专利名称：带有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有用作制冷剂减压单元和制冷剂循环单元的喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统。所述蒸汽压缩制冷剂循环系统举例来说适合用作车用空调。
背景技术：
将喷射器用作制冷剂减压单元和制冷剂循环单元的蒸汽压缩制冷剂循环系统(喷射器循环系统)举例来说在JP-B1-3322263(对应于美国专利No.6,574,987和美国专利No.6,477,857)中作了描述。例如，在此蒸汽压缩制冷剂循环系统中，第一蒸发器设置在喷射器和位于喷射器下游的气液分离器之间，且第二蒸发器设置在气液分离器的液体制冷剂出口侧和喷射器的制冷剂吸入口之间。
本申请的发明人研究了切换(switching)第二蒸发器的冷却功能的实例。在此实例中，电磁阀设置在第二蒸发器上游，且电磁阀在第二蒸发器的冷却功能停止时关闭。在此情形下，当电磁阀关闭时，没有产生从第二蒸发器吸入喷射器的制冷剂吸入口的制冷剂流。在此实例中，如果制冷剂吸入口在喷射器的下部开口，则包含在流过喷射器内部的制冷剂中的润滑油(即，制冷机油)由于润滑油的重力作用落入制冷剂吸入口。因此，当电磁阀关闭时，润滑油留在连接至喷射器的制冷剂吸入口和第二喷射器的制冷剂吸管中。在此情形下，返回压缩机的润滑油的返回量减少，从而造成压缩机中的润滑油短缺。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环，它能防止返回压缩机的润滑油的返回量在连接至喷射器的制冷剂吸入口的蒸发器的冷却功能停止时减少。
根据本发明的一方面，一种蒸汽压缩制冷剂循环系统包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于冷却从压缩机排放的高压制冷剂的制冷剂冷却器(radiator)和喷射器。喷射器包括喷嘴，用于使来自制冷剂冷却器的制冷剂减压和膨胀；制冷剂吸入口，从喷嘴喷射的制冷剂蒸气从所述制冷剂吸入口吸入气体制冷剂；以及增压部，其中从喷嘴喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的气体制冷剂混合，且通过将速度能转换成压能提高制冷剂的压力。
在蒸汽压缩制冷剂循环系统中，用于使流出喷射器的增压部的制冷剂蒸发的第一蒸发器位于喷射器下游侧，设置了用于使待吸入喷射器的制冷剂吸入口的制冷剂蒸发的第二蒸发器，用于打开和关闭第二蒸发器的制冷剂通道的阀件在制冷剂流中与第二蒸发器串联设置，且设置了制冷剂吸管，所述制冷剂吸管具有连接至第二蒸发器的制冷剂出口的第一端和连接至喷射器的制冷剂吸入口的第二端。并且，所述系统设置有限制装置，用于限制包含在制冷剂中的润滑油在阀件关闭时通过制冷剂吸入口导入制冷剂吸管并留在其中。这样，可防止返回压缩机的润滑油在阀件关闭时不充分，从而可提高压缩机的润滑性能。
例如，制冷剂吸入口设置在喷射器上侧。在此情形下，利用此简单结构，可防止润滑油落入喷射器中的制冷剂吸入口。
可选地，制冷剂吸管可在靠近制冷剂吸入口的下游位置设置有直立部，且所述直立部向上延伸到高于制冷剂吸入口的位置。在此情形下，即使在制冷剂吸入口设置在喷射器的下部时，也可将留在制冷剂吸管中的润滑油量控制为较小量。
可选地，止回阀可设置在制冷剂吸入口的入口部，仅允许制冷剂从制冷剂吸管流到制冷剂吸入口中。因此，即使在制冷剂吸入口设置在喷射器下部时，止回阀也能防止润滑油从制冷剂吸入口流入制冷剂吸管。
在蒸汽压缩制冷剂循环系统中，辅助阀件可设置在制冷剂通道中，其中来自第二蒸发器的制冷剂通过所述制冷剂通道导入压缩机的制冷剂吸入口。在此情形下，所述阀件设置在喷射器的制冷剂吸入口的入口部，且辅助阀件在所述阀件关闭时打开，从而流出第二蒸发器的制冷剂流入压缩机的吸入侧。因此，即使在制冷剂吸入口设置在喷射器的下部时，也可能通过所述阀件和辅助阀件防止润滑油留在制冷剂吸管中。
所述第二蒸发器可被设置以执行用于冷却空气的冷却操作，并且可设置用于将空气吹到第二蒸发器的鼓风机。在此情形下，打开阀件，使得当压缩机工作时制冷剂总是流入第二蒸发器，且当第二蒸发器的冷却功能停止时鼓风机停止。由于制冷剂总是流入第二蒸发器，所以可总是形成从第二蒸发器到喷射器的制冷剂吸入口的制冷剂蒸气，从而防止润滑油留在制冷剂吸管中。
可选地，在压缩机工作期间，在关闭所述阀件后经过预定时间时，可强制打开所述阀件。因此，可能防止压缩机中的润滑油短缺。
并且，当在压缩机开始工作时停止第二蒸发器的冷却操作时，使所述阀件打开预定时间一次。因此，即使在压缩机的开始时间，留在第二蒸发器和制冷剂吸管中的润滑油也能返回压缩机，从而防止压缩机中的润滑油短缺。
在蒸汽压缩制冷剂循环系统中，可设置旁路通道，其中来自制冷剂冷却器的制冷剂通过所述旁路通道流入制冷剂吸入口，同时绕过第二蒸发器和所述阀件。在此情形下，辅助阀件设置在旁路通道中，用于打开和关闭旁路通道，且在压缩机工作期间，辅助阀件在所述阀件关闭时打开。因此，当停止第二蒸发器的制冷剂蒸发功能(例如，冷却功能)时，可防止压缩机中的润滑油不充分，从而可有效提高压缩机的润滑性能。
