專利名稱：噴射器循環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有蒸發(fā)器的除霜操作的噴射器循環(huán)。
背景技術(shù)：
在JP-A-6-111971中所描述的噴射循環(huán)中，制冷劑在噴射器的噴嘴中被壓縮和膨脹，從而在蒸發(fā)器中所蒸發(fā)的氣體制冷劑被抽吸，并且將被抽吸至壓縮機(jī)中的制冷劑的壓力通過把膨脹能轉(zhuǎn)化成壓力能而增加。而且，在噴射器循環(huán)中，從噴射器中流出的制冷劑流入氣-液分離器中，以在氣-液分離器中分離成氣體制冷劑和液體制冷劑。然后，在氣-液分離器中的液體制冷劑被供應(yīng)至蒸發(fā)器中，在氣-液分離器中的氣體制冷劑被供應(yīng)至壓縮機(jī)中。
因此，噴射器循環(huán)具有第一制冷劑循環(huán)和第二制冷劑循環(huán)，在所述第一制冷劑循環(huán)中，制冷劑按照這種順序循環(huán)氣-液分離器→蒸發(fā)器→噴射器的增壓部分→氣-液分離器，在所述第二制冷劑循環(huán)中，制冷劑按照這種順序循環(huán)壓縮機(jī)→冷凝器→噴射器→氣-液分離器→壓縮機(jī)。因此，在噴射器循環(huán)中，為了給蒸發(fā)器除霜而把高溫制冷劑引進(jìn)至蒸發(fā)器中是困難的。
通常，膨脹閥制冷劑循環(huán)僅具有一個(gè)制冷劑流，所述冷卻流中，制冷劑按照這種順序通過壓縮機(jī)→冷凝器→膨脹閥→蒸發(fā)器→壓縮機(jī)。因此，在這種膨脹閥制冷劑循環(huán)中，當(dāng)膨脹閥充分打開時(shí)，高溫制冷劑流入蒸發(fā)器中，而且蒸發(fā)器的除霜操作能夠容易地進(jìn)行。
相反，在此噴射器循環(huán)中，不能通過使用從冷凝器中流出的高溫制冷劑進(jìn)行蒸發(fā)器的除霜操作。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有噴射器的噴射器循環(huán)，所述噴射器循環(huán)能夠有效地進(jìn)行蒸發(fā)器的除霜操作。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有噴射器的噴射器循環(huán)，所述噴射器循環(huán)在除霜操作中或在剛剛把除霜操作轉(zhuǎn)換成普通操作之后時(shí)防止高壓側(cè)制冷劑的壓力被過大地增加。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，噴射器循環(huán)包括用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)、用于冷卻從壓縮機(jī)中排出的高壓制冷劑的冷凝器、用于蒸發(fā)被壓縮后的低壓制冷劑的蒸發(fā)器、噴射器和用于把從噴射器中來的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑的氣-液分離器。噴射器包括噴嘴，所述噴嘴通過把制冷劑的壓力能轉(zhuǎn)換成制冷劑的速度能而把從冷凝器中流出的制冷劑壓縮和膨脹；和增壓部分，設(shè)置所述增壓部分以通過把制冷劑的速度能轉(zhuǎn)化成制冷劑的壓力能同時(shí)把從噴嘴中噴出的制冷劑和從蒸發(fā)器中抽吸出的制冷劑混合而增加制冷劑的壓力。在此噴射器循環(huán)中，設(shè)有支路管道，從壓縮機(jī)排出的制冷劑通過此管道流入蒸發(fā)器的制冷劑入口同時(shí)繞過至少所述冷凝器，在支路管道中設(shè)置開關(guān)閥，所述開關(guān)閥用于打開和關(guān)閉支路管道，接收器放置在冷凝器的制冷劑開口側(cè)的噴射器的噴嘴的上游以在那里儲(chǔ)存制冷劑。因此，在除霜操作中，從壓縮機(jī)排出的制冷劑通過支路管道流入蒸發(fā)器中，剩余的制冷劑流入冷凝器中并儲(chǔ)存在接收器中，同時(shí)在冷凝器和接收器中冷凝。因此，即使當(dāng)冷凝器的容量設(shè)置成較小時(shí)，剩余的制冷劑也能夠儲(chǔ)存在接收器中，并且能夠防止在除霜操作中多于必要數(shù)量的熱的氣體制冷劑數(shù)量被引入蒸發(fā)器。因此，能夠防止從壓縮機(jī)排出的制冷劑的壓力過大地增加。
優(yōu)選地，設(shè)有風(fēng)扇以朝冷凝器吹動(dòng)空氣，從而冷卻在冷凝器中的制冷劑。另外，在除霜操作中，打開開關(guān)閥以使從壓縮機(jī)中排出的至少一部分制冷劑被引入蒸發(fā)器中，并且風(fēng)扇運(yùn)行。因此，流入冷凝器中的熱的氣體制冷劑能夠有效地被冷卻和冷凝，而且能夠精確地防止在除霜操作中多于必要數(shù)量的熱的氣體制冷劑數(shù)量被引入蒸發(fā)器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，打開開關(guān)閥，從而使從壓縮機(jī)排出的至少一部分制冷劑被引入蒸發(fā)器以除去在蒸發(fā)器的表面上的霜。此外，在除霜操作完成之后的至少預(yù)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行預(yù)備操作，在預(yù)備操作中，打開開關(guān)閥同時(shí)停止壓縮機(jī)。因此，由于儲(chǔ)存在冷凝器側(cè)的高壓制冷劑而產(chǎn)生的在冷凝器側(cè)與蒸發(fā)器側(cè)之間的壓力差，可以把儲(chǔ)存在冷凝器側(cè)的液體制冷劑通過支路通道移至蒸發(fā)器中。因此，能夠防止冷凝器的冷凝容量被降低，進(jìn)而防止在除霜操作中當(dāng)剛剛從除霜操作轉(zhuǎn)換成普通操作之后時(shí)高壓制冷劑的壓力被過大地增加。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可變的節(jié)流閥裝置放置在冷凝器的制冷劑出口側(cè)，用于在流入噴射器的噴嘴之前把制冷劑減壓。