专利名称：喷射器和喷射循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷射器和使用喷射器的喷射循环装置。喷射循环装置能够适用于使用喷射器的蒸汽压缩型制冷循环。
背景技术：
对于使用喷射器的蒸汽压缩型制冷循环，提出了例如，如使用汽/液分离器和用于只将液相制冷剂流进蒸发器的喷射器的JP-B1-3322263(对应于USP 6,477,857，USP 6,574,987)中所述的蒸汽压缩型制冷循环。此外，JP-A-2005-37093(对应于US 2005/0011221A)提出了蒸汽压缩型制冷循环，蒸汽压缩型制冷循环包括位于汽/液分离器和蒸发器之间，并具有在其本身前后之间的控制接近正比于喷射器前后之间的差压的差压阀，以及与此差压阀串联布置并允许制冷剂只在制冷剂从汽/液分离器的液体制冷剂出口流动的方向流动的止回阀。
然而，利用上述传统喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的问题之一在于，当喷射器的性能下降时，特别是，在较低外部空气的情况下，流过蒸发器的制冷剂量降低，导致蒸发器的性能下降。为此，要求提供即使当喷射器的性能下降时，制冷剂也能流过蒸发器的循环结构。
此外，在USP 6,550,265中说明了其中低温侧的热通过利用喷射器传递到高温侧的蒸汽压缩型热泵循环。在此，喷射器型热泵循环提供为通过利用两个四通阀在高温侧和低温侧之间转换两个换热器。
然而，由两个四通阀构成的热泵循环增加了成本，也降低了其安装的方便性。
此外，我们已经熟知喷射循环装置，喷射循环装置中喷射器的喷嘴部分和与喷嘴部分分离的压力降低装置彼此形成为一个整体，从而降低了尺寸(例如，对应于USP 6,871,506的JP-A-2004-44906)。
在JP-A-2004-44906中公开的循环中，与可调节流阀成为一个整体的喷射器连接到散热器的下游侧，储蓄器连接到喷射器的下游侧，储蓄器的液相制冷剂出口连接到蒸发器的入口，而蒸发器的出口连接到喷射器制冷剂吸入口。因此，通过蒸发器吸入的制冷剂量只与喷射器的吸入容量有关。为此，当循环的高压和低压之间的差变小且因此喷射器的输入下降时，喷射器的吸入容量下降，蒸发器的制冷剂流量下降，在此情况下，蒸发器不能完全施加冷却容量。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有喷射器的喷射循环装置，其中即使喷射器吸入性能下降时，制冷剂也流进蒸发器。
本发明的另一目的在于提供一种具有喷射器的喷射循环装置，其可以利用简单的结构转换制冷循环中的高温侧和低温侧。
本发明的另一目的在于提供一种可以降低成本并在高温侧和低温侧之间转换的喷射循环装置。
本发明的再一目的在于提供一种喷射器和使用喷射器且具有简单分支通道结构的喷射循环装置。
本发明的再一目的在于提供一种利用简单结构与节流单元成为一个整体的喷射器。
根据本发明的一个方面，喷射循环装置包括吸入和压缩制冷剂的压缩机；散发从压缩机排出的高压制冷剂的热的散热器；包括将散热器下游侧的高压制冷剂的压力能转换为速度能，以减压和膨胀制冷剂的喷嘴部分，以及用于通过喷射流从喷嘴部分吸入制冷剂的吸入口的喷射器；从散热器和喷射器的喷嘴部分之间的制冷剂通道分支，并连接到喷射器的吸入口的分支通道；设置在分支通道中并减压制冷剂的节流单元(节流装置)；以及设置在分支通道中、节流单元的制冷剂流的下游侧并蒸发制冷剂的蒸发器。因此，即使当蒸发器吸入容量在较低外部空气温度下降时，也可以将制冷剂引导进蒸发器，且可以保持蒸发器的冷却容量。
例如，流量控制单元可以设置在散热器和喷射器之间的制冷剂通道中，并控制制冷剂的流量。在此情况下，可以容易地调节全循环中的制冷剂流量。
汽/液分离器可以位于喷射器的出口和压缩机之间，以将制冷剂分离成汽相制冷剂和液相制冷剂，以便将汽相制冷剂供给到压缩机并积聚液相制冷剂。此外，热收回单元可以位于喷射器和压缩机之间，以在流出散热器的制冷剂和流出喷射器并由压缩机吸入的制冷剂之间交换热。作为选择，热收回单元可以位于汽/液分离器和压缩机之间，以在流出散热器的制冷剂和流出汽/液分离器并由压缩机吸入的制冷剂之间交换热。作为选择，热收回单元可以位于喷射器和汽/液分离器之间，以在流出散热器的制冷剂和流出喷射器并流进汽/液分离器的制冷剂之间交换热。因此，可以利用热收回单元有效地回收热。
此外，多个热回收件可以位于喷射器和压缩机之间，并在流出散热器的制冷剂和流出喷射器并由压缩机吸入的制冷剂之间交换热。在此情况下，汽/液分离器可以位于多个热回收件的低压制冷剂通道之间。
在喷射循环装置中，液态制冷剂供给通道可以设置为从汽/液分离器吸入液体制冷剂，且不返回装置可以设置在液态制冷剂供给通道中以允许制冷剂在流出汽/液分离器的方向流动。在此情况下，可以使从液态制冷剂供给通道供给的液相制冷剂流进蒸发器的制冷剂流的上游侧。
根据本发明的另一方面，喷射循环装置包括吸入、压缩和排出制冷剂的压缩机；设置在制冷剂通过压缩机循环的制冷剂循环通道中的喷射器，其中喷射器具有用于引入减压前的高压制冷剂的入口的喷嘴部分，制冷剂通过来自喷嘴部分的制冷剂的喷射流吸入的吸入口，以及用于排出来自喷嘴和吸入口的制冷剂的排出口；连接到喷射器的入口和喷射器的吸入口的分支通道；设置在分支通道中的换热器；以及在高压制冷剂供给到喷射器入口，且制冷剂从换热器流到吸入口的第一模式以及高压制冷剂供给到排出口，且制冷剂从喷射器的吸入口流到换热器的第二模式之间转换的通道转换单元。因此，在循环中高温侧和低温侧可以利用简单结构转换。
换热器可以作为第一换热器布置。在此情况下，节流单元可以位于喷射器的入口和第一换热器之间，并使第一换热器为第一模式中的低温，并使第一换热器为第二模式中的高温。此外，第二换热器可以设置在制冷剂循环通道中，并成为第一模式中的高温和成为第二模式中的低温。
即使在此情况下，热收回单元也可以位于喷射器和压缩机之间，并在流出第二换热器的制冷剂和流出喷射器并由压缩机吸入的制冷剂之间在第一模式中换热。
此外，第二喷射器和第二分支通道可以设置在第二换热器侧。在此情况下，第二喷射器具有第一换热器的下游侧的高压制冷剂在第二模式时流入的入口，第二分支通道将从第一喷射器入口的上游侧的制冷剂循环通道分支的制冷剂引导进第二喷射器的吸入口，且第二换热器可以设置在第二分支通道中并蒸发制冷剂，从而在第二模式施加冷却容量。
根据本发明的再一目的，用于制冷循环的喷射器包括降低制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂的喷嘴部分；制冷剂通过从喷嘴部分喷射的高速制冷剂吸入的吸入部分；用于混合和增压从喷嘴部分喷射的制冷剂以及从吸入部分吸入的制冷剂的扩散部分；与喷嘴部分的上游侧连通的第一连接部分；与扩散部分的下游侧连通的第二连接部分；与吸入部分连通的第三连接部分；以及与喷嘴部分的上游侧连通的第四连接部分。因此，可以使喷射器的分支制冷剂通道简单。此外，与第四连接部分类似，可以简单地形成第五和第六连接部分。
例如，控制机构可以制作为控制喷嘴部分的开口。另外，控制机构可以设置为控制穿过第四连接部分的制冷剂通道的开口。
此外，控制机构可以设置有设置在喷嘴部分的制冷剂通道中的针，穿过第四连接部分的制冷剂通道的一端可以在喷嘴部分的制冷剂通道中与针的侧表面相对开口。作为选择，节流装置可以设置为节流流过第四连接部分的制冷剂流。例如，节流装置可以位于第四连接部分和第一连接部分之间，或可以设置在连接到第四连接部分的制冷剂通道中。
根据本发明的另一目的，一种用于具有蒸发器的制冷循环的喷射器，包括具有减压和膨胀制冷剂的喷嘴部分，以及通过从喷嘴喷射的高速制冷剂从蒸发器吸入制冷剂的吸入部分的喷射部分；以及与喷射器成为一个整体并降低在喷嘴部分的上游侧分支，并流出蒸发器的上游侧的制冷剂压力的节流单元。因此，可以设置喷射器与节流装置(例如，节流单元)的整体结构。
在此情况下，至少喷嘴部分和节流单元之一可以构成为改变制冷剂通道的面积。此外，节流单元可以容纳在容纳喷嘴部分的壳体中。
此外，喷嘴部分可以为可以改变制冷剂通道面积的可变喷嘴部分，节流单元可以为可以改变制冷剂通道面积的可变节流机构，可变喷嘴部分的制冷剂通道的面积和可变节流机构的制冷剂通道的面积可以通过共同的通道面积控制装置改变。在此情况下，通道面积控制装置同时收缩或增大可变喷嘴部分的制冷剂通道的面积和可变节流机构的制冷剂通道的面积。
作为选择，节流单元可以设置在用于容纳喷嘴部分的壳体的外部，节流单元可以通过具有大约5cm或更短长度的制冷剂管整体连接到壳体。此外，可变喷嘴部分和可变节流机构可以通过单个驱动部分控制。
根据本发明的另一目的，喷射循环装置包括包括降低制冷剂的压力从而膨胀制冷剂，并通过从喷嘴部分喷射的高速制冷剂吸入制冷剂的喷嘴部分的喷射器；蒸发在喷嘴部分的上游侧分支并通过喷射器吸入的制冷剂的蒸发器；以及降低在喷嘴部分的上游侧分支的制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂并将制冷剂供给到蒸发器的节流装置。在此情况下，节流装置与喷射器整形成。因此，可以使喷射循环装置的结构简单。
通过参照附图下面对优选实施方式进行详细说明，本发明的其它目的和优点变得更加清晰和容易理解。
图1是使用本发明第一实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图；图2是使用本发明第二实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图；图3是使用本发明第三实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图；图4是使用本发明第四实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图；图5是使用本发明第五实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图；图6是使用本发明第六实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图；