根据以下参看附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述和其它目的、特性和优点将变得更加显而易见，其中在附图中图1是示出根据本发明的第一实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图2是沿图1中的线II-II得到的截面图；图3是示出比较实例中的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的截面图；图4是示出根据本发明的第二实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图5是示出根据本发明的第三实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图6是示出根据本发明的第四实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图7是示出根据本发明的第五实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图8是示出根据本发明的第六实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图9是示出第六实施例中的蒸汽压缩制冷剂循环系统的操作的曲线图；图10是示出电磁阀关闭后的消逝时间和润滑油的循环速度之间的关闭的曲线图；图11是第七实施例中的控制装置的控制操作的流程图；图12是示出根据本发明的第八实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图13是示出根据本发明的第九实施例的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图；图14是示出根据本发明的修改的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统的示意图。
具体实施例方式
下面将参看附图描述本发明的优选实施例。
(第一实施例)在第一实施例中，图1中所示的具有喷射器的蒸汽压缩制冷剂循环系统举例来说通常用于车用空调。蒸汽压缩制冷剂循环系统包括主制冷剂路径15，其中制冷剂以压缩机10的排放侧、制冷剂冷却器11、调流阀12、喷射器13、第一蒸发器14、和压缩机10的吸入侧的顺序流动。
在本实施例中，车用引擎通过皮带和电磁离合器10a等驱动和转动压缩机10。压缩机10的操作由电磁离合器10a开关和控制。在此情形下，通过控制压缩机10的开/关操作比值，可控制压缩机10的制冷剂排放能力。
通过在高压制冷剂和通过冷却扇(未示出)吹入的外部空气(即，乘客室外部的空气)之间执行热交换，制冷剂冷却器11冷却从压缩机10排放的高压制冷剂。在本实施例中，例如，制冷剂冷却器11是集成有气液分离器11a的冷凝器。集成有分离器的冷凝器(11)构造有用于冷却和冷凝从压缩机10排放的高压制冷剂的冷凝部、其中来自冷凝部的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离器11a、和其中载气液分离器11a中分离的液体制冷剂过度冷却的过度冷却部。
调流阀12位于制冷剂冷却器11的下游侧，用于调节第一蒸发器14中的制冷剂流量。作为实例，在本实施例中，将热膨胀阀用作流量控制阀12。在此情形下，调节调流阀12(热膨胀阀)的开口度，使得第一蒸发器14的制冷剂出口处的过热度(superheating degree)变成预定值。
喷射器13是动力泵(参看JIS Z 8126 No.2.1.2.3)，用于通过夹带(entrainment)以高速注入的驱动流体射流执行流体传输。
具体而言，喷射器13包括喷嘴部13a和扩散器部13b。通过减小制冷剂喷嘴部13a使从调流阀12流出的制冷剂大体等熵地减压和膨胀。通过将制冷剂的压能转换成制冷剂的速度能，在喷嘴部13a中提高制冷剂流速。
喷射器13具有制冷剂吸入口13a，其中来自第二蒸发器21的气体制冷剂通过从喷嘴部13a喷射的高速制冷剂流从所述制冷剂吸入口13a吸入。
在扩散器部13b中，通过逐渐增加扩散器部13b的通道截面面积，将制冷剂的速度能(动压)转换成制冷剂的压能(静压)。因此，制冷剂压力在扩散器部13b中增加。
流出扩散器部13b的制冷剂流入第一蒸发器14。例如，第一蒸发器14设置在前部空气调节单元的空气通道中，用于冷却待鼓入乘客室中的前侧中的空气。
在此情形下，第一鼓风机16(例如，电动鼓风机)设置在前部空气调节单元中，使得待鼓入乘客室中的前侧中的空气被发送到第一蒸发器14。因此，通过从经过第一蒸发器14的空气吸收热量，在喷射器13中减压的低压制冷剂在第一蒸发器14中蒸发，从而使待鼓入乘客室的前侧中的空气减湿和冷却。在第一蒸发器14中蒸发的气体制冷剂被吸入压缩机10，且在主制冷剂循环路径15中循环。
从主制冷剂循环路径15分叉的第一和第二分支通道17、18设置在制冷剂冷却器11的制冷剂出口部处。第一分支通道17是从制冷剂冷却器儿的制冷剂出口部到喷射器13的制冷剂吸入口13c的制冷剂通道。在第一分支通道17中，以从制冷剂上游侧到制冷剂下游侧的顺序连续设置有电磁阀19、节流机构20和第二蒸发器21。
电磁阀19是用于开关第一分支通道17中的制冷剂流的第一开关阀17。节流机构20使来自制冷剂冷却器11的制冷剂出口部的高压制冷剂减压成具有低温和低压的气液两相制冷剂，也调节流入第二蒸发器21的制冷剂流量。
例如，第二蒸发器21位于安装在车辆上的制冷剂中，并冷却通过位于制冷机中的第二鼓风机22(例如，电动鼓风机)鼓入的空气。一般而言，制冷机中的热负荷的变化很小，所以可将固定节流器用作节流机构20。然而，也可将适合的可调节流器用作节流机构20，且可将电磁阀19和节流机构20构造成单个组件。
