專利名稱：噴射器循環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有致冷劑通道的噴射器循環(huán)，通過所述的致冷劑通道包含潤滑油的致冷劑可在壓縮機的泵作用下旁路至少噴射器的噴管而直接從蒸發(fā)器循環(huán)至壓縮機的抽吸側(cè)。
另一方面，在噴射器循環(huán)中，噴射器抽吸在蒸發(fā)器中蒸發(fā)的致冷劑，同時在噴管中減壓和膨脹致冷劑，并且通過將膨脹能轉(zhuǎn)化為壓力能來增加待抽吸進壓縮機的致冷劑的壓力。例如，在JP-A-5-149652中描述的噴射器循環(huán)中，來自噴射器的致冷劑流進氣體-液體分離器中，并且在分離器中分離成氣體致冷劑和液體致冷劑。接著，將在氣體-液體分離中所分離的液體致冷劑供給蒸發(fā)器，及在氣體-液體分離中所分離的氣體致冷劑被抽吸到壓縮機中。然而，在噴射器循環(huán)中，致冷劑作為致冷劑流(即，驅(qū)動流)從壓縮機經(jīng)散熱器、噴射器和氣體-液體分離器這樣的順序循環(huán)到壓縮機，及作為其它的致冷劑流(即，抽吸流)從氣體-液體分離器經(jīng)蒸發(fā)器和噴射器這樣的順序循環(huán)到氣體-液體分離器。因此，致冷劑在壓縮機的作用下以驅(qū)動流形式直接循環(huán)，同時，致冷劑還在噴射器的泵作用下循環(huán)。這樣，若噴射器的泵作用減小了，從蒸發(fā)器抽吸到噴射器的致冷劑流量也就減小了，并且混合進致冷劑中的潤滑油滯留在蒸發(fā)器中。因此，在這種情況下，減小了蒸發(fā)器的熱吸收性能，并且減小了返回到壓縮機的潤滑油量，從而減小了壓縮機的潤滑效率。
而且，在噴射器循環(huán)中，氣體-液體分離器存貯待提供給蒸發(fā)器的液體致冷劑和待返回到壓縮機的油。由于有必要在氣體-液體分離器中存貯大量的液體致冷劑和大量的潤滑油，就增加了氣體-液體分離器的尺寸。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能有效減小氣體-液體分離器尺寸的噴射器循環(huán)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可減少滯留在低壓熱交換器中的潤滑油并同時減小氣體-液體分離器的尺寸的噴射器循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面內(nèi)容，具有噴射器的噴射器循環(huán)包括管件，其限定致冷劑通道，通過所述致冷劑通道低壓熱交換器的致冷劑出口側(cè)與壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)相連；及開關(guān)裝置，其設(shè)置在致冷劑通道中，開啟和關(guān)閉致冷劑通道。在噴射器循環(huán)中，當開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，至少低壓熱交換器中的致冷劑在壓縮機的泵作用下旁路噴射器而被直接導(dǎo)向壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)。因此，通過將包含潤滑油的致冷劑經(jīng)致冷劑通道導(dǎo)入壓縮機中，可控制滯留在低壓熱交換器中的潤滑油量等于或小于預(yù)定量。所以，可有足夠量的潤滑油返回到壓縮機。
而且，噴射器循環(huán)包括氣體-液體分離器，其用于將來自噴射器的致冷劑分離成氣體致冷劑和液體致冷劑，并且氣體-液體分離器設(shè)置為氣體-液體分離器的氣體致冷劑出口連接到壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)和液體致冷劑出口連接到低壓熱交換器的致冷劑入口側(cè)。在這種情況下，當滯留在低壓熱交換器中的潤滑油量大于預(yù)定值時，包含潤滑油的致冷劑在壓縮機的泵作用下可直接被導(dǎo)向壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)。因此，在噴射器循環(huán)中，氣體-液體分離器不需要存貯大量的液體致冷劑和大量的潤滑油。因此，可減小氣體-液體分離器的尺寸。
具體來說，在標準模式中，當開關(guān)裝置關(guān)閉致冷劑通道時，低壓熱交換器中的致冷劑在自噴管噴出的高速致冷劑流的作用下被抽吸進噴射器中。另一方面，在回油模式(旁路模式)中，當開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，滯留在低壓熱交換器中的潤滑油與從低壓熱交換器經(jīng)致冷劑通道流到壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑一起在壓縮機的泵操作作用下被直接導(dǎo)入壓縮機。
例如，當在低壓熱交換器致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力高于壓縮機致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力時，和當?shù)蛪簾峤粨Q器致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力和壓縮機致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力之間的壓力差大于預(yù)定值時，開關(guān)裝置設(shè)置用來開啟致冷劑通道?；蛘撸攪娚淦鞯膰娚淦餍实陀诘谝活A(yù)定值時，開關(guān)裝置設(shè)置為用來開啟致冷劑通道，當噴射器的噴射器效率高于第二預(yù)定值時，開關(guān)裝置設(shè)置為用來關(guān)閉致冷劑通道。在這種情況下，第一預(yù)定值可等于第二預(yù)定，或與第二預(yù)定值不同。