JP5062066B2 - Ejector type refrigeration cycle evaporator unit - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒減圧手段の役割および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニットに関するものである。 The present invention relates to an ejector-type refrigeration cycle evaporator unit having an ejector serving as a refrigerant decompression unit and a refrigerant circulation unit.
従来、冷媒減圧手段の役割および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。このエジェクタ式冷凍サイクルは、例えば、車両用空調装置、あるいは車載の荷物を冷凍、冷蔵する車両用冷凍装置等に適用して有効である。また、定置型の冷凍サイクルシステム、例えば、空調装置、冷蔵庫、冷凍庫などに適用して有効である。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ejector refrigeration cycle having an ejector serving as a refrigerant decompression unit and a refrigerant circulation unit is known. This ejector-type refrigeration cycle is effective when applied to, for example, a vehicle air conditioner, or a vehicle refrigeration device that freezes and refrigerates on-board luggage. Further, it is effective when applied to a stationary refrigeration cycle system such as an air conditioner, a refrigerator, a freezer and the like.
この種のエジェクタ式冷凍サイクルに用いられる蒸発器ユニットが特許文献1に記載されている。この特許文献1では、第1蒸発器の熱交換コアと第2蒸発器の熱交換コアとを空気流れ方向に並んで配置し、第1蒸発器のタンクと第2蒸発器のタンクとを空気流れ方向に並んで配置し、第2蒸発器のタンク内に1つのエジェクタを収納している。 An evaporator unit used in this type of ejector refrigeration cycle is described in Patent Document 1. In Patent Document 1, the heat exchange core of the first evaporator and the heat exchange core of the second evaporator are arranged side by side in the air flow direction, and the tank of the first evaporator and the tank of the second evaporator are arranged in the air. Arranged side by side in the flow direction, one ejector is accommodated in the tank of the second evaporator.
より具体的には、第2蒸発器のタンク内に1つのエジェクタを複数本のチューブの配列方向(タンク長手方向)と平行に配置し、第2蒸発器のタンク内に集合した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口から吸引させ、エジェクタのディフューザ部から第2蒸発器のタンク内に吐出された冷媒を第1、第2蒸発器のタンク同士を連通する連通路を通じて第1蒸発器のタンクに流入させている。 More specifically, one ejector is disposed in the tank of the second evaporator in parallel with the arrangement direction of the plurality of tubes (tank longitudinal direction), and the refrigerant collected in the tank of the second evaporator is The refrigerant sucked from the refrigerant suction port and discharged from the diffuser portion of the ejector into the tank of the second evaporator is caused to flow into the tank of the first evaporator through a communication path that connects the tanks of the first and second evaporators. ing.
これにより、エジェクタと第1、第2蒸発器の各タンクとの接続通路長さを短縮して、コストダウンおよび搭載スペースの小型化を図っている。
しかしながら、上記従来技術では、エジェクタを1つのみ配置しているので、狙いのサイクルバランスが異なる複数種類のエジェクタ式冷凍サイクルに対してエジェクタを最適化しようとすると、複数種類のエジェクタ式冷凍サイクル毎に最適なエジェクタ形状を設計する必要がある。 However, in the above prior art, only one ejector is arranged. Therefore, when trying to optimize the ejector for a plurality of types of ejector refrigeration cycles having different target cycle balances, each of the plurality of types of ejector refrigeration cycles is used. It is necessary to design an optimal ejector shape.
このため、設計工数が増大するのみならず、製造するエジェクタの種類が増えて生産性が低下するので、コストの増大を招いてしまう。 For this reason, not only the design man-hour is increased, but also the number of types of ejectors to be manufactured is increased and the productivity is lowered, resulting in an increase in cost.
また、上記従来技術では、集合タンクにエジェクタの冷媒吸引口が1つのみ開口することとなるところ、この1つの冷媒吸引口が第2蒸発器の複数本のチューブのうち特定のチューブの近くに配置されるので、冷媒が冷媒吸引口に吸引されやすいチューブと吸引されにくいチューブとが生じて冷媒の流れが不均一になって、複数本のチューブに対する冷媒の分配が不均一になってしまう虞がある。 In the above prior art, only one refrigerant suction port of the ejector is opened in the collecting tank, and this one refrigerant suction port is located near a specific tube among the plurality of tubes of the second evaporator. Therefore, there is a possibility that a tube in which the refrigerant is easily sucked into the refrigerant suction port and a tube in which the refrigerant is difficult to be sucked are generated, resulting in non-uniform refrigerant flow and non-uniform distribution of the refrigerant to the plurality of tubes. There is.
また、上記従来技術では、エジェクタのディフューザ部から吐出された冷媒は、まず第2蒸発器のタンク内に流入した後に、第1、第2蒸発器のタンク同士を連通する連通路を通じて第1蒸発器のタンクに流入するので、連通路で圧力損失が生じてしまう。 In the above prior art, the refrigerant discharged from the diffuser portion of the ejector first flows into the tank of the second evaporator, and then first evaporates through the communication path that connects the tanks of the first and second evaporators. Since it flows into the tank of the vessel, pressure loss occurs in the communication path.
