专利名称：具有喷射器的制冷剂循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有喷射器的制冷剂循环装置。
背景技术：
目前，在特开2005 — 3083S0号公报中公开有一种制冷剂循环装置， 其在使压縮机喷出的制冷剂散热的散热器的下游侧且喷射器的喷嘴部上 游侧设置分支制冷剂流动的分支部，并使分支后的一支制冷剂向喷嘴部侧 流入，使另一支制冷剂向喷射器的制冷剂吸引口侧流入。该制冷剂循环装置中，在喷射器的扩散部下游侧配置第一蒸发器(流 出侧蒸发器)，在分支部和制冷剂吸引口之间配置节流机构以及第二蒸发 器(吸引侧蒸发器)，制冷剂能够在各自的蒸发器中发挥吸热作用。另外，应用于该种制冷剂循环装置的喷射器中，在喷嘴部使制冷剂等 熵膨胀，由此回收膨胀时的动能的损失，将回收的能量(以下，称为回收 能量)在扩散部变换为压力能。而且，通过将由扩散部升压后的制冷剂吸入压縮机，由此降低压縮机 驱动动力，实现循环效率(COP)的提高。在此，表示喷射器的能量变换 效率的喷射器效率r\e由下面的公式Fl定义。r]e= (l+Ge/Gnoz) X (AP/p) Ai …(Fl)公式F1中，Ge为从喷射器的制冷剂吸引口吸引的制冷剂流量，Gnoz 为通过喷射器的喷嘴部的制冷剂流量，AP为喷射器的扩散部的升压量， P为从制冷剂吸引口吸引的制冷剂密度，另外，Ai为喷嘴部出入口间的 焓差。如所述公式Fl所示，即使设计了喷射器的各部的尺寸 形状等以使 喷射器效率ne成为所希望的值，但只要表示由喷嘴部回收的回收能量的 指标即焓差Ai的绝对量不上升，就不能够使表示由扩散部变换的压力能 的指标即AP/p的绝对量上升。
艮P，规定的喷射器效率ne中，只要使烚差Ai的绝对量不上升，就不 能够使AP的绝对量上升，因此，也不能够扩大压縮机吸入制冷剂压力的 上升所带来的循环效率(COP)提高效果。发明内容本发明是鉴于所述问题而构成的，其目的在于提供一种制冷剂循环装 置，其将制冷剂的流动在喷射器的喷嘴部上游侧分支，其中，使喷嘴部的 回收能量增加，增大扩散部的升压量。本发明之一例中，提供一种制冷剂循环装置，其特征在于，具备压 縮机，其压縮并喷出制冷剂；分支部，其将压缩机喷出的制冷剂的流动分 支；第一散热器，其使由分支部分支的一支高温高压制冷掘散热;-喷射器， 其具备使第一散热器下游侧制冷剂减压膨胀的喷嘴部、利用从喷嘴部喷射 的高速度的制冷剂流来吸引制冷剂的制冷剂吸引口、使从喷嘴部喷射的高 速度的制冷剂流和来自制冷剂吸引口的吸引制冷剂混合并升压的扩散部； 第二散热器，其使由分支部分支的另一支高温高压制冷剂散热；节流装置， 其使第二散热器下游侧制冷剂减压膨胀；吸引侧蒸发器，其使节流装置下 游侧的制冷剂蒸发，并向制冷剂吸引口上游侧流出，在第一散热器以及第 二散热器的上游侧配置分支部，使第一散热器中的制冷剂散热量比第二散 热器中的制冷剂散热量少。据此，能够使向喷嘴部流入的制冷剂的焓比向节流装置流入的制冷剂 的焓增加。但是，当喷嘴部入口侧制冷剂的焓增加时，如图2所示，使制冷剂等 熵膨胀之际的焓的减少量增多。即，在喷射器的喷嘴部，以相同压力量等 熵膨胀的情况下，喷嘴部入口侧制冷剂的焓越高，喷嘴部入口侧制冷剂的 焓和喷嘴部出口侧制冷剂的焓的差，即喷嘴部出入口之间的焓差(Ai)就 越大。因此，在所述的制冷剂循环装置中，如果设计喷射器的各部的尺寸*形 状等以使由所述公式F1表示的喷射器效率(ne)成为所希望的值，则能 够使表示由喷嘴部回收的回收能量的指标即焓差(Ai)的绝对量增大，也
其结果是，与将分支部设置在散热器的下游侧的制冷剂循环装置相 比，能够扩大由于压缩机吸入制冷剂压力的上升带来的循环效率(COP) 提高效果。
另外，当使喷嘴部入口侧制冷剂的焓增加时，喷嘴部入口侧制冷剂的 气相制冷剂的比例(干度)变高。而且，气相制冷剂的比例(干度)变高。 因此，由于通过喷嘴部的制冷剂密度减小，所以能够为了使与喷嘴部入口 侧制冷剂只是液相制冷剂的情况相同流量的制冷剂减压，而较大设计喷嘴 部的最小通路面积。其结果是，喷嘴部的加工变容易，能够降低喷嘴部的 加工成本。
另外，在分支部，由于能够分支从压缩机喷出的气相状态的制冷剂， 所以对于分支气液两相状态的制冷剂的情况，能够不受重力及制冷剂的动 量的影响而适当分支。