第二分支通道18是从制冷剂冷却器11的制冷剂出口部到压缩机10的吸入侧的制冷剂通道。在第二分支通道18中，依次连续设置节流机构23和第三蒸发器24。例如，第三蒸发器24设置在后部空气调节单元(未示出)的空气通道中，用于冷却鼓入乘客室中的后座侧的空气。
例如，空气通过位于后部空气调节单元中的第三鼓风机(例如，电动鼓风机)发送给第三蒸发器24，且来自第三蒸发器24的冷却空气被鼓向乘客室中的后座侧。通过从待鼓入乘客室后座侧的空气吸收热量，在节流机构23中减压的低压制冷剂在第三蒸发器24中减压，从而冷却鼓向乘客室中的后座侧的空气，并且可获得冷却功能。在图1中所示的实例中，将热膨胀阀用作节流机构23，且通过节流机构23调节流入第三蒸发器24的制冷剂的流量。在此情形下，可调节节流机构23的阀开口度，使得蒸发器24的出口处的制冷剂的过热度变成预定值。
图2是沿图1中的线II-II得到的喷射器13的截面图。图2中的顶部-底部方向对应于喷射器13安装至车辆的顶部-底部方向。如图2中所示，喷射器13具有柱形壳体13d，且制冷剂吸入口13c在壳体13d中的顶部开口。
制冷剂吸管25具有连接至制冷剂吸入口13c的垂直延伸部，且具有高度H1。如图1中所示，制冷剂吸管25是从第二蒸发器21到喷射器13的制冷剂吸入口13c的制冷剂管。在图2中，柱形部13e以离壳体13d预定间隙设置在壳体13d内部的柱形部13e构成喷嘴部13的入口通道。
压缩机10的电磁离合器10a、第一至第三鼓风机16、22、24a、和电磁阀19等由来自控制装置26的控制信号电控制。控制装置26构造有微电脑和围绕微电脑的电路。传感器组(未示出)的检测信号和空气调节操作面板的操作件的操作信号被输入到控制装置26。
接着，将描述根据本实施例的蒸汽压缩循环系统制冷剂的操作。当冷却操作(冷却功能)为安装至车辆的制冷机所必需时，乘客打开空气调节操作面板的制冷机开关(未示出)。在制冷机的冷却操作中，电磁阀19的操作由控制装置26控制，以便打开电磁阀19。在此状态下，当通过车辆引擎操纵压缩机10时，压缩机10将制冷剂压缩成高压高温状态。从压缩机10排出的高压高温制冷剂流入制冷剂冷却器11，接着通过外部空气冷却和冷凝。
流出制冷剂冷却器11的冷却制冷剂分叉成流经主制冷剂循环路径15的制冷剂流、流经第一分支通道17的制冷剂流、和流经第二分支通道18的制冷剂流。
流经主制冷剂循环路径15的制冷剂经过调流阀12，流入喷射器13。从调流阀12流入喷射器13的制冷剂在喷嘴部13a中减压和膨胀。即，在喷嘴部13a中制冷剂的压能转变成制冷剂的速度能，且高速制冷剂从喷嘴部13a的喷口喷出。同时，由于制冷剂的高速喷流，制冷剂压力绕喷嘴部13a的出口减少，从而将第二蒸发器21中蒸发的气体制冷剂从制冷剂吸入口13c吸入。
从喷嘴部13喷出的制冷剂和从制冷剂吸入口13c吸入的制冷剂在喷嘴部13a的下游侧混合，并流入扩散器部13b。由于通道截面面积在扩散器部13b中扩大，所以在扩散器部13b中制冷剂的速度能转化成压能，从而制冷剂压力在扩散器部13b中增加。流出扩散器部13b的出口的制冷剂流入第一蒸发器14。
在第一蒸发器14中，通过从经过第一蒸发器14的空气吸收热量，使蒸发器蒸发，从而冷却待鼓到乘客室中的前座侧的空气。来自第一蒸发器14的气体制冷剂被吸入压缩机10，且在压缩机10中压缩，以在主制冷剂循环路径15中循环。在蒸发器14中冷却的冷空气通过第一鼓风机16鼓向乘客室中的前座侧。因此，可执行用于冷却乘客室的前座区域的冷却操作。
如果调流阀12是热膨胀阀，则可调节调流阀12的阀开口度，使得第一蒸发器14的出口部的制冷剂的过热度变成预定值，并且可调节在第一蒸发器14中流动的制冷剂流。
从主制冷剂循环路径15分流到第二分支通道18的制冷剂在节流机构23中被减压。在节流机构23中被减压的低压制冷剂流入第三蒸发器24，且通过从待鼓向乘客室后座侧的空气吸收热量而被蒸发。来自第三蒸发器24的被吸入的蒸发气体制冷剂被吸入压缩机10的吸入册中，并且在压缩机10中被压缩。由第三蒸发器24冷却的冷空气通过第三鼓风机24a鼓向乘客室中的后座区，以便冷却乘客室中的后座区。
来自第一蒸发器14的制冷剂和来自第三蒸发器24的制冷剂在制冷剂流入压缩机10之前在第一蒸发器14和第三蒸发器24的下游制冷剂侧结合。因此，第一蒸发器14的制冷剂蒸发压力与第三蒸发器24的制冷剂蒸发压力相同。结果，制冷剂蒸发速度在第一和第三蒸发器10和24处相同，从而在第一和第三蒸发器14和24中可获得具有相同温度等级的冷却能力。
从主制冷剂循环路径15流入第一分支通道17的制冷剂经过打开的电磁阀19，接着在节流机构20中被减压。在节流机构20中减压的低压制冷剂流入第二蒸发器21，并且通过从利用第二鼓风机22鼓入制冷机的空气吸收热量而在第二蒸发器21中蒸发。因此，利用第二蒸发器21可获得制冷剂的冷却功能。在第二蒸发器21中被蒸发的气体制冷剂吸入喷射器13的制冷剂吸入口13c。
第一蒸发器14的制冷剂蒸发压力对应于在扩散器部13b中增压后的压力。与此相反，由于第二蒸发器21的制冷剂出口侧连接至喷射器13的制冷剂吸入口13c，所以将就在喷嘴部13a减压后的减少的压力施加给第二蒸发器21。
因此，可使得第二蒸发器21的制冷剂蒸发压力低于第一蒸发器14和第三蒸发器24的制冷剂蒸发压力。因此，可使得第二蒸发器21的制冷剂蒸发温度低于第一蒸发器14和第三蒸发器24的制冷剂蒸发温度。这样，可获得在适于制冷机中的冷却操作的较低温度范围内的冷却功能，同时通过第一蒸发器14和第三蒸发器24可获得在适于乘客室的冷却操作的较高温度范围内的冷却功能。