本発明は上記点に鑑みて、コストの低減、複数本のチューブに対する冷媒の分配の均一化、および圧力損失の低減を図ることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce costs, make uniform the distribution of refrigerant to a plurality of tubes, and reduce pressure loss.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ノズル部(14a)から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口(14b)から冷媒を吸引し、ノズル部(14a)から噴射された冷媒と冷媒吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合してディフューザ部(14d)から吐出する複数個のエジェクタ(14)と、
ディフューザ部(14d)から吐出された冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第1蒸発器(15)と、
第1蒸発器(15)の空気流れ方向下流側に配置され、冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第2蒸発器(18)とを備え、
第1、第2蒸発器(15、18)は、空気流れ方向と交差する方向に配列された複数本のチューブ(21)を有する熱交換コア(15a、18a)と、複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの分配を行う分配タンク(28、30)と、複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの集合を行う集合タンク(27、31)とを備え、
第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とが空気流れ方向に並んで配置され、
複数個のエジェクタ(14)は、空気流れ方向を向いて配置されるとともに、複数本のチューブ(21)の配列方向に並んで配置され、
冷媒吸引口(14b)は、第2蒸発器(18)の集合タンク(31)内に開口し、
ディフューザ部(14d)の出口は、第1蒸発器(15)の分配タンク(28)内に開口していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the refrigerant is sucked from the refrigerant suction port (14b) by the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle part (14a), and is injected from the nozzle part (14a). A plurality of ejectors (14) which mix the discharged refrigerant and the refrigerant sucked from the refrigerant suction port (14b) and discharge from the diffuser part (14d);
A first evaporator (15) for evaporating the refrigerant discharged from the diffuser section (14d) by heat exchange with air;
A second evaporator (18) disposed downstream of the first evaporator (15) in the air flow direction and evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (14b) by exchanging heat with air;
The first and second evaporators (15, 18) include a heat exchange core (15a, 18a) having a plurality of tubes (21) arranged in a direction crossing the air flow direction, and a plurality of tubes (21 A distribution tank (28, 30) that distributes the refrigerant flow to the multiple tubes (21), and a collection tank (27, 31) that collects the refrigerant flow to the plurality of tubes (21),
The distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) and the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) are arranged side by side in the air flow direction,
The plurality of ejectors (14) are arranged facing the air flow direction and arranged side by side in the arrangement direction of the plurality of tubes (21),
The refrigerant suction port (14b) opens into the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18),
The outlet of the diffuser section (14d) is characterized by opening into the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15).
これによると、複数個のエジェクタ(14)を備えているので、エジェクタ(14)の個数を適宜増減すれば、狙いのサイクルバランスが異なる複数種類のエジェクタ式冷凍サイクルに対してエジェクタ(14)を最適化することができる。このため、設計工数を低減できるのみならず、製造するエジェクタの種類を低減できるので、コストを低減することができる。 According to this, since a plurality of ejectors (14) are provided, if the number of ejectors (14) is appropriately increased or decreased, the ejectors (14) can be provided for a plurality of types of ejector refrigeration cycles having different target cycle balances. Can be optimized. For this reason, not only the design man-hour can be reduced, but also the types of ejectors to be manufactured can be reduced, so that the cost can be reduced.
また、複数個のエジェクタ(14)を空気流れ方向を向いて配置するとともに、複数本のチューブ(21)の配列方向に並んで配置し、冷媒吸引口(14b)を第2蒸発器(18)の集合タンク(31)内に開口させているので、複数個の冷媒吸引口(14b)を第2蒸発器(18)の複数本のチューブ(21)に対して分散配置することができる。 A plurality of ejectors (14) are arranged in the air flow direction, and are arranged in the arrangement direction of the plurality of tubes (21), and the refrigerant suction port (14b) is arranged in the second evaporator (18). since is opened to collection tank (31) within, it can be distributed to a plurality of tubes (21) of the plurality of refrigerant suction port a (14b) the second evaporator (18).
このため、複数本のチューブ(21)に対して冷媒の吸引を均一化できるので、冷媒の流れを均一化でき、ひいては複数本のチューブ(21)に対する冷媒の分配を均一化することができる。 For this reason, since the suction of the refrigerant can be made uniform with respect to the plurality of tubes (21), the flow of the refrigerant can be made uniform, and as a result, the distribution of the refrigerant to the plurality of tubes (21) can be made uniform.
また、複数個のエジェクタ(14)のディフューザ部(14d)を第1蒸発器(15)の分配タンク(28)内に開口させているので、ディフューザ部(14d)から吐出された冷媒を第1蒸発器(15)の分配タンク(28)内に直接流入させることができ、ひいてはディフューザ部(14d)から吐出された冷媒の圧力損失を低減することができる。 Further, since the diffuser portions (14d) of the plurality of ejectors (14) are opened in the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator ( 15 ), the refrigerant discharged from the diffuser portions (14d) is the first. The refrigerant can be directly flowed into the distribution tank (28) of the evaporator ( 15 ), and the pressure loss of the refrigerant discharged from the diffuser section (14d) can be reduced.
さらに、請求項1に記載の発明では、第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とを連通する連通路を形成する連通路形成部材(40)が、空気流れ方向を向いて配置され、
連通路形成部材(40)のうち第2蒸発器(18)の集合タンク(31)側の端部は、ノズル部(14a)の外周側に配置されて冷媒吸引口(14b)を構成し、
連通路形成部材(40)のうち第1蒸発器(15)の分配タンク(28)側の部位は、ディフューザ部(14d)を構成していることを特徴とする。
Furthermore, in the invention according to claim 1, communication path formed for forming a communicating passage connecting the collection tank (31) of the distribution tank (28) and the second evaporator (18) of the first evaporator (15) A member (40) is arranged facing the direction of air flow;
An end of the second evaporator (18) on the side of the collecting tank ( 31 ) of the communication path forming member (40) is disposed on the outer peripheral side of the nozzle part (14a) to constitute a refrigerant suction port (14b),
A part of the communication path forming member (40) on the side of the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) constitutes a diffuser part (14d).