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面內(nèi)容，在具有噴射器的噴射器循環(huán)中，限定致冷劑通道的管件設(shè)置為從壓縮機排出的致冷劑經(jīng)致冷劑通道被導(dǎo)向低壓熱交換器，同時旁路噴射器的噴管，并且開關(guān)裝置設(shè)置在致冷劑通道中，用于開啟和關(guān)閉致冷劑通道。在噴射器循環(huán)中，當開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，至少在低壓熱交換器中的致冷劑旁路噴射器的噴管被導(dǎo)入壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)。因此，滯留在蒸發(fā)器中的潤滑油在壓縮機的操作下可被有效地導(dǎo)入壓縮機中。尤其是，減壓裝置設(shè)置在致冷劑通道中，用于減壓從壓縮機中排出的致冷劑。在這種情況下，在標準操作模式下，開關(guān)裝置關(guān)閉致冷劑通道，并且來自高壓熱交換器的高壓致冷劑在噴射器的噴管中減壓，同時抽吸蒸發(fā)器中的致冷劑。另一方面，在回油模式中，開關(guān)裝置開啟致冷劑通道，并且從壓縮機排出的高壓致冷劑在減壓裝置中減壓并流經(jīng)低壓熱交換器。因此，在回油模式中，可有效地減少滯留在低壓熱交換器中的潤滑油量。
圖2示出了在本發(fā)明中所使用的噴射器的示意圖；圖3示出了本發(fā)明的噴射器循環(huán)中致冷劑壓力和致冷劑比焓之間的關(guān)系的Mollier圖(p-h圖)；圖4為用于解釋根據(jù)第一實施例的噴射器的大抽吸模式中噴射器循環(huán)的操作的示意圖；圖5為用于解釋根據(jù)第一實施例的噴射器的小抽吸模式中噴射器循環(huán)的操作的示意圖；圖6示出了根據(jù)對比例子的噴射器循環(huán)的回油作用和根據(jù)第一實施例的噴射器循環(huán)的回油作用之差的曲線圖；圖7示出了噴射器的壓力增加值(ΔP)、陳列柜中的內(nèi)部空氣溫度(TR)和陳列柜外部的外部空氣溫度(TAM)之間的關(guān)系的曲線圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；

圖10示出了根據(jù)第三實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖11示出了根據(jù)第三實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖12示出了根據(jù)第三實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖15示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第七實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第八實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第八實施例的噴射器循環(huán)的示意圖；圖19A示出了根據(jù)本發(fā)明第九實施例的噴射器循環(huán)中噴射器和蒸發(fā)器的結(jié)合體的示意圖；和圖19B示出了圖19A中部分XIX B的放大示意圖；圖20示出了根據(jù)本發(fā)明第十實施例的噴射器循環(huán)的一個例子的示意圖；圖21示出了根據(jù)第十實施例的噴射器循環(huán)的另一個例子的示意圖；圖22示出了根據(jù)第十實施例的噴射器循環(huán)的又一個例子的示意圖；和圖23示出了根據(jù)第十實施例的噴射器循環(huán)的又一個例子的示意圖。
(第一實施例)在第一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的噴射器循環(huán)典型地用于蒸汽壓縮式冷凍機，所述蒸汽壓縮式冷凍機用于冷凍食物的陳列柜中。在圖1中，壓縮機10為用于抽吸和壓縮在排出循環(huán)1中循環(huán)的致冷劑的電動壓縮機。散熱器20為高壓熱交換器，通過在外部空氣和高溫高壓致冷劑之間進行熱交換來冷卻從壓縮機10中排放的高溫高壓致冷劑。而且，蒸發(fā)器30為低壓熱交換器，通過蒸發(fā)液體致冷劑來冷卻將要吹進陳列柜的空氣，更具體而言，通過在空氣和低壓致冷劑之間進行熱交換操作來冷卻將要吹進陳列柜的空氣。噴射器40抽吸在蒸發(fā)器30中蒸發(fā)的致冷劑，同時，在噴管41中減壓和膨脹從散熱器20流出的致冷劑，并通過將膨脹能轉(zhuǎn)換為壓力能來增加待抽吸進壓縮機10中的致冷劑的壓力。
如圖2所示，噴射器40包括噴管41、混合部分42、擴散部分43等等。噴管41通過將來自散熱器20的高壓致冷劑的壓力能轉(zhuǎn)換為速度能來等熵地減壓和膨脹流進噴射器40的高壓致冷劑。混合部分42利用從噴管41噴射的高速致冷劑流的攜帶功能來抽吸在蒸發(fā)器30中蒸發(fā)的致冷劑，同時，將所抽吸的致冷劑和所噴射的致冷劑進行混合。而且，擴散部分將從噴管41噴射的致冷劑和從蒸發(fā)器30抽吸的致冷劑進行混合，并且通過將混合致冷劑的速度能轉(zhuǎn)換為其壓力能而增加致冷劑的壓力。
這時，在混合部分42中，混合來自噴管41的致冷劑驅(qū)動流和來自蒸發(fā)器30的致冷劑抽吸流，并保持動量總和恒定，從而如擴散部分43一樣增加致冷劑的壓力。在擴散部分43中，由于致冷劑通道截面積朝其出口方向逐漸增加，致冷劑速度能(動壓)被轉(zhuǎn)換為致冷劑壓力能(靜壓)。因此，在噴射器40中，混合部分42和擴散部分43兩者都增加了致冷劑壓力。因此，在噴射器40中，利用混合部分42和擴散部分43構(gòu)成了壓力增加部分。
在第一實施例中，采用“拉伐爾噴管”(參照由東京大學(xué)出版社出版的流體工程)作為噴管41，以便加速從噴管41噴出的致冷劑，使其等于或高于聲速。這里，拉伐爾噴管41包括在致冷劑通道中具有最小通道面積的節(jié)流圈41a。然而，朝向其出口逐漸變細的噴管可用作噴管41。