另外，可變的節(jié)流閥裝置根據(jù)在蒸發(fā)器的制冷劑出口側(cè)的制冷劑過熱程度改變它的節(jié)流閥開口度。在這種情況下，當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，打開開關(guān)閥，以使從壓縮機(jī)中排出的至少一部分制冷劑被引入蒸發(fā)器中以除去在蒸發(fā)器的表面上的霜。另外，在除霜操作完成之后的至少預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，在預(yù)備操作中打開可變節(jié)流閥裝置同時(shí)停止壓縮機(jī)。因此，在預(yù)備操作中，通過利用壓力差，可以把至少儲(chǔ)存在冷凝器中的液體制冷劑經(jīng)過噴射器移至蒸發(fā)器側(cè)。
例如，在通常的操作中，從壓縮機(jī)中排出的制冷劑在冷凝器中被冷卻和冷凝，并且制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，可變節(jié)流閥裝置根據(jù)在蒸發(fā)器的制冷劑出口側(cè)的制冷劑的過熱程度改變它的節(jié)流閥打開程度。在除霜操作中，開關(guān)閥打開，可變節(jié)流閥裝置關(guān)閉。此外，在預(yù)備操作中，可變節(jié)流閥裝置完全地被打開。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，噴射器循環(huán)設(shè)有另一個(gè)支路通道，從冷凝器流出的制冷劑通過所支路通道繞過至少噴嘴；和另一個(gè)開關(guān)閥，該開關(guān)閥用于打開和關(guān)閉所述另一個(gè)支路通道。在這種情況下，當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，開關(guān)閥被打開并且所述另一個(gè)開關(guān)閥被關(guān)閉，以使從壓縮機(jī)排出的制冷劑的至少一部分被引入蒸發(fā)器中，從而除去在蒸發(fā)器的表面上的霜。另外，在除霜操作完成之后的至少預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，在所述預(yù)備操作中打開另一個(gè)開關(guān)閥。因此，在預(yù)備操作中，可以將儲(chǔ)存在冷凝器中的液體制冷劑通過另一個(gè)支路通道移至蒸發(fā)器側(cè)。所述另一個(gè)支路通道可以這樣設(shè)置，即從冷凝器來的制冷劑通過另一個(gè)支路通道繞過可變節(jié)流閥裝置和噴射器的噴嘴。


本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將從下面參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)的描述中更容易顯現(xiàn)出來。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的包括噴射器的噴射器循環(huán)的示意圖；圖2A和2B是說明在圖1中的噴射循環(huán)中的接受器的示意截面圖；圖3是說明根據(jù)第一實(shí)施例在除霜操作和普通操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的排放壓力的變化的曲線；圖4是說明根據(jù)第一實(shí)施例在普通操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線，也說明了根據(jù)比較實(shí)例在普通操作中最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例在除霜操作和在制冷操作(普通操作)中來自壓縮機(jī)的制冷劑的排出壓力的變化的曲線；圖6是說明根據(jù)第二實(shí)施例在普通操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線，也說明了根據(jù)比較實(shí)例在普通操作中最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例在除霜操作和在制冷操作(普通操作)中來自壓縮機(jī)的制冷劑的排出壓力和被抽吸至壓縮機(jī)中的制冷劑的抽吸壓力的曲線；圖8是說明根據(jù)第三實(shí)施例在普通操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線，也說明了根據(jù)比較實(shí)例在普通操作中最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的噴射器循環(huán)的示意曲線；圖10是說明根據(jù)第四實(shí)施例在普通操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線，也說明了根據(jù)比較實(shí)例在普通操作中最大排出壓力PD(RAMX)和在除霜操作中來自壓縮機(jī)的制冷劑的最大排出壓力PD(JAMX)的曲線；圖11是說明在比較實(shí)例中噴射器循環(huán)的示意曲線；和圖12是說明圖11中噴射器循環(huán)的操作的莫里爾圖(p-h曲線)。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)在第一實(shí)施例中，噴射器循環(huán)是典型地用作車輛空調(diào)的蒸汽壓縮制冷器或房間的靜止的空調(diào)。如圖1所示，壓縮機(jī)10是電壓縮機(jī)，用于抽吸和壓縮在噴射器循環(huán)中的制冷劑。冷凝器20(冷卻器、散熱器)是高壓熱交換器，用于通過在外部空氣和高溫高壓制冷劑之間進(jìn)行熱交換操作而制冷和冷凝從壓縮機(jī)10排出的高溫高壓制冷劑。設(shè)置了風(fēng)扇21(吹風(fēng)機(jī))，用于把冷空氣(外部空氣)吹向冷凝器20。
