸入侧；以及在第二蒸发器(18)中蒸发被分流部分分流的第二制冷剂分流的制冷 剂，以允许制冷剂流至制冷剂吸入口上游侧，其中，进行分流，以保持流出喷射器的制冷剂的动压并将从喷射器流 出的制冷剂动压施加至第二蒸发器内部。
20. 根据权利要求19所述的操作方法，还包括 连接分流部分和第二蒸发器，而不在它们之间节流，使得流出喷射器的制冷剂的动压被施加至第二蒸发器内部。
21. 根据权利要求19或20所述的操作方法，还包括 连接分流部分至喷射器和第二蒸发器，使得被吸入制冷剂吸入口的制冷剂目标流量满足以下关系式-(Psl-Ps4)十Pvl^ (Psl-Ps2) + (Ps2-Ps3) + (Ps3-Ps4)十Pv2 其中，Psl是喷射器的扩散器部分的出口处的制冷剂的静压，Pvl是 扩散器部分出口处制冷剂的动压，Ps2是第二蒸发器入口处制冷剂的静压， Pv2是第二蒸发器入口处制冷剂的动压，Ps3是第二蒸发器出口处制冷剂 的静压，以及Ps4是制冷剂吸入口处制冷剂的静压。
全文摘要
在具有喷射器(15)的制冷剂循环装置中，设置用于将流出喷射器的制冷剂流分流为至少第一制冷剂分流和第二制冷剂分流的分流部分(Z)。设置用于蒸发第一制冷剂分流的制冷剂的第一蒸发器(17)，以允许制冷剂流至压缩机吸入侧，设置用于蒸发第二制冷剂分流的制冷剂的第二蒸发器(18)，以允许制冷剂流至制冷剂吸入口的上游侧。另外，分流部分被设置，以保持从喷射器流出的制冷剂的动压，并且第二蒸发器在动压可被施加至第二蒸发器内部的范围内连接至分流部分。
文档编号F25B5/04GK101169293SQ200710184820
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年10月27日
发明者武内裕嗣, 池上真, 西岛春幸 申请人:株式会社电装