图7是使用本发明第七实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图；图8是使用图7中的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的p-h图；图9是使用本发明第八实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图；图10是使用图9中的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的p-h图；图11是使用本发明第九实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图；图12是使用本发明第十实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图；图13是使用本发明第十一实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图；图14是使用图13中的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的p-h图；图15是本发明第十二实施方式中的喷射循环装置的简图，并显示了空气冷却操作模式；图16是图15中的喷射循环装置中的空气加热操作模式的简图；图17是本发明第十三实施方式中的喷射循环装置的简图；图18是本发明第十四实施方式中的喷射循环装置的简图；图19是本发明第十五实施方式中的喷射循环装置的简图；图20是本发明第十六实施方式中的喷射循环装置的简图；图21是本发明第十七实施方式中的喷射循环装置的简图；图22是本发明第十八实施方式中的喷射循环装置的简图；图23是第十八实施方式喷射器的剖视图；图24A是显示收缩(节流)喷射器的制冷剂通道面积的状态的简图，图24B是显示增大喷射器的制冷剂通道面积的状态的简图；图25是本发明第十九实施方式中的喷射循环装置的简图；图26是第十九实施方式的喷射器的示意剖视图；图27是第二十实施方式的喷射器的示意剖视图；图28是固定节流阀增加到第十八实施方式的改进方式的喷射器的示意剖视图。
具体实施例方式
(第一实施方式)在下文中，将利用图1详细说明本发明的第一实施方式。图1是使用根据本发明第一实施方式喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图。在此实施方式中，使用根据本发明喷射器的蒸汽压缩型制冷循环典型地用于使用二氧化碳(CO2)作为制冷剂的车辆的这种空调器。
压缩机10提供有来自如驱动发动机(未示出)的驱动源的驱动力，并吸入和压缩制冷剂。当此实施方式中的压缩机10采用变容量压缩机，该变容量压缩机以通过压缩机10吸入的制冷剂的温度变为规定温度的方式可变地控制排出的制冷剂流量(排出的制冷剂速度或容量)。排出的制冷剂流量(排出的制冷剂速度或容量)通过电子控制单元(未示出)控制。散热器20为从压缩机10排出的制冷剂和从吹风机(未示出)吹出，从而冷却制冷剂的车辆车厢外部的空气之间热交换的高压侧换热器。
喷射器30降低流出散热器20的制冷剂压力，从而膨胀制冷剂并从吸入口33吸入在蒸发器50蒸发的汽相制冷剂，蒸发器50将在后面说明，并将膨胀能量转换为压力能，从而增加压缩机10的吸入压力。流出此喷射器30的制冷剂通过压缩机10吸入。在此方式中，形成喷射循环装置的制冷剂循环通道。
在此制冷剂循环通道中，将分支的制冷剂流引进上述喷射器30的吸入口33的分支通道55的分支点位于散热器20和喷射器30的喷嘴31之间，喷嘴31将在后面具体说明。在此分支通道中，设置蒸发器50作为在吹进车辆车厢的空气和液相制冷剂之间换热的低压侧换热器，以蒸发液相制冷剂，从而施加冷却容量。
此外，在此蒸发器50的制冷剂流的上游侧，设置有降低通过蒸发器50吸入的制冷剂压力的节流单元40(在此实施方式中，为固定节流阀，如毛细管)，从而保证降低蒸发器50中的压力(蒸发压力)，并控制流进蒸发器50的制冷剂流量。
在此，如图1所示，喷射器30由以下件构成将流出散热器20的高压制冷剂的压力能转换为速度能(速度头)以降低制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂的喷嘴31；吸入在蒸发器50中蒸发的汽相制冷剂的吸入部分33；通过从喷嘴31喷射的高速制冷剂流(喷射流)从吸入部分33吸入制冷剂，且同时将从喷嘴31喷射的制冷剂与从蒸发器50吸入的制冷剂混合的混合部分；以及将流出混合部分的制冷剂的速度能转换为压力能，从而增加制冷剂压力的扩散部分。
此外，吸入部分33的末端侧形成为随着通道靠近混合部分，通道的截面面积逐渐减小的圆锥形。扩散部分形成为随着通道靠近制冷剂出口，通道的截面面积逐渐增加的圆锥形。
其次，将说明使用上述结构的蒸汽压缩型制冷循环的操作。当驱动压缩机10时，汽相制冷剂通过压缩机10从吸入侧吸入，且压缩的制冷剂排出到散热器20。通过散热器20冷却的制冷剂分成流进喷射器30的喷嘴31的驱动流和穿过节流装置40和蒸发器50的吸入流。
流进喷嘴31的制冷剂具有降低以膨胀和吸入蒸发器50中的制冷剂的压力。从蒸发器50吸入的吸入流的制冷剂与从喷嘴31喷射的驱动流的制冷剂在混合部分混合。混合的制冷剂具有通过扩散部分转换为静压的其动压，然后返回到压缩机10。另一方面，吸入流的制冷剂具有通过节流单元40(节流装置)降低的其压力，然后流进蒸发器50。并从吹进车辆车厢的空气吸热以蒸发，然后通过喷射器30吸入。
此时，在混合部分中，驱动流与吸入流以此方式混合，即驱动流的动量和吸入流的动量的和守恒。因此，制冷剂的压力(静压)也在混合部分增加。相反，在扩散部分，如上所述，通道的截面面积逐渐增加，因此制冷剂的速度能(动压)转换为压力能(静压)。因此，在喷射器30中，制冷剂的压力在混合部分和在扩散部分都增加。
混合部分和在扩散部分一般称为压力增加部分32。换言之，在理想的喷射器30中，制冷剂的压力以此方式在混合部分增加，即驱动流的动量和吸入流的动量的和守恒并以此方式在扩散部分增加，即能量守恒。
其次，将说明此实施方式的特征和效果。此实施方式的喷射循环装置包括吸入和压缩制冷剂的压缩机；散发从压缩机10排出的高压制冷剂的热的散热器20；将散热器20下游侧的高压制冷剂的压力能转换为速度能以减少制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂并吸入制冷剂的喷射器30；将从制冷剂循环通道的散热器20和喷射器30之间的分支点分支的制冷剂流引入，并使喷射器30吸入制冷剂的分支通道55，制冷剂循环通道包括压缩机10、散热器20、以及喷射器30，且制冷剂循环通道中制冷剂循环；设置在分支通道55中并降低制冷剂流压力的节流单元40；以及设置在分支通道55中、节流单元40的制冷剂流的下游侧并蒸发制冷剂，从而施加冷却容量的蒸发器50。
根据此实施方式，在喷射器30的上游侧，制冷剂流分成流进作为制冷剂循环通道的喷射器30的驱动流以及流进作为分支通道55的蒸发器50的吸入流。因此，即使当喷射器30的吸入性能由于低的外部空气温度降低时，也可以实现使用制冷剂流过蒸发器50的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环。
此外，喷射器30出口处的压力通过由于喷射器30的压力增加作用增加压力变为高于蒸发器50的压力，因此，压缩机10的吸入压力也高于蒸发器50出口处的压力。换言之，即使使用上述具有喷射器30的简单循环结构时，也可以有效地增加制冷容量，且也可以通过增加焓差有效地增加压缩机10的吸入压力，同时蒸发器50保持在低压和低温。因此，可以适当降低压缩动力，并增强使用具有简单结构的喷射器30的蒸汽压缩型制冷循环中的COP。
(第二实施方式)图2是使用根据本发明第二实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图。下面将主要说明第二实施方式与第一实施方式不同的特征。在此实施方式中，作为用于控制制冷剂流量的流量控制装置的流量控制阀45设置在散热器20与喷嘴部分31和分支通道55之间的制冷剂循环通道中。
在第一实施方式的基本循环结构中，即使可变流量型喷射器用作喷射器30以便控制制冷剂的流量，当驱动流的流量减少时，吸入流的流量增加，以便流过压缩机10的制冷剂的整个流量没有什么改变。在此情况下，制冷剂的流量不会如我们希望的那样进行控制。
在第二实施方式的喷射循环装置中，通过在分支通道55的分支点的上游侧设置流量控制阀45，可以容易地控制制冷剂的整个流量，而不改变驱动流和吸入流之间的流量比。在此实施方式中，流量控制阀45可以为可以可变控制制冷剂流量的电动流量控制阀45，也可以为固定流量控制单元(固定流量控制装置)。
(第三实施方式)图3是使用根据本发明第三实施方式的喷射器30的蒸汽压缩型制冷循环的简图。下面将主要说明第三实施方式与上述各个实施方式不同的特征。在此实施方式中，将循环制冷剂分成汽相制冷剂和液相制冷剂，并只将汽相制冷剂供给到压缩机10，并积聚液相制冷剂的汽/液分离器60位于喷射器30的出口和压缩机10之间。
图3中的汽/液分离器60为流出喷射器30的制冷剂流进，并将流进的制冷剂分离成汽相制冷剂和液相制冷剂并积聚液相制冷剂的储蓄器。分离的汽相制冷剂通过压缩机10吸入，而分离的液相制冷剂积聚在汽/液分离器60中。当汽/液分离器60设置在第一实施方式的基本循环结构中时，汽/液分离器60作为用于将制冷剂分离成汽和液制冷剂并用于积聚分离的液相制冷剂的储蓄器。
因此，根据此实施方式，可以防止液相制冷剂返回压缩机10并通过压缩机10压缩，并进一步控制在循环中循环的制冷剂量到适当的量。此外，不需要如上述IP-3322263所示用于将流出的液相制冷剂进入蒸发器50的管，因此，可以使用具有此管或罐的通常汽/液分离器60，这样可以降低成本。在第三实施方式中，当液相制冷剂返回到压缩机10不是问题时，还可以推荐使用正如第一实施方式的不具有汽/液分离器60的结构。
(第四实施方式)图4是显示使用根据本发明第四实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图。下面将主要说明第四实施方式与上述各个实施方式不同的特征。在此实施方式中，作为在流出散热器20的制冷剂和流出喷射器30并通过压缩机10吸入的制冷剂之间交换热的热收回单元的内部换热器70位于喷射器30和压缩机10之间。根据此，流出喷射器30的液相制冷剂的潜热可以通过利用内部换热器70减少蒸发器50入口的焓而回收。
此外，汽/液分离器60可以位于喷射器30和压缩机10之间。在流出散热器20的制冷剂和流出汽/液分离器60并通过压缩机10吸入的制冷剂之间交换热的内部换热器70位于汽/液分离器60和压缩机10之间。根据此，内部换热器70可以在汽/液分离器60的下游侧进行热交换。结果，可以防止液相制冷剂流进压缩机10。
(第五实施方式)图5是显示使用根据本发明第五实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图。下面将主要说明第五实施方式与上述各个实施方式不同的特征。在此实施方式中，汽/液分离器60位于喷射器30和压缩机10之间。在流出散热器20的制冷剂和流出喷射器30并流进汽/液分离器60的制冷剂之间交换热的内部换热器70位于喷射器30和压缩机10之间。根据此，内部换热器70在汽/液分离器60的上游侧进行热交换。为此，可以防止液相制冷剂流进压缩机10。此外，可以防止过渡增加压缩机10的排出温度，因此增加高压侧管等的耐用性。
(第六实施方式)图6是显示使用根据本发明第六实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图。下面将主要说明第六实施方式与上述各个实施方式不同的特征。在此实施方式中，作为在流出散热器20的制冷剂和流出喷射器30并通过压缩机10吸入的制冷剂之间交换热的热收回单元的多个内部换热器70A，70B位于喷射器30和压缩机10之间。汽/液分离器60位于多个内部换热器70A，70B的多个低压制冷剂通道72a，72b之间。在这点上，标号71a，71b表示流出散热器20的制冷剂的内部换热器70A和70B的高压制冷剂通道。
