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    • 专利摘要:
    In einem Ejektorpumpenkreis mit einer Ejektorpumpe (40) wird ein Dekompressionsmaß eines Kältemittels zwischen einer Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (50) und einem Verdampfapparat (30) durch ein Differentialdruckregelventil (63) eingestellt, sodass ein Druckerhöhungsmaß in einem Druckerhöhungsabschnitt (42, 43) der Ejektorpumpe so geregelt wird, dass er gleich oder niedriger als ein vorbestimmtes Maß ist. Deshalb kann ein übermäßiger Anstieg eines Saugdrucks des in den Kompressor zu saugenden Kältemittels entsprechend dem Anstieg des Druckerhöhungsmaßes in der Ejektorpumpe beschränkt werden, und ein Abfall der Wärmestrahlleistung eines Kühlers (20) kann verhindert werden. So kann in dem Ejektorpumpenkreis immer eine ausreichende Kühlleistung erzielt werden.
    公开号:DE102004019364A1
    申请号:DE102004019364
    申请日:2004-04-21
    公开日:2004-11-11
    发明作者:Yukikatsu Nishio Ozaki；Hirotsugu Kariya Takeuchi
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F25B1-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Dampfkompressions-Kühlkreismit einer Ejektorpumpe (Ejektorpumpenkreis), welcher effektiv für eine Fahrzeug-Klimaanlageverwendet werden kann.
    [0002] Ineinem in 13 dargestelltenEjektorpumpenkreis strömtein Kältemittelin der folgenden Reihenfolge eines Kompressors 110 → eines Kühlers 120 → einer Düse einerEjektorpumpe 140 → einer Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung150 → desKompressors 110. Gleichzeitig strömt das Kältemittel auch durch eine Mitreißfunktioneines Hochgeschwindigkeits-Antriebsstroms des aus der Düse der Ejektorpumpe 140 gespritztenKältemittelsin der folgenden Reihenfolge der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 150 → einer Drosselvorrichtung 161 → eines Verdampfapparats 130 → eines Druckerhöhungsabschnittsder Ejektorpumpe 140 → derGas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 150.
    [0003] 14 zeigt Antriebsstromzustände in dem Ejektorpumpenkreisin 13, wenn Kohlendioxid alsKältemittelverwendet wird. In 14 geben P1–P6 Kältemittelzustände an dengleichen Positionen an, die in 13 gezeigtsind. Ferner zeigt der in durchgezogener Linie dargestellte ZustandP1–P6in 14 einen Zustandan, in welchem eine Wärmelastin dem Verdampfapparat 130 größer als in dem in gestrichelterLinie dargestellten Zustand P1–P6ist. Im Allgemeinen ist, wenn ein Druckverlust in einem den Verdampfapparat 130 unddie Ejektorpumpe 140 verbindenden Kühlmittelkanal nicht berücksichtigt wird,ein Druck in dem Verdampfapparat 130 etwa gleich einemDruck an der Position P3 in der Ejektorpumpe 140.
    [0004] Ineinem Abkühlbetriebim Sommer ist eine Außenlufttemperaturhoch, und eine Wärmelast(Klimalast) des Verdampfapparats 130 ist hoch. Weil in diesemFall die Außenlufttemperaturzum Kühlendes Kältemittelsin dem Kühler 120 hochist, wird eine Enthalpiedifferenz bei einer Dekompression der Düse der Ejektorpumpe 140 größer, undein Druckerhöhungsmaß in einemDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 140 wird größer (P4 → P5). So wird der Druck desKältemittelsin der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung150 auf einen Druck (P6) nahe dem kritischen Druck des Kältemittelserhöht,wie in 14 dargestellt.Demgemäß wird,wie in 14 dargestellt,der Druck des in den Kompressor 100 zu saugenden Kältemittelsgrößer, unddie spezifische Enthalpie des in den Kühler 120 strömenden Kältemittelswird kleiner. Weil ferner die Außenlufttemperatur hoch ist,wird das in den Kühler 120 strömende Kältemittelnicht ausreichend gekühlt,und die Wärmestrahlleistungdes Kühlers 120 istverringert.
    [0005] Fernerwird, wenn der Druck des in die Düse der Ejektorpumpe 140 strömenden Kältemittelshöher alsder kritische Druck ist, wie in 14 dargestellt,ein Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 140 im Vergleich zu einem Fall, wenn derDruck des in die Düseder Ejektorpumpe strömendenKältemittelsniedriger als der kritische Druck ist, deutlich größer. Sokann in einem überkritischenKühlkreis,in welchem der Druck des in die Düse strömenden Kältemittels höher als derkritische Druck ist, wenn die Außenlufttemperatur hoch istund der Druck in dem Verdampfapparat 30 im Abkühlbetrieb(Schnellkühlbetrieb)hoch ist, die Wärmestrahlleistungdes Kühlers 120 deutlichverringert sein.
    [0006] InAnbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe dervorliegenden Erfindung, einen Dampfkompressions-Kühlkreismit einer Ejektorpumpe vorzusehen, welcher effektiv verhindern kann,dass eine Wärmestrahlleistungeines Kühlersdeutlich verringert wird.
    [0007] Gemäß der vorliegendenErfindung enthält einDampfkompressions-Kühlkreiseinen Kompressor zum Ausgeben eines Hochdruck-Kältemittels, einen Hochdruck-Wärmetauscherzum Abstrahlen von Wärmedes aus dem Kompressor ausgegebenen Hochdruck-Kältemittels, einen Niederdruck-Wärmetauscher,in welchem ein Niederdruck-Kältemittel nachseiner Dekomprimierung verdampft wird, eine Ejektorpumpe und eineGas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzum Trennen des aus der Ejektorpumpe strömenden Kältemittels in flüssiges Kältemittelund gasförmigesKältemittel.Die Ejektorpumpe enthält eineDüse zumDekomprimieren und Ausdehnen des aus dem Hochdruck-Wärmetauscherströmenden Hochdruck-Kältemittelsund einen Druckerhöhungsabschnitt,in welchem das in dem Niederdruck-Wärmetauscher verdampfte gasförmige Kältemitteldurch einen Hochgeschwindigkeitsstrom des aus der Düse gespritztenKältemittelsangesaugt wird und ein Druck des in den Kompressor zu saugendenKältemittelsdurch Umwandeln von Expansionsenergie des Kältemittels in Druckenergiedavon erhöhtwird. Der Dampfkompressions-Kühlkreisenthältferner eine Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren des vonden Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzu dem Niederdruck-WärmetauscherzugeführtenKältemittelsund eine Druckerhöhungsmaß-Steuereinrichtungzum Steuern eines Druckerhöhungsmaßes des Kältemittelsin dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe. Deshalb kann eine deutliche Erhöhung desDrucks des zu dem Kompressor zu saugenden Kältemittels aufgrund des Druckerhöhungsmaßes in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe beschränktwerden. So kann das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe entsprechend der Wärmelast des Niederdruck-Wärmetauschersgesteuert werden, und die Wärmestrahlleistungdes Hochdruck-Wärmetauscherskann verringert werden.
    [0008] Alternativenthältder Dampfkompressions-Kühlkreisein Druckerhöhungsmaß-Steuergerät, welchesdas von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzu dem Niederdruck-WärmetauscherzugeführteKältemitteldekomprimiert und ein Druckerhöhungsmaß des Kältemittelsin dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe steuert. Deshalb kann das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe beschränktwerden, und die Wärmestrahlleistungdes Kühlerskann verbessert werden. Daher kann, selbst wenn der Dampfkompressions-Kühlkreisfür einen überkritischen Kühlkreisbei einer hohen Außenlufttemperaturverwendet wird, die Wärmestrahlleistungdes Kühlers ausreichendverbessert werden.