在圖1中，致冷劑從噴射器40排出，并且流進氣體-液體分離器50中。氣體-液體分離器50將來自噴射器40中的致冷劑分離成氣體致冷劑和液體致冷劑，并將分離的氣體致冷劑和分離的液體致冷劑存貯在其中。氣體-液體分離器50的氣體致冷劑出口連接到壓縮機10的抽吸側(cè)，及氣體-液體分離器50的液體致冷劑出口連接到蒸發(fā)器30的抽吸側(cè)。節(jié)流閥60為用于降低從氣體-液體分離器50流出的液體致冷劑的壓力的減壓裝置。設(shè)置第一回油通道70用來使從氣體-液體分離器50中致冷劑中分離出的潤滑油返回到壓縮機10的抽吸側(cè)。第二回油通道80為連接蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)和壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑通道。在第二回油通道80中，設(shè)置有止回閥81。止回閥81使第二回油通道80中的致冷劑只能從蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)流向壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)。第二回油通道80的致冷劑流量受到止回閥81的開啟和關(guān)閉的控制。
止回閥81包括用于開啟和關(guān)閉其閥門開口的閥體81a，及用于沿閥門開口關(guān)閉的方向向閥體81a施加彈性力的彈簧81b。閥體81a和彈簧81b設(shè)定為當蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力大于壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力時并且當蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力與壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力之間的壓力差大于預(yù)定壓力時，第二回油通道80打開。在圖1中，具有其它結(jié)構(gòu)的止回閥可用作止回閥81。
在第一實施例中，二氧化碳被用作致冷劑。如圖3所示，流進噴管的41的高壓致冷劑較致冷劑的臨界壓力高。在圖3中，標號C1-C9分別示出了圖1所示的標號C1-C9的位置的致冷劑狀態(tài)。
接著，下面將說明根據(jù)第一實施例的噴射器循環(huán)1的操作。
(1)標準操作模式在標準操作模式中，致冷劑從壓縮機10中被排出，并且流進散熱器20中。接著，致冷劑在散熱器20中被冷卻，并流進噴射器40的噴管41。致冷劑被噴管41等熵地減壓和膨脹，并以等于或高于音速的速度流進混合部分42。而且，在蒸發(fā)器30中蒸發(fā)的致冷劑利用流入混合部分42的高速致冷劑的攜帶功能通過泵作用被抽吸到混合部分42中。因此，低壓致冷劑從氣體-液體分離器50通過節(jié)流閥60、蒸發(fā)器30和噴射器40的壓力增加部分并按這樣的順序循環(huán)到氣體-液體分離器50。另一方面，從蒸發(fā)器30抽吸的致冷劑和從噴管41噴出的致冷劑在混合部分42混合。接著，混合致冷劑的動壓在擴散部分43中被轉(zhuǎn)換成其靜壓，并返回到氣體-液體分離器50。
(2)回油模式當噴射器效率ηe減小時，或當噴射器40的泵作用減小時，回油模式自動執(zhí)行。例如，當外部空氣溫度較低時，或者當?shù)扔诨虼笥陬A(yù)定量的潤滑油儲存在蒸發(fā)器30中時，噴射器效率ηe會減小。噴射器效率ηe可由式(1)計算。這里，噴射器效率ηe的分母可由流過散熱器20的致冷劑質(zhì)量流量Gn與在噴管41入口處致冷劑的焓和其出口處致冷劑的的焓之間的焓差Δie的乘積來確定，而且，噴射器效率ηe的分子可根據(jù)噴射器40中的壓力恢復(fù)ΔP與致冷劑質(zhì)量流量Gn和流過蒸發(fā)器30的致冷劑質(zhì)量流量Ge的和的乘積來確定。具體而言，可考慮將要吸進噴射器40的致冷劑的速度能定義下式(1)μe=ΔP(Gn+Ge)ρg-GeUe22Δie×Gn=(Gn+Ge)Δir-GeUe22Δie×Gn----(1)]]>其中，Ue為抽吸流速，ρg為抽吸流致冷劑氣體的質(zhì)量密度，Δir為ΔP/ρg。
特別是，當噴射器40的泵作用足夠大時，噴射器40的壓力恢復(fù)ΔP，即噴射器40的壓力增加值ΔP是較大的。因此，如圖4所示，在噴射器40的大抽吸模式中，壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力P3變?yōu)榇笥谡舭l(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力P1。即，較預(yù)定值大的致冷劑壓力被施加到止回閥81上，從而關(guān)閉止回閥81。因此，在這種情況下，第二回油通道80被止回閥81關(guān)閉，并且致冷劑(包含潤滑油)不能流過第二回油通道80。
相反，如圖5所示，當噴射器40的泵作用變?yōu)檩^小時(小抽吸模式)，蒸發(fā)器30的致冷劑排出側(cè)的致冷劑壓力P1比壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力P3要大。即，在噴射器40的小抽吸模式中，止回閥81被打開，以便致冷劑流過第二回油通道80。這樣，蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)直接與壓縮機10的抽吸側(cè)相連通，并且，在蒸發(fā)器30中的包含潤滑油的致冷劑在壓縮機10的泵作用下被直接導(dǎo)向壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)。因此，即使噴射器40的泵作用較小，滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油也可流向壓縮機10，因此，可防止?jié)櫥蜏粼谡舭l(fā)器30中。