所述的制冷剂循环装置中，例如，第一散热器中制冷剂散热的散热部 面积也可以比第二散热器中制冷剂散热的散热部面积小。据此，能够容易 地实现第一散热器中的制冷剂散热量比第二散热器中的制冷剂散热量少 的构成。
或者，第二散热器为使通过内部的制冷剂和通过外部的空气进行热交 换的热交换器，第一散热器也可以是使通过内部的制冷剂和由第二散热器 热交换后的空气进行热交换的热交换器。此时，相对于第二散热器中的制 冷剂和空气的温度差，第一散热器中的制冷剂和空气的温度差变小，因此， 容易实现第一散热器中的制冷剂散热量比第二散热器中的制冷剂散热量 小的构成。
或者，所述的制冷剂循环装置也可以具备使从扩散部流出的制冷剂蒸 发的流出侧蒸发器。据此，不仅吸引侧蒸发器中制冷剂能够发挥吸热作用， 而且流出侧蒸发器中制冷剂也能够发挥吸热作用。
或者，所述的制冷剂循环装置中，具备将扩散部下游侧制冷剂分离成 气相制冷剂和液相制冷剂，并将气相制冷剂向压縮机吸入侧流出的气相分 离器，也可以具备将液相制冷剂向节流装置下游侧且吸引侧蒸发器上游侧 引导的制冷剂通路。据此，能够将由节流装置减压后的低压制冷剂和来自 气液分离器的液相制冷剂双方向吸引侧蒸发器供给，因此，能够始终向吸
引侧蒸发器供给液相制冷剂的比例高(干度小)的低压制冷剂，在吸引侧 蒸发器中制冷剂能够可靠地发挥吸热作用。另外，在所述的制冷剂通路上，也可以设置只容许制冷剂从气液分离 器侧向吸引侧蒸发器侧流动的止回阀。另外，所述的制冷剂循环装置，也可以具备使压縮机吸入的制冷剂和 第二散热器出口侧制冷剂进行热交换的内部热交换器。据此，通过在内部 热交换器中的制冷剂相互之间的热交换，向吸入侧蒸发器流入的制冷剂被 冷却，因此，能够增大吸引侧蒸发器中的制冷剂入口、出口之间的制冷剂 的烚差，从而能够增大循环的制冷能力。在所述的制冷剂循环装置中，分支部、第一散热器以及第二散热器也 可以设为一体结构。据此，f獬实现制冷剂循环装置的J荅载空间的小型化、 制造成本的降低。
图1是表示本发明第一实施方式的制冷剂循环装置的概略图； 图2是第一实施方式的制冷剂循环的莫里尔图；图3是表示与第一实施方式比较的比较例的制冷剂循环装置的概略图；图4是表示第二实施方式的制冷剂循环装置的概略图； 图5是表示第二实施方式的制冷剂循环的莫里尔图； 图6是表示第三实施方式的制冷剂循环装置的概略图。
具体实施方式
(第一实施方式)利用图1 3说明本发明的第一实施方式。图1是将本发明的制冷剂 循环装置10应用于车辆用空调装置的例子的整体构成图。首先，在制冷 剂循环装置10中，吸入并压縮制冷剂的压縮机11通过电磁离合器lla、 带等利用未图示的车辆行驶用发动机旋转驱动。作为该压縮机11，也可以采用能够根据喷出容量的变化而调整制冷剂 喷出能力的可变容量型压縮机，或通过电磁离合器lla的断续使压縮机动
作的工作率变化从而调整制冷剂喷出能力的固定容量型压縮机中的任意 之一。另外，作为压縮机，如果采用电动压縮机，则能够通过调整电动旋 转机的转速而调整制冷剂喷出能力。在压縮机11的制冷剂喷出侧设有将制冷剂的流动分支的分支部A。该分支部A由具有一个制冷剂流入口和两个制冷剂流出口的三联接头等 容易地构成。而且，由分支部A分支的一支制冷剂向第一散热器12侧流 入，另一支制冷剂向第二散热器13侧流入。第一散热器12以及第二散热器13分别为在由分支部A分支出的高温 高压制冷剂和通过送风扇14送来的外气(车室外空气)之间进行热交换， 从而使高温高压制冷剂冷却而散热的热交换器，本实施方式采用众所周知 的散热片管路型热交换器。更具体地说，第一散热器12以及第二散热器13构成为，制冷剂在内部流动的多个制冷剂管上下方向叠层，促进制冷剂和空气的热交换的散热 片配置在邻接的制冷剂管之间，沿制冷剂管的叠层方向延伸并对制冷剂进 行分配、集合的总箱(headertank)与各制冷剂管的长度方向两端侧连接。再有，本实施方式中，第一散热器12的制冷剂管以及散热片的数量 比第二散热器13的制冷剂管以及散热片的数量少。由此，能够使第一散 热器12中制冷剂散热的散热部面积(热交换部面积)比第二散热器13中 制冷剂散热的散热部面积(热交换部面积)小。另外，送风扇14为由电动马达14a驱动的电动风扇，电动马达14a 由从后述的空调控制装置22输出的控制电压旋转驱动。在第二散热器13的下游侧配置有将制冷剂分离成气相制冷剂和液相 制冷剂并将液相制冷剂贮存的构成气液分离器的接收器15。该接收器15 做成罐状的形状，利用气相制冷剂和液相制冷剂的密度差分离气液。在接 收器15的底部设有液相制冷剂出口，向接收器15的下游侧导出被分离的 液相制冷剂。另外，本实施方式中，在图1的虚线I的内部表示的分支部A、第一 散热器12、第二散热器13以及接收器15组装成一体结构。具体地说，所 述的构成部件12、 13、 15分别由铝构成，通过焊接而一体接合。因此，由送风扇14送来的空气沿箭头B方向流动，首先，在第二散