これによると、連通路形成部材(40)のうち第2蒸発器(18)の集合タンク(31)側の端部が冷媒吸引口(14b)を構成しているので、連通路形成部材(40)の当該端部の全周から広く冷媒を吸引することができる。 According to this, since the end of the second evaporator (18) on the side of the collecting tank ( 31 ) of the communication path forming member (40) constitutes the refrigerant suction port (14b), the communication path forming member (40 ) Can be widely sucked from the entire circumference of the end portion.
このため、複数本のチューブ(21)に対して冷媒の吸引をより均一化できるので、冷媒の流れをより均一化でき、ひいては複数本のチューブ(21)に対する冷媒の分配をより均一化することができる。 For this reason, since the suction of the refrigerant can be made more uniform with respect to the plurality of tubes (21), the flow of the refrigerant can be made more uniform, and consequently the distribution of the refrigerant to the plurality of tubes (21) can be made more uniform. Can do.
請求項2に記載の発明では、ノズル部(14a)から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口(14b)から冷媒を吸引し、ノズル部(14a)から噴射された冷媒と冷媒吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合してディフューザ部(14d)から吐出するエジェクタ(14)と、
ディフューザ部(14d)から吐出された冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第1蒸発器(15)と、
第1蒸発器(15)の空気流れ方向下流側に配置され、冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第2蒸発器(18)とを備え、
第1、第2蒸発器(15、18)は、空気流れ方向と交差する方向に配列された複数本のチューブ(21)を有する熱交換コア(15a、18a)と、複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの分配を行う分配タンク(28、30)と、複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの集合を行う集合タンク(27、31)とを備え、
第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とが空気流れ方向に並んで配置され、
ノズル部(14a)は、第2蒸発器(18)の集合タンク(31)内に空気流れ方向を向いて配置され、
第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とを連通する連通路を形成する連通路形成部材(40)が、空気流れ方向を向いて配置され、
連通路形成部材(40)のうち第2蒸発器(18)の集合タンク(31)側の端部は、ノズル部(14a)の外周側に配置されて冷媒吸引口(14b)を構成し、
連通路形成部材(40)のうち第1蒸発器(15)の分配タンク(28)側の部位は、ディフューザ部(14d)を構成し、
ノズル部(14a)および連通路形成部材(40)は、その流路断面形状が複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びる形状を有していることを特徴とする。
In the invention according to claim 2 , the refrigerant sucked from the refrigerant suction port (14b) by the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle portion (14a), and the refrigerant and the refrigerant suction port injected from the nozzle portion (14a) An ejector (14) that mixes the refrigerant sucked from (14b) and discharges it from the diffuser section (14d);
A first evaporator (15) for evaporating the refrigerant discharged from the diffuser section (14d) by heat exchange with air;
A second evaporator (18) disposed downstream of the first evaporator (15) in the air flow direction and evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (14b) by exchanging heat with air;
The first and second evaporators (15, 18) include a heat exchange core (15a, 18a) having a plurality of tubes (21) arranged in a direction crossing the air flow direction, and a plurality of tubes (21 A distribution tank (28, 30) that distributes the refrigerant flow to the multiple tubes (21), and a collection tank (27, 31) that collects the refrigerant flow to the plurality of tubes (21),
The distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) and the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) are arranged side by side in the air flow direction,
The nozzle part (14a) is disposed in the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) so as to face the air flow direction,
A communication path forming member (40) that forms a communication path that connects the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) and the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) is directed in the air flow direction. Arranged,
An end of the second evaporator (18) on the side of the collecting tank ( 31 ) of the communication path forming member (40) is disposed on the outer peripheral side of the nozzle part (14a) to constitute a refrigerant suction port (14b),
A part of the communication path forming member (40) on the side of the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) constitutes a diffuser part (14d),
The nozzle part (14a) and the communication path forming member (40) are characterized in that the flow path cross-sectional shape has an elongated shape in the arrangement direction of the plurality of tubes (21).
これによると、エジェクタ(14)の冷媒吸引口(14b)およびディフューザ部(14d)を連通路形成部材(40)で構成し、ノズル部(14a)および連通路形成部材(40)の流路断面形状を複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びる形状にしているので、エジェクタ(14)の全体的な流路断面形状を複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びる形状にすることができる。 According to this, the refrigerant suction port (14b) and the diffuser part (14d) of the ejector (14) are constituted by the communication path forming member (40), and the flow path cross section of the nozzle part (14a) and the communication path forming member (40). Since the shape is elongated in the arrangement direction of the plurality of tubes (21), the overall flow path cross-sectional shape of the ejector (14) is elongated in the arrangement direction of the plurality of tubes (21). be able to.
このため、ノズル部(14a)および連通路形成部材(40)の細長方向の寸法を適宜増減すれば、狙いのサイクルバランスが異なる複数種類のエジェクタ式冷凍サイクルに対してエジェクタ(14)を最適化することができる。その結果、設計工数を低減できるので、コストを低減することができる。 For this reason, if the dimension of the elongate direction of a nozzle part (14a) and a communicating path formation member (40) is increased / decreased suitably, an ejector (14) is optimized with respect to several types of ejector type refrigeration cycles from which a target cycle balance differs. can do. As a result, the number of design steps can be reduced, and the cost can be reduced.