    [0009] Vorzugsweiseist das Druckerhöhungsmaß-Steuergerät in einemKältemittelkanalzwischen dem Flüssigkältemittelauslassder Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungund der Kältemitteleinlassseite desNiederdruck-Wärmetauschersangeordnet. Zum Beispiel enthältdas Druckerhöhungsmaß-Steuergerät einenDrosselabschnitt, welcher das von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zudem Niederdruck-WärmetauscherzugeführteKältemitteldekomprimiert, einen Bypasskanal, durch welchen das Kältemittelvon der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzu dem Niederdruck-Wärmetauscheran dem Drosselabschnitt vorbei zugeführt wird, und eine Ventil vorrichtung,welche einen Öffnungsgraddes Bypasskanals einstellt. In diesem Fall ist die Ventilvorrichtung zumBeispiel ein Differentialdruckregelventil, welches geöffnet wird,wenn eine Druckdifferenz vor und nach der Ventilvorrichtung größer alsein vorbestimmter Wert ist. Ferner können der Drosselabschnitt,der Bypasskanal und die Ventilvorrichtung integriert sein.
    [0010] Obigesowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungwerden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugtenAusführungsbeispielenin Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.Darin zeigen:
    [0011] 1 eine schematische Darstellungeines Ejektorpumpenkreises (Dampfkompressions-Kühlkreis) gemäß einemersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0012] 2 eine schematische Schnittansichteiner Ejektorpumpe, die fürden Ejektorpumpenkreis in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
    [0013] 3A eine schematische Schnittansichteines Differentialdruckregelventils in einem Ventilschließbetriebgemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0014] 3B eine schematische Schnittansicht desDifferentialdruckregelventils in einem Ventilöffnungsbetrieb gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0015] 4 eine Graphik einer Beziehungzwischen einer Druckdifferenz ΔPaufgrund des Differentialdruckregelventils und einer Strömungsmenge desNiederdruck-Kältemittelsgemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0016] 5 eine schematische Schnittansichtdes Differentialdruckregelventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0017] 6 eine schematische Darstellungeines Ejektorpumpenkreises (Dampfkompressions-Kühlkreis) gemäß einemdritten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0018] 7 ein Flussdiagramm einesSteuervorgangs des Ejektorpumpenkreises gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
    [0019] 8 eine Graphik einer Beziehungzwischen einer Druckdifferenz ΔPdurch das Differentialdruckregelventil und einer Strömungsmengedes Niederdruck-Kältemittelsgemäß dem drittenAusführungsbeispiel;
    [0020] 9 eine schematische Darstellungeines Ejektorpumpenkreises (Dampfkompressions-Kühlkreis) gemäß einemvierten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0021] 10 ein Flussdiagramm einesSteuervorgangs des Ejektorpumpenkreises gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
    [0022] 11 ein Flussdiagramm einesSteuervorgangs des Ejektorpumpenkreises gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung;
    [0023] 12 eine schematische Darstellungeines Ejektorpumpenkreises (Dampfkompressions-Kühlkreis) gemäß einemsechsten Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung;
    [0024] 13 eine schematische Darstellungeines herkömmlichenEjektorpumpenkreises; und
    [0025] 14 ein Mollier-Diagramm(p-h-Diagramm), das eine Beziehung zwischen einem Kältemitteldruckund einer spezifischen Enthalpie des Kältemittels in dem Ejektorpumpenkreisvon 13 zeigt.
    [0026] BevorzugteAusführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme aufdie beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
    [0027] Imersten Ausführungsbeispielwird ein Ejektorpumpenkreis (Dampfkompressions-Kühlkreis)gemäß der vorliegendenErfindung typischerweise für eineFahrzeug-Klimaanlageverwendet.
    [0028] In 1 ist ein Kompressor 10 einVerstellkompressor zum Ansaugen und Komprimieren eines in dem Ejektorpumpenkreiszirkulierten Kältemittels. DerKompressor 10 wird durch Energie von einem Fahrzeugmotorzum Fahren eines Fahrzeugs angetrieben. Eine Ausgabeleistung desKompressors 10 wird so geregelt, dass eine Temperatur oderein Druck in einem Verdampfapparat 30 innerhalb eines vorbestimmtenBereichs liegt. Ein elektrischer Kompressor kann als Verstellkompressor 10 verwendet werden.In diesem Fall kann eine von dem Kompressor 10 ausgegebeneKältemittelmengedurch Steuern einer Drehzahl geregelt werden.
    [0029] EinKühler 20 istein Hochdruck-Wärmtauscherzum Kühleneines von dem Kompressor 10 ausgegebenen Hochtemperatur-und Hochdruck-Kältemittelsdurch Durchführeneiner Wärmetauschfunktionzwischen Außenluftund dem Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel. Ferner ist der Verdampfapparat 30 einNiederdruck-Wärmetauscherzum Kühlender in einen Raum zu blasenden Luft durch Verdampfen eines flüssigen Kältemittels, insbesonderedurch Durchführeneiner Wärmetauschfunktionzwischen der Luft und dem Niederdruck-Kältemittel.
    [0030] Imersten Ausführungsbeispielwird Kohlendioxid als Kältemittelverwendet, und der Druck des aus dem Kompressor 10 ausgegebenenKältemittels istgleich dem oder höherals der kritische Druck des Kältemittelsgemacht. Deshalb kühltdas Kältemittel indem Kühler 20 ohneKondensation (Phasenwechsel). Deshalb sinkt die Enthalpie des Kältemittelsin dem Kühler 20 durchVerringern der Temperatur des Kältemittelsin dem Kühler 20.Jedoch kann auch Freon (HFC134a) als Kältemittel verwendet werden. Wennder Druck des aus dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittelsniedriger als der kritische Druck ist, sinkt die Enthalpie des Kältemittelsin dem Kühler 2,wobei das Kältemittelin dem Kühler 20 kondensiert.
    [0031] EineEjektorpumpe 40 saugt das in dem Verdampfapparat verdampfteKältemittelan, wobei sie das aus dem Kühler 20 strömende Kältemittelin einer Düse 41 dekomprimiertund ausdehnt und den Druck des in dem Kompressor 10 zusaugenden Kältemittelsdurch Umwandeln von Expansionsenergie des Kältemittels in Druckenergiedes Kältemittelserhöht.
    [0032] In 1 wird das Kältemittelaus der Ejektorpumpe 40 ausgegeben und strömt in eineGas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50.Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 trenntdas Kältemittelaus der Ejektorpumpe 40 in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittelund speichert das getrennte gasförmigeKältemittelund das getrennte flüssigeKältemitteldarin. Ein Gaskältemittelauslass derGas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 istmit einer Saugseite des Kompressors 10 verbunden, und ein Flüssigkältemittelauslassder Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 istmit einer Kältemitteleinlassseite desVerdampfapparats 30 verbunden.
    [0033] EinDrosselabschnitt 61 ist in einem Kältemittelkanal 80 vorgesehen,durch welchen das flüssige Kältemittelin der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 demVerdampfapparat 30 zugeführt wird. Der Drosselabschnitt 61 isteine Dekompressionsvorrichtung (Dekompressionseinrichtung) zum Dekomprimierendes von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 demVerdampfapparat 30 zugeführten flüssigen Kältemittels. Im ersten Ausführungsbeispielist der Drosselabschnitt 61 eine feste Drosselvorrichtung miteinem festen Öffnungsgrad,wie beispielsweise ein Kapillarrohr und eine Öffnung.