在不需要用于冷却制冷机的冷却操作时，由乘客关掉空气调节操作面板的制冷机开关。在此情形下，控制装置26停止供电给电磁阀19，从而电磁阀19关闭。利用这种操作，通过控制装置26停止第二鼓风机22的操作。
由于电磁阀19关闭，挡住流入第一分支通道17的制冷剂。在此情形下，制冷剂流经主制冷剂循环路径15和第二分支通道18，且通过第一蒸发器14和第二蒸发器24获得用于冷却乘客室的冷却功能。
当挡住第一分支通道17的制冷剂流时，制冷剂没有被吸入喷射器13的制冷剂吸入口13c。在此情形下，由于包含在制冷剂中的润滑油的密度变得在喷射器13内的喷嘴部13a的下游空间中的较大，所以润滑油往往聚集在喷嘴部13a下游侧喷射器13内的下部。
图3是其中连接至第二蒸发器21的制冷剂吸入口13c位于喷射器13的底侧且制冷剂吸管25连接至喷射器13下面的制冷剂吸入口13c的比较实例。在此情形下，润滑油由于其自身重力落入制冷机吸入口13c中，并且留在制冷剂吸管25中。
与此相反，在第一实施例中，喷射器13的制冷剂吸入口13c位于喷射器13的壳体13d的上部(例如，图2中的顶部)，且垂直延伸预定高度H的延伸部设置在制冷剂吸管25中。因此，可能防止包含在制冷剂中的润滑油落入在喷射器13内的喷嘴部13a的下游区的制冷剂吸入口13c。
因此，防止润滑油在电磁阀19关闭时留在制冷剂吸管25中。结果，可防止压缩机10中的润滑油短缺。
在上述实施例中，制冷剂吸入口13c设置在喷射器13的壳体13d的顶部。然而，喷射器13的制冷剂吸入口13c可设置在由图2中的点划线所示的位置“a”和“b”处，低于顶部但高于中心位置。在此情形下，制冷剂吸管25可以如图2中所示的倾斜状态连接至制冷剂吸入口13c。即使在此情形下，也能防止润滑油落入制冷机吸入口13c中，从而防止润滑油留在制冷剂吸管25中。
并且，制冷剂吸入口13c可设置在喷射器13的壳体13d的上部图2中所示的范围“c”(180°的上侧范围)内。
(第二实施例)在上述第一实施例中，喷射器13的制冷剂吸入口13c设置在壳体13d的上部。然而，在第二实施例中，如图4中所示，制冷剂吸入口13c设置在壳体13d的下部，且在垂直方向上延伸的直立部25a形成在制冷剂吸管25中的下游部。直立部25a可从喷射器13的最下部向上垂直延伸预定高度。在图4中，H2表示垂直延伸的直立部25a的高度。
在本实施例中，可使得制冷剂吸管25中的直立部25a的下游的下有管部较短。因此，即使在制冷剂吸入部13c设置在壳体13d的下部(例如，底部)时，也可将留在制冷剂吸管25中的润滑量控制为很少的量。
在图4中，直立部25a和直立部25a上游的上游部垂直弯曲，然而，它们也可弯曲成圆弧形。并且，可仅在直立部25a的顶部高于制冷剂吸入部13c时改变直立部25a的高度。并且，当将直立部25a的顶部设置为高于喷射器13的中央部时，可有效减少留在制冷剂吸管25中的润滑量。
在第二实施例中，可类似于上述第一实施例形成其它部分。
(第三实施例)图5示出第三实施例的蒸汽压缩制冷剂循环系统。在第三实施例中，电磁阀19没有设置在第一分支通道17中，且从主制冷剂循环路径15流出的制冷剂在经过节流机构20后流入第一分支部17中的第二蒸发器21。因此，当压缩机10工作时，制冷剂总是流入第一分支通道17中的第二蒸发器21。
因此，在本实施例中，当制冷机功能(制冷机冷却操作)停止时，也停止第二鼓风机22的操作。当停止第二鼓风机22时，第二蒸发器2中的制冷剂的吸热量非常小，并且已经经过节流机构20的大量液体制冷剂吸入喷射器13的制冷剂吸入口，而不会在第二蒸发器21中被蒸发。
在第三实施例中，当压缩机10工作时，总是形成从制冷剂吸管25到制冷剂吸入口13c的制冷剂吸入流。因此，即使在制冷剂吸入口13c设置在下部(例如，底部)时，润滑油液不会由于其自身重力落入制冷剂吸入口13c。
在第三实施例中，可类似于上述第一实施例设置其它部分。并且，甚至在第三实施例中，制冷剂吸入口13c可设置在喷射器13的壳体13d的上部。
(第四实施例)图6示出第四实施例的蒸汽压缩制冷剂循环系统。在所述蒸汽压缩制冷剂循环系统中，制冷剂吸入口13c设置在喷射器13的下部(例如底部)，且止回阀27设置在制冷剂吸入口13c的入口部。即，仅允许单方向的制冷剂流从制冷剂吸管25到制冷剂吸入口13c的止回阀27位于制冷剂吸管25的下游端部。因此，止回阀27防止从制冷剂吸入口13c到制冷剂吸管25的制冷剂和润滑油反向流动。
因此，止回阀27防止润滑油在电磁阀19关闭时留在制冷剂吸管25中。即，当制冷机功能(制冷机冷却操作)停止时，止回阀27防止润滑油从制冷剂吸入口13c流入制冷剂吸管25，即使在制冷剂吸入口13c设置在壳体13d的底部时也是如此。
在第四实施例中，可与上述第一实施例类似形成其它部分。
(第五实施例)图7示出第五实施例的蒸汽压缩制冷剂循环系统。在上述第一实施例中，电磁阀19设置在第一分支通道17中的节流机构20的上游侧。在所述第五实施例中，制冷剂吸入口13c设置在壳体13d的下部(例如，底部)，且电磁阀19位于制冷剂吸入口13c的入口部。即，电磁阀19位于制冷剂吸管25的下游端部。并且，连接至压缩机10的吸入侧的旁路通道28连接至在第二蒸发器21的下游侧的第一分支通道17。与电磁阀19可操作地连接的辅助电磁阀29位于旁路通道28中。
在第五实施例中，当打开制冷机的开关并设定制冷机停止状态时，通过控制装置26的控制输出关闭电磁阀19，且辅助电磁阀29打开。并且，通过控制装置26的控制输出停止第二鼓风机22的操作。
由于位于制冷剂吸入口13c的入口部的电磁阀19关闭，所以可防止润滑油留在制冷剂吸管25中，即使在制冷剂吸入口13c设置在喷射器13的下部时也是如此。并且，由于导入第一分支通道17的制冷剂通过旁路通道28流向压缩机10的吸入侧，所以能防止润滑油在电磁阀19关闭时留在第二蒸发器21中。