根据此，设置多个内部换热器70A，70B，且汽/液分离器60位于多个内部换热器70A，70B的低压制冷剂通道72a，72b之间。因此，热在喷射器30的出口和汽/液分离器60的出口之间交换。因此，高压制冷剂可以通过汽/液分离器60出口的冷制冷剂冷却，且内部换热器70出口处的制冷剂温度可以通过喷射器30出口处的制冷剂(特别是液体制冷剂)降低。因此，可以进一步增加制冷容量和循环效率。
在此实施方式中，喷射器30出口处的制冷剂和汽/液分离器60出口处的制冷剂的流动顺序显示在图6中，但流动顺序也可以相反。此外，内部换热器70A，70B和汽/液分离器60可以构成为整体模块。
(第七实施方式)图7是显示使用根据本发明第七实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图。图8是显示使用图7中的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的p-h图。下面将主要说明第七实施方式与上述各个实施方式不同的特征。在此实施方式中，从散热器20流进分支通道55的制冷剂用作流过内部换热器70的制冷剂。
根据此实施方式，如图7所示，内部换热器70设置在分支通道55中喷射器30的上游侧，并设置在分支通道55的吸入流侧，以与流出喷射器30的制冷剂进行热交换。因此，可以防止喷射器30入口处过冷的增加，并操作制冷循环，而不减少喷射器30中的膨胀损失能量，因此增加喷射器30的压力增加量。此外，可以降低蒸发器50的蒸发温度并增加冷却性能。在图8中，“a”至“g”分别表示对应于图7中喷射循环装置的位置“a”至“g”的操作状态。
(第八实施方式)图9是显示使用根据本发明第八实施方式的喷射器30的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图。图10是显示使用图9中的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的p-h图。下面将主要说明第八实施方式与上述各个实施方式不同的特征。
在此实施方式中，汽/液分离器60位于喷射器30和压缩机10之间，而在流进分支通道55的制冷剂和流出汽/液分离器60并通过压缩机10吸入的制冷剂之间热交换的内部换热器70位于汽/液分离器60压缩机10之间。
根据此实施方式，在使用第七实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环中，内部换热器70的低压制冷剂通道72构成于汽/液分离器60和压缩机10之间。因此，压缩机10的吸入过热量(从图10的p-h图的点“d”到点“a”)增加以降低压缩机10的吸入密度，从而降低制冷剂的流量。因此，可以进一步降低压缩机10的压缩动力。在图10中，“a”至“g”分别表示对应于图9中喷射循环装置的位置“a”至“g”的操作状态。
(第九实施方式)图11是显示使用根据本发明第九实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图。此实施方式与第六实施方式相同，其中设置了作为在流出散热器20的制冷剂和流出喷射器30并通过压缩机10吸入的制冷剂之间交换热的热收回单元的多个内部换热器70A，70B；以及汽/液分离器60位于多个内部换热器70A，70B的多个低压制冷剂通道72a，72b之间。在此实施方式中，设置了作为在流进分支通道55的制冷剂和流出喷射器30并通过压缩机10吸入的制冷剂之间交换热的热收回单元的多个内部换热器70A，70B，且汽/液分离器60位于多个内部换热器70A，70B的多个低压制冷剂通道72a，72b之间。
根据此实施方式，设置了多个内部换热器70A，70B，且汽/液分离器60位于多个低压制冷剂通道72a，72b之间。因此，热在喷射器30的出口和汽/液分离器60的出口之间交换。因此，高压制冷剂可以通过汽/液分离器60的出口处的冷制冷剂冷却，而内部换热器70出口处的制冷剂温度可以通过喷射器30出口处的制冷剂(特别是液相冷凝剂)降低。因此，可以进一步增加制冷容量和循环效率。
在此实施方式中，喷射器30出口处的制冷剂和汽/液分离器60出口处的制冷剂的流动顺序显示在图11中，但流动顺序也可以相反。此外，内部换热器70A，70B和汽/液分离器60可以构成为整体模块。
(第十实施方式)图12是显示使用根据本发明第十实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环(喷射循环装置)的简图。下面将主要说明第十实施方式与上述各个实施方式不同的特征。在此实施方式中，设置了从汽/液分离器60排出液相制冷剂的液态制冷剂供给通道65和设置在液态制冷剂供给通道65中，且只允许制冷剂在流出汽/液分离器60的方向流动的止回阀(止回装置，止回单元)80，以便使从液态制冷剂供给通道65供给的液相制冷剂流进蒸发器50的制冷剂流的上游侧。
汽/液分离器60将从喷射器30排出的制冷剂分离成汽相制冷剂和液相制冷剂，并将液相制冷剂从液态制冷剂供给通道65返回到蒸发器50的上游，从而增加流过蒸发器50的制冷剂量。根据此实施方式，可以通过增加蒸发器50中的焓差增强制冷容量，并通过增加压缩机10的吸入压力减少动力，因此大量增加COP。
液态制冷剂供给通道65不需要设置有用于控制压力的差压阀，而只需要设置有止回阀80。在此实施方式中，当在汽/液分离器60中只有很少的液态制冷剂时，气态制冷剂流进蒸发器50以增加压力损失，从而防止制冷剂流出汽/液分离器60。相反，当在汽/液分离器60中有很多液态制冷剂时，压力损失减少，因此更多的液态制冷剂流进蒸发器50。在此方式中，可以自动控制来自汽/液分离器60的制冷剂流量。
为了使此动作适当，可以调节液态制冷剂移出汽/液分离器60的程度。此外，止回阀80可以设置有用于产生压力差的固定节流阀。此外，节流单元40不需要是可变节流阀，但可以为可变节流阀。
此外，喷射器30为具有可以控制制冷剂流量的可变节流机构34的可变喷射器30。根据此，制冷剂的流量可以通过可变喷射器30的可变节流机构34控制，因此，分支通道55的节流单元40可以为固定节流阀，如毛细管。
(第十一实施方式)图13是显示使用根据本发明第十一实施方式的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的简图。在此实施方式中，内部换热器70设置在使用图12的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环中。图14是显示使用图13中的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环的p-h图。在图14中，“a”至“g”分别表示对应于图13中喷射循环装置的位置“a”至“g”的操作状态。根据此，与第八实施方式一样，特别是在使用图10的喷射器的蒸汽压缩型制冷循环中，内部换热器70的低压制冷剂通道72设置在汽/液分离器60和压缩机10之间。因此，压缩机10的吸入过热量(从图14的p-h图的点g到点a)增加以降低压缩机10的吸入密度，从而降低制冷剂的流量。因此，可以进一步减少压缩机10的压缩动力。
此结构在超临界压力的制冷循环中也有效。此实施方式中的内部换热器70的高压制冷剂通道71在散热器20的流出侧，但也可以如第七到第九实施方式一样在分支通道55的流入侧。此外，在此实施方式中，内部换热器70的低压制冷剂通道72构成于汽/液分离器60和压缩机10之间。然而，如同第五和第七实施方式一样，内部换热器70的低压制冷剂通道72也可以构成于喷射器30和汽/液分离器60之间，或如第六和第九实施方式一样，可以设置这两方的多个内部换热器70A，70B。
在上述实施方式中，喷射循环装置典型地用于车辆的空调器。然而，喷射循环装置也可以用于加热单元如水加热器，以及冷却单元如包括车辆安装型和固定型的制冷和冷却单元。此外，在上述实施方式中，使用二氧化碳(CO2)的临界压力循环可以用作喷射循环装置中的制冷循环。然而，可以使用高压制冷剂的压力低于制冷剂的临界压力的使用喷射器的喷射循环装置，且制冷剂可以为碳氢化合物(HC)基天然制冷剂或氟里昂基制冷剂。
此外，在上述实施方式中，变容量压缩机用作压缩机10。然而，可以使用可以容易控制旋转转数的电操作的压缩机。此外，固定喷射器30用于上述实施方式，但也推荐节流单元(未示出)设置在喷射器30的喷嘴31的制冷剂流的上游侧，且制冷剂的压力通过此节流单元和喷嘴31两级减少。
不能控制流量的固定喷射器30用于上述第一到第九实施方式，但也可以使用可以控制流量的机械或电可变喷射器30。喷射器30的流量可以通过控制压缩机10的流量(包括开/关控制)进行。作为选择，喷射器30的流量可以根据散热器20出口处的制冷剂的状态(压力或温度)，或蒸发器50出口处的制冷剂的状态(压力或温度)，通过设置在喷射器30中的可变节流机构控制。
(第十二实施方式)在下文中，将通过利用图15和16详细说明本发明的第十二实施方式。图15是显示根据本发明第十二实施方式的喷射循环装置的简图，并显示了冷却操作模式，例如，空气冷却操作模式。此外，图16是显示图15的喷射循环装置中的加热操作模式，例如，空气加热操作的简图。
冷却操作模式为通过使作为使用侧换热器的室内换热器或车辆安装换热器成为低温，冷却作为待冷却介质的用于空调的空气或水的操作模式。冷却操作模式可以为当用于空调时的空气冷却操作，或可以为当用于电冰箱或冷冻装置时的制冷或冷冻操作。
加热操作模式为通过使作为使用侧换热器的室内换热器或车辆安装换热器成为高温，加热作为待加热介质的用于空调的空气或水的操作模式。加热操作模式可以为当用于空调时的空气加热操作，或可以为当用于高温储存单元的加热操作，或可以为当用于水加热器时的水加热操作。在此实施方式中，根据本发明的喷射循环装置用于使用二氧化碳(CO2)作为制冷剂的这种车辆的空调。
压缩机10提供有来自驱动源如驱动发动机(未示出)的驱动力，并吸入和压缩制冷剂，此实施方式中的压缩机10采用变容量压缩机，该变容量压缩机以使通过压缩机10吸入的制冷剂温度成为预定温度的方式可变地控制其排出流量(排出容量)。压缩机10的排出流量(排出容量)通过作为控制装置的电子控制单元100控制。
作为通道转换单元的四通阀160连接到压缩机10的排出侧，且转换从压缩机10排出的高压制冷剂并供给到室外换热器20(例如，在冷却操作模式中的散热器)，或喷射器的出口，上述两者都将在后面说明。四通阀160通过电子控制单元100控制。
室外换热器20为在内部流动的制冷剂和作为外部流体的由吹风机(未示出)吹动的车辆车厢外部的空气之间换热的换热器。此外，作为第一换热器的室内换热器50(例如，冷却操作模式中的蒸发器)为在内部流动的制冷剂和由吹风机(未示出)吹进车辆车厢作为外部流体的空调的空气之间换热的换热器。
标号40为用于降低流动制冷剂压力的节流单元如毛细管(固定节流阀)。喷射器30通过喷嘴部分31降低流出室外换热器20的制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂并从吸入部分33吸入在室内换热器50中蒸发的汽相制冷剂，并将膨胀能转换为压力能，从而增加压缩机10的吸入压力。流出此喷射器30的制冷剂通过压缩机10吸入。以此方式，制冷剂循环通道形成于喷射循环装置中。