また、連通路形成部材(40)のうち第2蒸発器(18)の集合タンク(31)側の端部でエジェクタ(14)の冷媒吸引口(14b)を構成しているので、冷媒吸引口(14b)を第2蒸発器(18)の複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びる形状にすることができる。 Moreover, since the refrigerant | coolant suction port (14b) of an ejector (14) is comprised by the edge part by the side of the collection tank ( 31 ) of a 2nd evaporator (18) among communication path formation members (40), a refrigerant | coolant suction port (14b) can be formed into an elongated shape in the arrangement direction of the plurality of tubes (21) of the second evaporator (18) .
このため、複数本のチューブ(21)に対して冷媒の吸引を均一化できるので、冷媒の流れを均一化でき、ひいては複数本のチューブ(21)に対する冷媒の分配を均一化することができる。 For this reason, since the suction of the refrigerant can be made uniform with respect to the plurality of tubes (21), the flow of the refrigerant can be made uniform, and as a result, the distribution of the refrigerant to the plurality of tubes (21) can be made uniform.
また、連通路形成部材(40)のうち第1蒸発器(15)の分配タンク(28)側の部位でエジェクタ(14)のディフューザ部(14d)を構成しているので、ディフューザ部(14d)を第1蒸発器(15)の分配タンク(28)内に開口させることができる。 Moreover, since the diffuser part (14d) of the ejector (14) is comprised in the part by the side of the distribution tank ( 28 ) of a 1st evaporator (15) among the communicating path formation members (40), a diffuser part (14d) Can be opened into the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator ( 15 ).
このため、ディフューザ部(14d)から吐出された冷媒を第1蒸発器(15)の分配タンク(28)内に直接流入させることができ、ひいてはディフューザ部(14d)から吐出された冷媒の圧力損失を低減することができる。 For this reason, the refrigerant discharged from the diffuser part (14d) can be directly flowed into the distribution tank (28) of the first evaporator ( 15 ), and consequently the pressure loss of the refrigerant discharged from the diffuser part (14d). Can be reduced.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニットおよびそれを用いたエジェクタ式冷凍サイクルの実施形態を説明する。エジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニットは、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット、あるいは、エジェクタ付き蒸発器ユニットとも呼ばれうるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of an ejector refrigeration cycle evaporator unit and an ejector refrigeration cycle using the same according to the present invention will be described. The ejector-type refrigeration cycle evaporator unit can also be called an ejector-type refrigeration cycle unit or an evaporator unit with an ejector.
エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、エジェクタを備える冷凍サイクルを構成するために配管を介して冷凍サイクルの他の構成部品である凝縮器、および圧縮機と接続される。エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、ひとつの形態では室内機として空気を冷却する用途に用いられる。また、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、他の形態では、室外機として用いることができる。 The ejector-type refrigeration cycle unit is connected to a condenser, which is another component of the refrigeration cycle, and a compressor via a pipe in order to configure a refrigeration cycle including the ejector. In one form, the ejector-type refrigeration cycle unit is used as an indoor unit for cooling air. In addition, the ejector refrigeration cycle unit can be used as an outdoor unit in another form.
図1〜図5は本発明の第1実施形態を示すもので、図1は第1実施形態におけるエジェクタ式冷凍サイクル10を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機11は、電磁クラッチ11a、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。
FIGS. 1-5 shows 1st Embodiment of this invention, FIG. 1 shows the example which applied the ejector
この圧縮機11としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチ11aの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを使用してもよい。また、圧縮機11として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