热器13中冷却由分支部A分支的一支高压制冷剂，其次，在第一散热器 12中冷却由分支部A分支的另一支高压制冷剂。即，在第一散热器12中， 对分支后的制冷剂和由第二散热器13热交换后的空气进行热交换。
另外，本实施方式的制冷剂循环装置10作为制冷剂采用氟利昂系的 制冷剂，构成高压侧制冷剂压力不上升到制冷剂的临界压力以上的亚临界 循环。此时，第一散热器12以及第二散热器13具有使制冷剂凝结的凝结 器的功能。
其次，在第一散热器12的出口侧连接有喷射器16的喷嘴部16a。喷 射器16为使制冷剂减压的减压装置，并且也是通过高速喷出的制冷剂流 的吸引作用来进行制冷剂循环的制冷剂循环装置。
另外，喷射器16具有将从第一散热器12流出的高压制冷剂的通路 面积较小地收縮，使高压制冷剂等熵减压膨胀的喷嘴部16a;与喷嘴部16a 的制冷剂喷射口连通配置，吸引从后述的吸引侧蒸发器21流出的制冷剂 的制冷剂吸引口 16b。
而且，在喷嘴部16a以及制冷剂吸引口 16b的制冷剂流下游侧部位， 设置有将从喷嘴部16a喷射的高速度的制冷剂和来自制冷剂吸引口 16b的 吸引制冷剂混合的混合部16c，在混合部16c的制冷剂流下游侧配置有形 成升压部的扩散部16d。
扩散部16d形成为缓缓加大制冷剂通路面积的形状，具有使制冷剂流 减速、使制冷剂压力上升的作用，即具有将制冷剂的速度能变换为压力能 的作用。而且，在喷射器16的扩散部16d出口侧连接有流出侧蒸发器17。
流出侧蒸发器17为在流出了扩散部16d的低压制冷剂和由送风扇18 送来的空气(内气或外气)之间进行热交换，使低压制冷剂蒸发而发挥吸 热作用的热交换器。另外，送风扇18为由电动马达18a驱动的电动扇， 电动马达18a通过从空调控制装置22输出的控制电压旋转驱动。
在流出侧蒸发器17的制冷剂出口侧连接有内部热交换器19的低压侧 制冷剂流路19b的入口侧。该内部热交换器19在通过高压侧制冷剂流路 19a的接收器15流出侧制冷剂和通过低压侧制冷剂流路19b的压縮机11 吸入侧制冷剂之间进行热交换。
作为该内部热交换器19的具体构成，可以采用各种构成，但本实施 方式中采用二重管式的热交换器构成。具体地说，为如下构成在形成高压侧制冷剂流路19a的外侧管的内侧配置有形成低压侧制冷剂流路19b的 内侧管。而且，在低压侧制冷剂流路19b的出口侧连接有压縮机11吸入侧。其次，在接收器15的液相制冷剂出口连接有内部热交换器19的高压 侧制冷剂流路19a。而且，在高压侧制冷剂流路19a的下游侧连接有节流 装置20。该节流装置20为使制冷剂减压膨胀并且对向吸引侧蒸发器21 的制冷剂流量起调整作用的节流装置，例如，由毛细管或节流孔之类的固 定节流机构构成。在节流装置20的下游侧连接有吸引侧蒸发器21。吸引侧蒸发器21 为使通过内部的低压制冷剂和送风扇18的送风空气进行热交换，从而使 制冷剂蒸发而发挥吸热作用的热交换器。而且，吸引侧蒸发器21的制冷 剂出口侧与制冷剂吸引口 16d连接。本实施方式中，流出侧蒸发器17以及吸引侧蒸发器21组装成一体结 构。具体地说，由铝构成流出侧蒸发器17以及吸引侧蒸发器21的构成部 件并通过焊接接合成一体结构。因此，由所述送风扇18送来的空气，沿箭头C方向流动，首先，由 流出侧蒸发器17冷却，接着由吸引侧蒸发器21冷却。即，能够由流出侧 蒸发器17以及吸引侧蒸发器21冷却同一的冷却对象空间(车室内)。下面，说明本实施方式的电气控制部的概要。空调控制装置22 (A7C ECU)由包含CPU、 ROM以及RAM等的周知的微型计算机和其周边电 路构成。该空调控制装置22根据存储在该ROM内的控制程序进行各种运 算、处理，控制所述的各种电气式的促动器lla、 14a、 18a等的动作。另外，在空调控制装置22中输入来自各种传感器组(未图示)的检 测信号以及来自操作面板(未图示)的各种操作信号。作为传感器组，更 具体地说，设置检测外气温度(车室外温度)的外气传感器等。另外，在 操作面板上设置使车辆用空调装置制冷装置动作的动作开关、设定冷却对 象空间的冷却温度的温度设定开关等。下面，参照图2说明所述构成的本实施方式的制冷剂循环装置的动 作。图2是概略地表示本实施方式的制冷剂循环中的制冷剂的状态的莫里