喷射器30具有与喷嘴部分31的大直径侧连通的第一连接部分；位于从喷嘴部分31的喷射流的下游侧并与喷射器30的扩散部分连通的第二连接部分；以及与形成于喷嘴部分31的小直径侧周围的吸入空间连通的第三连接部分。在此实施方式中，在冷却操作期间第二连接部分和第三连接部分中的制冷剂流的方向与加热操作期间的制冷剂流方向反向。在冷却操作中，第二连接部分变为喷射器30的出口，而第三连接部分变为喷射器30的吸入口。在加热操作中，第二连接部分变为喷射器30的入口，而第三连接部分变为喷射器30的出口。
在此制冷剂循环通道中，分支点设置在室外换热器20和喷射器30的喷嘴部分31之间，并设置了用于将此分支点连接到吸入部分33的分支通道55。此外，节流单元40设置在分支通道55的分支点侧，且室内换热器50设置在分支通道55的吸入部分33侧。
其次，将说明上述结构的喷射循环装置的操作。首先，如图15所示，将说明室内换热器50用作低温侧的蒸发器的空气冷却操作模式(本发明中的第一模式)。当压缩机10启动时，汽相制冷剂通过压缩机10从吸入侧吸入，且压缩的制冷剂通过四通阀160排出到室外换热器20。通过室外换热器20中的室外空气冷却的制冷剂分支成流进喷射器30的喷嘴31的驱动流和穿过节流单元40和室内换热器50的吸入流。
压缩和膨胀流进喷嘴31的制冷剂，且在蒸发器50中吸入制冷剂。从蒸发器50吸进喷射器30的吸入口33的吸入流的制冷剂与从喷嘴31喷射的驱动流的制冷剂在混合部分中混合。混合的制冷剂具有通过扩散部分转换为静压的其动压，且流出喷射器30的制冷剂通过四通阀160返回到压缩机10。相反，吸入流的制冷剂具有通过节流单元40降低的其压力，然后流进室内换热器50。流进室内换热器50的制冷剂通过从吹进车辆车厢用于空调的空气吸收热蒸发，以便冷却用于空调的空气，然后吸进喷射器30的吸入口33。
此时，在喷射器30的混合部分中，来自喷嘴31的驱动流与来自室内换热器50的吸入流以此方式混合，即驱动流的动量以及吸入流的动量之和守恒。因此，制冷剂的压力(静压)也在混合部分增加。此外，如上所述，在喷射器30的扩散部分中，通道的截面面积逐渐增加，因此，制冷剂的速度能(动压)转换为压力能(静压)。因此，在喷射器30中，制冷剂的压力在混合部分和扩散部分都增加。
因此，混合部分和扩散部分通常称为压力增加部分32。换言之，在理想的喷射器30中，制冷剂的压力以此方式在混合部分增加，即驱动流的动量以及吸入流的动量之和守恒，并且制冷剂的压力以能量守恒的方式在扩散部分增加。
其次，将说明如图16所示的室内换热器50变为高压侧的加热操作模式(本发明中的第二模式)。当压缩机10启动时，汽相制冷剂通过压缩机10从吸入侧吸入，且压缩的制冷剂通过四通阀160供给到喷射器30的出口侧(扩散侧)。
从喷射器30的第二连接部分供给的制冷剂流过扩散部分和混合部分，到达喷嘴部分31的小直径侧的末端。此时，因为喷嘴部分31的末端为小直径开口，所以，制冷剂很难流进喷嘴部分31，制冷剂流进环绕喷嘴部分31的吸入空间，并流出到第三连接部分(吸入部分33)。
结果，制冷剂与作为喷射器30的流体泵的流动方向相反地流动，然后流进换热器50。因此，即使喷射器30的喷嘴部分31一直开启，或不设置有可以关闭其通道的阀，也可以防止大量的制冷剂流进喷嘴部分31。
当喷射器30的喷嘴部分31设置有作为可以开启和关闭喷嘴部分31的通道的阀的针阀时，也可推荐提供用于关闭针阀的驱动机构，并提供具有用于控制驱动机构的装置的控制单元100。此外，开启/关闭阀可以设置在喷嘴部分31的上游侧，也就是说，在换热器20的通道中，开启/关闭阀可以通过控制单元100开启和关闭。
流过喷射器30和流出吸入部分33的制冷剂流过室内换热器50，并加热用于空调的空气，空气流进车辆车厢从而被冷却。流出室内换热器50的制冷剂具有通过节流单元40降低的其压力，然后流进室外换热器20并从外部空气吸热并蒸发。流出室外换热器20的制冷剂流过四通阀160并返回到压缩机10。
其次，将说明第十二实施方式的特征和效果。首先，此实施方式的喷射循环装置包括吸入、压缩和排出制冷剂的压缩机10；喷射器30，喷射器30设置在具有通过压缩机10流动的制冷剂的制冷剂循环通道中并具有彼此串联连接的入口和排出口，并将从该入口供应的高压制冷剂喷射到排出口，从而从吸入口33吸入制冷剂，并将制冷剂输送到排出口；将入口连接到吸入口33的分支通道55；设置在分支通道55中的室内换热器50；以及四通阀160。四通阀160在高压制冷剂供给到喷射器30的喷嘴31的入口且制冷剂从室内换热器50流到吸入口33的第一模式，以及高压制冷剂供给到喷射器30的排出口且制冷剂从吸入口33流到室内换热器50的第二模式之间转换。
在此实施方式中，从压缩机10排出的高压制冷剂流通过四通阀160在流到喷射器30入口和流到排出口之间转换。当从压缩机10排出的高压制冷剂流到排出口时，喷射器30起到制冷剂流过的通道如简单的管的作用。
根据此，喷射循环装置中的高温侧和低温侧通过简单的结构转换。因此，可以降低成本并增加安装此循环的容易性。在此实施方式中，当室内换热器50用作第一换热器，而室外换热器20用作第二换热器时，第三换热器可以位于喷射器30和压缩机10之间。此第三换热器可以由与室内换热器50分离的单元构成，且可以设置为与室内换热器50独立地流动空气。此外，第三换热器可以与室内换热器50整体构成，并以串联流动空气的方式设置。
第一模式中使室内换热器50变为低温且第二模式中使室内换热器50变为高温的节流单元40位于喷射器30的喷嘴31的入口和室内换热器50之间。第一模式中变为高温和第二模式中变为低温的室外换热器20设置在制冷剂循环通道中。根据此，将在低温侧的热传递到高温侧的蒸汽压缩型热泵循环可以构成于室内换热器50和室外换热器20之间。
在此实施方式中，因为CO2用作制冷剂，所以高压侧的制冷剂压力大于临界压力。在具有低于临界压力的压力的气体与液体混合的两相流的状态中，喷嘴部分31中制冷剂流的速度通过液体和气体的滑移(slip of liquidand gas)(速度的不平衡)降低，因此，为喷射器30效率的压力增加量减少。然而，根据此实施方式，通过操作超临界压力的高压制冷剂，喷射器30中的制冷剂变为单相流。因此，这可以增加喷射器30本身的效率，并增加喷射器30压力的增加量，因此可以增加冷却性能。
(第十三实施方式)图17是显示根据本发明第十三实施方式中的喷射循环装置的简图。下面将主要说明此实施方式与第十二实施方式的不同部分。在此实施方式中，作为在第一模式时在流出室外换热器20的制冷剂和流出喷射器30并通过压缩机10吸入的制冷剂之间换热的热回收单元的内部换热器70位于喷射器30和压缩机10之间。
根据此，室内换热器50入口处减少焓的作用通过提供内部换热器70如套管增加过冷而产生。因此，可以增加室内换热器50的入口和出口之间的焓差，因此，增加室内换热器50的冷却性能。
在具有内部换热器70的制冷循环中，与不具有内部换热器70的传统制冷循环相比，增加压缩机10吸入侧的过热度，增加压缩机10的排出温度。然而，在本发明中，吸入压力可以通过喷射器30的压力增加作用增加，因此，可以防止排出温度的增加。在此实施方式中，如图17所示，内部换热器70的高压制冷剂通道71设置在室外换热器20和喷嘴31的入口之间，且内部换热器70的低压制冷剂通道72设置在喷射器30的出口和压缩机10的吸入口之间。内部换热器70的高压制冷剂通道71可以位于分支通道55的分支点和喷嘴部分31之间。
(第十四实施方式)图18是显示根据本发明第十四实施方式中的喷射循环装置的简图。下面将说明此实施方式与上述第十二和第十三实施方式的不同部分。在此实施方式中，流进分支通道55的制冷剂用作流过内部换热器70的制冷剂。也就是说，如图18所示，内部换热器70的第一制冷剂通道71设置在分支通道55中，而内部换热器70的第二制冷剂通道72设置在喷射器30的出口侧(扩散器侧)。根据此实施方式，室内换热器50入口处减少焓的作用通过增加过冷产生。因此，可以增加室内换热器50的入口和出口之间的焓差，因此，增加室内换热器50的冷却性能。
此外，如上所述，当另外的换热器(第三换热器)位于喷射器30和压缩机10之间时，室内换热器50出口处的焓减少，因此，来自室内换热器50的制冷剂合流的第三换热器入口处的焓在冷却操作模式中减少。因此，也可以增加冷却操作模式中第三换热器的冷却性能。
(第十五实施方式)图19是显示根据本发明第十五实施方式中的喷射循环装置的简图。下面将说明此实施方式与上述第十二和第十四实施方式的不同部分。在此实施方式中，首先，在制冷剂和吹进车辆车厢的用于空调的空气之间换热的第三换热器51位于喷射器30和压缩机10之间，而第二节流单元41(节流装置)位于吸入部分33和室内换热器50之间。
根据此，在空气加热操作模式(第二模式)的情况下，从压缩机10排出的高压制冷剂流过换热器51，从而达到其可以加热外部流体(外部空气)的状态。然后，高压制冷剂流过喷射器30，通过第二节流单元41减压并流过室内换热器50，从而达到其可以冷却外部流体(外部空气)的状态。因此，当用于空调的空气接连流过室内换热器50和第三换热器51时，用于空调的空气可以除湿且可以在适合的温度被加热。
相反，当第二节流单元41完全开启时，第三换热器51和室内换热器50起空气加热的换热器的作用。此外，可以通过控制第二节流单元41的节流度对空气除湿和加热。此外，室内换热器50和第三换热器51可以作为整体单元形成。在此情况下，可以通过将其形成为整体降低成本，并去除换热器50，51之间的额外空间，因此，改进安装换热器50，51的简易性。
(第十六实施方式)图20是显示根据本发明第十六实施方式中的喷射循环装置的简图。下面将说明此实施方式与上述第十二到第十五实施方式的不同部分。在此实施方式中，喷射器30用作第一喷射器，而第二喷射器35和第二分支通道56设置在室外换热器20侧。在喷射循环装置中，在空气加热操作模式(第二模式)时，室内换热器50下游侧的高压制冷剂流进第二喷射器35的喷嘴部分31的入口。此外，第二分支通道56引导从制冷剂循环通道分支的制冷剂流，而室外换热器20设置在第二分支通道56中并蒸发制冷剂。
在空气冷却操作模式(第一模式)中，第二喷射器35可以只用作制冷剂通道。
在空气冷却操作模式和空气加热操作模式中，期望通过喷射器30的压力增加作用降低压缩机10的动力。然而，在第十二实施方式的结构中，喷射器30的作用可以在空气冷却操作模式中产生，但在空气加热操作模式中，循环与一般的膨胀阀循环相同。根据第十六实施方式，第二喷射器35还设置在室外换热器20侧。因此，同样在空气加热操作模式中，压缩机10的动力降低效果可以通过喷射器35的压力增加作用产生。在图20中，第四换热器21位于第二喷射器35和压缩机10之间。
(第十七实施方式)图21是显示根据本发明第十七实施方式中的喷射循环装置的简图。在上述第十二到第十六实施方式中，为了在空气加热操作和空气冷却操作之间转换，通过四通阀160对制冷剂流方向进行转换。然而，在此实施方式中，为了在热泵循环的冷却操作中除去室内换热器50的霜，控制四通阀160。当热泵循环在第一模式(空气冷却操作)中连续操作时，达到低温的室内换热器50(蒸发器)可能具有沉积于其上的霜。