As the
この圧縮機11の冷媒吐出側には放熱器12が配置されている。放熱器12は圧縮機11から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気(車室外空気)との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。
A
ここで、エジェクタ式冷凍サイクル10の冷媒として、本実施形態ではフロン系、HC系等の冷媒のように高圧圧力が臨界圧力を超えない冷媒を用いて、蒸気圧縮式の亜臨界サイクルを構成している。このため、放熱器12は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。
Here, as a refrigerant of the
放熱器12の出口側には受液器12aが設けられている。この受液器12aは周知のように縦長のタンク形状のものであり、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液冷媒を溜める気液分離器を構成する。受液器12aの出口にはタンク形状内部の下部側から液冷媒を導出するようになっている。なお、受液器12aは本例では放熱器12と一体的に設けられている。
A
また、放熱器12として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換コアと、この凝縮用熱交換コアからの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器12aと、この受液器12aからの飽和液冷媒を過冷却する過冷却用熱交換コアとを有する公知の構成を採用してもよい。
Further, as the
受液器12aの出口側には温度式膨張弁13が配置されている。この温度式膨張弁13は受液器12aからの液冷媒を減圧する減圧手段であって、圧縮機11の吸入側通路に配置された感温部13aを有している。
A temperature
温度式膨張弁13は周知のように、圧縮機11の吸入側冷媒(後述の蒸発器出口側冷媒)の温度と圧力とに基づいて圧縮機吸入側冷媒の過熱度を検出し、圧縮機吸入側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度(冷媒流量)を調整するものである。
As is well known, the temperature
温度式膨張弁13の出口側にエジェクタ14が配置されている。このエジェクタ14は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用(巻き込み作用)によって冷媒の循環を行う流体輸送を冷媒循環手段(運動量輸送式ポンプ)でもある。
An
エジェクタ14には、膨張弁13通過後の冷媒(中間圧冷媒)の通路面積を小さく絞って、冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部14aと、ノズル部14aの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する第2蒸発器18からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口14bが備えられている。
In the
さらに、ノズル部14aおよび冷媒吸引口14bの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部14aからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口14bの吸引冷媒とを混合する混合部14cが設けられている。そして、混合部14cの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部14dが配置されている。このディフューザ部14dは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。
Furthermore, a mixing
エジェクタ14のディフューザ部14dの出口側に第1蒸発器15が接続され、この第1蒸発器15の出口側は圧縮機11の吸入側に接続される。
The
一方、エジェクタ14の入口側(温度式膨張弁13の出口側とエジェクタ14の入口側との間の中間部位)から冷媒分岐通路16が分岐され、この冷媒分岐通路16の下流側はエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される。図1中、点Zは冷媒分岐通路16の分岐点を示す。
On the other hand, a
この冷媒分岐通路16には絞り機構17が配置され、この絞り機構17よりも冷媒流れ下流側には第2蒸発器18が配置されている。絞り機構17は第2蒸発器18への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。
A
本実施形態では、2つの蒸発器15、18を後述の構成により一体構造に組み付けるようになっている。この2つの蒸発器15、18を図示しないケース内に収納し、そして、このケース内に構成される空気通路に共通の電動送風機19により空気(被冷却空気)を矢印Aのごとく送風し、この送風空気を2つの蒸発器15、18で冷却するようになっている。
In the present embodiment, the two
2つの蒸発器15、18で冷却された冷風を共通の冷却対象空間(図示せず)に送り込み、これにより、2つの蒸発器15、18にて共通の冷却対象空間を冷却するようになっている。ここで、2つの蒸発器15、18のうち、エジェクタ14下流側の主流路に接続される第1蒸発器15を空気流れAの上流側(風上側)に配置し、エジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される第2蒸発器18を空気流れAの下流側(風下側)に配置している。
The cool air cooled by the two
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を車両空調用冷凍サイクル装置に適用する場合は車室内空間が冷却対象空間となる。また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を冷凍車用冷凍サイクル装置に適用する場合は冷凍車の冷凍冷蔵庫内空間が冷却対象空間となる。
Note that, when the
ところで、本実施形態では、エジェクタ14、第1、第2蒸発器15、18および絞り機構17を1つの一体化ユニット20として組み付けている。次に、この一体化ユニット20の具体例を図2により説明する。図2はこの一体化ユニット20の全体構成の概要を示す斜視図である。
By the way, in this embodiment, the
この図2の例では、2つの蒸発器15、18が完全に1つの蒸発器構造として一体化されるようになっている。そのため、第1蒸発器15は1つの蒸発器構造のうち空気流れAの上流側領域を構成し、そして、第2蒸発器18は1つの蒸発器構造のうち空気流れAの下流側領域を構成するようになっている。
In the example of FIG. 2, the two
第1蒸発器15および第2蒸発器18の基本的構成は同一であり、それぞれ熱交換コア15a、18aと、この熱交換コア15a、18aの上下両側に位置するタンク15b、15c、18b、18cとを備えている。
The basic configuration of the
ここで、熱交換コア15a、18aは、それぞれ上下方向(空気流れAと交差する方向)に延びる複数本のチューブ21を有している。これら複数本のチューブ21の間には、被熱交換媒体、この実施形態では冷却される空気が通る通路が形成されている。これら複数本のチューブ21相互間には、フィン22を配置し、チューブ21とフィン22とを接合することができる。