    [0034] EinBypasskanal 62, durch welchen das flüssige Kältemittel in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 demVerdampfapparat 30 an dem Drosselabschnitt 61 vorbeizugeführtwird, ist in dem Ejektorpumpenkreis vorgesehen. Ferner ist ein Differentialdruckregelventil 63 indem Bypasskanal 62 vorgesehen, um einen Öffnungsgraddes Bypasskanals 62 einzustellen. Das Differentialdruckregelventil 63 öffnet, wennein Druckunterschied vor und nach dem Ventil gleich oder größer alsein vorbestimmter Druckunterschied wird. Der Aufbau des Differentialdruckregelventils 63 wirdspäterim Detail beschrieben.
    [0035] Alsnächsteswird nun die Ejektorpumpe 40 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie in 2 dargestellt, enthält die Ejektorpumpe 40 die Düse 41,einen Mischabschnitt 42 und einen Diffusor 43.Die Düse 41 dekomprimiertund dehnt das in die Ejektorpumpe 40 strömende Hochdruck-Kältemittel isentropischdurch Umwandeln der Druckenergie des Hochdruck-Kältemittels von dem Kühler 20 indie Geschwindigkeitsenergie davon. Der Mischabschnitt 42 saugtdas in dem Verdampfapparat 30 verdampfte gasförmige Kältemittelmittels einer Mitreißfunktion desvon der Düse 41 eingespritztenHochgeschwindigkeits-Kältemittelstromsan, wobei das angesaugte Kältemittelund das ausgespritzte Kältemitteldarin vermischt werden. Ferner mischt der Diffusor 43 das ausder Düse 43 gespritzteKältemittelund das von dem Verdampfapparat 30 angesaugte Kältemittel underhöhtden Kältemitteldruckdurch Umwandeln der Geschwindigkeitsenergie des gemischten Kältemittelsin die Druckenergie davon.
    [0036] Fernerenthältdie Ejektorpumpe 40 eine Nadel 44 zum variablenSteuern eines Drosselöffnungsgradesder Düse 41 undein Stellglied 45 zum Verschieben der Nadel 44 ineiner axialen Richtung. Im ersten Ausführungsbeispiel wird ein Schrittmotorals Stellglied 45 verwendet, und die Nadel 44 wirdin der axialen Richtung der Düse 44 proportionalzu einem Drehwinkel des Schrittmotors verschoben.
    [0037] Indem Mischabschnitt 42 werden ein Antriebsstrom des Kältemittelsaus der Düse 41 undein Saugstrom des Kältemittelsaus dem Verdampfapparat 30 so vermischt, dass ihre Impulssummeerhalten bleibt, wodurch der Kältemitteldruckwie in dem Diffusor 43 erhöht wird. In dem Diffusor 43 wird,weil eine Kältemittelkanal-Querschnittsfläche allmählich zu seinemAuslass gräßer wird,die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels (dynamischer Druck)in Druckenergie des Kältemittels(statischer Druck) umgewandelt. So wird in der Ejektorpumpe 40 derKältemitteldruckdurch sowohl den Mischabschnitt 42 als auch den Diffusor 43 erhöht. Demgemäß ist inder Ejektorpumpe 40 ein Druckerhöhungsabschnitt aus dem Mischabschnitt 42 unddem Diffusor 43 aufgebaut.
    [0038] Alsnächsteswird der Aufbau des Differentialdruckregelventils 63 unterBezugnahme auf 3A und 3B beschrieben. Das Differentialdruckregelventil 63 enthält ein Gehäuse 63a auseinem Metall, wie beispielsweise rostfreier Stahl oder Messing. DasGehäuse 63a weisteine Einlassöffnung 63b,die mit einer Kältemittelauslassseiteder Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 inVerbindung steht, und eine Auslassöffnung 63c, die mitder Kältemitteleinlassseitedes Verdampfapparats 30 in Verbindung steht, auf. EineVentilöffnung 63f istin dem Gehäuse 63a vorgesehen,um mit einem ersten Raum 63d und einem zweiten Raum 63e inVerbindung zu stehen.
    [0039] Hierbeisteht der erste Raum 63d mit der Einlassöffnung 63b inVerbindung, und der zweite Raum 63e steht mit der Auslassöffnung 63c inVerbindung.
    [0040] Fernerist ein Ventilkörper 63g indem zweiten Raum 63e angeordnet, um den Öffnungsgradder Ventilöffnung 63f einzustellen.Der Ventilkörper 63g wirddurch eine Federkraft einer Metallschraubenfeder 63h (elastischesElement) zu der Seite des mit der Einlassöffnung 63b in Verbindungstehenden ersten Raums 63d gedrückt.
    [0041] DasGehäuse 63a istaus einem Deckelabschnitt 63i mit der Auslassöffnung 63c,einem Bodenabschnitt, wo die Einlassöffnung 63b ausgebildetist, und einem Zylinderkörperabschnitt 63k aufgebaut. Imersten Ausführungsbeispielsind der Bodenabschnitt 63j mit der Einlassöffnung 63b undder Körperabschnitt 63k integralausgebildet, um einen integrierten Körper zu bilden. Nachdem derVentilkörper 63g unddie Schraubenfeder 63h in dem integrierten Körper desGehäuses 63a aufgenommensind, wird der Deckelabschnitt 63i mit dem integriertenKörper desGehäuses 63a durcheine Verbindungseinrichtung wie beispielsweise einer Schweißung odereiner Schraubverbindung verbunden, sodass das Differentialdruckregelventil 63 gebildetwird.
    [0042] EineFührungseinfassung 63m führt eineBewegung des Ventilkörpers 63g indem Gehäuse 63a. Einezylindrische Außenfläche 63a derFührungseinfassung 63m kontaktierteine Innenwandflächedes Gehäuses 63a,sodass die Bewegung des Ventilkörpers 63g geführt ist.Mehrere Löcher 63p zumBilden von Kältemittelkanälen sindin der Führungseinfassung 63m anPositionen nahe des Ventilkörpers 63g vorgesehen.
    [0043] Wiein 3A und 3B dargestellt, wird eine WirkkraftF1 durch einen Druck auf einer Seite der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 aufden Ventilkörper 63g vonder Einlassöffnung 63d ausgeübt, sodassder Ventilkörper 63g durchdie Wirkkraft F1 zu der Auslassöffnung 63c gedrückt wird.Im Gegensatz dazu wird eine Wirkkraft F2 durch einen Druck auf derKältemitteleinlassseitedes Verdampfapparats 30 und eine elastische Kraft der Schraubenfeder 63h auf denVentilkörper 63g vonder Auslassöffnung 63c ausgeübt, sodassder Ventilkörper 63g durchdie Wirkkraft F2 zu der Einlassöffnung 63b gedrückt wird.
    [0044] Somitwird, wenn die Wirkkraft F2 größer als dieWirkkraft F1 ist, der Ventilkörper 63g sobewegt, dass ein Öffnungsgradder Ventilöffnung 63f kleiner wird.Wenn dagegen die Wirkkraft F1 größer alsdie Wirkkraft F2 ist, wird der Ventilkörper 63g so bewegt, dassein Öffnungsgradder Ventilöffnung 63f größer wird. 3A zeigt einen Zustand,in dem die Ventilöffnung 63f durchden Ventilkörper 63g geschlossen ist,und 3B zeigt einen Zustand,in dem die Ventilöffnung 63f geöffnet ist.