特别是用作第一换热器的室内换热器50在比第三换热器51低的温度操作(参见图19)，因此需要设置有霜去除装置。此外，因为霜去除时间对整个热泵容量有影响，因此，优选具有直接作用并可以缩短所需霜去除时间的霜去除装置。因此，如同上述第十二到第十六实施方式一样，将四通阀160转换到制冷剂流的相反方向，从而去除霜。根据此，可以通过只转换四通阀160的简单操作在短时间内高效去除霜。
此外，可以使流过喷射器30的喷嘴部分31的制冷剂流中断。此外，当使制冷剂流出吸入口33时，使喷嘴部分31的制冷剂流中断。根据此，在制冷剂从吸入口33流到第一换热器50的模式中，通过中断流过喷嘴部分31的制冷剂流，可以使高温制冷剂流过第一换热器50而不损失，因此改进第一换热器50的霜去除性能。
简而言之，根据此实施方式的霜去除操作(除霜操作)，霜可以在较短的时间内高效去除。可以中断流过喷嘴部分31的制冷剂的结构可以通过完全关闭可变喷嘴机构(未示出)实现，或可以通过在喷嘴部分31的制冷剂流的上游侧设置开启/关闭装置(未示出)实现。此外，此霜去除方法不局限于喷射型热泵循环，也可以应用到使用正常喷射器的蒸汽压缩型制冷循环。
当去除霜时霜的沉积通过设置在换热器50中的温度传感器(未示出)检测到，并且操作在预定的温度下连续进行比规定时间长的时间时，制冷剂流通过四通阀160反向以启动霜去除操作。作为选择，对于每个确定的外部空气温度范围，压缩机10的累计操作时间可以事先确定。在此情况下，每次达到规定的累计操作时间时启动霜去除操作。通过使冷却操作状态的四通阀160成为加热操作状态，由此提供霜去除操规定时间，或直到通过温度传感器50b检测到去除霜的效果为止，。
此外，为了防止热空气吹进待冷却的空间，蒸发器50的吹风机50a可以在霜去除操作时停止。此外，喷射器30可以如此构成以便在霜去除操作期间完全关闭，以便将高温制冷剂流可靠地流到换热器50。另外，还推荐图21中的循环用作冷却操作专用的循环。
在冷却操作专用的循环的情况下，当需要室内换热器50的霜去除操作时，四通阀160反向到霜去除操作状态。此外，在图21中，通过将设置在分支通道中的换热器50作为室外换热器，和通过将换热器20用作作为使用侧换热器的室内换热器，循环可以用作加热操作专用的循环。在此情况下，当需要室外换热器50的霜去除操作时，四通阀160反向到霜去除操作状态。
根据此实施方式，当在喷射器30的上游侧和喷射器30的吸入口之间连接的换热器50需要去除霜时，高压制冷剂从喷射器30的出口供给，并通过喷射器30的吸入口33供给到换热器50，从而进行霜去除操作。结果，可以通过简单的结构和控制去除通常用作冷却操作中的蒸发器的换热器50的霜。
在除了图19、20所示的实施例之外的上述实施方式中，制冷剂循环具有至少一个喷射器30和至少一个换热器50。换热器50可以设置在喷射器30的吸入口和喷射器30的喷嘴入口之间的次管路上。在这种情况下，换热器50执行在通过其的制冷剂和将被冷却或加热的外部介质之间的热交换。例如，在冷却操作的情况下，换热器50为位于将被冷却的房间内的换热器。另一方面，在加热操作的情况下，换热器50为位于将被加热的房间外的换热器。循环在主管路上在喷射器30的出口和压缩机10之间没有外部换热器。循环可以包括在其主管路上的至少一个内部换热器70。循环可以具有如图15所示的控制器100，以通过控制诸如节流部件(40、45、34)的开口程度的至少一个操作因素和压缩机10的操作在换热器50上实现预定的冷却或加热性能。压缩机10可以是具有开关离合器的固定容量型、可变容量型或电机驱动型。节流部件(40、45、34)可以是电磁阀，该电磁阀能够调节其中的节流通道的开启程度。在优选实施方式中，控制器100控制操作因素，以保持流入压缩机10的液体制冷剂量低于根据压缩机10允许的一定的量。例如，为了保持压缩机10吸入口上的制冷剂处于干燥状态或过热状态，控制器控制阀40和压缩机10。
(第十八实施方式)图22是显示本发明喷射器和喷射循环装置应用于用于车辆的空调和制冷设备的实例。
首先，用于循环制冷剂的制冷剂循环通道110设置在喷射循环装置中。在制冷剂循环通道110中，压缩机111吸入、压缩并排出制冷剂，并通过电磁离合器111a和带由车辆驱动发动机(未示出)旋转和驱动。
在此实施方式中，使用通过来自外部的控制信号连续控制排出容积的旋转斜盘型(swash plate type)变容量压缩机。在此，排出容积意味着制冷剂吸入和压缩的操作空间的几何容积，且意味着活塞行程的上死点和下死点之间的缸容积。
在旋转斜盘型变容量压缩机中，旋转室或斜板室(swash chamber)(未示出)的压力通过利用排出压力和吸入压力控制，以改变旋转斜盘的倾斜角度并改变活塞行程，从而使排除容积可以在接近从0％到100％的范围内连续变化。
压缩机111具有电磁式容量控制阀111b，以便控制旋转室的压力。通过压缩机111吸入侧的低压制冷剂的压力产生力F1的压力反作用机构(未示出)以及通过低压制冷剂Ps的压力产生与力F1相对的电磁力F2的电磁机构(未示出)设置在此电磁式容量控制阀111b中。
此电磁机构的电磁力F2通过控制从将在后面说明的空调控制单元122(A/C ECU)输出的电流确定。旋转室的压力通过改变由根据响应低压制冷剂的压力Ps的力F1和电磁力F2变位的阀体(未示出)引导进旋转室的高压制冷剂的流量而改变。
此外，压缩机111的排出容积可以通过控制旋转室的压力接近从100％到0％连续改变。因此，通过减少排出容积到接近0％，压缩机111可以达到操作基本停止的状态。因此，可以使用压缩机11的旋转轴通过带轮和带V一直连接到车辆发动机的无离合器结构。
制冷剂散热器112设置在压缩机111的制冷剂的排出侧。散热器112为在从压缩机111排出的高压制冷剂和通过用于散热器112的吹风机112a吹出的外部空气(车辆车厢外部的空气)之间换热，从而冷却高压制冷剂的换热器。
用于散热器112的吹风机112a通过驱动电动机112b驱动。且当施加电压从将在后面说明的空调控制单元122输出时，驱动电动机112b旋转并驱动。此外，在此实施方式中，常用的氟利昂基制冷剂作为循环中循环的制冷剂，因此，喷射器循环装置构成高压不高于制冷剂临界压力的亚临界压力循环。因此，散热器112用作用于冷凝制冷剂的冷凝器。
喷射器114通过制冷剂管113连接到散热器112的下游侧。此实施方式中的喷射器114执行用于降低制冷剂压力的压力降低装置的功能，并还执行用于通过高速喷射出的制冷剂流的吸入作用(夹带作用)循环制冷剂的制冷剂循环装置的功能。此外，喷射器114执行降低流进将在后面说明的分支通道118的分支点和分支通道118的制冷剂压力的压力降低装置的功能。
此实施方式的喷射器114的结构将利用图23说明。喷射器114由壳体114a、喷嘴部分114b、扩散部分114c以及通道面积控制机构115构成。
壳体114a起到固定和保护喷射器114的构成零件的作用。壳体114a具有流出制冷剂管113的制冷剂流进喷射器114的制冷剂流入口114d(第一连接部分)；从制冷剂流入口114d流进的制冷剂流到分支通道118a的分支制冷剂流出口114e(第四连接部分)；以及设置为与喷嘴部分114b的制冷剂喷射口114h连通并从分支通道118b吸入制冷剂的制冷剂吸入口114f(第三连接部分)。
制冷剂管113连接到制冷剂流入口114d，分支通道118a连接到制冷剂吸入口114f，而分支通道118a以通过的方式连接到分支制冷剂流出口114e。这些连接部分通过焊接连接以便防止制冷剂泄漏。
喷嘴部分114b减少制冷剂的制冷剂通道的面积，并降低制冷剂的压力以便以等熵方式膨胀制冷剂并固定在壳体114a中。
喷嘴部分114b具有使制冷剂流入口114d与喷嘴部分114b的内部连通以便制冷剂流进喷嘴部分114b的制冷剂流入口114g；将从制冷剂流入口114g流进喷嘴部分114b的制冷剂喷出到将在后面说明的混合部分114j中的制冷剂喷射口114h；以及设置在制冷剂喷射口114h的上游侧，并使喷嘴部分114b的内部与分支制冷剂流出口114e连通的分支制冷剂流出口114i。
此外，穿过分支制冷剂流出口114e的分支通道118a通过焊接等连接到分支制冷剂流出口114i，以便防止制冷剂泄漏。
另外，混合部分114j形成于壳体114a中、制冷剂喷射口114h的制冷剂流的下游侧。混合部分114j设置为将从制冷剂喷射口114h喷射出的制冷剂与从制冷剂吸入部分114f吸入的制冷剂混合。
形成压力增加部分的扩散部分114c设置在混合部分114j制冷剂流的下游侧。此扩散部分114c形成逐渐增加制冷剂的通道面积的形状，并起到减速制冷剂流以增加制冷剂压力的作用。换言之，扩散部分114c将制冷剂的速度能转换为其压力能。
此外，扩散部分114c具有穿过扩散部分114c的制冷剂流出的扩散流出口114l(第二连接部分)。扩散部分114c也通过焊接等连接以便防止制冷剂泄漏。
通道面积控制机构115通过利用螺钉等通过密封件等固定到壳体114a的喷嘴部分114b的顶部(图23中的顶侧)，以便防止制冷剂泄漏。喷射器114和通道面积控制机构115整体形成为整体结构。
通道面积控制机构115由针115a和驱动部分115b构成。针115a具有与喷嘴部分114b的内部通道的形状接近相同的细长尖的末端部分以及连接到转子115c的轴部分。针115a的轴部分通过螺纹型的连接部分连接到转子115c，因此，当旋转螺纹型的连接部分时，针115a的轴部分可以在喷嘴部分115b中、沿长度方向(图23中箭头所示的方向)移动。
驱动部分115b由熟知的步进电机构成。当控制信号(脉冲信号)从将在后面说明的空调控制单元122输出时，驱动部分115b的转子115c旋转。当转子115c旋转时，转子115c的螺纹型的连接部分旋转以移动针115a。
在此，将参照图24A和24B说明流过制冷剂喷射口114h和分支制冷剂流出口114i的制冷剂量的控制。图24A是显示针115a在靠近制冷剂喷射口114h的方向(图24A中箭头A所示的方向)移动的状态。
首先，形成于针115a和分支制冷剂流出口114i的上游部分之间的环形间隙变为通过分支制冷剂流出口114i和制冷剂喷射口114h的节流通道C。当针115a在靠近制冷剂喷射口114h的方向移动时，此节流通道C的面积减少。
同时，形成于制冷剂喷射口114h和针115a的末端之间的环形间隙变为通过分支制冷剂喷射口114h的节流通道D。当此针115a在靠近制冷剂喷射口114h的方向移动时，节流通道D的面积减少。
穿过节流通道C的制冷剂流过分支制冷剂流出口114i到达分支通道118a。同时，没有流出到分支通道118a的制冷剂穿过节流通道D，并从制冷剂喷射口114h排出。换言之，制冷剂在节流通道C的下游侧分支。
图24B是显示针115a在远离制冷剂喷射口114h的方向(图24B中箭头B所示的方向)移动的状态。当针115a在此方向B移动时，与图24A相比，节流通道C的面积增加并且节流通道D的面积也增加。
因此，当针115a通过驱动部分115b移动时，分支到分支通道118a的制冷剂通道的面积和从喷嘴部分114b的制冷剂喷射口114h喷射的制冷剂的通道面积改变。