在第五实施例中，当打开制冷机的开关并且操纵制冷机时，电磁阀19打开，辅助电磁阀29关闭，且通过控制装置26的控制输出操纵第二鼓风机22。
(第六实施例)图8示出第六实施例的蒸汽压缩制冷剂循环系统。在第六实施例中，与图3的比较实例类似，制冷剂吸入口13c设置在喷射器13的下部，且制冷剂吸管25连接至在喷射器13的底侧的制冷剂吸入部13。
在第六实施例中，在制冷机停止状态中控制电磁阀19的打开和关闭操作。具体而言，定时器26设置在控制装置26中。在压缩机10工作期间，当空气调节面板的制冷机开关关闭并且设定制冷机停止状态时，开始定时器26a的功能。
将参看图9描述定时器26a的功能。图9的横坐标表示设定制冷机停止状态后的消逝时间。当设定制冷机停止状态后经过预定时间t1时，更确切地说，在继续电磁阀19的关闭状态预定时间后，基于来自控制装置26的定时器26a的信号强制开关(打开和关闭)电磁阀19预定次数。
即，电磁阀19的操作由控制装置26的定时器26a控制，使得电磁阀19的打开状态持续预定时间“ton”和电磁阀19的关闭状态持续第二预定时间“off”交替重复预定次数。在此情形下，制冷剂可断续地流入第一分支通道17，且可将留在制冷剂吸管25中的润滑油发送给喷射器13的制冷剂吸入口13c。
图10示出制冷机停止状态期间电磁阀19关闭的情形。图10的横坐标表示设定制冷机停止状态后的消逝时间。当电磁阀19关闭时，随着消逝时间变得越来越长，留在制冷剂吸管25中的润滑量增加。因此，吸入压缩机10的润滑油的循环速度R1(油循环率)降低。油循环率R1可根据以下公式计算R1＝A1/(A1+A2)×100(％)其中A1表示返回压缩机10的润滑油量，A2表示返回压缩机10的制冷剂量。
如图10中所示，在电磁阀19关闭后消逝时间t1后，造成压缩机10的油的短缺。因此，将压缩机10的温度提高到极限温度，且压缩机10变成最大热状态(热限)。
因此，如图9中所示，在第六实施例中，在电磁阀19关闭后消逝时间t1后，交替重复电磁阀19的打开和关闭预定时间。在此情形下，可将油循环率提高的必要等级，从而可防止压缩机10中的润滑油的短缺。
在图9中，将反复强制打开电磁阀19设定为三次。然而，可将反复设定为多于一次的多次。
(第七实施例)现在将参看图11描述本发明的第七实施例。图11示出根据第六实施例的修改的控制装置26的控制操作。在第七实施例中，在第六实施例的控制操作中添加步骤S12的操作。即，可与上述第六实施例的控制操作类似执行除了步骤S12外的其它步骤。
现在将描述第七实施例的控制操作。首先，在步骤S11，确定是否执行第二蒸发器21的冷却操作。在不执行第二蒸发器21的冷却操作时，执行步骤S12的操作。
在步骤S12，在操纵蒸汽压缩制冷剂循环系统(压缩机10)后仅执行油返回控制一次。在油返回控制期间，打开用作开关阀的电磁阀19预定时间。在执行油返回控制后，关闭电磁阀19，同时，控制程序移动到步骤S13。例如，在图8中所示的蒸汽压缩制冷剂循环系统中，即使在蒸汽压缩制冷剂循环系统开始的时间停止第二蒸发器21的冷却功能时，可将留在第二蒸发器21和第二蒸发器21侧的制冷剂管中的润滑油吸入制冷剂吸入口13c，且可使其返回压缩机100的吸入侧。
接着，在步骤S13，操纵第六实施例中描述的控制装置26的定时器26a。接着，在步骤S14，确定在设定定时器26a首是否已经消逝预定时间。
在步骤S14消逝预定时间后，在步骤S15执行油返回控制预定时间间隔。即，在油返回控制期间打开电磁阀19预定时间间隔。在打开电磁阀19预定时间间隔后，关闭电磁阀19，且控制程序进行到步骤S15。
在步骤S16，重置定时器26a，从而可重复图11中所示的控制程序。
根据第七实施例，当蒸汽压缩制冷剂循环系统开始时停止第二蒸发器21的冷却功能时，打开电磁阀19预定时间间隔。因此，即使在蒸汽压缩制冷剂循环系统开始的时刻没有执行第二蒸发器21的冷却功能时，留在第二蒸发器21和第二蒸发器21一侧的制冷剂管中的润滑油可被吸入制冷剂吸入口13c一次，且可返回压缩机10的吸入侧。
因此，当第二蒸发器21的冷却功能停止时可防止返回压缩机10的油量的短缺，且压缩机10可稳定而有效地工作。与第六实施例相似，在执行油返回操作一次后，在继续电磁阀19的关闭状态一定时间间隔后强制打开电磁阀19。
(第八实施例)图12示出第八实施例的蒸汽压缩制冷剂循环系统。与图3的比较实例的结构相比，在图12中所示的蒸汽压缩制冷剂循环系统中，另外设置旁路通道31和用于打开和关闭旁路通道31的辅助电磁阀32。通过旁路通道31，来自主制冷剂循环路径15的制冷剂流入制冷剂吸入口13c，同时绕过电磁阀19和第二蒸发器21。
在第八实施例中，在不执行第二蒸发器21的冷却操作时，打开辅助电磁阀32，使得制冷剂流过旁路通道31预定量。电磁阀19和辅助电磁阀32由控制装置26控制。将旁路通道31中的制冷剂的流量设定为仅防止润滑油由于其自身重力落入制冷剂吸入口13c。因此，可将旁路通道31中的制冷剂的流量设定为较小，并且可将毛细管用作旁路通道31。
根据第八实施例，当通过关闭电磁阀19停止第二蒸发器21的冷却操作时，制冷剂流过旁路通道31预定流量。因此，制冷剂总是从旁路通道31流入喷射器13的制冷剂吸入口13c，从而防止润滑油由于其自身重力落入制冷剂吸入口13c。
结果，可防止第二蒸发器21的冷却操作停止时返回压缩机1的润滑油的返回量不充分。因此，可有效地保持压缩机10的润滑性能。