    [0045] DerVentilkörper 63g bewegtsich und stoppt an einer Position, wo die Wirkkraft F1 und die WirkkraftF2 im Gleichgewicht sind. Deshalb wird der Öffnungsgrad der Ventilöffnung 63f durchdie auf den Ventilkörper 63g ausgeübte elastischeKraft der Schraubenfeder 63h bestimmt. D.h. ein Druckunterschied ΔP zwischendem ersten und dem zweiten Raum 63d, 63e entsprichtder auf den Ventilkörper 63g ausgeübten elastischenKraft der Schraubenfeder 63h. Weil ferner ein Bewegungsmaß (Hubmaß) des Ventilkörpers 63g geringist, kann eine Veränderungder auf den Ventilkörper 63g ausgeübten elastischenKraft der Schraubenfeder 63h beinahe unberücksichtigtbleiben. In diesem Fall wird der Druckunterschied ΔP zwischenden zwei Räumen 63d, 63e beinahekonstant.
    [0046] Alsnächsteswird die Funktionsweise des Ejektorpumpenkreises gemäß dem erstenAusführungsbeispielbeschrieben. Das gasförmigeKältemittelwird von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 inden Kompressor 10 gesaugt und in dem Kompressor 10 komprimiert.Das aus dem Kompressor 10 ausgegebene Kältemittel strömt in denKühler 20,um gekühltzu werden. Das in dem Kühler 20 gekühlte Kältemittelwird in der Düse 41 derEjektorpumpe 40 isentropisch dekomprimiert und ausgedehntund mit einer Geschwindigkeit höherals Schallgeschwindigkeit aus der Düse 41 in den Mischabschnitt 42 ausgespritzt.
    [0047] Wennder Kompressor 10 in Betrieb ist, wird das Kältemittelin dem Verdampfapparat 30 durch eine Pumpwirkung durchdie Mitreißfunktiondes aus der Düse 41 gespritztenKältemittelstromsin den Mischabschnitt 42 der Ejektorpumpe gesaugt. Weil dasin dem Verdampfapparat 30 verdampfte Kältemittel in den Mischabschnitt 42 derEjektorpumpem 40 gesaugt wird, wird das Niederdruck-Kältemittelin der folgenden Reihenfolge der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 → des Drosselabschnitts 61 → des Verdampfapparats 30 → des Druckerhöhungsabschnittsder Ejektorpumpe 40 → derGas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 zirkuliert.
    [0048] Fernerwerden das aus dem Verdampfapparat 30 gesaugte Kältemittelund das aus der Düse 41 gespritzteKältemittelin dem Mischabschnitt 42 vermischt, und der dynamischeDruck des gemischten Kältemittelswird in dem Diffusor 43 in den statischen Druck davon umgewandelt.Das in dem Mischabschnitt 42 gemischte Kältemittelströmtin den Diffusor 43, und der Kältemitteldruck wird in demDiffusor 43 weiter erhöht,währenddie Strömungsgeschwindigkeitdes Kältemittelsverringert wird. Dann strömt dasaus dem Auslass des Diffusors 43 der Ejektorpumpe 40 ausgegebeneKältemittelin die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50.Das in den Verdampfapparat 30 strömende Kältemittel wird durch die Pumpwirkungder Ejektorpumpe 40 zirkuliert. Deshalb ist das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 gleich einem Druckverlust in einemKältemittelkanalvon dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 durch die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 und denVerdampfapparat 30 zu der Ejektorpumpe 40. Hierbei sindein Druckverlust in einem die Ejektorpumpe 40 und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 verbindendenKältemittelrohr,ein Druckverlust in dem Verdampfapparat 30 und ein Druckverlustin einem den Verdampfapparat 30 und die Ejektorpumpe 40 verbindendenKältemittelrohrdeutlich kleiner als ein Druckverlust in dem Drosselabschnitt 61.Daher wird das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 etwa durch den in dem Drosselabschnitt 61 unddem Differentialdruckregelventil 63 erzeugten Druckverlustbestimmt.
    [0049] DerBypasskreis 62 ist parallel zu dem Drosselabschnitt 61 vorgesehen.Deshalb wird der in dem Drosselabschnitt 61 erzeugte Druckverlustdurch den Betriebszustand des Differentialdruckregelventils 63 beeinflusst.Insbesondere wird, wie in 4 dargestellt,bevor das Differentialdruckregelventil 63 geöffnet wird,der Druckverlust (d.h. der Druckunterschied ΔP) in dem Drosselabschnitt 61 erhöht, wenndas durch den Drosselabschnitt 61 gelangende Kältemittelströmungsmaß größer wird.D.h. bevor das Differentialdruckregelventil 63 geöffnet wird,wird der Druckverlust erhöht,da die Pumpleistung der Ejektorpumpe 40 durch einen Anstiegeines adiabatischen Wärmeabfallsin der Düse 41 größer wird. Nachdemdas Differentialdruckregelventil 63 geöffnet ist, wird der Druckverlustbeinahe konstant.
    [0050] Somitwird, bevor das Differentialdruckregelventil 63 geöffnet wird,das Druckerhöhungsmaß in derEjektorpumpe 40 entsprechend einer Änderung des adiabatischen Wärmeabfallsin der Düse 41 verändert. Nachdemdas Differentialdruckregelventil 43 geöffnet ist, wird das Druckerhöhungsmaß in der Ejektorpumpe 40 beinahekonstant.
    [0051] Indiesem Ausführungsbeispiel,wie es in 1 dargestelltist, bilden der Drosselabschnitt 61, der Bypasskanal 62 unddas Differentialdruckregelventil 63 eine Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung,welche das von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 zudem Verdampfapparat 30 zugeführte Kältemittel dekomprimiert, wobeidas Druckerhöhungsmaß in derEjektorpumpe 40 gesteuert wird. Bevor das Differentialdruckregelventil 63 geöffnet wird,wird das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 basierend auf dem Druckverlust in demDrosselabschnitt 61 bestimmt. D.h. bevor das Differentialdruckregelventil 63 geöffnet wird,werden die in dem Verdampfapparat 30 zirkulierte Kältemittelströmungsmengeund der Druck in dem Verdampfapparat 30 durch den Druckverlustin dem Drosselabschnitt 61 bestimmt.
    [0052] Fallsder Kompressor 10 in Betrieb ist, wird, wenn das Dekompressionsmaß in demDrosselabschnitt 61 größer wird,d.h. wenn der Druckverlust (d.h. Druckunterschied ΔP) in demDrosselabschnitt 61 größer wird,eine aus dem Verdampfapparat 30 in den Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 gesaugte Saugströmungsmenge des Kältemittels kleiner.Wenn dagegen das Dekompressionsmaß in dem Drosselabschnitt 61 kleinerwird, d.h. wenn der Druckverlust in dem Drosselabschnitt 61 kleinerwird, wird die Saugströmungsmengedes von dem Verdampfapparat 30 in den Druckerhöhungsabschnitt gesaugtenKältemittelsgrößer.
    [0053] Hierbeiwird, wenn das Dekompressionsmaß indem Drosselabschnitt 61 größer wird, der Druck in demVerdampfapparat 30 verringert, eine Verdampfungstemperaturverringert und eine Kältemittelströmungsmengein dem Verdampfapparat 30 verringert. In diesem Fall wirdein Überhitzungsgraddes Kältemittelsan einem Kältemittelauslassdes Verdampfapparats 30 übermäßig groß, und eine Wärme tauschleistungin dem Verdampfapparat 30 wird geringer. Deshalb wird dieKühlleistungin dem Verdampfapparat 30 verringert und der Wirkungsgradin dem Ejektorpumpenkreis kann verschlechtert werden. Wenn dagegendas Dekompressionsmaß in demDrosselabschnitt 61 klein wird, wird das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnitt derEjektorpumpe 40 reduziert und der Druck des in den Kompressor 10 zusaugenden Kältemittelswird verringert. In diesem Fall wird eine Kompressionsarbeitsmenge(Kompressionswirkungsmenge) des Kompressors 10 vergrößert undder Wirkungsgrad in dem Ejektorpumpenkreis kann verringert werden.