总结如下，针115a为此实施方式中的通道面积控制装置，且由喷嘴部分114a和针115a构成的节流通道C变为可变节流机构。此外，在实施方式中，制冷剂在喷射器114的制冷剂喷射口114h的上游侧分支的结构包括制冷剂在喷嘴部分114b的上游侧分支的结构。
其次，第一蒸发器116连接到喷射器114的扩散部分114c的制冷剂流的下游侧。第一蒸发器116设置在车辆安装的空调单元(未示出)的壳件中，并进行冷却用于对车辆车厢空气调节的空气的操作。
具体地说，用于空调车辆车厢的空气通过车辆车厢空调单元的第一蒸发器吹风机116a吹进第一蒸发器116。然后，压力由喷射器114降低的低压制冷剂从用于空调车辆车厢的空气中吸收热并蒸发，从而使用于空调车辆车厢的空气冷却，从而施加冷却容量。
第一蒸发器吹风机116a通过驱动电动机116b驱动，且当驱动电动机116b具有从将在后面说明的空调控制单元122输出的施加电压时，驱动电动机116b旋转并驱动。
用于将液相制冷剂与汽相制冷剂分离的储蓄器117连接到第一蒸发器116的制冷流的下游侧。此外，储蓄器117的汽相制冷剂的下游侧连接到压缩机111，以便流出储蓄器117的汽相制冷剂通过压缩机111吸入，并再次在制冷剂循环通道110中循环。
分支通道118连接到喷射器114的分支制冷剂流出口114e。此分支通道118由将喷射器114的分支制冷剂流出口114e连接到第二蒸发器119的入口的分支通道118a，以及将第二蒸发器119的出口连接到喷射器114的制冷剂吸入口114f的分支通道118b构成。
第二蒸发器119设置在安装在车辆车厢中的冰箱(未示出)中，并进行用于冷却冰箱内部的冷却操作。
例如，冰箱中的空气作为用于冷却冰箱内部的空气通过第二蒸发器吹风机119a吹进第二蒸发器119。然后，压力通过喷射器114降低的低压制冷剂从用于冷却冰箱内部的空气中吸收热并在第二蒸发器119中蒸发。从而使用于冷却冰箱内部的空气冷却。
第二蒸发器吹风机119a通过驱动电动机119b驱动，且当驱动电动机119b具有从将在后面说明的空调控制单元122输出的施加电压时，驱动电动机119b旋转并驱动。
此外，此实施方式设置有用于将储蓄器117的液相制冷剂侧连接到第二蒸发器119入口的制冷剂引导通道120。此制冷剂引导通道120为用于将储蓄器117中的液相制冷剂引导进第二蒸发器119的制冷剂通道。只允许制冷剂从储蓄器117流到第二蒸发器119的止回阀121设置在制冷剂引导通道120中。
空调控制单元122由包括CPU、ROM、RAM等以及其外围电路的熟知微型计算机构成。空调控制单元122根据储存在ROM中的控制程序进行各种计算和处理，以控制上述各种零件(111a、111b、112b、115b、116b、119b)的操作。
此外，将来自一组各种传感器的检测信号和来自操作面板(未示出)的各种操作信号输入到空调控制单元122。具体地说，该组传感器包括检测第二蒸发器119出口处的制冷剂的温度Ts2的温度传感器123，以及用于检测第二蒸发器119出口处的制冷剂压力Ps2的压力传感器124。此外，操作面板设置有用于设定待冷却的空间的冷却温度等的温度设定开关。
其次，以上述结构中，将说明此实施方式的操作。当压缩机111通过车辆发动机驱动时，制冷剂通过压缩机111吸入并压缩，并进入高温和高压状态，然后排出。然后，从压缩机111排出的制冷剂流进散热器112。在散热器112中，高温制冷剂通过外部空气冷却，从而冷凝。流出散热器112的液相制冷剂流过制冷剂管113、喷射器114的制冷剂流入口114d、以及制冷剂流入口114g，进入喷嘴部分114b。
空调控制单元122根据温度传感器123的检测值Ts2和压力传感器124的检测值Ps2，计算第二蒸发器119出口处的制冷剂的过热度。空调控制单元122以过热度变为规定范围内的方式改变从喷射器114的分支制冷剂流出口114e供给到第二蒸发器119的制冷剂的流量。
具体地说，当第二蒸发器119出口处的制冷剂的过热度变为高于规定值时，空调控制单元122将控制信号(脉冲信号)输出到通道面积控制机构115的驱动部分115b，以便分支制冷剂流出口114e处的制冷剂流量变小，以在图24A的A方向移动针115a，从而减少节流通道C。相反，当制冷剂的过热度变为低于规定值时，空调控制单元122将控制信号输出到驱动部分115b，以便分支制冷剂流出口114e处的制冷剂流量变大，以在图24B的B方向移动针115a，从而增大节流通道C。
此外，当针115a如上所述移动时，不仅从分支制冷剂流出口114e供给到第二蒸发器119的制冷剂流量改变，而且喷射出制冷剂喷射口114h的制冷剂流量也改变。
在此，在流出散热器12的制冷剂在喷射器14的喷嘴部分14b的上游侧分支的喷射循环装置中，流出散热器112的制冷剂流量等于喷射出制冷剂喷射口114h并流入第一蒸发器116的制冷剂流量以及从分支制冷剂流出口114e流进第二蒸发器119的制冷剂流量的总和。
为此，为了在全循环施加高冷却容量，流出蒸发器112的制冷剂需要适当地分布到第一蒸发器116和第二蒸发器119。
因此，此实施方式的喷射循环装置设定为制冷剂喷射口114h处的制冷剂流量和分支制冷剂流出口114e处的制冷剂流量联动地改变。因此，蒸发器116，119之间的流量比可以设定为当第二蒸发器119出口处的制冷剂的过热度变为规定值时，可以在全循环中获得高冷却容量。此喷射循环装置可以通过适当设计分支制冷剂流出口114e和喷嘴部分114b的形状和针115a的尺寸实现。
具有以上述方式确定的流量并喷射出制冷剂喷射口114h的制冷剂从第一蒸发器116的第一蒸发器吹风机116a吹出的空气吸热，以施加冷却容量。流出第一蒸发器116的制冷剂流进储蓄器117并分离成汽相制冷剂和液相制冷剂。分离的汽相制冷剂通过压缩机111再次吸入。
从分支制冷剂流出口114e流进分支通道118a的制冷剂流过第二蒸发器119。另外，通过储蓄器117分离的液相制冷剂也通过喷射器114的吸入作用吸进第二蒸发器119。
以此方式，流过第二蒸发器119的制冷剂流量也可以通过由储蓄器117吸入的液相制冷剂控制。因此，蒸发器116，119之间的流量比可以更接近增加全循环的冷却容量的值。
流进第二蒸发器119的制冷剂从通过第二蒸发器吹风机119a吹的空气吸热以施加冷却容量。在第二蒸发器119中蒸发的汽相制冷剂通过分支制冷剂通道118b，由喷射器114从喷射器114的制冷剂吸入口113d吸入，并与流过喷嘴部分114b的液相制冷剂在混合部分混合，然后流进第一蒸发器116。
如上所述，在此实施方式中，喷射器114扩散部分114c的下游侧的制冷剂供给到第一蒸发器116，而具有降低压力的制冷剂也可以从分支制冷剂流出口114e供给到第二蒸发器119。因此，第一蒸发器116和第二蒸发器119可以同时施加冷却操作。
在冷却操作中，第一蒸发器116的制冷剂的蒸发压力为通过扩散部分114c增加压力的制冷剂的压力。因为第二蒸发器119的出口连接到制冷剂吸入口114f，所以，当通过喷嘴部分113a降低压力后，制冷剂的最低压力可以立即施加到第二蒸发器119。
由此，可以使第二蒸发器119的制冷剂的蒸发器压力(蒸发器温度)低于第一蒸发器116的制冷剂的蒸发器压力(蒸发器温度)。因此，第一蒸发器116可以用于空调车辆车厢，而第二蒸发器119可以用于安装在车辆车厢中的冰箱。
因为压缩机111的吸入压力可以通过喷射器114的扩散部分114c的压力增加作用增加，所以，压缩机111的压缩工作量可以通过压缩机111的吸入压力的增加减少，也就是说，可以产生节约压缩机111动力的效果。
另外，在此实施方式中，降低喷射出喷射器114的制冷剂喷射口114h的制冷剂压力以控制流量的可变喷嘴部分，以及降低流出分支制冷剂流出口114e的制冷剂压力以控制流量的可变节流机构整体形成到喷射器114中。因此，这样不需要设置降低制冷剂压力以膨胀分支通道118a中的制冷剂的节流单元，从而减少喷射循环装置的尺寸。
此外，节流通道C，D可以通过驱动部分115b移动针115a(通道面积控制装置)联动控制。因此，可以减少流过可变喷嘴部分的制冷剂流量和流过可变节流机构的制冷剂流量之间的流量比波动。结果，可以容易地控制此流量比到蒸发器116，119之间的适合流量比，并可以防止蒸发器116，119之间的流量比波动。
(第十九实施方式)在上述第十八实施方式中，喷射循环装置设置了储蓄器117、制冷剂引导通道120、止回阀121、温度传感器123以及压力传感器124。然而，在此实施方式中，如图25所示，没有这些零件，且散热器112下游侧的制冷剂管113设置有将汽相制冷剂与液相制冷剂分离的接收器131，检测第一蒸发器116出口处的制冷剂温度Ts1的温度传感器133，以及检测第一蒸发器116出口处的制冷剂压力Ps1的压力传感器134。
因为没有了储蓄器117，所以，压缩机111连接到第一蒸发器116的下游侧。温度传感器133和压力传感器134的检测值输出到空调控制单元122。
另外，在上述第十八实施方式的喷射器114中，降低制冷剂压力的可变节流机构由节流通道C构成，该制冷剂通过由喷嘴部分114b构成的分支制冷剂流出口114i流出进入分支制冷剂出口114e。然而，在此实施方式中，没有喷射器114，而设置有不具有上述可变节流机构的喷射器130。
下面将参照图26说明第十九实施方式的喷射器130的结构，与第十八实施方式一样，喷射器130由壳体130a、喷嘴部分130b、扩散部分130c以及通道面积控制机构132构成。
与第十八实施方式一样，壳体130a具有制冷剂流入口130d(第一连接部分)以及制冷剂吸入口130f(第三制冷剂)。另外，壳体130a具有从制冷剂流入口130d流进的制冷剂流出到分支通道118a的制冷剂流出口130e(第四连接部分)。此外，制冷剂管113连接到制冷剂流入口130，分支通道118b连接到制冷剂吸入口130f，而分支通道118a连接到分支制冷剂流出口130e。
喷嘴部分130b具有制冷剂流入口130g和制冷剂喷射口130h。另外，喷嘴部分130b具有使喷嘴部分130b的内部与分支制冷剂流出口130e连通的分支制冷剂流出口130i。此分支制冷剂流出口130i设置在即使将在后面说明的通道面积控制机构132的针132a移动时，分支制冷剂流出口130e的制冷剂流量不变的位置。因此，喷射器130没有设置可变节流机构。
然后，为了降低从喷嘴部分130b的内部流出到分支制冷剂流出口130e的制冷剂的压力从而膨胀制冷剂，壳体130a具有设置在其间的固定节流阀130k。在此实施方式中，固定节流阀130k设置在壳体130a中，但是当然，也可以设置在分支通道118a的管中。此外，此实施方式的固定节流阀130k具体由小孔(orifice)构成，但也可以由毛细管构成。
其次，通道面积控制机构132设定为控制喷射出喷嘴部分130b的制冷剂喷射口130h的制冷剂流量。与第十八实施方式一样，通道面积控制机构132由针132a、驱动部分132b以及转子132c构成。通道面积控制机构132通过移动针132a以改变喷嘴部分130b的制冷剂喷射口130h的制冷剂流量。
控制信号从空调控制单元122输出到驱动部分132b。第十九实施方式在其他点上与第十八实施方式相同。