尔图。
首先，在车辆行驶用发动机工作的状态下，打开操作面板的动作开关，
空调控制装置22根据预先存储的控制程序将控制信号输出到各种电气式 促动器lla、 14a、 18a等。由此，电磁离合器lla连接，驱动力从车辆行 驶用发动机向压縮机ll传递。
传递驱动力的压缩机将制冷剂吸入、压縮并且喷出。此时的制冷剂的 状态为图2的a点。另外，从压縮机11喷出的高温高压状态的气相制冷 剂由分支部A分支并向第一散热器12以及第二散热器13流入。
从分支部A向第二散热器13流入的制冷剂与从送风扇14送来的送风 空气(外气)进行热交换而散热(图2的a点一b点)。另一方面，从分支 部A向第一散热器12流入的制冷剂与从送风扇14送来的、由第二散热器 13热交换后的空气进行热交换而散热(图2的a点一c点)。
在此，第一散热器12的散热部面积，如上所述，比第二散热器13的 散热部面积小，因此，第一散热器12中的制冷剂散热量比第二散热器13 中的制冷剂散热量少。
另外，第一散热器12中，制冷剂与由散热器13热交换后的送风空气 进行热交换，因此，相对于第二散热器13中的制冷剂和送风空气的温度 差，第一散热器12中的制冷剂和送风空气的温度差变小。所以，第一散 热器12中的制冷剂散热量比第二散热器13中的制冷剂散热量更进一步减 少。
其结果是，第一散热器12出口侧制冷剂(图2的c点)的烚比第二 散热器13出口侧制冷剂(图20的b点)的焓值高。
从第一散热器12流出的制冷剂流入喷射器16的喷嘴部16a，等熵减 压膨胀(图2的c点一d点)。然后，该减压膨胀时制冷剂的压力能变换为 速度能，制冷剂从喷嘴16a的制冷剂喷射口以高速度喷出。通过此时的制 冷剂吸引作用，从制冷剂吸引口 16b吸引通过吸引侧蒸发器21后的制冷 剂。
而且，在混合部16c，混合从喷嘴部16a的制冷剂喷射口喷射的喷射 制冷剂和从制冷剂吸引口 16b吸引的吸引制冷剂(图2的d点一e点)，流 入扩散部16d。通过在该扩散部16d扩大通路面积，制冷剂的速度(膨胀)
能变换成压力能，因此制冷剂的压力上升(图2的e点一f点)。从喷射器16的扩散部16d流出的制冷剂向流出侧蒸发器17流入，从 送风扇18的送风空气吸热而蒸发(图2的f点一g点)。还有，从流出侧 蒸发器17流出的制冷剂流入内部热交换器19的低压侧制冷剂流路19b， 与通过高压侧制冷剂流路19a的高压制冷剂进行热交换而被加热(图2的 g点一h点)。在内部热交换器19的低压侧制冷剂流路19b被加热的气相制冷剂被 吸入压縮机ll并再次被压缩(图2的h点一a点)。另一方面，从第二散热器13向接受器15流入的制冷剂分离成气相制 冷剂和液相制冷剂(图2的b点一i点)，从接收器15流出的液相制冷剂 向内部热交换器19的高压侧制冷剂流路19a流入，与通过低压侧制冷剂 流路19b的压縮机11吸入的制冷剂进行热交换而被冷却，成为过冷却状 态(图2的i点一j点)。然后，高压侧制冷剂流路19a下游侧的液相制冷剂由节流装置20等 焓减压而成为低压制冷剂(图2的j点一k点)，该低压制冷剂流入吸引侧 蒸发器21。向吸引侧蒸发器21流入的制冷剂从由流出侧蒸发器17热交换 后的空气吸热而蒸发(图2的k点一l点)。通过吸引侧蒸发器21后的气 相制冷剂从制冷剂吸引口 16b吸引到喷射器16内(图2的1点一e点)。如上所述，本实施方式的制冷剂循环中，将喷射器16的扩散部16d 的下游侧制冷剂向流出侧蒸发器17供给，并且通过节流装置20将从接收 器15流出的液相制冷剂向吸引侧蒸发器21供给，因此，流出侧蒸发器17 以及吸引侧蒸发器21能够同时发挥冷却作用。另外，能够使从送风扇18送来的空气按照流出侧蒸发器17—吸引侧 蒸发器21的顺序通过并冷却同一冷却对象空间。此时，将流出侧蒸发器 17的制冷剂蒸发压力设为由扩散部16d升压后的压力，另一方面，吸引侧 蒸发器21与制冷剂吸引口 16b连接，因此，能够将吸引侧蒸发器21的制 冷剂蒸发压力设为喷嘴部16a刚刚减压后的最低压力。因此，能够使吸引侧蒸发器21的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度) 比流出侧蒸发器17的制冷剂蒸发压力(制冷剂蒸发温度)低。其结果是， 确保流出侧蒸发器17以及吸引侧蒸发器21的制冷剂蒸发温度和送风空气