    [0054] Demgemäß wird imersten Ausführungsbeispielder Drosselöffnungsgradder Drosselöffnungso eingestellt, dass der Wirkungsgrad in dem Ejektorpumpenkreisin einem variablen Bereich der Klimalast nicht verschlechtert wird.Ferner wird im ersten Ausführungsbeispielder Drosselöffnungsgradder Düse 41 sogesteuert, dass ein Kältemitteldruckan der Auslassseite des Kühlers 20 zueinem basierend auf der Kältemitteltemperaturan der Auslassseite des Kühlers 20 bestimmtenZieldruck wird, und die Strömungsmengedes aus dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittelswird so gesteuert, dass die Verdampfungstemperatur (z.B. die Lufttemperatur unmittelbarnach Durchlaufen des Verdampfapparats 30) in dem Verdampfapparat 30 zueiner Zieltemperatur wird. Hierbei ist der Zieldruck ein Hochdruck-Kältemitteldruck,der basierend auf der Hochdruck-Kältemitteltemperatur so bestimmtwird, dass man einen hohen Wirkungsgrad in dem Ejektorpumpenkreiserzielen kann. Ferner ist die Zieltemperatur in dem Verdampfapparat 30 eineniedrige Temperatur, bei welcher der Verdampfapparat 30 nichtgefriert. Zum Beispiel ist die Zieltemperatur in dem Verdampfapparat 30 eineLufttemperatur unmittelbar nach Durchströmen des Verdampfapparats 30,z. B. 3–4°C.
    [0055] Gemäß dem erstenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird das Druckerhöhungsmaß in dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 niedriger als ein Druckunterschiedgesteuert. Deshalb kann ein übermäßiger Anstiegdes Drucks des in den Kompressor 10 zu saugenden Kältemittelsdurch einen übermäßigen Anstiegdes Druckerhöhungsmaßes in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 beschränkt werden. So kann ein Absinkender Kühlleistungdes Kühlers 20 beieiner hohen Außenlufttemperaturverhindert werden. Als Ergebnis kann immer eine ausreichende Kühlleistungerzielt werden.
    [0056] Fernerist im ersten Ausführungsbeispielein Ventilöffnungsdruckunterschied ΔP des Differentialdruckregelventils 63 ineinem Bereich zwischen 0,6 MPa und 0,7 MPa eingestellt, und dasDruckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 ist gleich oder niedriger als der Ventilöffnungsdruckunterschieddes Differentialdruckregelventils 63 eingestellt. So kann,wenn in dem Ejektorpumpenkreis Kohlendioxid als Kältemittelverwendet wird, das maximale Druckerhöhungsmaß der Ejektorpumpe 40 gleichoder höherals 1,2 MPa eingestellt werden, wobei die Verdampfungstemperatur desVerdampfapparats 30 auf einer niedrigen Temperatur, beiwelcher im Verdampfapparat 30 kein Frost bewirkt wird,gehalten werden kann.
    [0057] Eswird nun das zweite Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist,wie in 5 dargestellt,ein Drosselabschnitt 61 in dem Ventilkörper 63g des Differentialdruckregelventils 63 sovorgesehen, dass der Drosselabschnitt 61, der Bypasskanal 62 unddas Differentialdruckregelventil 63 integriert sind, umdie Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung 60 zubilden. So strömtim zweiten Ausführungsbeispiel,wenn das Differentialdruckregelventil 63 geschlossen ist,das Kältemittel durchdie Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung 60 durchden in dem Ventilkörper 63g vorgesehenen Drosselabschnitt 61 .Wenn dagegen das Differentialdruckregelventil 63 geöffnet ist,strömtdas Kältemittelhauptsächlichdurch die Ventilöffnung 63f desGehäuses 63a durchdie Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung 60.
    [0058] Imzweiten Ausführungsbeispielsind die anderen Teile ähnlichjenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, und die imersten Ausführungsbeispielbeschriebenen Vorteile könnenerzielt werden.
    [0059] Eswird nun das dritte Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6–8 beschrieben. Im drittenAusführungsbeispiel sind,wie in 6 dargestellt,ein Magnetventil 64 zum Öffnen und Schließen desBypasskanals 62 und ein Drosselabschnitt 65 inReihe in dem Bypasskanal 62 vorgesehen. Ferner ist eineelektronische Steuereinheit (ECU) 66 vorgesehen, um ein Öffnen oder Schließen des Magnetventils 64 zusteuern. Im dritten Ausführungsbeispielist eine Druckerhöhungsmaß-Steuereinrichtung ähnlich demim ersten Ausführungsbeispielbeschriebenen Differentialdruckregelventil 63 mit dem Magnetventil 64,dem Drosselabschnitt 65 und der elektronischen Steuereinheit 66 aufgebaut.
    [0060] DerDrosselabschnitt 65 ist eine feste Drosselvorrichtung,welche einen Druckunterschied erzeugt, wenn das Magnetventil 64 geöffnet ist,sodass das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 niedriger als das vorbestimmte Maß geregeltwerden kann. Die elektronische Steuereinheit 66 steuertden Öffnungs-und Schließvorgangdes Magnetventils 64 basierend auf der Wärmelast(Klimalast) in dem Verdampfapparat 30.
    [0061] Wennzum Beispiel die Wärmelastin dem Verdampfapparat 30 hoch ist, gelangt eine große Mengevon Luft hoher Temperatur durch den Verdampfapparat 30.In diesem Fall werden der Druck und die Temperatur in dem Verdampfapparat 30 höher. Imdritten Ausführungsbeispielwird eine in den Verdampfapparat 30 strömende Kältemitteltemperatur Tin mittelseines Temperatursensors 67 erfasst, sodass die Wärmelastdes Verdampfapparats 30 erfasst wird.
    [0062] Wiein 7 dargestellt, wirdin Schritt S1 die durch den Temperatursensor 67 erfassteKältemitteltemperaturTin in die elektronische Steuereinrichtung 66 eingegeben.Wenn die durch den Temperatursensor 67 erfasste KältemitteltemperaturTin in Schritt S2 höherals eine vorbestimmte Temperatur TinO ist, wird bestimmt, dass sichder Verdampfapparat 30 in einem Zustand hoher Last befindetund das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 größer alsein vorbestimmtes Maß ist.In diesem Fall wird in Schritt S3 das Magnetventil 64 geöffnet, undein zwischen der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 unddem Verdampfapparat 30 erzeugtes Druckerhöhungsmaß wird verringert.D.h. in diesem Fall wird das Druckerhöhungsmaß in dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 vermindert. Wenn dagegen die ErfassungstemperaturTin des Temperatursensors 67 in Schritt S2 gleich oderniedriger als die vorbestimmte Temperatur TinO ist, wird das Magnetventil 64 in SchrittS4 geschlossen.
    [0063] Sokann das Druckerhöhungsmaß in dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 so gesteuert werden, dass es gleichoder niedriger als ein vorbestimmtes Maß ist. Daher kann ein übermäßiger Anstiegdes Drucks des in den Kompressor 10 zu saugenden Kältemittelsdurch den Anstieg des Druckerhöhungsmaßes in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 eingeschränkt werden. Daher kann einAbfall der Wärmestrahlleistungdes Kühlers 20 verhindertwerden, und es kann immer eine ausreichende Kühlleistung in dem Ejektorpumpenkreiserzielt werden.