下面将说明具有此结构的此实施方式的操作，与第十八实施方式一样，从压缩机111排出的制冷剂通过散热器112冷却，并通过接收器(receiver)131分离成汽相制冷剂和液相制冷剂。流出接收器131的液相制冷剂通过喷射器130的制冷剂流入口130d和制冷剂流入口130g流进喷嘴部分130b。
空调控制单元122根据温度传感器133的检测值Ts1和压力传感器134的检测值Ps1，计算第一蒸发器116出口处的制冷剂的过热度。然后，与第十八实施方式一样，空调控制单元122移动针132a，以使过热度在预定的范围内的方式改变节流通道D的面积，从而改变喷射出喷射器130的制冷剂喷射口130h的制冷剂的流量。
在此，形成于分支制冷剂流出口130e中的固定节流阀130k的制冷剂通道面积以此方式预先设计为规定的尺寸，即当第一蒸发器116出口处的制冷剂的过热度变为规定值时，在蒸发器116，119之间产生在全循环中可以施加高冷却容量的流量比。
确定喷嘴部分130b的制冷剂喷射口130h的制冷剂流量和固定节流阀130k的制冷剂流量，流过制冷剂喷射口130h的制冷剂在第一蒸发器116中施加冷却容量。流出第一蒸发器116的制冷剂再次通过压缩机111吸入。第一蒸发器116出口处的制冷剂变为具有规定的过热度的汽相制冷剂，因此，不会发生液相制冷剂吸进压缩机111。
流过固定节流阀130k的制冷剂流过分支通道118a，并流进第二蒸发器119。然后，制冷剂在第二蒸发器119中施加冷却容量并流过分支通道118b，并通过喷射器130从喷射器130的制冷剂吸入口130d吸入。然后，制冷剂与流过喷嘴部分130b的液相制冷剂在混合部分130j混合，然后流进第一蒸发器116。
如上所述，与第十八实施方式一样，同样在此实施方式中，可以同时在第一蒸发器116和第二蒸发器119中进行冷却操作，与第一蒸发器116的制冷剂蒸发压力相比，可以降低第二蒸发器119的制冷剂蒸发压力。此外，可以减少压缩机111的压缩工作量并产生节约动力的效果。
此外，在此实施方式中，降低喷射出喷射器130的制冷剂喷射口130h的制冷剂压力以控制流量的可变喷嘴部分，以及降低流过分支制冷剂出口130e的制冷剂压力以控制制冷剂流量的固定节流阀130k整体形成到喷射器130中。因此，不需要设置降低分支通道118中制冷剂压力的固定节流阀，因此可以减少喷射循环装置的尺寸。
此外，流过可变喷嘴部分的制冷剂流量通过针132a和驱动部分132b改变，以控制蒸发器116，119之间的流量比。因此，可以通过简单的结构在全循环中施加高冷却容量。
(第二十实施方式)第十八实施方式的喷射器114通过喷嘴部分114b和针115a降低喷射出喷射器114的制冷剂喷射口114h的制冷剂压力以控制其流量，并降低流出分支制冷剂流出口114e到分支通道118a的制冷剂压力以控制其流量。然而，在第二十实施方式中，没有喷射器114，而设置了喷射器140。此实施方式的其他点与第十八实施方式相同。
下面将参照图27说明第二十实施方式的喷射器140。喷射器140由壳体140a、喷嘴部分140b、扩散部分140c、通道面积控制机构141、连接管142以及可变节流机构143构成。
与第十九实施方式一样，壳体140a具有制冷剂流入口140d(第一连接部分)以及制冷剂吸入口140f(第三制冷剂)。另外，壳体140a具有从制冷剂流入口140d流进的制冷剂流出到连接管142的连接管流出口140e。制冷剂管113连接到制冷剂流入口140d，分支通道118b连接到制冷剂吸入口140f，而连接管142连接到节流机构流出口140e。
与第十九实施方式一样，喷嘴部分140b具有制冷剂流入口140g和制冷剂喷射口140h。另外，喷嘴部分140b具有使喷嘴部分140b的内部与连接管流出口140e连通的连接管流出口140i。此连接管流出口140i设置在流出连接管流出口140e的制冷剂流量不被通道面积控制机构141改变的位置。
此外，扩散部分140c和通道面积控制机构141在结构上与第十九实施方式相同。通道面积控制机构141由针141a、驱动部分141b以及转子141c构成。
连接管142为将连接管流出口140e连接到将在后面说明的连接管流入口143d的制冷剂管，并具有例如大约5cm或更短的长度。
其次，可变节流机构143由可变节流壳143a、节流部分143b以及通道面积控制机构143c构成。可变节流壳143a具有使流出连接管142的制冷剂流出到可变节流机构143中的连接管流入口143d，以及从连接管流入口143d流进的制冷剂流出到分支通道118a的分支制冷剂流出口143e(第四连接部分)。
连接管142连接到连接管流入口143d，而分支通道118a连接到分支制冷剂流出口143e，且其连接部分通过焊接连接，以便防止制冷剂泄漏。
节流部分143b具有使连接管流入口143d与节流部分143b的内部连通，并将制冷剂流进节流部分143b的制冷剂流入口143f，以及降低从制冷剂流入口143f流进节流部分143b的制冷剂压力以膨胀制冷剂的制冷剂压力降低口143g。
与通道面积控制机构141一样，通道面积控制机构143c由针143h、驱动部分143i以及转子143j构成。通道面积控制机构143c通过移动针143h改变流过制冷剂压力降低口143g的制冷剂流量，以降低制冷剂压力，从而膨胀制冷剂。
在此，喷射器140和通道面积控制机构141彼此结合为整体结构。喷射器140的壳体140a和可变节流机构143的可变节流壳143a通过具有5cm和更短长度的连接管142，以其不能分离的状态彼此整体连接。壳体140a、连接管142以及可变节流壳143a可以通过密封件等由螺钉以其可以分离的状态彼此连接。
下面将说明具有此结构的此实施方式的操作，与第十八实施方式一样，从压缩机111排出的制冷剂通过散热器112冷却，并从喷射器140的制冷剂流入口140d流进喷射器140。流进喷射器140的制冷剂在喷嘴部分140b的制冷剂喷射口140h的上游侧分支成流进连接管142的制冷剂和从制冷剂喷射口140h喷射出的制冷剂。流进连接管142的制冷剂流进可变节流机构143的节流部分143b。
空调控制单元122根据温度传感器123的检测值Ts2和压力传感器124的检测值Ps2，计算第二蒸发器119出口处的制冷剂的过热度。然后，空调控制单元122以使过热度在预定的范围内的方式控制与喷射器140整体构成的可变节流机构143的制冷剂流量。具体地说，空调控制单元122将控制信号输出到驱动部分143j以移动针143h，以便改变流过制冷剂压力降低口143g的制冷剂流量。
另外，与第十九实施方式一样，空调控制单元122以此方式改变从喷射器140的制冷剂喷射口140h喷射的制冷剂流量，即蒸发器116，119之间的流量比可以在整个循环中施加高冷却容量。
如上所述，空调控制单元122确定可变节流机构143的制冷剂压力降低口143g的制冷剂流量和喷射出喷嘴部分140b的制冷剂喷射口140h的制冷剂流量，以便流过喷嘴部分140b的制冷剂在第一蒸发器116中施加高冷却容量。流出第一蒸发器116的制冷剂再次通过压缩机111吸入。流过制冷剂压力降低口143g和流出到分支通道118a中的制冷剂在第二蒸发器119中施加冷却容量，然后通过分支通道118b由喷射器140的制冷剂吸入口140f吸入与第十八实施方式一样，即使在此结构中，也可以在第一蒸发器116和第二蒸发器119中同时进行冷却作用。另外，与第一蒸发器116的制冷剂蒸发压力相比，可以降低第二蒸发器119的制冷剂蒸发压力。此外，可以减少压缩机111的压缩工作量并产生节约动力的效果。
此外，在此实施方式中，可变节流机构143与喷射器140成为一个整体。因此，这可以消除对于设置分支通道118中的节流机构的需要，因此可以减少喷射循环装置的尺寸和重量。
此外，在此实施方式中，可以单独改变流过可变喷嘴部分的制冷剂流量和流过可变节流机构143的制冷剂流量。因此，可以分别控制流过喷嘴部分140b并流进第一蒸发器116的制冷剂流量，以及流过分支通道118和流进第二蒸发器119的制冷剂流量。因此，可以在整个循环中施加高冷却容量。
(其他实施方式)本发明不局限于上述实施方式，而且可以以下列方式不同地修改。
在第十九实施方式中，使用具有可变喷嘴部分130b和固定节流阀130k的喷射器130。然而，即使使用固定喷嘴部分的制冷剂通道的面积，且具有用于降低流出到分支通道118a的制冷剂压力的可变节流机构的喷射器，也可以产生与第十九实施方式同样的效果。
在第二十实施方式中，可变喷嘴部分140b的驱动部分141b和可变节流机构143的驱动部分143j分别构成。然而，可变喷嘴部分140b的针141a和可变节流机构143的针143h可以彼此连接，且两个针141a、143h可以通过单个驱动部分控制。
在第十八到第二十实施方式中，已经说明了第一蒸发器116用于空调车辆车厢以及第二蒸发器119用于车辆的冰箱的实施例。然而，通过第一蒸发器116冷却的空间可以与通过第二蒸发器119冷却的空间相同。
在第十八到第二十实施方式中，变容量压缩机用作压缩机111，但固定容压缩机或电驱动压缩机也可以用作压缩机111。此外，在固定容压缩机的情况下，也可推荐通过由电磁离合器控制操作状态与非操作状态的比(操作比)控制制冷剂排出容量。另外，在电驱动压缩机的情况下，也可推荐通过控制旋转数控制制冷剂排出量。
在第十八到第二十实施方式中，已经说明了制冷循环的高压不高于制冷剂的临界压力的亚临界压力循环的实施例，但本发明也可以用到制冷循环的高压高于制冷剂的临界压力的超临界压力循环。
在第十八实施方式中，制冷剂的流量根据第二蒸发器119出口处的制冷剂过热度控制。在第十九实施方式中，制冷剂的流量根据第一蒸发器116出口处的制冷剂过热度控制。然而，制冷剂通道面积可以根据从压缩机111排出的制冷剂的流量、散热器112出口处的制冷剂压力和温度、以及过冷度等控制。
例如，在制冷剂具有通过压缩机111增加到超临界压力状态的其压力的循环中，在散热器112中散热的制冷剂不变为液相。因此，只需要根据散热器112出口处的制冷剂压力和温度控制喷射器的喷嘴部分的制冷剂通道面积和分支通道的节流单元的制冷剂通道面积。
在第十八到第二十实施方式中，通过步进电动机控制的流量控制阀可以用作通道面积控制机构115，132，141和可变节流机构143，但也可以使用其他流量控制阀。例如，可以使用转换用于使用多个具有不同特征的固定节流阀的可变节流单元。此外，还可推荐组合使用上述各个实施方式的机械可变节流机构和电可变节流机构。
例如，如图28所示，第十八实施方式的喷射器114可以通过固定节流阀114k连接到分支通道118a。节流孔或毛细管可以用作固定节流阀114k。
在第十八到第二十实施方式中，使用第一蒸发器116和第二蒸发器119，但可以增加蒸发器的数量，例如，可以使用三个或更多的蒸发器。降低供给到增加的蒸发器的制冷剂的压力以膨胀制冷剂的节流单元(节流装置)可以与喷射器整体形成。根据此，可以进一步降低喷射循环装置的尺寸和重量。
例如，在第十八到第二十实施方式的结构中，可以设置用于将散热器112的出口和喷射器114的制冷剂流入口114d之间的部分连接到第一蒸发器116的出口和储蓄器117之间的部分的第二分支通道。此外，节流单元(节流装置)和第三蒸发器可以设置在第二分支通道中，而设置在第二分支通道中的节流单元可以与喷射器114整体形成。