的温度差，从而能够高效率冷却送风空气。另外，由于在压縮机11吸入侧连接有流出侧蒸发器17下游侧，所以 能够使由扩散部16d升压后的制冷剂吸入压縮机11。其结果是，能够使压 縮机11的吸入压上升，因此能够降低压縮机11的驱动动力。还有，通过内部交换器19的作用，能够扩大吸引侧蒸发器21中的制冷剂入口 出口之间的制冷剂的焓差，因此，能够增大循环的制冷能力。其结果是，能够提高循环效率(COP)。接着，将本实施方式的制冷剂循环装置中的扩散部16d的升压量AP 与图3所示的制冷剂循环装置(以下，称为比较例的制冷剂循环)进行比 较而进行说明。另外，在图2的莫里尔图中用虚线概略地表示比较例的制 冷剂循环中的制冷剂的状态。首先，图3所示的循环如下构成相对于本实施方式的制冷剂循环， 废止第一散热器12，在内部热交换器19的高压侧制冷剂流路19a下游侧 配置分支部A，使制冷剂从分支部A向喷嘴部16a以及节流装置20流入。艮P，比较例的制冷剂循环为在第二散热器13的下游侧且喷嘴部16a 的上游侧设有将制冷剂的流动分支的分支部A的循环。其它的构成与本实 施方式的制冷剂循环相同。其次，说明比较例的制冷剂循环的动作。当利用车辆发动机驱动压縮 机11时，压縮机11将制冷剂吸入、压缩并喷出。从压縮机11喷出的高 温高压的气相制冷剂向第二散热器13流入，与由送风扇送来的外气进行 热交换而散热。而且，在接收器15中气液分离后的液相制冷剂由内部热 交换器19冷却，再由分支部A分支(图2的a点一i点一j点)。比较例的制冷剂循环中通过送风扇调整向第二散热器13送去的送风 量，使第二散热器13出口侧制冷剂的状态(图2的b点)与本实施方式 的制冷剂循环相同，调整内部热交换器19中的热交换程度，使高压侧制 冷剂流路19a出口侧制冷剂的状态(图2的j点)与本实施方式的制冷剂 循环相同。艮P，比较例的制冷剂循环中向喷射器16侧的喷嘴部16a流入的制冷 剂以及向节流装置20侧流入的制冷剂的状态都设定为与本实施方式的制 冷剂循环的高压侧制冷剂流路19a出口侧制冷剂的状态相同。
从分支部A向喷射器16侧的喷嘴部16a侧流入的制冷剂等熵减压膨 胀(图2的j点一d'点)，在混合部16c与来自制冷剂吸引口 16b的吸引 制冷剂混合(图2的j点一d'点一e'点)。
混合后的制冷剂与本实施方式的制冷剂循环相同，通过扩散部16d升 压，在流出侧蒸发器17中发挥吸热作用，由内部热交换器19加热，再次 被压縮机ll吸入并压縮(图2的e'点一f'点一g'点一h'点)。
另一方面，从分支部A流入节流装置20侧的液相制冷剂与本实施方 式的制冷剂循环相同，由节流装置20减压，在吸引侧蒸发器21中发挥吸 热作用，由制冷剂吸引口 16a吸引，在混合部16c中与喷嘴部16a喷射的 制冷剂混合(图2的j点一k点一1点一e'点)。
在此，本实施方式的制冷剂循环中的扩散部16d-的升压量AP如图2 所示，比比较例的制冷剂循环的扩散部16d的升压量AP'大。因此，根
据本实施方式的制冷剂循环，相对于比较例的制冷剂循环，能够得到高循 环效率(COP)提高效果。
在本实施方式的制冷剂循环中，第一散热器12中的制冷剂散热量少 于第二散热器13中的制冷剂散热量，因此，喷射器16的喷嘴部16a入口 侧制冷剂的烚比比较例的制冷剂循环的喷嘴部16a入口侧制冷剂的烚增 加。
当喷嘴部16a入口侧制冷剂的焓增加时，如图2所示，等熵线的斜率 变缓。因此，使制冷剂等熵膨胀时的焓的减少量增多。
艮P，在喷射器16的喷嘴部16a，等熵膨胀相同压力量时，喷嘴部16a 入口侧制冷剂的烚越高，喷嘴部16a入口侧致冷剂的焓和喷嘴部16a出口 侧制冷剂的焓的差(喷嘴部16a出入口间的焓差)Ai越大。
具体地说，如图2所示，本实施方式的制冷剂循环的喷嘴部16a出入 口间的焓差A i的绝对量比比较例的制冷剂循环的焓差A i'的绝对量大。