    [0064] Gemäß dem drittenAusführungsbeispiel kanndas Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 einfach durch Steuern des Öffnungs- und Schließvorgangsdes Magnetventils 64 gesteuert werden. Deshalb kann der Ejektorpumpenkreiskostengünstighergestellt werden. Im dritten Ausführungsbeispiel kann die Wärmelastdes Verdampfapparats unter Verwendung eines Kältemitteldrucks entsprechendeiner Beziehung zwischen der Kältemitteltemperaturund dem Kältemitteldruckin dem Verdampfapparat 30 bestimmt werden.
    [0065] Dasvierte Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 9 und 10 beschrieben. Im vierten Ausführungsbeispielist die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung 60 miteiner elektrischen Verstelldrosselvorrichtung 68, bei welcherein Drosselöffnungsgradverändertwerden kann, aufgebaut.
    [0066] Insbesonderesind, wie in 9 dargestellt, derDrosselabschnitt 61, der Bypasskanal 62 und das Differentialdruckregelventil 63,die im ersten Ausführungsbeispielbeschrieben sind, weggelassen. Im vierten Ausführungsbeispiel ist die elektrischeVerstelldrosselvorrichtung 68 in dem Kältemittelkanal 80 zwischender Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 unddem Verdampfapparat 30 vorgesehen, und ein Druckunterschiedvor und nach der Verstelldrosselvorrichtung 68 wird basierendauf einem Kältemitteltemperaturunterschiedvor und nach der Verstelldrosselvorrichtung 68 bestimmt,und der Drosselöffnungsgradder Verstelldrosselvorrichtung 68 wird basierend auf demTemperaturunterschied (Druckunterschied) vor und nach der Verstelldrosselvorrichtung 68 eingestellt.
    [0067] EinTemperatursensor 69 ist in dem Kältemittelkanal 80 zwischender Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 unddem Verdampfapparat 30 angeordnet, um eine KältemitteltemperaturTin vor der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 zuerfassen, und ein Temperatursensor 67 ist in dem Kältemittelkanal 80 zwischender Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 unddem Verdampfapparat 30 angeordnet, um eine KältemitteltemperaturTout nach der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 zuerfassen. Ein Temperaturunterschied zwischen den ErfassungstemperaturenTin, Tout der Temperatursensoren 69, 67 wird derelektronischen Steuereinheit 66 eingegeben, und ein Druckverminderungsmaß (Dekompressionsmaß) in derVerstelldrosselvorrichtung 68 wird durch die elektronische Steuereinheit 66 gesteuert.Dann wird der Drosselöffnungsgradder Verstelldrosselvorrichtung 68 basierend auf einem Druckunterschied(Kältemitteltemperatur)zwischen dem Kältemitteleinlassund dem Kältemittelauslassder Verstelldrosselvorrichtung 68 entsprechend einem voreingestelltenSteuerprogramm gesteuert.
    [0068] ImAllgemeinen ist das aus der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 zuder Verstelldrosselvorrichtung 68 ausströmende Kältemittelein gesättigtes flüssiges Kältemittel,und das in den Verdampfapparat 30 strömende Kältemittel ist ein Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittelin dem Kältemitteldruck desVerdampfapparats 30. Ferner ist die Kältemitteltemperatur Tout nachder Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 eineSättigungstemperaturin dem Kältemitteldrucknach der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68,und die KältemitteltemperaturTin vor der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 isteine Sättigungstemperaturin dem Kältemitteldruckvor der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68. Sokann der Druckunterschied ΔPbasierend auf dem Temperaturunterschied (Tout – Tin) zwischen der KältemitteltemperaturTout und der KältemitteltemperaturTin berechnet werden.
    [0069] 10 zeigt einen Steuervorgangder Verstelldrosselvorrichtung 68 in dem Ejektorpumpenkreisgemäß dem viertenAusführungsbeispiel.Wie in 6 dargestellt,werden in Schritt S11 die durch die Temperatursensoren 67, 69 erfasstenKältemitteltemperaturenTout, Tin der elektronischen Steuereinheit 66 eingegeben.Dann wird in Schritt S12 der Druckunterschied ΔP basierend auf dem Temperaturunterschied(Tout – Tin)berechnet. In Schritt S13 wird bestimmt, ob der Druckunterschied ΔP größer alsein vorbestimmter Wert ΔPOist oder nicht. Wenn der Druckunterschied ΔP größer als der vorbestimmte Wert ΔPO ist, wirdder Öffnungs gradder Verstelldrosselvorrichtung 68 in Schritt S14 so geregelt,dass der Druckunterschied ΔPzu dem vorbestimmten Wert ΔPOwird, (d.h. ΔP= ΔPO).Wenn dagegen der Druckunterschied ΔP nicht größer als der vorbestimmte Wert ΔPO ist, wirdder Drosselöffnungsgrad derVerstelldrosselvorrichtung 68 in Schritt S15 geregelt,um einen Überhitzungsgradam Kältemittelauslassdes Verdampfapparats 30 zu steuern. D.h. in Schritt S15wird, wenn der Druckunterschied ΔP nichtgrößer alsder vorbestimmte Wert ΔPOist, der Drosselöffnungsgradder Verstelldrosselvorrichtung 68 so gesteuert, dass indem Ejektorpumpenkreis ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden kann.
    [0070] Imvierten Ausführungsbeispielkann durch Steuern des Überhitzungsgradesam Kältemittelauslassdes Verdampfapparats 30, d.h. durch Steuern des Temperaturunterschiedszwischen der in den Verdampfapparat 30 strömenden Kältemitteltemperaturund der aus dem Verdampfapparat 30 heraus strömenden Kältemitteltemperaturin einem vorbestimmten Temperaturbereich (z.B. 2–4°C) der hohe Wirkungsgrad indem Ejektorpumpenkreis erzielt werden. Hierbei wird die in den Verdampfapparat 30 strömende Kältemitteltemperaturdurch den Temperatursensor 67 erfasst, und die aus demVerdampfapparat 30 heraus strömende Kältemitteltemperatur wird durchden Temperatursensor 69 erfasst.
    [0071] Imvierten Ausführungsbeispielwird der Druckunterschied ΔPindirekt durch Verwendung des Kältemitteltemperaturunterschiedserfasst. Jedoch kann der Druckunterschied ΔP auch direkt unter Verwendungvon Drucksensoren erfasst werden.
    [0072] Gemäß dem viertenAusführungsbeispiel kanndurch Regeln des Druckminderungsmaßes (Druckunterschied ΔP) in derVerstelldrosselvorrichtung 68 das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe 40 geeignet gesteuert werden, sodass dieWärmestrahlmengein dem Kühler 20 erhöht werdenkann.
    [0073] DasfünfteAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 11 beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel isteine Modifikation des oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiels.In dem oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel wird der Drosselöffnungsgradder Verstelldrosselvorrichtung 68 entsprechend dem Druckunterschied ΔP vor undnach der Verstelldrosselvorrichtung 68 gesteuert. Im fünften Ausführungsbeispielwird der Drosselöffnungsgrad derVerstelldrosselvorrichtung 68 entsprechend einem Druckin der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50,d.h. einem Saugdruck des in den Kompressor 10 zu saugendenKältemittelsgesteuert. Der Kältemitteldruckin der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50, d.h.der Druck des in dem Kompressor 10 zu saugenden Kältemittelssteht mit der Kältemitteltemperatur Tinan der Kältemitteleinlassseiteder Verstelldrosselvorrichtung 68 in Beziehung.