而且，當滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油量減少時，就會提高蒸發(fā)器30的致冷性能，從而增加了噴射器40的驅(qū)動流量和抽吸流量。所以，提高了噴射器40的泵吸性能，并且，壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力P3比蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力P1要大。即，當滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油量減少時，止回閥81自動關(guān)閉，從而操作模式自動從回油模式變?yōu)闃藴什僮髂Ｊ?。相反，當滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油量變得大于預(yù)定值時，止回閥81自動開啟，從而操作模式自動從標準操作模式變?yōu)榛赜湍Ｊ健?br> 因此，在第一實施例中，可控制滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油量使之小于預(yù)定值，從而將足夠多的潤滑油量返回到壓縮機10。因此，氣體-液體分離器50不需要存貯大量的液體致冷劑和大量的潤滑油，從而減小了氣體-液體分離器50的尺寸。
在第一實施例的噴射器循環(huán)1中和在對比例子的噴射器循環(huán)中，測試壓縮機10中的潤滑油量的變化。在對比例子的噴射器循環(huán)中，沒有設(shè)置第二回油通道80和止回閥81。在冷卻操作中進行測試，所述冷卻操作用于在外部空氣溫度為30℃時冷卻陳列柜。測試結(jié)果如圖6所示。在第一實施例中，噴射器循環(huán)1設(shè)置有第二回油通道80和止回閥81。因此，如圖6所示，在第一實施例中，滯留在壓縮機10中的潤滑油量的變化維持在正值側(cè)。即，可控制滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油量使其等于或小于預(yù)定值，并且足夠的潤滑油量可返回到壓縮機10中。相反，在對比例子中，由于沒有設(shè)置第二回油通道80和止回閥81，因此，如圖6所示，滯留在壓縮機10中的潤滑油量變化到負值側(cè)。即，大量潤滑油滯留在蒸發(fā)器30中，沒有足夠量的潤滑油返回到壓縮10中。
而且，當噴射器效率ηe大約在40％時，在噴射器40的壓力增加值ΔP和陳列柜中的空氣溫度TR之間，及在壓力增加值ΔP和陳列柜外部的空氣溫度TAM之間進行數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果如圖7所示。如圖7所示，當陳列柜外部的空氣溫度TAM減小時，壓力增加值ΔP也減小。而且，當陳列柜中的空氣溫度TR減小時，壓力增加值ΔP減小。
(第二實施例)在上述的第一實施例中，第二回油通道80可在由機械閥構(gòu)成的止回閥81的作用下開啟和關(guān)閉。在第二實施例中，如圖8所示，在第二回油通道80中設(shè)置電磁閥82用于替代止回閥81。而且，由壓力傳感器83a、83b檢測噴射器40中的壓力增加值ΔP。當由壓力傳感器83a、83b所檢測的壓力增加值ΔP等于或小于預(yù)定值時，可由電子控制單元(ECU)來關(guān)閉電磁閥82。另一方面，當由壓力傳感器83a、83b所檢測的壓力增加值ΔP超過預(yù)定值時，可由ECU關(guān)閉電磁閥82。這里，當關(guān)閉電磁閥82時的預(yù)定值可設(shè)置為與當開啟電磁閥82時的預(yù)定值不同。在第二實施例中，可利用壓力增加值ΔP作為參數(shù)來控制電磁閥82。
然而，在第二實施例中，也可用其它方法來控制電磁閥82。例如，例如，第一，可根據(jù)儲如壓縮機10的轉(zhuǎn)速、致冷劑溫度和致冷劑壓力等來計算噴射器效率ηe。接著，當所計算的噴射器效率ηe等于或小于預(yù)定值時，電磁閥82可被ECU開啟。另一方面，當所計算出的噴射器效率ηe大于預(yù)定值時，電磁閥82可被ECU關(guān)閉。這里，當電磁閥82關(guān)閉時的噴射器效率ηe的預(yù)定值可設(shè)置為與當電磁閥82開啟時的噴射器效率ηe的預(yù)定值不同。作為選擇，當電磁閥82關(guān)閉時的噴射器效率ηe的預(yù)定值可設(shè)置為與電磁閥82開啟時的噴射器效率ηe的預(yù)定值相等。
在第二實施例中，其它部件與上述第一實施例的部件相同，可得到第一實施例中所描述的優(yōu)點。
(第三實施例)現(xiàn)在將參照圖9-12來說明本發(fā)明的第三實施例。在第三實施例中，如圖9-12所示，旁路通道90直接連接到蒸發(fā)器30上，高壓致冷劑流進所述旁路通道90，同時至少旁路噴管41。在第三實施例中，沒有設(shè)置如上述第一和第二實施例中所述的第二回油通道80。三通閥91設(shè)置在旁路通道90和連接到噴射器40的噴管41上的高壓致冷劑通道的分支點上。設(shè)置三通閥91用于將致冷劑流動轉(zhuǎn)換到旁路通道90中。在旁路通道90中設(shè)置有膨脹閥93，其用來在旁路通道90中減壓和膨脹致冷劑。當噴射器40中的壓力增加值ΔP等于或小于預(yù)定壓力時，或當噴射器效率ηe等于或小于預(yù)定效率時，致冷劑循環(huán)進入旁路通道90中，從而執(zhí)行回油模式。相反，當壓力增加值ΔP大于預(yù)定壓力時，或當噴射器效率ηe大于預(yù)定效率時，關(guān)閉旁路通道90，從而執(zhí)行標準操作模式。