在上述实施方式中，根据本发明的喷射器和喷射循环装置用到用于车辆的空调。然而，根据本发明的喷射器和喷射循环装置也可以用到用于车辆的冰箱的热泵循环、固定冰箱、固定冷冻柜、空气冷却单元以及水加热器。
在上述实施方式中，氟利昂基制冷剂、二氧化碳(CO2)基制冷剂或碳氢化合物(HC)基制冷剂都可以用作制冷剂。因此，术语氟利昂意思是包含碳、氟、氯以及氢的有机化合物的总术语，且氟利昂广泛用于制冷剂。
氟利昂基制冷剂包括HCFC(hydrochlorofluorocarbon/氢氯氟化碳)基制冷剂和HFC(hydrofluorocarbon/氢氟化碳)基制冷剂，因为氟利昂基制冷剂不消耗臭氧层，所以是称为氟利昂的替代物的制冷剂。
此外，HC(碳氢化合物)基制冷剂为包含氢和碳且存在于自然的制冷剂物质。此HC基制冷剂包括R600a(异丁烯)和R290(丙烷)。
应该理解，此改变和改进方式都在附属权利要求所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种喷射循环装置，包括吸入和压缩制冷剂的压缩机(10)；散发从压缩机排出的高压制冷剂的热的散热器(20)；包括将散热器下游侧的高压制冷剂的压力能转换为速度能以减压和膨胀制冷剂的喷嘴部分，以及用于通过喷射流从喷嘴部分吸入制冷剂的吸入口的喷射器(30)；从散热器和喷射器的喷嘴部分之间的制冷剂通道分支，并连接到喷射器的吸入口的分支通道(55)；设置在分支通道中并减压制冷剂的节流单元(40)；以及设置在分支通道中、节流单元的制冷剂流的下游侧并蒸发制冷剂的蒸发器(50)。
2.根据权利要求1所述的喷射循环装置，还包括设置在散热器和喷射器之间的制冷剂通道中，并控制制冷剂流量的流量控制单元(34)。
3.根据权利要求1所述的喷射循环装置，还包括汽/液分离器(60)，该汽/液分离器(60)位于喷射器的出口和压缩机之间，并将制冷剂分离成汽相制冷剂和液相制冷剂，以便将汽相制冷剂供给到压缩机并积聚液相制冷剂。
4.根据权利要求1所述的喷射循环装置，还包括位于喷射器和压缩机之间，以在流出散热器的制冷剂和流出喷射器并由压缩机吸入的制冷剂之间交换热的热收回单元(70)。
5.根据权利要求3所述的喷射循环装置，还包括位于汽/液分离器和压缩机之间，以在流出散热器的制冷剂和流出汽/液分离器并由压缩机吸入的制冷剂之间交换热的热收回单元(70)。
6.根据权利要求3所述的喷射循环装置，还包括位于喷射器和汽/液分离器之间，以在流出散热器的制冷剂和流出喷射器并流进汽/液分离器的制冷剂之间交换热的热收回单元(70)。
7.根据权利要求3所述的喷射循环装置，还包括多个热回收件(70A、70B)，该多个热回收件位于喷射器和压缩机之间，并在流出散热器的制冷剂和流出喷射器并由压缩机吸入的制冷剂之间交换热，其中汽/液分离器位于热回收件的多个低压制冷剂通道(72a、72b)之间。
8.根据权利要求4到7任何一项所述的喷射循环装置，其中流进分支通道的制冷剂用作流过热收回单元和流出散热器的制冷剂。
9.根据权利要求1或2所述的喷射循环装置，还包括位于喷射器和压缩机之间的汽/液分离器(60)；以及具有通过其制冷剂从散热器流进分支通道的第一制冷剂通道，以及通过其流出汽/液分离器的汽相制冷剂吸进压缩机的第二制冷剂通道的热收回单元(70)。
10.根据权利要求3所述的喷射循环装置，还包括从汽/液分离器吸入液相制冷剂的液态制冷剂供给通道(65)；以及设置在液态制冷剂供给通道中，并允许制冷剂在流出汽/液分离器的方向流动的止逆装置(80)，其中使从液态制冷剂供给通道供给的液相制冷剂流进蒸发器的制冷剂流的上游侧。
11.根据权利要求10所述的喷射循环装置，其中喷射器为具有可以控制制冷剂流量的可变节流机构的可变喷射器。
12.一种喷射循环装置，包括吸入、压缩和排出制冷剂的压缩机(10)；设置在通过其由压缩机循环制冷剂的制冷剂循环通道中的喷射器(30)，其中喷射器具有带有用于引入减压前的高压制冷剂的入口的喷嘴部分(31)，制冷剂从其通过来自喷嘴部分的制冷剂的喷射流吸入的吸入口(33)，以及用于排出来自喷嘴和吸入口的制冷剂的排出口；连接到喷射器的入口和喷射器的吸入口的分支通道(55)；设置在分支通道中的换热器(50)；以及在高压制冷剂供给到喷射器入口，且制冷剂从换热器流到吸入口的第一模式以及高压制冷剂供给到排出口，且制冷剂从喷射器的吸入口流到换热器的第二模式之间转换的通道转换单元(160)。
13.根据权利要求12所述的喷射循环装置，其中换热器作为第一换热器布置，还包括位于喷射器的入口和第一换热器之间，并在第一模式中使第一换热器为低温，并在第二模式中使第一换热器为高温的节流单元(40)；以及设置在制冷剂循环通道中，并在第一模式中成为高温和在第二模式中成为低温的第二换热器。
14.根据权利要求13所述的喷射循环装置，还包括位于喷射器和压缩机之间，并在流出第二换热器的制冷剂和流出喷射器并由压缩机吸入的制冷剂之间在第一模式中换热的热收回单元(70)。
15.根据权利要求14所述的喷射循环装置，其中流进分支通道的制冷剂用作流过热收回单元的制冷剂。
16.根据权利要求12到15任何一项所述的喷射循环装置，还包括位于喷射器和压缩机之间，并在制冷剂和外部流体之间换热的第三换热器(51)；以及位于喷射器的吸入口和第一换热器之间的第二节流单元(41)。
17.根据权利要求16所述的喷射循环装置，其中第一换热器与第三换热器整体形成。
18.根据权利要求12所述的喷射循环装置，其中换热器用作第一换热器，还包括设置在第二换热器侧的第二喷射器(35)和第二分支通道(56)，其中第二喷射器具有通过其在第一换热器的下游侧的高压制冷剂在第二模式时流入的入口，其中第二分支通道将从第一喷射器入口上游侧的制冷剂循环通道分支的制冷剂流引导进第二喷射器的吸入口，以及其中第二换热器设置在第二分支通道中并蒸发制冷剂，从而在第二模式施加冷却容量。
19.根据权利要求12到15任何一项所述的喷射循环装置，其中从压缩机排出的高压制冷剂的压力为临界压力或更高。
20.根据权利要求12到15任何一项所述的喷射循环装置，其中当需要换热器的霜去除操作时，通道转换单元转换到作为霜去除操作的第二模式。
21.根据权利要求12到15任何一项所述的喷射循环装置，其中喷嘴部分设置为当使制冷剂流出吸入口时，中断制冷剂流。
22.一种用于制冷循环的喷射器，包括降低制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂的喷嘴部分(114b，130b，140b)；制冷剂通过从喷嘴部分喷射的高速制冷剂吸入其中的吸入部分；用于混合和增压从喷嘴部分喷射的制冷剂和从吸入部分吸入的制冷剂的扩散部分(114c，130c，140c)与喷嘴部分的上游侧连通的第一连接部分(114d，130d，140d)；与扩散部分的下游侧连通的第二连接部分(114l，130l，140l)与吸入部分连通的第三连接部分(114f，130f，140f)；以及与喷嘴部分的上游侧连通的第四连接部分(114e，130e，140e)。
23.根据权利要求22所述的喷射器，还包括控制喷嘴部分的开口的控制机构(115，132，141)。
24.根据权利要求23所述的喷射器，其中控制机构(115)设置为控制穿过第四连接部分的制冷剂通道的开口。
25.根据权利要求24所述的喷射器，其中控制机构(115)具有设置在喷嘴部分的制冷剂通道中的针(115a)，以及其中穿过第四连接部分的制冷剂通道的一端在喷嘴部分的制冷剂通道中与针的侧面相对地开口。
26.根据权利要求22或23所述的喷射器，还包括节流流过第四连接部分的制冷剂流的节流单元(C，130k，143)。
27.根据权利要求26所述的喷射器，其中节流单元(C，130k)位于第四连接部分(114e，130e)和第一连接部分(114d，130d)之间。
28.根据权利要求26所述的喷射器，其中节流单元设置在连接到第四连接部分(114e)的制冷剂通道中。
29.一种喷射循环装置，包括其一端连接到根据权利要求22的喷射器的第三连接部分，并且其另一端连接到根据权利要求22的喷射器的第四连接部分的换热器(119)。
30.根据权利要求29所述的喷射循环装置，还包括其一端连接到根据权利要求22的喷射器的第二连接部分的其它换热器。
31.一种用于具有蒸发器的制冷循环的喷射器，包括具有减压和膨胀制冷剂的喷嘴部分(114b，130b，140b)，以及通过其由从喷嘴喷射的高速制冷剂来自蒸发器的制冷剂被吸入的吸入口部分(114f，130f)的喷射部分；以及与喷射器整体形成并降低在喷嘴部分的上游侧分支，并流出到蒸发器上游侧的制冷剂的压力的节流单元(C，130k，143)。
32.根据权利要求31所述的喷射器，其中喷嘴部分和节流单元中的至少一个构成为改变制冷剂通道的面积。
33.根据权利要求31或32所述的喷射器，还包括容纳喷嘴部分的壳体(114a，130a)，其中节流单元容纳在壳体中。
34.根据权利要求32所述的喷射器，其中喷嘴部分为可以改变制冷剂通道面积的可变喷嘴部分(114b)，其中节流单元为可以改变制冷剂通道面积的可变节流机构(C)，以及其中可变喷嘴部分的制冷剂通道面积和可变节流机构的制冷剂通道面积通过共同的通道面积控制装置改变。
35.根据权利要求34所述的喷射器，其中通道面积控制装置同时收缩或增大可变喷嘴部分的制冷剂通道面积和可变节流机构的制冷剂通道面积。
36.根据权利要求31或32所述的喷射器，还包括吸入蒸发器上游侧的制冷剂的制冷剂吸入口(140f)；以及容纳喷嘴部分的壳体(114a)，其中节流单元设置在壳体的外部，以及其中节流单元通过具有大约5cm或更短长度的制冷剂管整体连接到壳体。
37.根据权利要求32所述的喷射器，其中喷嘴部分为可以改变制冷剂通道面积的可变喷嘴(114b)，其中节流单元为可以改变制冷剂通道面积的可变节流机构，以及其中可变喷嘴部分和可变节流机构通过单个驱动部分控制。
38.根据权利要求31或32所述的喷射器，还包括用于容纳至少一个喷嘴的壳体(114a，130a)，其中在喷嘴部分的上游侧分支的制冷剂在壳体中分支。
39.一种喷射循环装置，包括包括降低制冷剂的压力从而膨胀制冷剂，并通过从喷嘴部分喷射的高速制冷剂吸入制冷剂的喷嘴部分(114b，130b，140b)的喷射器(114，130，140)；蒸发在喷嘴部分的上游侧分支并通过喷射器吸入的制冷剂的蒸发器(119)；以及降低在喷嘴部分的上游侧分支的制冷剂的压力，从而膨胀制冷剂并将制冷剂供给到蒸发器的节流装置(C，130k，143)，其中节流装置与喷射器整体形成。
全文摘要
一种喷射循环装置，包括吸入和压缩制冷剂的压缩机(10)，散发从压缩机排出的高压制冷剂的热的散热器(20)，喷射器(30)，从散热器和喷射器的喷嘴部分之间的制冷剂通道分支，并连接到喷射器的吸入口的分支通道(55)，设置在分支通道中并减压制冷剂的节流单元(40)，以及设置在分支通道中的节流单元的制冷剂流的下游侧并蒸发制冷剂的蒸发器(50)。因此，即使喷射器的吸入性能下降，制冷剂也可以流过蒸发器。
文档编号F25B41/00GK1869551SQ20061008444
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年5月24日
发明者武内裕嗣, 斋藤美歌, 押谷洋, 西田伸, 杉浦崇之 申请人:株式会社电装