(第九实施例)在上述第一至第八实施例中，设置了第一分支通道17，其中制冷剂冷却器11的下游侧通过所述第一分支通道17连接至喷射器13的制冷剂吸入口13c。并且，电磁阀19、节流机构20和第二蒸发器21顺序设置在第一分支通道17中。在第九实施例中，如图13中所示改变第一分支通道17的布置结构。
在第九实施例中，气液分离器30设置在第一蒸发器14的下游侧，且流出第一蒸发器14的制冷剂在气液分离器30中被分离。在气液分离器30中分离的液体制冷剂储存在气液分离器30中，并将气液分离器30中的气体制冷剂供给压缩机10的吸入侧。
并且，液体制冷剂出口30a设置在气液分离器30的下部，且使用第一分支通道17使液体制冷剂出口30a连接至制冷剂吸入口13c。在第一分支通道17中，在第一分支通道17的制冷剂流向上依次设置电磁阀19、节流机构20和第二蒸发器21。
与上述第一实施例相似，制冷剂吸入口13c设置在喷射器13的上部。并且，制冷剂吸入口25具有从制冷剂吸入口13c向上垂直延伸的直立部。因此，能有效防止润滑油由于其自身重力落入制冷剂吸入口13c。
与上述第一实施例相同，在第九实施例中，第二蒸发器21的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)低于第一蒸发器14的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)。
并且，在第九实施例中，省略上述第一至第八实施例的流邻近阀12和制冷剂冷却器11的气液分离器11a。在所述第九实施例中，气液分离器30设置在第一蒸发器14的下游侧，且在液体分离器30中分离的气体制冷剂被吸入压缩机10。
并且，在执行第二蒸发器21的冷却操作时，打开电磁阀19，以使气液分离器30中的液体制冷剂从液体制冷剂出口30a导入第二分支通道17。来自气液分离器30的液体制冷剂出口30a的液体制冷剂在节流结构20中减压，且在第二蒸发器21中蒸发。来自第二蒸发器21的制冷剂从制冷剂吸入口13c吸入喷射器13。
在第九实施例中，将第一分支通道17和气液分离器30的改变的结构用于第一实施例的蒸汽压缩制冷剂循环系统且与其组合在一起。然而，这种改变的结构可用于根据第二至第八实施例的任一的蒸汽压缩制冷剂循环系统。
(其它实施例)尽管已经参看附图结合本发明的一些优选实施例对本发明进行了描述，但应指出，各种变化和修改对本领域中的技术人员来说是显然的。
例如，在上述第一至第九实施例中，将第一蒸发器14用于冷却乘客室的前座区，将第三蒸发器24用于冷却乘客室的后座区，并且将第二蒸发器21用于执行制冷机的冷却操作。然而，在上述实施例中，可省略第三蒸发器24和用于第三蒸发器24的制冷剂通道结构。例如，本发明可应用于不带如图14中所示的第三蒸发器24的蒸汽压缩制冷剂循环系统。
在图14中所示的实例中，在第九实施例的系统结构中省略了第三蒸发器24。然而，可在根据第一至第八实施例的一个的蒸汽压缩制冷剂循环系统中省略第三蒸发器24。
在上述第一至第九实施例中，将第二蒸发器21用于安装至车辆的制冷机的冷却操作。然而，第一和第二蒸发器14和21可用于执行车辆的乘客室中的不同区域的空气调节操作。例如，在没有设置第三蒸发器24的情形中，第一蒸发器14和第二蒸发器21可用于执行乘客室内前座区和后座区中的空气调节。
可选地，第一蒸发器14和第二蒸发器21可用于执行制冷机的冷却操作。在此情形下，其中制冷剂蒸发温度较高的第一蒸发器14可用作制冷机的冷却室，且其中制冷剂蒸发温度较低的第二蒸发器21可用作制冷机的冷冻室。
在上述实施例中，可使用通常用在蒸汽压缩制冷剂循环系统中的任何制冷剂。例如，可将氟利昂族制冷剂、有机化合物制冷剂、HC组制冷剂、和二氧化碳用作制冷剂。并且，可将蒸汽压缩制冷剂循环系统用作具有高于制冷剂临界压力的高压侧制冷剂压力的超临界制冷剂循环系统，或用作具有低于制冷剂临界压力的高压侧制冷剂压力的制冷剂循环系统。这里，有机化合物制冷剂由碳、氟、氯、和氢组成，是通常使用的制冷剂。氟利昂族制冷剂举例来说是氢氯氟碳(HCFC)族制冷剂或氢氟碳(HFC)族制冷剂。并且，可将异丁烯(R600a)、丙烷(R290)用作碳氢(HC)族制冷剂。
在上述实施例中，可将固定容积式压缩机用作压缩机10。在此情形下，使用离合器10a控制压缩机10的压缩操作，且通过控制压缩机10的开/管操作控制制冷剂从压缩机10的排放量。可选地，可将可变容积式压缩机用作压缩机10。在此情形下，压缩机的容积由控制装置26控制，以便可控制从压缩机10排放的制冷剂量。可选地，可将电动压缩机用作压缩机10。在此情形下，通过控制电动压缩机10的旋转速度，可控制从压缩机10排放的制冷剂量。
在上述实施例中，可将可调喷嘴用作喷嘴部13a。在此情形下，可改变喷嘴部13a的制冷剂流面积(例如，节流开口度)。
在上述第一至第八实施例中，调流阀12设置在喷射器13的上游部。然而，当在第一蒸发器14中流动的制冷剂的流量通过喷射器13的节流操作调节时，可省略调流阀12。