圖9-12示出了旁路通道90和三通閥91的配置的具體例子。在圖9和11中，旁路通道90和三通閥91設(shè)置為來自壓縮機10的所有高壓致冷劑流入旁路通道90中，同時旁路噴射器40的噴管41，并且在旁路通道90中由膨脹閥93減壓的致冷劑在回油模式中經(jīng)蒸發(fā)器30流入氣體-液體分離器50。在圖10和12中，旁路通道90和三通閥91設(shè)置為來自壓縮機10的部分高壓致冷劑流入旁路通道90，同時旁路散熱器20和噴射器40的噴管41。即使在這種情況中，在回油模式中，包含潤滑油的致冷劑可從蒸發(fā)器30被引導(dǎo)到壓縮機10的抽吸側(cè)。
膨脹閥93為機械或電子減壓裝置，膨脹閥93可控制它的節(jié)流閥的開啟程度，以便蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑的過熱程度變?yōu)轭A(yù)定的程度。然而，也可使用固定節(jié)流閥如毛細管和噴孔來替換膨脹閥93。
在圖9，11所示的噴射器循環(huán)1中，在回油模式中，從壓縮機10排出的所有高壓致冷劑流入膨脹閥93，而不流入噴射器40的噴管41。因此，在圖9和11中的回油模式中，與一般的膨脹循環(huán)相同，致冷劑在噴射器循環(huán)1中循環(huán)。
(第四實施例)第四實施例為第三實施例的改進。在圖13所示的第四實施例中，所形成的膨脹閥93在標準操作模式中可完全關(guān)閉，且除去了第三實施例所述的三通閥91。另一方面，在回油模式中，開啟膨脹閥93，從而致冷劑循環(huán)進入旁路通道90，同時旁路噴射器40的噴管41。在圖13中，第四實施適用于圖9所示的例子。然而，第四實施例可適用于圖10-12所示的其它例子。即使在這種情況下，在回油模式中，包含潤滑油的致冷劑在壓縮機10的泵作用下可直接從蒸發(fā)器30引入到壓縮機10中。
(第五實施例)
在第五實施例中，如圖14所示，在根據(jù)第一實施例(圖1所示)的噴射器循環(huán)1中增加內(nèi)部熱交換器800和流量控制閥900。內(nèi)部熱交換器800在從散熱器20流出的高壓致冷劑和將要抽吸進壓縮機10的低壓致冷劑之間進行熱交換操作。流量控制閥900在噴管41的致冷劑入口側(cè)控制節(jié)流程度，以便以預(yù)定程度控制蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑的過熱程度。
與上述的第一實施例相同，當噴射器效率ηe減小時，或當噴射器40的泵作用減小時，回油模式自動執(zhí)行。例如，當外部空氣溫度較低時，或當潤滑油等于或大于存貯在蒸發(fā)器30中的預(yù)定量時，噴射器效率ηe降低。計算噴射器效率ηe的方法與上述第一實施例相同。在第五實施例中，當噴射器40具有足夠的泵作用時，可通過止回閥81關(guān)閉回油通道80，并且致冷劑(包含潤滑油)不流經(jīng)回油通道80。
相反，當噴射器40的泵作用變小時，止回閥81打開，從而在壓縮機10的泵吸作用下，致冷劑直接流經(jīng)回油通道80。這樣，蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)直接與壓縮機10的抽吸側(cè)相連通。因此，即使噴射器40的泵作用較小時，滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油也可流向壓縮機10，從而防止了潤滑油滯留在蒸發(fā)器30中。之后，當滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油量減少時，止回閥81自動關(guān)閉，操作模式自動從回油模式改變?yōu)闃藴什僮髂Ｊ健?br> 因此，在第五實施例中，其它部件與上述第一實施例的部件相同，并且可得到與上述第一實施例相同的優(yōu)點。
(第六實施例)在第六實施例中，如圖15所示，除去了止回閥81的彈簧81b，或者彈簧81b的彈性力可設(shè)置為很小。在這種情況下，當蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力高于壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力時，開啟止回閥81。即，當蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力高于壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力時，止回閥81開啟回油通道80，且當蒸發(fā)器30的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力小于壓縮機10的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力時，關(guān)閉回油通道80。在第六實施例中，其它部件與上述第五實施例的部件相同。
(第七實施例)第七實施例為第五實施例的改進。如圖16所示，與上述第二實施例相同，在回油通道80中設(shè)置有電磁閥82來替代止回閥81。而且，壓力傳感器83a、83b檢測噴射器40中的壓力增加值ΔP。當由壓力傳感器83a、83b所檢測的壓力增加值ΔP等于或小于預(yù)定值時，可由ECU來關(guān)閉電磁閥82。另一方面，當由壓力傳感器83a、83b所檢測的壓力增加值ΔP超過預(yù)定值時，可由ECU打開電磁閥82。這里，在關(guān)閉電磁閥82時的預(yù)定值可被設(shè)置為與開啟電磁閥82時的預(yù)定值不同。在第七實施例中，可利用壓力增加值ΔP作為參數(shù)來控制電磁閥82。
然而，在第七實施例中，也可用其它方法來控制電磁閥82。例如，第一，可根據(jù)儲如壓縮機10的轉(zhuǎn)速、致冷劑溫度和致冷劑壓力來計算噴射器效率ηe。接著，當所計算的噴射器效率ηe等于或小于預(yù)定值時，電磁閥82可被ECU開啟。另一方面，當所計算的噴射器效率ηe大于預(yù)定值時，電磁閥82可被ECU關(guān)閉。這里，當電磁閥82關(guān)閉時的噴射器效率ηe預(yù)定值可設(shè)置為與電磁閥82開啟時的噴射器效率ηe預(yù)定值不同或相同。