Here, each of the
熱交換コア15a、18aは、チューブ21とフィン22との積層構造からなる。このチューブ21とフィン22は熱交換コア15a、18aの左右方向に交互に積層配置される。他の実施形態では、フィン22を備えない構成を採用することができる。
The
なお、図2では、チューブ21とフィン22の積層構造の一部のみ図示しているが、熱交換コア15a、18aの全域にチューブ21とフィン22の積層構造が構成され、この積層構造の空隙部を電動送風機19の送風空気が通過するようになっている。
In FIG. 2, only a part of the laminated structure of the
チューブ21は冷媒通路を構成するもので、断面形状が空気流れ方向Aに沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン22は薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンであり、チューブ21の平坦な外面側に接合され空気側伝熱面積を拡大する。
The
熱交換コア15aのチューブ21と熱交換コア18aのチューブ21は互いに独立した冷媒通路を構成し、第1蒸発器15の上下両側のタンク15b、15cと、第2蒸発器18の上下両側のタンク18b、18cは互いに独立した冷媒通路空間を構成する。
The
第1蒸発器15の上下両側のタンク15b、15cは熱交換コア15aのチューブ21の上下両端部が挿入かつ接合されるチューブ嵌合穴部(図5を参照)を有し、チューブ21の上下両端部がタンク15b、15cの内部空間に連通するようになっている。
The
同様に、第2蒸発器18の上下両側のタンク18b、18cは熱交換コア18aのチューブ21の上下両端部が挿入かつ接合されるチューブ嵌合穴部を有し、チューブ21の上下両端部がタンク18b、18cの内部空間に連通するようになっている。
Similarly, the
これにより、上下両側のタンク15b、15c、18b、18cは、それぞれ対応する熱交換コア15a、18aの複数本のチューブ21へ冷媒流れを分配したり、複数本のチューブ21からの冷媒流れを集合する役割を果たす。
Thereby, the
2つの上側タンク15b、18b、および2つの下側タンク15c、18cは隣接しているので、2つの上側タンク15b、18b同士、および2つの下側タンク15c、18c同士を一体成形することができる。もちろん、2つの上側タンク15b、18b、および2つの下側タンク15c、18cをそれぞれ独立の部材として成形してもよい。
Since the two
なお、チューブ21、フィン22、タンク15b、15c、18b、18c等の蒸発器構成部品の具体的材質としては、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムが好適であり、このアルミニウム材にて各部品を成形することにより、第1、第2蒸発器15、18の全体構成を一体ろう付けにて組み付けることができる。
In addition, as a concrete material of the evaporator components such as the
接続ブロック23は、第1、第2蒸発器15、18の上側タンク15b、18bの長手方向の一方の側面部にろう付け固定される部材であって、図1に示す一体化ユニット20の1つの冷媒入口24と1つの冷媒出口25と絞り機構17とを構成する。
The
本実施形態では、エジェクタ14および接続ブロック23もろう付けにて第1、第2蒸発器15、18と一体に組み付けるようになっているが、第1、第2蒸発器15、18の一体ろう付けを行った後にエジェクタ14および接続ブロック23を蒸発器側に組み付けするようにしてもよい。
In the present embodiment, the
エジェクタ14および接続ブロック23の組み付け構造の概要を説明すると、接続ブロック23は、蒸発器部品と同様にアルミニウム材にて成形される。接続ブロック23の厚さ方向の途中にて冷媒入口24は、エジェクタ14の入口側に向かう第1通路をなす主通路24aと、絞り機構17側に向かう第2通路をなす分岐通路16とに分岐される。
If the outline | summary of the assembly | attachment structure of the
従って、図1の分岐点Zは接続ブロック23の内部に構成されることになる。これに対し、冷媒出口25は接続ブロック23の厚さ方向に貫通する1つの単純な通路穴(円形穴等)で構成される。
Accordingly, the branch point Z in FIG. 1 is configured inside the
絞り機構17は、接続ブロック23の分岐通路16の出口部分に設けられたオリフィス等の固定絞り穴で構成されている。この固定絞り穴17が分岐通路16の通路面積を所定量に絞ることにより、第2蒸発器18への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段として機能する。
The
第1蒸発器15の上側タンク15bの内部空間の長手方向の略中央部に配置された仕切板26は、上側タンク15bの内壁面にろう付けされる部材である。この仕切板26は、上側タンク15bをタンク長手方向に2つのタンク部27、28に仕切る役割を果たす。
The
2つのタンク部27、28のうち一方のタンク部27は、複数本のチューブ21からの冷媒を集合させる集合タンクとしての役割を果たし、他方のタンク部28は、冷媒を複数本のチューブ21へ分配する分配タンクとしての役割を果たす。
One
第2蒸発器18の上側タンク18bの内部空間の長手方向の略中央部に配置された仕切板29は、上側タンク18bの内壁面にろう付けされる部材である。この仕切板29は、上側タンク18bをタンク長手方向に2つのタンク部30、31に仕切る役割を果たす。
The
2つのタンク部30、31のうち一方のタンク部30は、冷媒を複数本のチューブ21へ分配する分配タンクとしての役割を果たし、他方のタンク部31は、複数本のチューブ21からの冷媒を集合させる集合タンクとしての役割を果たす。
One
接続ブロック23の冷媒出口25は、上側タンク15bの集合タンク部27と連通している。接続ブロック23の主通路24aの出口部分は、接続管32と連通している。接続ブロック23の分岐通路16の出口部分、すなわち固定絞り穴17は、上側タンク18bの分配タンク部30と連通している。
The
接続管32は、主通路24aの出口部分とエジェクタ14のノズル部14aとを接続する役割を果たすものであり、上側タンク18bの長手方向と平行に配置されている。接続管32のうち接続ブロック23側の端部は、接続ブロック23の主通路24aの出口部分とシール固定されている。接続管32の中間部は、仕切板29に形成された貫通穴を貫通した状態で仕切板29とシール固定されている。接続管32の他端部は、上側タンク18bの集合タンク部31内に位置している。なお、接続管32の他端部は閉塞されている。
The connecting
接続管32の中間部であって、上側タンク18bの集合タンク部31内に位置する部位には、エジェクタ14が複数個(図2の例では、4個)接続されている。図3、図4に示すように、複数個のエジェクタ14の構成は同一であり、略円筒形状のノズル部14aをノズル部14a以外の部分(冷媒吸引口14bを形成するハウジング部分、混合部14c、ディフューザ部14d等)の内部に収納した構成になっている。
A plurality (four in the example of FIG. 2) of