而且，当喷嘴部16a出入口间的焓差Ai的绝对量变大时，如所述的 公式Fl所示，如果设计喷射器16的各部的尺寸 形状等以使喷射器效率 ne成为所希望的值，则也能够使扩散部16d中的升压量八P增大。
其结果是，在本实施方式的制冷剂循环中，能够扩大扩散部16d的升 压量AP的绝对值，能够降低压縮机驱动动力，因此，相对于比较例的制
冷剂循环，能够得到高循环效率(COP)提高效果。另外，当使喷嘴部16a入口侧制冷剂的焓增加时，如图2所示，相对 于比较例的制冷剂循环，能够提高喷嘴部16a入口侧制冷剂的气相制冷剂 比例(干度)。当喷嘴部16a入口侧制冷剂的气相制冷剂比例变高时，通过喷嘴部16a 的制冷剂密度减小，因此，能够较大地设计用于使与喷嘴部16a入口侧制 冷剂只是液相制冷剂的情况相同流量的制冷剂减压的喷嘴部16a的最小通 路面积。其结果是，喷嘴部16a的加工变容易，能够得到降低喷嘴部16a 的加工成本的效果。另外，本实施方式的制冷剂循环中，在分支部A能够将从压縮机11 喷出的气相状态的制冷剂分支，因^:，相对于将气液二相状态的制冷剂分 支的情况，能够不受重力及制冷剂的动量的影响而适当分支。其结果是， 能够适当控制从分支部A向第一散热器12以及第二散热器13流入的制冷 剂流量。(第二实施方式)第一实施方式中，在第二散热器13的下游侧配置有接收器15，第二 实施方式中，如图4所示，废止接收器15，在流出侧蒸发器17下游侧配 置有储能器23。储能器23为将流出侧蒸发器17下游侧的低压制冷剂分离另外 储能器23形成罐状的形状，禾lj用气相制冷剂和液相制冷剂的 密度差分离气液，使气相制冷剂从设于上部的气相制冷剂流出口向压縮机 11的吸入侧流出，使液相制冷剂从设于底部的液相制冷剂流出口向制冷剂 通路24侧流出。该制冷剂通路24的另一端侧与节流装置20的下游侧和吸引侧蒸发器 21的上游侧之间的合流部D连接，并且在制冷剂通路24上设置有只容许 制冷剂从储能器23侧向合流部D侧流动的止回阀25。其它的制冷剂循环 构成与第一实施方式相同。下面，说明在所述的制冷剂循环构成中本实施方式的动作。图5的莫 里尔图用实线概略表示本实施方式的制冷剂循环中的制冷剂的状态。另 外，图5中，制冷剂的状态与图2所示的制冷剂的状态相同时，使用相同
的符号进行表示。
例如，当由车辆发动机驱动压縮机ll时，压縮机ll将制冷剂压縮并
喷出，从压縮机ll喷出的高温高压状态的气相制冷剂(图5的a点)，向 由分支部A分支的第一散热器12以及第二散热器13流入。
首先，从分支部A向第一散热器12流入的制冷剂，与第一实施方式 一样，与由第二散热器13热交换后的空气(外气)进行热交换而散热， 向喷射器16的喷嘴部16a流入并等熵减压膨胀，在混合部16c与来自制 冷剂吸引口 16b的吸引制冷剂混合(图5的a点一c点一d点一e点)。
混合后的制冷剂由扩散部16d升压，在流出侧蒸发器17中发挥吸热 作用，向储能器23流入并进行气液分离(图5的e点一f点一g点)。从储 能器23流出的气相制冷剂(图5的g点)由内部热交换器19加热，并再 次被压缩机11吸入并压縮(图5的g点一h点一a点)。
另一方面，从分支点向第二散热器13流入的制冷剂与第一实施方式 一样，与从送风扇送来的空气(外气)进行热交换而散热，由接收器15 进行气液分离，由内部热交换器19冷却，由节流装置20减压膨胀，在吸 引侧蒸发器21中发挥吸热作用(图5的a点一b点一i点一j点一k点一1 点)。
在此，由储能器23分离后的液相制冷剂(图5的m点)通过制冷剂 通路24从合流点D向吸引侧蒸发器21流入而发挥吸入作用(图5的m 点一n点一k点一l点)。在此，图5的m点一n点中的制冷剂的压力降低 是通过制冷剂通路24以及止回阀25时的压力损失。
而且，从吸引侧蒸发器21流出的制冷剂由制冷剂吸引口 16a吸引， 在混合部16c与喷嘴部16a喷射的制冷剂混合(图5的1点一e点)。
因此，在本实施方式的制冷剂循环中，在第一散热器12以及第二散 热器13的上游侧配置分支部A，第一散热器12中的制冷剂散热量比第二 散热器13中的制冷剂散热量少，所以，相对于所述比较例的制冷剂循环 之类的将分支部A配置在第二散热器13的下游侧且喷嘴部16a的上游侧 的循环，能够增加喷嘴部16a的入口侧制冷剂的焓。