在第七實施例中，其它部件上第五實施例的部件相同，可得到第一實施例中所描述的優(yōu)點。
(第八實施例)在第八實施例中，三通電磁閥910設(shè)置在如圖17所示的低壓致冷劑通道和回油通道80的分支部分處，或設(shè)置在圖18所示的交叉部分處。當噴射器40的壓力增加值ΔP等于或小于預(yù)定值時，回油通道80在三通電磁閥90的作用下開啟。相反，當噴射器40的壓力增加值ΔP大于預(yù)定值時，回油通道80在三通電磁閥90的作用下關(guān)閉。
(第九實施例)在第九實施例中，如圖19A、19B所示，形成回油通道80的管件、噴射器40、氣體-液體分離器50、止回閥81、流量控制閥900及其類似部件集成在一起。即，由圖14中虛線所包圍的部分構(gòu)成一個整體單元。而且，第九實施例可適應(yīng)于其它實施例，而不限于第五實施例中的圖14的結(jié)構(gòu)。例如，至少用于形成回油通道80的管件、閥81和氣體-液體分離器50可集成為整體單元。
(第十實施例)以下將參照圖20-23描述本發(fā)明的第十實施例。
在第十實施例中，本發(fā)明的噴射器循環(huán)典型地被用于具有前空調(diào)單元和后空調(diào)單元的雙空調(diào)器，所述前空調(diào)單元用于執(zhí)行客艙前座區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)操作，所述后空調(diào)單元用于執(zhí)行客艙后座區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)操作。在這種情況下，前空調(diào)單元包括前蒸發(fā)器30a和后蒸發(fā)器30b，前蒸發(fā)器30a用于冷卻將要吹進客艙前座區(qū)域的空氣，后蒸發(fā)器30b用于冷卻將要吹進客艙后座區(qū)域的空氣。設(shè)置三通閥900用于轉(zhuǎn)換致冷劑流動，另外，設(shè)置節(jié)流閥60a，60b。在圖20-23中，其它部件與前述實施例中的部件相同，并用相同的標號指示。
在圖20的例子中，在標準操作模式中，三通閥900被轉(zhuǎn)換從而致冷劑從壓縮機10依次流經(jīng)冷凝器20、三通閥900、內(nèi)部熱交換器800的高壓致冷劑通道、噴管41、氣體-液體分離器50、內(nèi)部熱交換器800，然后返回壓縮機10。同時，氣體-液體分離器50中的致冷劑經(jīng)過節(jié)流閥60a，60b后流經(jīng)前后蒸發(fā)器30a，30b，并被抽進噴射器40。在這種情況下，可將致冷劑只導(dǎo)入前蒸發(fā)器30a，而不導(dǎo)入后蒸發(fā)器30b中。另一方面，在旁路模式(回油模式)中，致冷劑從壓縮機10流經(jīng)冷凝器20、三通閥900，然后經(jīng)過節(jié)流閥60a，60b后直接流進前后蒸發(fā)器30a，30b中。隨后，致冷劑從前后蒸發(fā)器30a，30b流進噴射器40中同時旁路噴管41，接著流進氣體液體分離器50。并且，在圖20中，止回閥81防止致冷劑倒流。
在圖20的例子中，三通閥900設(shè)置在內(nèi)部熱交換器800的高壓致冷劑通道上游。然而，在圖21的例子中，三通閥900設(shè)置在內(nèi)部熱交換器800的高壓致冷劑通道下游。在圖21中，其它部件與圖20中的部件相同，并且它們的操作也相同。
在圖22的例子中，在標準操作模式中，三通閥900被轉(zhuǎn)換從而致冷劑從壓縮機10依次流經(jīng)冷凝器20、三通閥900、內(nèi)部熱交換器800、噴管41、氣體-液體分離器50、內(nèi)部熱交換器800的高壓致冷劑通道，然后返回壓縮機10。同時，氣體-液體分離器50中的致冷劑經(jīng)過節(jié)流閥60a，60b后流經(jīng)前后蒸發(fā)器30a，30b，并被抽進噴射器40。在這種情況下，可將致冷劑只導(dǎo)入前蒸發(fā)器30a，而不導(dǎo)入后蒸發(fā)器30b中。另一方面，在旁路模式(回油模式)中，致冷劑從壓縮機10流經(jīng)冷凝器20、三通閥900，然后直接流進前后蒸發(fā)器30a，30b中同時旁路噴射器40。隨后，致冷劑從前后蒸發(fā)器30a，30b流經(jīng)節(jié)流閥60a，60b并被導(dǎo)入氣體-液體分離器50。在這種情況下，節(jié)流閥60a，60b通常完全打開而沒有節(jié)流作用。并且，在圖22中，三通閥900具有減壓作用，或者可以在前后蒸發(fā)器30a，30b的上游設(shè)置減壓裝置。即使在這種情況下，也可將致冷劑只導(dǎo)入前蒸發(fā)器30a而不導(dǎo)入后蒸發(fā)器30b中。
在圖22的例子中，三通閥900設(shè)置在內(nèi)部熱交換器800的高壓致冷劑通道上游。然而，在圖23的例子中，三通閥900設(shè)置在內(nèi)部熱交換器800的高壓致冷劑通道下游。在圖23中，其它部件與圖22中的部件相同，并且它們的操作也相同。
盡管參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明的進行了充分的說明，但應(yīng)該注意到，本專業(yè)技術(shù)人員很容易對本發(fā)明進行各種變化和改變。
例如，在上面的實施中，二氧化碳可用作致冷劑。然而，并不限于二氧化碳，例如，碳氫化合物、氟利昂等等可用作致冷劑。在上面的實施例中，高壓致冷劑的壓力設(shè)置為等于或高于致冷劑的臨界壓力。然而，高壓致冷劑的壓力可設(shè)置為小于致冷劑的臨界壓力。在上面的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的噴射器循環(huán)1通常用于用于陳列柜的蒸汽壓縮式冷凍機中。然而，本發(fā)明的噴射器循環(huán)1可用于空調(diào)等等裝置中。