したがって、エジェクタ14は、ノズル部14aの軸方向に延びる細長の円筒形状となっている。また、図2に示すように、エジェクタ14は、その細長円筒形状の長手方向が空気流れ方向Aと一致するように配置されている。換言すれば、エジェクタ14は空気流れ方向Aを向いて配置されている。そして、複数個のエジェクタ14は、タンク長手方向(複数本のチューブ21の配列方向)に並んで配置されている。
Therefore, the
エジェクタ14のうち空気流れ方向A下流側の端部であって、図1のノズル部14aの入口部に相当する部分は、接続管32の中間部に設けられた冷媒出口穴(図示せず)と連通した状態で接続管32とシール固定されている。
A portion of the
エジェクタ14のうち空気流れ方向A上流側の端部であって、図1のディフューザ部14dの出口部に相当する部分は、第1蒸発器15の分配タンク部28内に開口している。図5に示すように、エジェクタ14のうち空気流れ方向Aの中間部は、両上側タンク15b、18bの中間壁面33を貫通した状態で中間壁面33にシール固定されている。そして、エジェクタ14の冷媒吸引口14bは、第2蒸発器18の集合タンク部31内に開口するようになっている。
A portion of the
以上の構成において一体化ユニット20全体の冷媒流路を図2、図5により具体的に説明する。接続ブロック23の冷媒入口24は主通路24aと分岐通路16とに分岐される。主通路24aの冷媒はまず、接続管32を介してエジェクタ14のノズル部14aに流入し、エジェクタ14(ノズル部14a→混合部14c→ディフューザ部14d)を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒はエジェクタ14のディフューザ部14dを経て矢印R1のように第1蒸発器15の上側タンク15bの分配タンク部28に流入する。
The refrigerant flow path of the entire
この分配タンク部28の冷媒は熱交換コア15aの右側部の複数本のチューブ21を矢印R2のように下降して下側タンク15c内の右側部に流入する。この下側タンク15c内には仕切板を設けてないので、この下側タンク15cの右側部から冷媒は矢印R3のように左側部へと移動する。
The refrigerant in the
この下側タンク15cの左側部の冷媒は熱交換コア15aの左側部の複数本のチューブ21を矢印R4のように上昇して上側タンク15bの集合タンク部27に流入し、さらに、ここから冷媒は矢印R5のように接続ブロック23の冷媒出口25へと流れる。
The refrigerant on the left side of the
これに対し、接続ブロック23の分岐通路16の冷媒はまず固定絞り穴17を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は矢印R6のように第2蒸発器18の上側タンク18bの分配タンク部30に流入する。
On the other hand, the refrigerant in the
この分配タンク部30の冷媒は熱交換コア18aの左側部の複数本のチューブ21を矢印R7のように下降して下側タンク18c内の左側部に流入する。この下側タンク18c内には仕切板が設けてないので、この下側タンク18cの左側部から冷媒は矢印R8のように右側部へと移動する。
The refrigerant in the
この下側タンク18cの右側部の冷媒は熱交換コア18aの右側部の複数本のチューブ21を矢印R9のように上昇して上側タンク18bの集合タンク部31に流入する。この集合タンク部31内にエジェクタ14の冷媒吸引口14bが開口しているので、この集合タンク部31内の冷媒は冷媒吸引口14bからエジェクタ14内に吸引される。
The refrigerant on the right side of the
一体化ユニット20は以上のような冷媒流路構成を持つため、一体化ユニット20全体として冷媒入口24を接続ブロック23に1つ設けるだけでよく、また冷媒出口25も接続ブロック23に1つ設けるだけでよい。
Since the
次に、第1実施形態の作動を説明する。圧縮機11を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機11で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器12に流入する。放熱器12では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器12から流出した高圧冷媒は受液器12a内に流入し、この受液器12a内にて冷媒の気液が分離され、液冷媒が受液器12aから導出され膨張弁13を通過する。
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the
この膨張弁13では、第1蒸発器15の出口冷媒(圧縮機吸入冷媒)の過熱度が所定値となるように弁開度(冷媒流量)が調整され、高圧冷媒が減圧される。この膨張弁13通過後の冷媒(中間圧冷媒)は一体化ユニット20の接続ブロック23に設けられた1つの冷媒入口24に流入する。
In the
ここで、冷媒流れは、接続ブロック23の主通路24aからエジェクタ14に向かう冷媒流れと、接続ブロック23の冷媒分岐通路16から固定絞り穴17に向かう冷媒流れとに分流する。
Here, the refrigerant flow is divided into a refrigerant flow from the
そして、エジェクタ14に流入した冷媒流れはノズル部14aで減圧され膨張する。従って、ノズル部14aで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、このノズル部14aの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口14bから分岐冷媒通路16の第2蒸発器18通過後の冷媒(気相冷媒)を吸引する。
And the refrigerant | coolant flow which flowed into the
ノズル部14aから噴出した冷媒と冷媒吸引口14bに吸引された冷媒は、ノズル部14a下流側の混合部14cで混合してディフューザ部14dに流入する。このディフューザ部14dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度(膨張)エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。
The refrigerant ejected from the
そして、エジェクタ14のディフューザ部14dから流出した冷媒は第1蒸発器15における図2の矢印R1〜R5の冷媒流路にて冷媒が流れる。この間に、第1蒸発器15の熱交換コア15aでは、低温の低圧冷媒が矢印A方向の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、1つの冷媒出口25から圧縮機11に吸入され、再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
一方、冷媒分岐通路16に流入した冷媒流れは固定絞り穴17で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第2蒸発器18における図2の矢印R6〜R9の冷媒流路にて冷媒が流れる。この間に、第2蒸発器18の熱交換コア18aでは、低温の低圧冷媒が、第1蒸発器15通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口14bからエジェクタ14内に吸引される。
On the other hand, the refrigerant flow flowing into the