其结果是，能够扩大喷嘴部16a出入口间的焓差Ai，因此，与第一实 施方式相同，能够得到高循环效率(COP)提高效果。
而且，本实施方式中设有储能器23，因此，能够将由该储能器23分 离后的液相制冷剂和通过节流机构18后的气液二相制冷剂这双方的制冷 剂向吸引侧蒸发器21供给。其结果是，能够将液相制冷剂比例高的制冷 剂(干度小的制冷剂)始终稳定地向吸引侧蒸发器21供给，能够有利于 第二蒸发器19的性能提高。另外，通过设置止回阀25，也能够可靠地阻止通过节流机构18后的 气液二相制冷剂直接流入低压侧气液分离器23内。 (第三实施方式)图6为本发明的第三实施方式所示的制冷剂循环装置的整体构成图， 相对于第一实施方式废弃了流出侧蒸发器17。其它的构成与第一实施方式 相同。即使是第三实施方式的制冷剂循环构成，也在第一散热器12以及第 二散热器13的上游侧配置分支部A，使第一散热器12中的制冷剂散热量 比第二散热器13中的制冷剂散热量少，因此，相对于所述比较例的制冷 剂循环之类的将分支部A配置在第二散热器13的下游侧且喷嘴部16a的 上游侧的循环，能够增加喷嘴部16a入口侧制冷剂的焓。其结果是，与第一实施方式相同，能够扩大喷嘴部16a出入口之间的 焓差Ai的绝对量，能够扩大扩散部16d的升压量AP的绝对量，因此，能够得到高循环效率(COP)提高效果。 (其它实施方式) 本发明并不限于所述实施方式，可以进行如下的各种变形。 (1)所述的各实施方式中，作为喷射部16，说明了采用制冷剂通路面 积具有一定的喷嘴部16a的固定喷射器的例子，但作为喷射部16，也可以 采用具有可以变更制冷剂通路面积的可变喷嘴部的可变喷射器。作为可变喷嘴部的具体例子，形成为在可变喷嘴部的制冷剂通路内插 入针，通过电气促动器(例如，步进马达之类的马达促动器或电磁螺线管 机构等)使该针的位置变位，从而调整制冷剂通路面积的机构即可。而且，作为该电气促动器的具体的控制，例如在第一实施方式中，设 置对流出侧蒸发器17出口侧制冷剂的温度以及压力进行检测的检测装置， 空调控制装置22根据这些检测值算出流出侧蒸发器17出口侧制冷剂的过
热度，并对电气式促动器输出控制信号使该过热度处于预定的目标范围即 可。
(2) 所述的各实施方式中，在第二散热器13下游侧配置有接收器15， 但是作为第二散热器13，也可以采用具有使制冷剂凝结的凝结用热交换 部、导入来自该凝结用热交换部的制冷剂并分离制冷剂的气液的接收器 15、过冷却来自该接收器15的饱和液相制冷剂的过冷却用热交换部的所 谓的低温处理型的凝结器。
(3) 在所述的实施方式中，设有使向节流装置20流入的制冷剂和压 縮机11吸入侧制冷剂进行热交换的内部热交换器19,但是当然，也可以 将本发明应用于废止了内部热交换器19的制冷剂循环装置。
(4) 所述的各实施方式中，相对于第二散热器13减少第一散热器=12 的管路以及散热片的数量，由此，能够实现使第一散热器12中的制冷剂 散热量少于第二散热器13中的制冷剂散热量的构成，但是也可以通过其 它装置实现。例如，也可以相对第二散热器13使第一散热器12小型化。 具体地说，也可以使第一散热器12的热交换部的面积比第二散热器13的 热交换部的面积小。例如，虽然管路以及散热片的数量相同，但也可以设 定第一散热器12的管路以及散热片的长度比第二散热器13的管路以及散 热片的长度短。
(5) 所述的各实施方式中，说明了设有内部热交换器19以及节流装 置20的制冷剂循环，但是也可以废止节流装置20，使内部热交换器19 的高压侧制冷剂流路19a发挥减压功能。具体地说，也可以由毛细管构成 高压侧制冷剂流路19a，与通过低压侧制冷剂流路19b的制冷剂进行热交 换的同时进行减压。
(6) 所述的各实施方式中，在所述的实施方式中由固定节流机构构成 了节流装置20，但作为节流装置20，也可以采用可以电气地、机械地变 更制冷剂通路面积的可变节流机构。
(7) 所述的各实施方式中，说明了车辆用的制冷循环，但不限于车辆 用，当然相对于固定用等的制冷循环，也同样能够应用本发明。