另外，蒸發(fā)器30是低壓熱交換器，用于通過蒸發(fā)液體制冷劑，更確切地，通過在空氣與低壓制冷劑之間進(jìn)行熱交換操作，把冷空氣吹進(jìn)一個(gè)室中。風(fēng)扇31是電吹風(fēng)機(jī)，用于把空氣吹進(jìn)蒸發(fā)器30并把在通過蒸發(fā)器30之后的空氣吹進(jìn)所述室中。
噴射器40抽吸在蒸發(fā)器30中蒸發(fā)的制冷劑，同時(shí)把從冷凝器20流出的制冷劑在噴嘴41中減壓和膨脹，并且通過把制冷劑的膨脹能轉(zhuǎn)化成制冷劑的壓力能而增加將被抽吸至壓縮機(jī)10中的制冷劑的壓力。
噴射器40包括噴嘴41、混合部分42和擴(kuò)散器43。噴嘴41通過把來自冷凝器20的高壓制冷劑的壓力能轉(zhuǎn)化成制冷劑的速度能而以等焓的方式使流入噴射器40的高壓制冷劑減壓并膨脹。混合部分42通過使用從噴嘴41噴射的高速制冷劑流的挾帶功能抽吸在蒸發(fā)器30中所蒸發(fā)的制冷劑，并把抽吸了的制冷劑與從噴嘴41所噴射的制冷劑混合。另外，散熱器43把從噴嘴41所噴射的制冷劑與從蒸發(fā)器30所抽吸的制冷劑混合，并且通過把混合的制冷劑的速度能轉(zhuǎn)化成壓力能而增加制冷劑的壓力。
在混合部分42中，混合來自噴嘴41的制冷劑的驅(qū)動(dòng)流和來自蒸發(fā)器30的制冷劑的抽吸流以使它們的動(dòng)量和被保存下來，進(jìn)而增加制冷劑壓力。在散熱器43中，因?yàn)橹评鋭┩ǖ澜孛婷娣e朝向它的出口側(cè)逐漸增加，制冷劑速度能(動(dòng)壓力)被轉(zhuǎn)化成制冷劑壓力能(靜壓力)。因此，在噴射器40中，制冷劑壓力通過混合部分42和散熱器43而增加。因此，在噴射器40中，增壓部分構(gòu)造成具有混合部分42和散熱器43。
在第一實(shí)施例中，采用“拉瓦爾噴嘴”(參照由東京大學(xué)出版物出版的流體工程)作為噴嘴41以加速從噴嘴41所噴射的制冷劑至等于或高于聲速。此處，拉瓦爾噴嘴在它的制冷劑通道上包括節(jié)流閥，所述節(jié)流閥具有最小的通道面積。然而，朝向它的出口側(cè)成錐形的的噴嘴也可以作為噴嘴41。
在圖1中，制冷劑從噴射器40中排出，并流入氣體-液體分離器50中。氣體-液體分離器50把來自噴射器40的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑，并在那里儲(chǔ)存分離的氣體制冷劑和液體制冷劑。氣體-液體分離器50包括氣體制冷劑出口和液體制冷劑出口，所述氣體制冷劑出口連接至壓縮機(jī)10的抽吸端口上，所述液體制冷劑出口連接至蒸發(fā)器30的入口側(cè)。因此，在噴射器循環(huán)中，在氣體-液體分離器50中的液體制冷劑流入蒸發(fā)器30中，同時(shí)來自冷凝器20的制冷劑在噴射器40的噴嘴41中被減壓。
止回閥51設(shè)在制冷劑通道上，從而僅僅允許制冷劑流從氣體-液體分離器50流向蒸發(fā)器30，液體制冷劑通過制冷劑通道從氣體-液體分離器50供應(yīng)至蒸發(fā)器30上。支路60是制冷劑通道，從壓縮機(jī)10排出的高溫高壓制冷劑(熱的氣體制冷劑)能夠通過所述制冷劑通道60直接地被引入蒸發(fā)器30的制冷劑入口，同時(shí)繞過冷凝器20和噴射器40。開關(guān)閥61設(shè)在支路通道60上以打開和關(guān)閉支路通道60。開關(guān)閥61也用作減壓裝置，用于把從壓縮機(jī)10排出的高壓制冷劑減壓至低于蒸發(fā)器30的耐壓壓力。
可變節(jié)流閥裝置70放置在冷凝器20和噴射器40之間的制冷劑通道上。可變節(jié)流閥裝置70是放置在噴射器40的噴嘴41的上游的膨脹閥，以使從冷凝器20中流出的高壓制冷劑減壓至氣-液兩相狀態(tài)?？勺児?jié)流閥裝置70控制它的節(jié)流開啟程度，從而在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)的制冷劑的過熱程度在預(yù)定范圍內(nèi)(例如，0.1-10度)?？勺児?jié)流閥裝置70能夠具有公知的熱膨脹閥的結(jié)構(gòu)。
具體地，可變節(jié)流閥裝置70包括溫度感應(yīng)部分71，用于檢測(cè)在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)的溫度?？勺児?jié)流閥裝置70通過在溫度感應(yīng)部分71上的氣體壓力、蒸發(fā)器30上的制冷劑壓力和彈簧元件的彈力之間的平衡來控制節(jié)流閥打開程度。
例如，當(dāng)在蒸發(fā)器30內(nèi)的壓力較高時(shí)，在蒸發(fā)器30上的熱負(fù)荷變高，并且在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)的制冷劑過熱程度變大。在這種情況下，可變節(jié)流閥裝置70的節(jié)流閥打開程度變小，并且從噴嘴41噴射的制冷劑的流速(驅(qū)動(dòng)流)設(shè)定為較大，以至于循環(huán)入蒸發(fā)器30的制冷劑數(shù)量增加。
相反，當(dāng)在蒸發(fā)器30內(nèi)的壓力較低時(shí)，在蒸發(fā)器30內(nèi)的熱負(fù)荷變較低，并且在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)的制冷劑過熱程度變低。在這種情況下，可變節(jié)流閥裝置70的節(jié)流打開度變大，并且從噴嘴41所噴射的制冷劑的流速(驅(qū)動(dòng)流)被設(shè)定為較小，以至于循環(huán)入蒸發(fā)器30中的制冷劑數(shù)量降低。