尽管已经参看本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但应理解，本发明不限于优选实施例和结构。本发明目的在于覆盖各种修改和等同布置。此外，尽管以各种优选组合和构造示出优选实施例的各个部件，但是包括更多、更少、或仅以各部件的其它组合也在本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种蒸汽压缩制冷剂循环系统，包括压缩机(10)，用于压缩制冷剂；制冷剂冷却器(11)，用于冷却从压缩机排放的高压制冷剂；喷射器(13)，包括喷嘴(13a)，用于使来自制冷剂冷却器(11)的制冷剂减压和膨胀；制冷剂吸入口(13c)，从喷嘴(13a)喷射的制冷剂流从所述制冷剂吸入口吸入气体制冷剂；以及增压部(13b)，其中从喷嘴喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的气体制冷剂混合，且通过将速度能转换成压能提高制冷剂的压力；第一蒸发器(14)，用于使流出喷射器的增压部的制冷剂蒸发，所述第一蒸发器位于喷射器下游侧，且具有连接至压缩机吸入侧的制冷剂出口；第二蒸发器(21)，用于使待吸入制冷剂吸入口(13c)的制冷剂蒸发；阀件(19)，用于打开和关闭第二蒸发器的制冷剂通道，所述阀件在制冷剂流中与第二蒸发器串联设置；制冷剂吸管(25)，具有连接至第二蒸发器的制冷剂出口的第一端和连接至制冷剂吸入口的第二端；以及限制装置，用于限制包含在制冷剂中的润滑油在阀件(19)关闭时通过制冷剂吸入口(13c)导入制冷剂吸管(25)并留在其中。
2.根据权利要求1所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中制冷剂吸入口作为所述限制装置设置在喷射器上侧。
3.根据权利要求1所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中制冷剂吸管(25)具有位于下游位置的作为所述限制装置的直立部(25a)，且所述直立部(25a)向上延伸到高于制冷剂吸入口的位置。
4.根据权利要求1所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中所述限制装置是位于制冷剂吸入口(13c)的入口部处的止回阀(27)，仅允许制冷剂从制冷剂吸管流到制冷剂吸入口。
5.根据权利要求1所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，进一步包括辅助阀件(29)，设置在制冷剂通道中，其中来自第二蒸发器(21)的制冷剂通过所述制冷剂通道导入压缩机的制冷剂吸入口，其中所述阀件(19)位于制冷剂吸入口(13c)的入口部；辅助阀件(29)在所述阀件(19)关闭时打开，从而流出第二蒸发器(21)的制冷剂流入压缩机的吸入侧；以及所述限制装置构造有阀件和辅助阀件。
6.一种蒸汽压缩制冷剂循环系统，包括压缩机(10)，用于压缩制冷剂；制冷剂冷却器(11)，用于冷却从压缩机排放的高压制冷剂；喷射器(13)，包括喷嘴(13a)，用于使来自制冷剂冷却器的制冷剂减压和膨胀；制冷剂吸入口(13c)，从喷嘴(13a)喷射的制冷剂蒸气从所述制冷剂吸入口吸入气体制冷剂；以及增压部(13b)，其中从喷嘴喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的气体制冷剂混合，且通过将速度能转换成压能提高制冷剂的压力；第一蒸发器(14)，用于使流出喷射器的增压部的制冷剂蒸发，所述第一蒸发器位于喷射器下游侧，且具有连接至压缩机吸入侧的制冷剂出口；第二蒸发器(21)，用于使待吸入制冷剂吸入口(13c)的制冷剂蒸发，所述蒸发器具有用于冷却空气的冷却功能；鼓风机(22)，用于将空气鼓到第二蒸发器(21)；阀件(19)，用于打开和关闭第二蒸发器的制冷剂通道，所述阀件在制冷剂流中与第二蒸发器串联设置；制冷剂吸管(25)，具有连接至第二蒸发器的制冷剂出口的第一端和连接至制冷剂吸入口(13c)的第二端，其中打开所述阀件(19)，使得在压缩机工作时制冷剂总是流入第二蒸发器(21)；以及当第二蒸发器(21)的冷却功能停止时所述鼓风机(22)停止。
7.一种蒸汽压缩制冷剂循环系统，包括压缩机(10)，用于压缩制冷剂；制冷剂冷却器(11)，用于冷却从压缩机排放的高压制冷剂；喷射器(13)，包括喷嘴(13a)，用于使来自制冷剂冷却器的制冷剂减压和膨胀；制冷剂吸入口(13c)，从喷嘴(13a)喷射的制冷剂蒸气从所述制冷剂吸入口吸入气体制冷剂；以及增压部(13b)，其中从喷嘴喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的气体制冷剂混合，且通过将速度能转换成压能提高制冷剂的压力；第一蒸发器(14)，用于使流出喷射器的增压部的制冷剂蒸发，所述第一蒸发器位于喷射器下游侧，且具有连接至压缩机吸入侧的制冷剂出口；第二蒸发器(21)，用于使待吸入制冷剂吸入口(13c)的制冷剂蒸发，以便具有冷却功能；阀件(19)，用于打开和关闭第二蒸发器(21)的制冷剂通道，所述阀件在制冷剂流中与第二蒸发器串联设置；制冷剂吸管(25)，具有连接至第二蒸发器的制冷剂出口的第一端和连接至制冷剂吸入口的第二端；以及控制装置(26)，用于控制阀件的操作，其中在压缩机(10)工作期间，当关闭阀件(19)后经过预定时间时，所述控制装置(26)强制打开阀件(19)。
8.根据权利要求7所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中在压缩机(10)开始工作的时刻停止第二蒸发器(21)的冷却功能时，打开阀件(19)一次。