(8) 所述的各实施方式中，说明了作为制冷剂采用氟利昂系制冷剂的 例子，但也可以采用HC系制冷剂以及二氧化碳。 (9)所述的各实施方式中，将第一散热器12以及第二散热器13设为 使制冷剂和外气进行热交换的室外侧热交换器，将流出侧蒸发器17以及 吸引侧蒸发器21设为室内侧热交换器，从而应用于车室内冷却用，反之， 也可以将本发明的制冷剂循环装置应用于将流出侧蒸发器17以及吸引侧 蒸发器21设为从外气等的热源吸热的室外侧热交换器，并将第一散热器 12以及第二散热器13设为加热空气、水等的被加热流体的室内侧热交换 器而构成的热泵中。
权利要求
1、 一种制冷剂循环装置，其特征在于，具备-压縮机(11)，其压縮并喷出制冷剂；分支部(A)，其将所述压縮机(11)喷出的制冷剂的流动分支； 第一散热器(12)，其使由所述分支部(A)分支的一支高温高压制冷 剂散热；喷射器(16)，其具备使第一散热器(12)下游侧制冷剂减压膨胀的 喷嘴部(16a)、利用从喷嘴部(16a)喷射的高速度的制冷剂流来吸引制 冷剂的制冷剂吸引口 (16b)、使从喷嘴部(16a)喷射的高速度的制冷剂 流和来音制冷剂吸引口 (16b)的吸弓l制冷剂混合并升压的扩散部(16d);第二散热器(13)，其使由所述分支部(A)分支的另一支高温高压制 冷剂散热；节流装置(20)，其使所述第二散热器(13)下游侧制冷剂减压膨胀； 吸引侧蒸发器(21)，其使所述节流装置(20)下游侧的制冷剂蒸发，并向所述制冷剂吸引口 (16b)上游侧流出，在所述分支部(A)的下游侧配置所述第一散热器(12)以及所述第二散热器(13)，使所述第一散热器(12)中的制冷剂散热量比所述第二散热器(13)中的制冷剂散热量少。
2、 如权利要求l所述的制冷剂循环装置，其特征在于， 所述第一散热器(12)中制冷剂散热的散热部面积比所述第二散热器(13)中制冷剂散热的散热部面积小。
3、 如权利要求l所述的制冷剂循环装置，其特征在于， 所述第二散热器(13)为使通过内部的制冷剂和通过外部的空气进行热交换的热交换器，所述第一散热器(12)为使通过内部的制冷剂和由所述第二散热器 (13)热交换后的空气进行热交换的热交换器。
4、 如权利要求l所述的制冷剂循环装置，其特征在于， 具备使从所述扩散部(16d)流出的制冷剂蒸发的流出侧蒸发器(17)。
5、 如权利要求1所述的制冷剂循环装置，其特征在于，具备气液分离器(23)，该气液分离器(23)将所述扩散部(16d)下 游侧制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂，使所述气相制冷剂向所述压 縮机(11)吸入侧流出，具备制冷剂通路(24)，该制冷剂通路(24)将所述液相制冷剂向所 述节流装置(20)下游侧且所述吸引侧蒸发器(21)上游侧引导。
6、 如权利要求5所述的制冷剂循环装置，其特征在于， 在所述制冷剂通路(24)上设有只容许制冷剂从所述气液分离器(23)侧向所述吸引侧蒸发器(21)侧流动的止回阀(25)。
7、 如权利要求1 6中任一项所述的制冷剂循环装置，其特征在于， 具备使所述压縮机(11)吸入的制冷剂和所述第二散热器(13)出口侧的制冷剂进行热交换的内部热交换器(19)。
8、 如权利要求1 6中任一项所述的制冷剂循环装置，其特征在于， 所述分支部(A)、所述第一散热器(12)以及所述第二散热器(13)设为一体结构。
全文摘要
本发明提供一种制冷剂循环装置，其具备分支部(A)，其将压缩机(11)喷出的制冷剂的流动分支；第一散热器(12)，其使由所述分支部(A)分支的一支高温高压制冷剂散热；喷射器(16)，其具备使第一散热器(12)下游侧制冷剂减压膨胀的喷嘴部(16a)；第二散热器(13)，其使由所述分支部(A)分支的另一支高温高压制冷剂散热；节流装置(20)，其使所述第二散热器(13)下游侧制冷剂减压膨胀；吸引侧蒸发器(21)，其使所述节流装置(20)下游侧的制冷剂蒸发，并向喷射器(16)的制冷剂吸引口(16b)上游侧流出。另外，在所述分支部(A)的下游侧配置有所述第一散热器(12)以及所述第二散热器(13)，以使所述第一散热器(12)中的制冷剂散热量比所述第二散热器(13)中的制冷剂散热量少。
文档编号F25B1/06GK101122428SQ20071014091
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月10日 优先权日2006年8月11日
发明者五丁美歌, 押谷洋, 武内裕嗣, 高野义昭 申请人:株式会社电装