在本發(fā)明中，在回油模式(旁路模式)中，滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油在壓縮機10的泵作用下被直接抽吸或直接擠到外部。因此，僅當滯留在蒸發(fā)器30中的潤滑油在壓縮機10的泵作用下被直接抽吸或直接擠到外部時，回油模式不限于上述的實施例。而且，在第五到第八實施例中，內(nèi)部熱交換器800和流量控制閥900中的任何一個可被除去。
并且，在上述實施例中，在冬天，在汽車空調(diào)器的內(nèi)部空氣引入模式期間，可執(zhí)行旁路模式，其中，來自冷凝器20的致冷劑至少旁路噴射器40的噴管41。在汽車空調(diào)器的內(nèi)部空氣引入模式中，客艙內(nèi)部的空氣被引入。因此，蒸發(fā)器被操作以執(zhí)行除濕操作。在冬天，在內(nèi)部空氣引入模式中，高壓致冷劑的壓力相對較低，低壓致冷劑的壓力相對較高。因此，在噴射器40中的膨脹損失能變得較小，致冷劑至少旁路噴射器40的噴管41的旁路模式是必要的。因此，在冬天，當在汽車空調(diào)器中設(shè)置內(nèi)部空氣引入模式時，可執(zhí)行旁路模式。
在上述的實施例中，使用諸如閥81，82，900，910的用于轉(zhuǎn)換致冷劑流動的開關(guān)裝置。然而，其它的可用于轉(zhuǎn)換致冷劑流動的開關(guān)裝置也可用作開關(guān)裝置。
如此變化和調(diào)整將被理解為落入由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種噴射器循環(huán)，包括壓縮機(10)，其用于壓縮和排出致冷劑；高壓熱交換器(20)，其用于散發(fā)由壓縮機排出的高壓致冷劑的熱量；低壓熱交換器(30)，其用于蒸發(fā)減壓后的低壓致冷劑；噴射器(40)，所述噴射器包括用于減壓和膨脹從高壓熱交換器流出的高壓致冷劑的噴管(41)，所述噴射器被設(shè)置用于由從噴管噴出的高速致冷劑流抽吸在低壓熱交換器中蒸發(fā)的致冷劑，及通過將致冷劑的膨脹能轉(zhuǎn)換為其壓力能來增加將要抽吸到壓縮機中的致冷劑的壓力；氣體-液體分離器(50)，其用于將從噴射器流出的致冷劑分離成氣體致冷劑和液體致冷劑，所述氣體-液體分離器包括連接到壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)的氣體致冷劑出口和連接到低壓熱交換器的致冷劑入口側(cè)的液體致冷劑出口；管件，其限定致冷劑通道(80)，低壓熱交換器的致冷劑出口側(cè)通過所述致冷劑通道與壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)相連；和設(shè)置在致冷劑通道中的開關(guān)裝置(81、82、910)，用于開啟和關(guān)閉致冷劑通道，其特征在于，當所述開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，至少低壓熱交換器中的致冷劑旁路噴射器而被導(dǎo)向壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，在標準模式中，當所述開關(guān)裝置關(guān)閉致冷劑通道時，低壓熱交換器中的致冷劑被從噴管噴出的高速致冷劑流抽進噴射器中；和在回油模式中，當所述開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，滯留在低壓熱交換器中的潤滑油與從低壓熱交換器經(jīng)致冷劑通道流到壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑一起被導(dǎo)入壓縮機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，在低壓熱交換器的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力變?yōu)楦哂趬嚎s機的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力，并且當?shù)蛪簾峤粨Q器的致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力和壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力之間的壓力差大于預(yù)定值時，所述開關(guān)裝置被設(shè)置為用于開啟致冷劑通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，所述開關(guān)裝置是一閥，所述閥包括用于開啟致冷劑通道的閥口、用于開啟和關(guān)閉所述閥口的閥體(81a)以及用于沿關(guān)閉閥口的方向向閥體施加彈性力的彈簧件(81b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，當噴射器的噴射器效率變?yōu)榈陀诘谝活A(yù)定值時，所述開關(guān)裝置被設(shè)置為用于開啟致冷劑通道，當噴射器的噴射器效率變?yōu)楦哂诘诙A(yù)定值時，所述開關(guān)裝置被設(shè)置為用于關(guān)閉致冷劑通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，第一預(yù)定值等于第二預(yù)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，第一預(yù)定值與第二預(yù)定值不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，還包括壓力差測定元件(83a、83b)，其用來測定低壓熱交換器的致冷