在本實(shí)施例中，可變節(jié)流閥裝置70的閥箱體72與噴射器40成為一體，從而結(jié)構(gòu)上具有可變節(jié)流閥裝置70和噴射器40的減壓部分能夠尺寸變小。
接受器80放置在冷凝器20的制冷劑出口側(cè)以儲(chǔ)存在那里的液體制冷劑。儲(chǔ)存在接受器80的液體制冷劑被供應(yīng)至可變節(jié)流閥裝置70和噴射器40以被減壓。接受器80具有相似于用于膨脹閥循環(huán)的公知接受器的制冷劑儲(chǔ)存罐結(jié)構(gòu)。具體地，如圖2A和2B所示，接受器80包括在罐體81的頂側(cè)開口的制冷劑入口82和在罐體81的底側(cè)開口的制冷劑出口83。圖2A說明在普通操作中液體表面的位置，圖2B說明在除霜操作中液體表面位置。在圖2A、2B中，罐體81的容量被設(shè)定，從而在噴射器循環(huán)的任何操作中，液體制冷劑的液體表面定位在制冷劑入口82的下側(cè)和制冷劑出口83的上側(cè)。來自冷凝器20的制冷劑通過制冷劑入口82流入罐體81，并且在罐體81中分離的液體制冷劑通過制冷劑出口83流向可變節(jié)流閥裝置70。
諸如風(fēng)扇21、31等元件和壓縮機(jī)10受電子控制部件(ECU)控制。在本實(shí)施例中，普通操作(制冷操作)和除霜操作之一能夠通過電子控制部件設(shè)定或手動(dòng)設(shè)定。
其次，現(xiàn)在將說明根據(jù)第一實(shí)施例的噴射器循環(huán)的操作。
(1)普通操作(冷卻操作，制冷操作)當(dāng)設(shè)定為普通操作(制冷操作)時(shí)，開關(guān)閥61被關(guān)閉，從而從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑向冷凝器20循環(huán)。然后，從壓縮機(jī)10所排放的高壓制冷劑在冷凝器20中被制冷并在可變節(jié)流閥裝置70中以等焓的方式被減壓至氣-液兩相狀態(tài)。其后，來自可變節(jié)流閥裝置70的制冷劑又以等焓的方式在噴射器40的噴嘴41中被減壓，從而在噴射器40的噴嘴41的出口處的制冷劑速度等于或高于聲速。然后，來自噴嘴41出口的制冷劑流入噴射器40的混合部分42。
從接受器80流入可變節(jié)流閥裝置70的制冷劑被可變節(jié)流閥裝置70減壓，從而在噴嘴41的入口側(cè)沸騰一次。因此，氣泡通過可變節(jié)流閥裝置70產(chǎn)生，并且在噴嘴41的入口側(cè)處氣泡消失之后產(chǎn)生沸騰核心。具有沸騰核心的制冷劑進(jìn)一步被噴嘴41沸騰，從而產(chǎn)生制冷劑的細(xì)小的液滴(即微細(xì)的液滴)。因?yàn)橹评鋭┑姆序v在噴嘴41內(nèi)被促進(jìn)，因此在噴嘴41中產(chǎn)生制冷劑的微細(xì)液滴能夠更容易。所以，有效地提高噴嘴效率。
在第一實(shí)施例中，氟里昂用作制冷劑，從而在高壓側(cè)的制冷劑的壓力低于制冷劑的臨界壓力。因此，在冷凝器20中制冷劑被冷凝，并且流入噴嘴41的制冷劑壓力低于制冷劑的臨界壓力。
混合部分42通過使用高速制冷劑流的夾卷功能抽吸在蒸發(fā)器30內(nèi)所蒸發(fā)的氣體制冷劑，所述高速制冷劑流從噴嘴41噴射出，并在那里把抽吸的制冷劑和噴射的制冷劑混合。另外，散熱器43把噴嘴41所噴射的制冷劑和從蒸發(fā)器30抽吸的制冷劑混合，并增加制冷劑壓力。因此，噴射器效率能夠被提高。因此，在氣體液體分離器50內(nèi)的低壓制冷劑以這個(gè)順序循環(huán)進(jìn)入蒸發(fā)器30和噴射器40的增壓部分，并且回到氣體-液體分離器50中。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，制冷劑在噴嘴41的上側(cè)被可變節(jié)流閥裝置70減壓至氣-液兩相制冷劑。因此，能夠防止制冷劑節(jié)流超過必要的程度，同時(shí)噴射器效率能夠有效地提高。此外，因?yàn)榭勺児?jié)流閥裝置70的節(jié)流開啟度基于熱負(fù)荷(例如在蒸發(fā)器30的出口側(cè)處制冷劑的超熱程度)而被控制，因此即使當(dāng)噴射器循環(huán)的冷卻負(fù)荷改變時(shí)，噴射器循環(huán)的噴射器效率能夠被提高。因此，噴射器循環(huán)能夠在廣泛的負(fù)荷變化區(qū)域內(nèi)被使用，同時(shí)噴射器效率、噴嘴效率和噴射器循環(huán)的制冷容量在普通操作中被提高。
(2)除霜操作當(dāng)設(shè)定成除霜操作時(shí)，運(yùn)行壓縮機(jī)10，同時(shí)打開開關(guān)閥61。另外，關(guān)閉可變節(jié)流閥裝置70。在這種情況下，從壓縮機(jī)10中排出的高溫制冷劑(熱氣體制冷劑)被供應(yīng)至蒸發(fā)器30中以加熱蒸發(fā)器30的內(nèi)側(cè)。因此，在蒸發(fā)器30的表面上粘附的霜被除去。
在除霜操作中，冷凝器20的制冷劑入口側(cè)總是打開的。此外，可變節(jié)流閥70變成充分關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)熱氣體制冷劑被供應(yīng)至蒸發(fā)器30上，從而在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)處的制冷劑的過熱程度成為非常大。因此，在除霜操作中的沒必要的剩余制冷劑流向冷凝器20，并儲(chǔ)存在接收器80內(nèi)，同時(shí)在冷凝器20和接收器80內(nèi)被冷凝。