    [0074] Insbesonderewird, wie in 11 dargestellt, dieden Saugdruck des in den Kompressor 10 zu saugenden Kältemittelsangebende KältemitteltemperaturTin in Schritt S21 in den Kompressor 10 eingegeben. Alsnächsteswird in Schritt S22 bestimmt, ob die Kältemitteltemperatur Tin vorder Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 höher alseine vorbestimmte Temperatur TinO ist oder nicht. Wenn die KältemitteltemperaturTin vor der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 höher als dievorbestimmte Temperatur TinO ist, wird der Drosselöffnungsgradder Verstelldrosselvorrichtung 68 so geregelt, dass dieKältemitteltemperaturTin vor der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 zuder vorbestimmten Temperatur TinO wird. Wenn dagegen die KältemitteltemperaturTin vor der Dekomprimierung in der Verstelldrosselvorrichtung 68 nichthöher alsdie vorbestimmte Temperatur TinO ist, wird der Drosselöffnungsgradder Verstelldrosselvorrichtung 68 in Schritt S24 so geregelt,dass der Überhitzungsgraddes Kältemittelsam Auslass des Verdampfapparats 30 so geregelt wird, umden hohen Wirkungsgrad in dem Ejektorpumpenkreis zu erzielen.
    [0075] ImfünftenAusführungsbeispielist die vorbestimmte Temperatur TinO eine eingestellte Temperaturniedriger als die kritische Temperatur des Kältemittels. In diesem Ausführungsbeispielwird der Überhitzungsgraddes Kältemittelsam Kältemittelauslassdes Verdampfapparats 30 in einem geeignetem Bereich geregelt,sodass der hohe Wirkungsgrad in dem Ejektorpumpenkreis erzielt werdenkann.
    [0076] ImfünftenAusführungsbeispielkann der Kältemitteldruckam Kältemitteleinlassder Verstelldrosselvorrichtung 68, d.h. der Kältemitteldruckin der Gas/Flüssigkeit-Trenn vorrichtung 50 auchdirekt unter Verwendung eines Kältemitteldrucksensorserfasst werden.
    [0077] Eswird nun das sechste Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Im sechsten Ausführungsbeispielwird ein Wärmeexpansionsventil 61 alsDrosselabschnitt 61 in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispielverwendet. In diesem Fall wird der Drosselöffnungsgrad des Wärmeexpansionsventils 61 sogeregelt, dass der Überhitzungsgraddes Kältemittelsauf der Kältemittelauslassseitedes Verdampfapparats 30 zu einem vorbestimmten Wert wird.Im sechsten Ausführungsbeispielsind die anderen Teile ähnlichjenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
    [0078] Obwohldie vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielendavon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschriebenworden ist, ist anzumerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationenfür denFachmann offensichtlich sein werden.
    [0079] ZumBeispiel wird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Druckverminderungsmenge(Dekompressionsmaß,Druckunterschied) in dem Kältemittelkanal 80 vonder Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 50 zudem Verdampfapparat 30 eingestellt, sodass das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnitt 42, 43 derEjektorpumpe 40 gesteuert wird. Jedoch kann des Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnitt 42, 43 derEjektorpumpe 40 auch durch Ändern einer Kanalquerschnittsfläche in demMischabschnitt 42 oder dem Diffusor 43 entsprechendder Klimalast geregelt werden.
    [0080] Inden oben beschriebenen Ausführungsbeispielenwird Kohlendioxid als Kältemittelverwendet, und der Druck des aus dem Kompressor 10 ausgegebenenHochdruck-Kältemittelsist höherals der kritische Druck des Kältemittelseingestellt. In diesem Fall könnendie Vorteile der vorliegenden Erfindung effektiv verbessert werden.Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und der Druck des aus dem Kompressor 10 ausgegebenenKältemittelskann auch niedriger als der kritische Druck des Kältemittelsgemacht werden. Ferner kann anstelle des Kohlendioxids auch einnatürlichesKältemittelwie Stickstoff verwendet werden.
    [0081] Fernerwird in den obigen Ausführungsbeispielender Ejektorpumpenkreis gemäß der vorliegendenErfindung typischerweise fürdie Fahrzeug-Klimaanlage verwendet. Jedoch kann der Ejektorpumpenkreisder vorliegenden Erfindung auch für einen Dampfkompressionskühler für andereVerbraucher benutzt werden.
    [0082] Inden oben beschriebenen Ausführungsbeispielenwird der Verstellkompressor benutzt und die Ausgabeleistung desKompressors 10 wird so gesteuert, dass die Verdampfungstemperatur(d.h. die Niederdruck-Kältemitteltemperatur)in dem Verdampfapparat 30 in einem vorbestimmten Bereich liegt.Jedoch kann als Kompressor 10 auch ein fester Kompressorverwendet werden, und die Arbeitsrate (Funktionsrate) des Kompressors 10 kannunter Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung gesteuert werden.
    [0083] Inden oben beschriebenen Ausführungsbeispielenist der Drosselöffnungsgradder Düse 41 variabelsteuerbar eingestellt. Jedoch kann der Drosselöffnungsgrad der Düse 41 auchfest sein. D.h. die vorliegende Erfindung kann auf einen Ejektorpumpenkreismit einer Ejektorpumpe mit einem festen Öffnungsgrad einer Düse angewendetwerden.
    [0084] Fernerwird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Drosselöffnungsgradder Düse 41 unterVerwendung des elektrischen Stellglieds 45 eingestellt.Jedoch kann auch ein mechanisches Stellglied als Stellglied 45 benutztwerden, wie es in der JP-9-264 622 beschrieben ist.
    [0085] Solche Änderungenund Modifikationen liegen selbstverständlich im Schutzumfang dervorliegenden Erfindung wie er durch die anhängenden Ansprüche definiertist.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Dampfkompressionskühlkreis, mit einem Kompressor(10) zum Ausgeben eines Hochdruck-Kältemittels; einem Hochdruck-Wärmetauscher(20) zum Abstrahlen von Wärme des von dem Kompressorsausgegebenen Hochdruck-Kältemittels; einemNiederdruck-Wärmetauscher(30), in welchem ein Niederdruck-Kältemittel nach der Dekomprimierungverdampft wird; einer Ejektorpumpe (40) mit einerDüse (41)zum Dekomprimieren und Ausdehnen des aus dem Hochdruck-WärmetauscherausströmendenHochdruck-Kältemittelsund einem Druckerhöhungsabschnitt(42, 43), in welchem das in dem Niederdruck-Wärmetauscherverdampfte gasförmigeKältemitteldurch einen Hochgeschwindigkeitsstrom des aus der Düse gespritztenKältemittelsangesaugt und ein Druck des in den Kompressor zu saugenden Kältemittelsdurch Umwandeln von Expansionsenergie des Kältemittels in Druckenergiendavon erhöhtwird; einer Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung(50) zum Trennen des aus der Ejektorpumpe ausströmenden Kältemittelsin ein gasförmigesKältemittelund ein flüssigesKältemittel,wobei die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungeinen mit einer Kältemittelsaugseitedes Kompressors verbundenen Gaskältemittelauslassund einen mit einer Kältemitteleinlassseitedes Niederdruck-Wärmetauschersverbundenen Flüssigkältemittelauslassenthält; einerDekompressionseinrichtung (61) zum Dekomprimieren des ausder Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzu dem Niederdruck-WärmetauscherzugeführtenKältemittels;und einer Druckerhöhungsmaß-Steuereinrichtung(62, 63, 64, 65) zum Steuerneines Druckerhöhungsmaßes desKältemittelsin dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe.