劑出口側(cè)和壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力差；和控制單元(ECU)，其根據(jù)壓力差控制所述閥(82、910)的開關(guān)裝置的操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，所述開關(guān)裝置為止回閥，當所述開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，所述止回閥設(shè)置用于防止致冷劑從壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)流向低壓熱交換器的致冷劑出口側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，還包括設(shè)置在致冷劑通道中的內(nèi)部熱交換器(800)，用于在來自高壓熱交換器的高壓致冷劑和來自低壓熱交換器的致冷劑之間進行熱交換。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，還包括流量控制單元(900)，其設(shè)置在噴射器的噴管的上游，用于控制流入噴射器噴管的致冷劑流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11其中任何一項所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，至少所述管件、所述開關(guān)裝置和所述氣體-液體分離器被集成以形成整體單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11其中任何一項所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，致冷劑為二氧化碳、碳氫化合物和氟利昂其中之一。
14.一種噴射器循環(huán)，包括壓縮機(10)，其用于壓縮和排出致冷劑；高壓熱交換器(20)，其用于散發(fā)由壓縮機排出的高壓致冷劑的熱量；低壓熱交換器(30)，其用于蒸發(fā)減壓后的低壓致冷劑；噴射器(40)，其包括用于減壓和膨脹從高壓熱交換器流出的高壓致冷劑的噴管(41)，所述噴射器被設(shè)置用于由從噴管噴出的高速致冷劑流抽吸在低壓熱交換器中蒸發(fā)的致冷劑，及通過將致冷劑的膨脹能轉(zhuǎn)換為其壓力能來增加將要抽吸到壓縮機中的致冷劑的壓力；氣體-液體分離器(50)，其用于將來自噴射器的致冷劑分離成氣體致冷劑和液體致冷劑，所述氣體-液體分離器包括連接到壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)的氣體致冷劑出口及連接到低壓熱交換器的致冷劑入口側(cè)液體致冷劑出口；管件，其限定致冷劑通道(90)，通過所述致冷劑通道(90)從壓縮機排出的致冷劑旁路噴射器的噴管而被導(dǎo)向低壓熱交換器；和設(shè)置在致冷劑通道中的開關(guān)裝置(91)，用于開啟和關(guān)閉致冷劑通道，其特征在于，當開關(guān)裝置開啟致冷劑通道時，至少在低壓熱交換器中的致冷劑旁路噴射器的噴管而被導(dǎo)向壓縮機的致冷劑抽吸側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，還包括設(shè)置在致冷劑通道中的減壓裝置(93)，用于減壓從壓縮機排出的致冷劑，其特征在于在標準模式中，所述開關(guān)裝置關(guān)閉致冷劑通道，并且來自高壓熱交換器的高壓致冷劑在噴射器的噴管中減壓，同時抽吸蒸發(fā)器中的致冷劑；和在回油模式中，所述開關(guān)裝置開啟致冷劑通道，并且從壓縮機排出的高壓致冷劑在減壓裝置中減壓并流經(jīng)低壓熱交換器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14和15中的任意一項所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，當在低壓熱交換器致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力高于壓縮機致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力，并且當?shù)蛪簾峤粨Q器致冷劑出口側(cè)的致冷劑壓力和壓縮機致冷劑抽吸側(cè)的致冷劑壓力之間的壓力差大于預(yù)定值時，所述開關(guān)裝置被設(shè)置用于開啟致冷劑通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求14和15中的任意一項所述的噴射器循環(huán)，其特征在于，當噴射器的噴射器效率低于預(yù)定值時，所述開關(guān)裝置被設(shè)置為用于開啟致冷劑通道。
全文摘要
在具有用于減壓致冷劑的噴射器(40)的噴射器循環(huán)中，止回閥(81)設(shè)置在回油通道(80)中，通過所述回油通道(80)包含潤滑油的致冷劑旁路噴射器而被從蒸發(fā)器(30)的致冷劑出口側(cè)導(dǎo)向壓縮機(10)的致冷劑抽吸側(cè)。當滯留在蒸發(fā)器中的潤滑油量減少時，止回閥自動關(guān)閉，并且自動設(shè)置為噴射器循環(huán)的標準操作模式。相反，當有大量的潤滑油滯留在蒸發(fā)器中時，止回閥自動開啟，并且自動設(shè)置為回油模式。因此，滯留在蒸發(fā)器中的潤滑油被控制為等于或低于預(yù)定量，從而使?jié)櫥陀行У胤祷氐綁嚎s機中。
文檔編號F25B31/00GK1475716SQ03146300
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月8日
發(fā)明者武內(nèi)裕嗣, 押谷洋, 齋藤美歌, 歌 申請人:株式會社電裝