因此，即使當(dāng)冷凝器20的容量較小，并且剩余制冷劑不能儲(chǔ)存在冷凝器20中時(shí)，也能夠防止氣體制冷劑數(shù)量大于在除霜模式下循環(huán)至蒸發(fā)器30中的必要數(shù)量。因此，能夠防止從壓縮機(jī)10中排出的制冷劑的排出壓力過分地增加。另外，能夠防止大量液體制冷劑被儲(chǔ)存在冷凝器20中，進(jìn)而防止冷凝器20的冷凝容量被降低。因此，在第一實(shí)施例中，能夠防止在除霜操作中或在除霜操作轉(zhuǎn)換成普通操作的隨后一段時(shí)間內(nèi)，高壓制冷劑的壓力被過分地增加。因此，噴射器循環(huán)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。
圖3說明來自壓縮機(jī)10的制冷劑的排放壓力的變化。在圖3中，PD(JAMX)表示在第一實(shí)施例中在除霜操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力，PD(RAMX)表示在普通操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力。如圖3所示，在第一實(shí)施例中，在除霜操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力PD(JAMX)能夠設(shè)定成小于在除霜操作進(jìn)行之后、在普通操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力PD(RAMX)。
圖11說明由本發(fā)明申請(qǐng)的發(fā)明者所進(jìn)行的比較實(shí)例，其中沒有提供第一實(shí)施例的接收器80。與由圖12中粗線所示的普通操作比較，在這個(gè)比較實(shí)例中，具有較小密度的氣體制冷劑如圖12中的細(xì)線所示循環(huán)，在除霜操作中沒有冷凝。在圖11的比較實(shí)例中，在除霜操作中不必要的剩余制冷劑存留在冷凝器20中，同時(shí)在冷凝器20中被冷凝。因此，當(dāng)冷凝器20的體積(容量)設(shè)定成較小時(shí)，足夠數(shù)量的剩余制冷劑不能儲(chǔ)存在冷凝器20中。因此，在除霜操作中，多于必要的數(shù)量的氣體制冷劑數(shù)量循環(huán)入蒸發(fā)器30中，從壓縮機(jī)10排出的制冷劑的排出壓力可以被過大地增加。在這種情況下，在除霜操作中或在從除霜操作轉(zhuǎn)換成制冷操作之后的隨后一段時(shí)間，運(yùn)行噴射器循環(huán)的安全設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，因?yàn)榻邮掌?0設(shè)在冷凝器20制冷劑流的下游。因此，在除霜操作中，即使當(dāng)冷凝器20的體積較小并且剩余制冷劑不能儲(chǔ)存在冷凝器20中時(shí)，也能夠防止多于必要數(shù)量的氣體制冷劑被循環(huán)入蒸發(fā)器30中。因此，能夠防止從壓縮機(jī)10排出的制冷劑的排出壓力被過大地增加。如圖4所示，在第一實(shí)施例中，與在比較實(shí)例中的最大壓力比較，能夠降低高壓制冷劑的最大壓力PD(JAMX)、PD(RAMX)。在圖3、4的實(shí)驗(yàn)中，在冷凝器20周圍的外側(cè)空氣溫度是40℃，并且壓縮機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為3600rpm。另外，進(jìn)行除霜操作同時(shí)停止風(fēng)扇21。
在上述第一實(shí)施例中，用于膨脹閥循環(huán)的普通接收器用作接收器80中。然而，具有干燥劑或過濾器的接收器能夠用作接收器80。
(第二實(shí)施例)在上述第一實(shí)施例中，進(jìn)行除霜操作，同時(shí)停止風(fēng)扇21。然而，在第二實(shí)施例中，進(jìn)行除霜操作，同時(shí)運(yùn)行風(fēng)扇21。
在第二實(shí)施例中，因?yàn)樵诔僮髦羞\(yùn)行風(fēng)扇21，因此，流入冷凝器20的熱氣體制冷劑能夠充分地在冷凝器20中冷凝，并能夠防止在除霜操作中，多于必要的數(shù)量的氣體制冷劑循環(huán)入蒸發(fā)器30中。
圖5說明在第二實(shí)施例中從壓縮機(jī)10中排出的制冷劑的排放壓力的變化。在圖5中，PD(JAMX)表示在第二實(shí)施例中在除霜操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力，PD(RAMX)表示在普通操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力。如圖6所示，在第二實(shí)施例中，與比較實(shí)例相比較，在普通操作(制冷操作)中最大排放壓力PD(RAMX)和在除霜操作中的排放壓力PD(JAMX)能夠被降低多于第一實(shí)施例。因此，能夠有效地防止高壓側(cè)制冷劑的壓力被過分地增加。
在圖5、6的實(shí)驗(yàn)中，在冷凝器20周圍的外部空氣溫度是40℃，并且壓縮機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為3600rpm。
在上述第二實(shí)施例中，風(fēng)扇21自動(dòng)地隨著除霜操作的啟動(dòng)而運(yùn)行。然而，在第二實(shí)施例中，當(dāng)高壓側(cè)制冷劑的壓力高于第一預(yù)定壓力時(shí)，能夠運(yùn)行風(fēng)扇21，當(dāng)高壓側(cè)制冷劑的壓力低于第二預(yù)定壓力時(shí)，停止風(fēng)扇21。第一預(yù)定壓力能夠設(shè)定成等于第二預(yù)定壓力或能夠設(shè)定成不同于第二預(yù)定壓力。例如，第一預(yù)定壓力設(shè)定成高于第二預(yù)定壓力。