    [2] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 1, beiwelchem die Dekompressionseinrichtung eine feste Drosselvorrichtungin einem Kältemittelkanal (80)zwischen dem Flüssigkältemittelauslassder Gas/Flüssigkeit- Trennvorrichtungund der Kältemitteleinlassseitedes Niederdruck-Wärmetauschersist.
    [3] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 2, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuereinrichtungein Dekompressionsmaß desvon der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungzu dem Niederdruck-WärmetauscherzugeführtenKältemittelssteuert, um so das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe zu steuern.
    [4] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 2, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuereinrichtungangeordnet ist, um einen Druckunterschied zwischen einem Kältemitteleinlassder Dekompressionseinrichtung und einem Kältemittelauslass der Dekompressionseinrichtungzu steuern, um so das Druckerhöhungsmaß in demDruckerhöhungsabschnitt derEjektorpumpe zu steuern.
    [5] Dampfkompressionskühlkreis, mit einem Kompressor(10) zum Ausgeben eines Hochdruck-Kältemittels; einem Hochdruck-Wärmetauscher(20) zum Abstrahlen von Wärme des von dem Kompressorausgegebenen Hochdruck-Kältemittels; einemNiederdruck-Wärmetauscher(30), in welchem ein Niederdruck-Kältemittel nach der Dekomprimierungverdampft wird; einer Ejektorpumpe (40) mit einerDüse 141)zum Dekomprimieren und Ausdehnen des aus dem Hochdruck-WärmetauscherausströmendenHochdruck-Kältemittelsund einem Druckerhöhungsabschnitt(42, 43), in welchem das in dem Niederdruck-Wärmetauscherverdampfte gasförmigeKältemitteldurch einen Hochgeschwindigkeitsstrom des aus der Düse gespritztenKältemittelsangesaugt und ein Druck des in den Kompressor zu saugenden Kältemittelsdurch Umwandeln von Expansionsenergie des Kältemittels in Druckenergiedavon erhöhtwird; einer Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung(50) zum Trennen des aus der Ejektorpumpe ausströmenden Kältemittelsin ein flüssigesKältemittelund ein gasförmigesKältemittel,wobei die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungeinen mit einer Kältemittelsaugseitedes Kompressors verbundenen Gaskältemittelauslassund einen mit einer Kältemitteleinlassseitedes Niederdruck-Wärmetauschers verbundenenFlüssigkältemittelauslassenthält;und einer Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung(60), welche das von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung demNiederdruck-Wärmetauscherzugeführte Kältemitteldekomprimiert und ein Druckerhöhungsmaß des Kältemittelsin dem Druckerhöhungsabschnittder Ejektorpumpe steuert.
    [6] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 5, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung(60) in einem Kältemittelkanal(80) zwischen dem Flüssigkältemittelauslassder Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungund der Kältemitteleinlassseite desNiederdruck-Wärmetauschersangeordnet ist.
    [7] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 5, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung(60) einen Drosselabschnitt (61), welcher dasvon der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungdem Niederdruck-WärmetauscherzugeführteKältemittel dekomprimiert,einen Bypasskanal (62), durch welchen das Kältemittelvon der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungdem Niederdruck-Wärmetauscheran dem Drosselabschnitt vorbei zugeführt wird, und eine Ventilvorrichtung(63, 64), welche einen Öffnungsgrad des Bypasskanalseinstellt, enthält.
    [8] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 7, beiwelchem die Ventilvorrichtung ein Differentialdruckregelventil (63)ist, welches geöffnetwird, wenn ein Druckunterschied vor und nach der Ventilvorrichtunggrößer alsein vorbestimmter Wert ist.
    [9] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 7, beiwelchem der Drosselabschnitt, der Bypasskanal und die Ventilvorrichtungintegriert sind.
    [10] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 6, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung(60) ein Differentialdruckregelventil (63) enthält, dasdurch einen Druckunterschied vor und nach dem Differentialdruckregelventilgeöffnetund geschlossen wird; das Differentialdruckregelventil (63)einen Ventilkörper(63g) und ein Gehäuse(63a), welches einen Kältemitteleinlass(63b), einen Kältemittelauslass(63c) und eine mit dem Kältemitteleinlass und dem Kältemittelauslassin Verbindung stehende Ventilöffnung (63f)besitzt, enthält;und der Ventilkörper(63g) in dem Gehäuseangeordnet ist, um die Ventilöffnungzu öffnenund zu schließen.
    [11] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 10, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtungferner einen Drosselabschnitt (61) enthält, welcher das von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungdem Niederdruck-WärmetauscherzugeführteKältemitteldekomprimiert; und das Differentialdruckregelventil in einemBypasskanal vorgesehen ist, durch welchen das Kältemittel von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungan dem Drosselabschnitt vorbei strömt.
    [12] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 10, beiwelchem die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtungferner einen Drosselabschnitt (61) enthält, welcher das von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungdem Niederdruck-WärmetauscherzugeführteKältemitteldekomprimiert; und der Drosselabschnitt in dem Ventilkörper vorgesehen ist.
    [13] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 6, fernermit einem Kältemitteltemperatursensor(67) zum Erfassen einer in den Niederdruck-Wärmetauscher strömenden Kältemitteltemperatur;und einer elektronischen Steuereinheit (66), welcheden Betrieb der Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung basierendauf der durch den Kältemitteltemperatursensorerfassten Kältemitteltemperatursteuert.
    [14] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 13, beiwelchem, wenn die durch den Kältemitteltemperatursensorerfasste Kältemitteltemperaturhöher alseine vorbestimmte Temperatur ist, die elektronische Steuereinheitdie Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtungsteuert, um ein Dekompressionsmaß des von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungdem Niederdruck-WärmetauscherzugeführtenKältemittels zureduzieren.
    [15] Dampfkompressionskühlkreis nach Anspruch 6, fernermit einer elektronischen Steuereinheit (66), welchedie Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtungsteuert, um ein Dekompressionsmaß des von der Gas/ Flüssigkeit-Trennvorrichtungdem Niederdruck-WärmetauscherzugeführtenKältemittelszu steuern, wobei wenn eine Temperatur (Tin) des Kältemittelsvon der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungvor der Dekomprimierung durch die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung höher alseine vorbestimmte Temperatur (TinO) ist, die elektronische Steuereinheitdas Dekompressionsmaß derDruckerhöhungsmaß-Steuervorrichtungso steuert, dass die Temperatur (Tin) des Kältemittel von der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung gleichoder niedriger als die vorbestimmte Temperatur (TinO) wird; und wenndie Temperatur (Tin) des Kältemittelsvon der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtungvor der Dekomprimierung durch die Druckerhöhungsmaß-Steuervorrichtung niedrigerals die vorbestimmte Temperatur (TinO) ist, die elektronische Steuervorrichtungdas Dekompressionsmaß derDruckerhöhungsmaß-Steuervorrichtungso steuert, dass ein Überhitzungsgraddes Kältemittelsam Kältemittelauslass desNiederdruck-Wärmetauschersin einem vorbestimmten Bereich ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004019364B4|2019-09-12|
    US20040211199A1|2004-10-28|
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    US6910343B2|2005-06-28|
    JP2004324955A|2004-11-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-07-01| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2019-02-22| R016| Response to examination communication|
    2019-05-10| R016| Response to examination communication|
    2019-05-31| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2020-06-13| R020| Patent grant now final|
    2020-11-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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