9.一种蒸汽压缩制冷剂循环系统，包括压缩机(10)，用于压缩制冷剂；制冷剂冷却器(11)，用于冷却从压缩机排放的高压制冷剂；喷射器(13)，包括喷嘴(13a)，用于使来自制冷剂冷却器的制冷剂减压和膨胀；制冷剂吸入口(13c)，从喷嘴(13a)喷射的制冷剂蒸气从所述制冷剂吸入口吸入气体制冷剂；以及增压部(13b)，其中从喷嘴喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的气体制冷剂混合，且通过将速度能转换成压能提高制冷剂的压力；第一蒸发器(14)，用于使流出喷射器的增压部的制冷剂蒸发，所述第一蒸发器位于喷射器下游侧，且具有连接至压缩机吸入侧的制冷剂出口；第二蒸发器(21)，用于使待吸入制冷剂吸入口(13c)的制冷剂蒸发；第一阀件(14)，用于打开和关闭第二蒸发器的制冷剂通道，所述阀件在制冷剂流中与第二蒸发器串联设置；制冷剂吸管(25)，具有连接至第二蒸发器的制冷剂出口的第一端和连接至制冷剂吸入口(13c)的第二端；以及旁路通道(31)，其中来自制冷剂冷却器(11)的制冷剂通过所述旁路通道流入制冷剂吸入口(13c)，同时绕过第二蒸发器(21)和所述阀件(19)；以及第二阀件(32)，位于所述旁路通道(31)上，用于打开和关闭所述旁路通道(31)，其中在压缩机(10)工作期间，当关闭第一阀件(14)时打开第二阀件(32)。
10.根据权利要求3-9中任一所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中制冷剂吸入口设置在喷射器的下部。
11.一种蒸汽压缩制冷剂循环系统，包括压缩机(10)，用于压缩制冷剂；制冷剂冷却器(11)，用于冷却从压缩机排放的高压制冷剂；喷射器(13)，包括喷嘴(13a)，用于使来自制冷剂冷却器(11)的制冷剂减压和膨胀；制冷剂吸入口(13c)，从喷嘴(13a)喷射的制冷剂蒸气从所述制冷剂吸入口吸入气体制冷剂；以及增压部(13b)，其中从喷嘴喷射的制冷剂和从制冷剂吸入口吸入的气体制冷剂混合，且通过将速度能转换成压能提高制冷剂的压力；第一蒸发器(14)，用于使流出喷射器的增压部的制冷剂蒸发，所述第一蒸发器位于喷射器下游侧，且具有连接至压缩机吸入侧的制冷剂出口；第二蒸发器(21)，用于使待吸入制冷剂吸入口(13c)的制冷剂蒸发；阀件(19)，用于打开和关闭第二蒸发器的制冷剂通道，所述阀件在制冷剂流中与第二蒸发器串联设置；以及制冷剂吸管(25)，具有连接至第二蒸发器的制冷剂出口的第一端和连接至制冷剂吸入口的第二端，其中制冷剂吸入口设置在喷射器的上游侧。
12.根据权利要求11所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中制冷剂吸管具有位于下游位置的直立部(25a)，且直立部(25a)向上延伸到高于制冷剂吸入口的位置。
13.根据权利要求11或12所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，进一步包括止回阀(27)，位于制冷剂吸入口(13c)的入口部，允许制冷剂从制冷剂吸管流到制冷剂吸入口。
14.根据权利要求11所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，进一步包括辅助阀件(29)，设置在制冷剂通道中，其中第二蒸发器通过所述制冷剂通道导入压缩机的制冷剂吸入口，其中所述阀件(19)位于制冷剂吸入口的入口部处；所述辅助阀件(29)在所述阀件关闭时打开，使得流出第二蒸发器的制冷剂流入压缩机的吸入侧。
15.根据权利要求11所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中设置有第二蒸发器，用于执行用于冷却空气的冷却操作，所述系统进一步包括鼓风机(22)，用于将空气鼓到第二蒸发器(21)，其中打开所述阀件(19)，使得在压缩机工作时制冷剂总是流入第二蒸发器(21)；以及在第二蒸发器(21)的冷却功能停止时所述鼓风机(22)停止。
16.根据权利要求11所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中在压缩机(10)工作期间，在关闭阀件后经过预定时间时强制打开阀件(19)。
17.根据权利要求16所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，其中设置第一蒸发器，用于执行第一部分的冷却操作；设置第二蒸发器，通过与空气进行热交换执行第二部分的冷却操作；以及在压缩机开始工作时停止第二蒸发器的冷却操作时，打开所述阀件预定时间一次。
18.根据权利要求11所述的蒸汽压缩制冷剂循环系统，进一步包括旁路通道(31)，其中来自制冷剂冷却器(11)的制冷剂通过所述旁路通道流入制冷剂吸入口(13c)，同时绕过第二蒸发器(21)和所述阀件(19)；以及辅助阀件(32)，位于所述旁路通道上，用于打开和关闭所述旁路通道，其中在压缩机(10)工作期间，在关闭所述阀件时打开所述辅助阀件。
全文摘要
本发明提供了一种具有蒸汽压缩制冷剂循环系统，包括第一蒸发器(14)，用于使流出喷射器的增压部(13b)的制冷剂蒸发；以及第二蒸发器(21)，用于使待吸入喷射器的制冷剂吸入口(13c)的制冷剂蒸发。并且，用于打开和关闭第二蒸发器(21)的制冷剂通道的阀件(19)在制冷剂流中与第二蒸发器(21)串联设置，且流出第二蒸发器的制冷剂通过制冷剂吸管(25)流入制冷剂吸入口(13c)。所提供的系统能限制包含在制冷剂中的润滑油在阀件(19)关闭时从喷射器导入制冷剂吸管(25)并留在其中。例如，制冷剂吸入口(13c)设置在喷射器的上侧。
文档编号F25B1/00GK1755297SQ200510104190
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者小松博文, 小林捨夫, 押谷洋, 草野胜也 申请人:株式会社电装