在第二實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，制冷劑能夠通過運(yùn)行風(fēng)扇21而有效地被冷卻和冷凝。因此，在第二實(shí)施例中，即使當(dāng)沒有提供接受器81時(shí)，在除霜操作中也能夠控制高壓制冷劑的壓力。在第二實(shí)施例中，其它部分相似于上述第一實(shí)施例的其它部分。
(第三實(shí)施例)在第三實(shí)施例中，在除霜操作完成之后進(jìn)行預(yù)備操作一預(yù)定時(shí)間，然后進(jìn)行普通操作(制冷操作)。在預(yù)備操作中，停止壓縮機(jī)10同時(shí)打開開關(guān)閥61。因此，在預(yù)備操作中，由于在冷凝器20和蒸發(fā)器30之間的壓力差，至少儲(chǔ)存在冷凝器20中的液體制冷劑通過支路通道60能夠朝向蒸發(fā)器30移動(dòng)。
在除霜操作之后，隨即，具有高壓的制冷劑存留在冷凝器20側(cè)。在第三實(shí)施例中，由于在冷凝器20側(cè)的高壓制冷劑，在冷凝器20與蒸發(fā)器30之間產(chǎn)生壓力差，因此，存留在冷凝器20側(cè)的制冷劑能夠通過支路通道60有效地移至蒸發(fā)器30側(cè)。因此，能夠防止在進(jìn)行除霜操作之后，冷凝器20的實(shí)際冷凝容量在普通操作中(制冷操作)被降低。因此，能夠防止在除霜操作剛剛轉(zhuǎn)換成普通操作模式之后的高壓制冷劑的壓力被過分地增加。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例在除霜操作和在制冷操作中(普通操作)從壓縮機(jī)10排出的制冷劑的排出壓力和將被抽吸至壓縮機(jī)10中的制冷劑的抽吸壓力曲線。在圖7中，PD(JAMX)表示在第三實(shí)施例中在除霜操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力，PD(RAMX)表示在普通操作中從壓縮機(jī)10所排放的制冷劑的最大排放壓力。如圖7中A所示，在預(yù)備操作中，在冷凝器10側(cè)的高壓制冷劑被移至蒸發(fā)器30側(cè)。
如圖7所示，在第三實(shí)施例中，能夠限制在除霜操作中從壓縮機(jī)10中所排出的制冷劑的最大排放壓力PD(JAMX)，PD(RAMX)。此外，如圖8所示，在第三實(shí)施例中，與比較實(shí)例相比較，在普通操作中(制冷操作)的最大排放壓力PD(RAMX)和在除霜操作中的最大排放壓力PD(JAMX)能夠被降低多于第一和第二實(shí)施例。因此，從除霜操作剛剛轉(zhuǎn)換成普通操作之后時(shí)能夠更有效地防止高壓側(cè)制冷劑的壓力過分地被增加。
在圖7、8的實(shí)驗(yàn)中，在冷凝器20周圍的外部空氣溫度是40℃，并且壓縮機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為3600rpm。
在第三實(shí)施例中，其它部分相似于上述第一實(shí)施例的其它部分。
(第四實(shí)施例)圖9說明第四實(shí)施例的噴射器循環(huán)。在第四實(shí)施例中，如圖9所示，設(shè)有第二支路通道62，通過所述第二支路通道62制冷劑流動(dòng)，同時(shí)繞過至少噴嘴41。另外，設(shè)置用于打開和關(guān)閉第二支路通道62的第二開關(guān)閥63。在除霜操作完成之后的至少預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，在所述預(yù)備操作中，第二開關(guān)閥63是開啟的，然后，進(jìn)行普通操作。此外，在預(yù)備操作中，停止壓縮機(jī)10的運(yùn)行。
因此，在預(yù)備操作中，由于在冷凝器20與蒸發(fā)器30側(cè)之間的壓力差，儲(chǔ)存在冷凝器20中的液體制冷劑通過支路通道62而能夠朝向蒸發(fā)器30(低壓側(cè))移動(dòng)。在除霜操作之后，隨即，具有高壓的制冷劑存留在冷凝器20側(cè)。在第四實(shí)施例中，在冷凝器20和蒸發(fā)器30之間的壓力差由于在冷凝器20側(cè)的高壓制冷劑而產(chǎn)生，從而存留在冷凝器20側(cè)的制冷劑能夠有效地移至蒸發(fā)器30側(cè)。因此，在進(jìn)行除霜操作之后，能夠防止冷凝器20的實(shí)際冷凝容量在普通操作(制冷操作)中被降低。因此，在除霜操作轉(zhuǎn)換成普通操作模式之后隨即能夠防止高壓制冷劑的壓力被過分地增加。在第四實(shí)施例中，僅當(dāng)來自冷凝器20的制冷劑通過第二支路通道62流動(dòng)同時(shí)繞過至少噴嘴41時(shí)，第二支路通道62的出口能夠連接至任何低壓側(cè)(蒸發(fā)器側(cè))。例如，第二支路通道62能夠設(shè)置，從而來自冷凝器20的制冷劑通過第二支路通道62流動(dòng)同時(shí)繞過可變節(jié)流閥裝置70和噴嘴41。
在第四實(shí)施例中，如圖10所示，與比較實(shí)例相比，在普通操作中(制冷操作)的最大排放壓力PD(RAMX)和在除霜操作中的最大排放壓力PD(JAMX)能夠被降低多于第一和第二實(shí)施例。因此，能夠更有效地防止高壓側(cè)制冷劑的壓力過分地被增加。
在圖10的實(shí)驗(yàn)中，在冷凝器20周圍的外部空氣溫度是40℃，并且壓縮機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為3600rpm。
在第四實(shí)施例中，其它部分相似于上述第一實(shí)施例的其它部分。
(第五實(shí)施例)在上述實(shí)施例中，可變節(jié)流閥裝置70是機(jī)械型的。然而，在第五實(shí)施例中，在如圖1所示的噴射器循環(huán)中，電動(dòng)可變節(jié)流閥被用于可變節(jié)流閥裝置70。另外，在除霜操作完成之后的至少預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，然后，進(jìn)行普通操作。在第一實(shí)施例的預(yù)備操作中，可變節(jié)流閥裝置70充分地被打開同時(shí)停止壓縮機(jī)10的操作。
因此，在預(yù)備操作中，由于在冷凝器20和蒸發(fā)器30側(cè)之間的壓力差，存留在冷凝器20中的液體制冷劑通過噴射器40能夠移至低壓側(cè)(蒸發(fā)器側(cè))。結(jié)果，在除霜操作轉(zhuǎn)換成普通操作之后，能夠防止高壓制冷劑的壓力過分地增加。
雖然本發(fā)明參照附圖根據(jù)其優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)充分地說明了，但是應(yīng)該指出，對(duì)被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，可以進(jìn)行多種變化和修改。
例如，在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，氟里昂被用作噴射器循環(huán)的制冷劑。然而，本發(fā)明能夠應(yīng)用于噴射器循環(huán)，其中能夠使用其它制冷劑。例如，碳的氫化物或二氧化碳能夠被用作制冷劑。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，噴射器循環(huán)被用于車輛或房屋的空調(diào)。然而，噴射器循環(huán)能夠用于冷卻和制冷在陳列箱中的食物的蒸汽-壓縮制冷器。
另外，在上述實(shí)施例中，在制冷劑流入噴射器40的噴嘴41之前，制冷劑被可變節(jié)流閥裝置70減壓至氣體-液體兩相狀態(tài)。然而，可變節(jié)流閥裝置70不限于把制冷劑減壓至氣體-液體兩相狀態(tài)。即，在制冷劑流入噴射器40的噴嘴41之前，可變節(jié)流閥裝置70能夠把來自冷凝器20的高壓制冷劑減壓至適宜的減壓狀態(tài)。
在上述實(shí)施例中，可變節(jié)流閥裝置70和噴嘴41能夠制成具有整體結(jié)構(gòu)，并能夠制成整體的可變噴嘴。另外，在上述第一至第三實(shí)施例中，能夠省略可變節(jié)流閥裝置70。在這種情況下，來自冷凝器20的高壓制冷劑僅被噴射器40的噴嘴41減壓。
在本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的范圍內(nèi)，這樣的變化和修改是可以理解的。
權(quán)利要求
1.一種噴射器循環(huán)，包括用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)(10)；用于冷卻從壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑的冷凝器(20)；用于把減壓之后的低壓制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器(30)；噴射器(40)，所述噴射器(40)包括用于通過把制冷劑的壓力能轉(zhuǎn)化成制冷劑的速度能而把從冷凝器流出的制冷劑減壓并膨脹的噴嘴(41)和增壓部分(42、43)，設(shè)置所述增壓部分(42、43)以通過把制冷劑的速度能轉(zhuǎn)化成制冷劑的壓力能而增加制冷劑的壓力，同時(shí)把從噴嘴噴出的制冷劑和從蒸發(fā)器中抽吸的制冷劑混合；氣體-液體分離器(50)，所述氣體-液體分離器(50)把來自噴射器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑，所述氣體-液體分離器50包括連接至壓縮機(jī)的制冷劑抽吸側(cè)的氣體制冷劑出口和連接至蒸發(fā)器的制冷劑入口側(cè)的液體制冷劑出口；支路通道(60)，從壓縮機(jī)排出的制冷劑通過所述支路通道流入蒸發(fā)器的制冷劑入口，同時(shí)繞過至少冷凝器；和用于打開和關(guān)閉支路通道的開關(guān)閥(61)；其中當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，打開開關(guān)閥，從而從壓縮機(jī)排出的制冷劑的至少一部分被引入蒸發(fā)器，以除去在蒸發(fā)器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，在所述預(yù)備操作中，打開另一個(gè)開關(guān)閥同時(shí)停止壓縮機(jī)。
2.一種噴射器循環(huán)，包括用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)(10)；用于冷卻從壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑的冷凝器(20)；用于把減壓之后的低壓制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器(30)；可變節(jié)流閥裝置(70)，所述可變節(jié)流閥裝置(70)設(shè)置在冷凝器的制冷劑出口側(cè)，用于把來自冷凝器的制冷劑減壓；噴射器(40)，所述噴射器(40)包括用于通過把制冷劑的壓力能轉(zhuǎn)化成制冷劑的速度能而把從可變節(jié)流閥裝置流出的制冷劑減壓并膨脹的噴嘴(41)和增壓部分(42、43)，設(shè)置所述增壓部分(42、43)以通過把制冷劑的速度能轉(zhuǎn)化成制冷劑的壓力能而增加制冷劑的壓力，同時(shí)把從噴嘴噴出的制冷劑和從蒸發(fā)器中抽吸的制冷劑混合；氣體-液體分離器(50)，所述氣體-液體分離器(50)把來自噴射器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑，所述氣體-液體分離器包括連接至壓縮機(jī)的制冷劑抽吸側(cè)的氣體制冷劑出口和連接至蒸發(fā)器的制冷劑入口側(cè)的液體制冷劑出口；支路通道(60)，從壓縮機(jī)排出的制冷劑通過所述支路通道流入蒸發(fā)器的制冷劑入口，同時(shí)繞過至少冷凝器；和用于打開和關(guān)閉支路通道的開關(guān)閥(61)；其中可變節(jié)流閥裝置根據(jù)在蒸發(fā)器的制冷劑出口側(cè)的制冷劑的過熱程度改變它的節(jié)流閥打開程度；當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，打開開關(guān)閥，從而從壓縮機(jī)排出的制冷劑的至少一部分被引入蒸發(fā)器，以除去在蒸發(fā)器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，在所述預(yù)備操作中，打開可變節(jié)流閥。
3.一種噴射器循環(huán)，包括用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)(10)；用于冷卻從壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑的冷凝器(20)；用于把減壓之后的低壓制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器(30)；可變節(jié)流閥裝置(70)，所述可變節(jié)流閥裝置(70)設(shè)置在冷凝器的制冷劑出口側(cè)，用于把來自冷凝器的制冷劑減壓；噴射器(40)，所述噴射器(40)包括用于通過把制冷劑的壓力能轉(zhuǎn)化成制冷劑的速度能而把從可變節(jié)流閥裝置流出的制冷劑減壓并膨脹的噴嘴(41)和增壓部分(42、43)，設(shè)置所述增壓部分(42、43)以通過把制冷劑的速度能轉(zhuǎn)化成制冷劑的壓力能而增加制冷劑的壓力，同時(shí)把從噴嘴噴出的制冷劑和從蒸發(fā)器中抽吸的制冷劑混合；氣體-液體分離器(50)，所述氣體-液體分離器(50)把來自噴射器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑，所述氣體-液體分離器包括連接至壓縮機(jī)的制冷劑抽吸側(cè)的氣體制冷劑出口和連接至蒸發(fā)器的制冷劑入口側(cè)的液體制冷劑出口；第一支路通道(60)，從壓縮機(jī)排出的制冷劑通過所述第一支路通道流入蒸發(fā)器的制冷劑入口，同時(shí)繞過至少冷凝器；和用于打開和關(guān)閉第一支路通道的第一開關(guān)閥(61)；第二支路通道(62)，從壓縮機(jī)排出的制冷劑通過所述第二支路通道繞過至少噴嘴；和用于打開和關(guān)閉第二支路通道的第二開關(guān)閥(63)；當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，打開第一開關(guān)閥并關(guān)閉第二開關(guān)閥，從而從壓縮機(jī)排出的制冷劑的至少一部分被引入蒸發(fā)器，以除去在蒸發(fā)器的表面上的霜；和在除霜操作完成之后的至少一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)備操作，在所述預(yù)備操作中，打開第二開關(guān)閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射器循環(huán)，其中設(shè)置第二支路通道以使來自冷凝器的制冷劑繞過可變節(jié)流閥裝置和噴射器的噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意之一的噴射器循環(huán)，還包括接收器(80)，所述接收器(80)設(shè)置在冷凝器的制冷劑出口側(cè)以在那里儲(chǔ)存制冷劑，其中接受器包括制冷劑入口和制冷劑出口，來自冷凝器的制冷劑通過所述制冷劑入口引入，儲(chǔ)存在接受器的液體制冷劑通過所述制冷劑出口被排出至制冷劑下游側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的噴射器循環(huán)，其中至少節(jié)流閥裝置的一部分與噴射器成為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的噴射器循環(huán)，其中所述可變節(jié)流閥裝置和噴射器的噴嘴構(gòu)成為可變噴嘴。
全文摘要
一種包含噴射器(40)的噴射器循環(huán)，包括用于把制冷劑減壓的噴嘴(41)；接收器(80)，其用于儲(chǔ)存制冷劑，并設(shè)置在冷凝器(20)的制冷劑出口側(cè)。此外，設(shè)置用于打開和關(guān)閉支路通道的支路通道(60)和開關(guān)閥(61)，從而從壓縮機(jī)(10)排出的高溫制冷劑被引入蒸發(fā)器同時(shí)在除霜操作中繞過冷凝器。當(dāng)設(shè)定為除霜操作時(shí)，打開開關(guān)閥，同時(shí)運(yùn)行用于把冷空氣吹向冷凝器的風(fēng)扇(21)。因此，在除霜操作中，從壓縮機(jī)排出的至少一部分制冷劑流入蒸發(fā)器中，以除去在蒸發(fā)器的表面上的霜，并且剩余制冷劑在冷凝器中冷凝并儲(chǔ)存在接收器中。因此，能夠防止冷凝器的冷凝容量被降低。
文檔編號(hào)F25B41/04GK1912497SQ20061010744
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者西嶋春幸, 武內(nèi)裕嗣, 池本徹, 松永久嗣, 淺岡丈晴 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