以上のごとく、本実施形態によると、エジェクタ14のディフューザ部14dの下流側冷媒を第1蒸発器15に供給するととともに、分岐通路16側の冷媒を固定絞り穴17(絞り機構)を通して第2蒸発器18にも供給できるので、第1、第2蒸発器15、18で同時に冷却作用を発揮できる。そのため、第1、第2蒸発器15、18の両方で冷却された冷風を冷却対象空間に吹き出して、冷却対象空間を冷房(冷却)できる。
As described above, according to the present embodiment, the refrigerant on the downstream side of the
その際に、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力はディフューザ部14dで昇圧した後の圧力であり、一方、第2蒸発器18の出口側はエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続されているから、ノズル部14aでの減圧直後の最も低い圧力を第2蒸発器18に作用させることができる。
At that time, the refrigerant evaporating pressure of the
これにより、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも第2蒸発器18の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を低くすることができる。そして、送風空気の流れ方向Aに対して冷媒蒸発温度が高い第1蒸発器15を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い第2蒸発器18を下流側に配置しているから、第1蒸発器15における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差および第2蒸発器18における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を両方とも確保できる。
Thereby, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
このため、第1、第2蒸発器15、18の冷却性能を両方とも有効に発揮できる。従って、共通の冷却対象空間に対する冷却性能を第1、第2蒸発器15、18の組み合わせにて効果的に向上できる。また、ディフューザ部14dでの昇圧作用により圧縮機11の吸入圧を上昇して、圧縮機11の駆動動力を低減できる。
For this reason, both the cooling performance of the 1st,
また、第2蒸発器18側の冷媒流量をエジェクタ14の機能に依存することなく、キャピラリチューブ(絞り機構)17にて独立に調整でき、第1蒸発器15への冷媒流量はエジェクタ14の絞り特性により調整できる。このため、第1、第2蒸発器15、18への冷媒流量をそれぞれの熱負荷に対応して容易に調整できる。
Further, the refrigerant flow rate on the
また、エジェクタ14の上流部で膨張弁13通過後の冷媒を分岐し、この分岐冷媒を冷媒分岐通路16を通して冷媒吸引口14bに吸引させるから、冷媒分岐通路16がエジェクタ14に対して並列的な接続関係となる。
Further, the refrigerant that has passed through the
このため、冷媒分岐通路16にエジェクタ14の冷媒吸引能力だけでなく、圧縮機11の冷媒吸入、吐出能力をも利用して冷媒を供給できる。これにより、サイクル熱負荷が小さい条件下でサイクルの高低圧差が小さくなって、エジェクタ14の入力の低下→エジェクタ14の冷媒吸引能力の低下という現象が発生しても、第2蒸発器18側の冷媒流量の減少度合いを小さくできる。よって、低熱負荷条件でも、第2蒸発器18の冷却性能を確保しやすい。
For this reason, the refrigerant can be supplied to the
また、エジェクタ14、第1、第2蒸発器15、18、および絞り機構をなす固定絞り穴17を図2に示すように1つの構造体、すなわち一体化ユニット20として組み付け、それにより、一体化ユニット20全体として冷媒入口24および冷媒出口25をそれぞれ1つ設けるだけで済むようにしている。
Further, the
その結果、エジェクタ式冷凍サイクル10の車両への搭載時には、上記各種部品(14、15、17、18)を内蔵する一体化ユニット20全体として、1つの冷媒入口24を膨張弁13の出口側に接続し、1つの冷媒出口25を圧縮機11の吸入側に接続するだけで、配管接続作業を終了できる。
As a result, when the ejector-
これと同時に、蒸発器タンク内にエジェクタ14を内蔵する構成を採用することにより一体化ユニット20全体の体格を図2に示すように小型、簡潔にまとめることができ、搭載スペースを低減できる。
At the same time, by adopting a configuration in which the
そのため、エジェクタ14、第1蒸発器15、第2蒸発器18、絞り機構17をそれぞれ独立の部品として構成し、これらの部品のそれぞれを独自に車体などのシャーシ部品に固定し、これら各部品相互間をそれぞれ配管結合する場合に比べて、複数の蒸発器15、18を有するエジェクタ式冷凍サイクル10の車両への搭載性を大幅に向上できる。そして、サイクル部品点数を減少してコスト低減を図ることができる。
Therefore, the
さらに、一体化ユニット20の採用により次のごとき冷却性能向上等の付随効果をも発揮できる。すなわち、一体化ユニット20によると、上記各種部品(14、15、17、18)相互間の接続通路長さを微少量に短縮できるので、冷媒流路の圧損を低減できると同時に、低圧冷媒と周辺雰囲気との熱交換を効果的に縮小できる。これにより、第1、第2蒸発器15、18の冷却性能を向上できる。
Further, the use of the
特に、第2蒸発器18では、その出口側とエジェクタ冷媒吸引口14bとの間の接続配管の廃止による圧損低減分だけ第2蒸発器18の蒸発圧力を引き下げることができるので、第2蒸発器18の冷却性能を圧縮機動力の増加なしで効果的に向上できる。
In particular, in the
また、エジェクタ14を蒸発器タンク内の低温雰囲気に配置しているから、エジェクタ14の断熱処理(断熱材の貼り付け)を廃止できる。
In addition, since the
そして、本実施形態によると、エジェクタ14を複数個備えているので、エジェクタ14の個数を適宜増減すれば、狙いのサイクルバランスが異なる複数種類のエジェクタ式冷凍サイクルに対してエジェクタ14を最適化することができる。このため、設計工数を低減できるのみならず、製造するエジェクタの種類を低減できるので、コストを低減することができる。
According to this embodiment, since a plurality of
また、複数個のエジェクタ14を複数本のチューブ21の配列方向に並べて配置し、複数個のエジェクタ14の冷媒吸引口14bを第2蒸発器18の集合タンク部31内に開口させているので、複数個の冷媒吸引口14bを第2蒸発器18の複数本のチューブ21に対して分散配置することができる。
Further, since the plurality of
このため、複数本のチューブ21に対して冷媒の吸引を均一化できるので、冷媒の流れを均一化でき、ひいては複数本のチューブ21に対する冷媒の分配を均一化することができる。
For this reason, since the suction of the refrigerant to the plurality of
また、エジェクタ14を複数個備えることで、個々のエジェクタ14に流れる流量が低減され、エジェクタ14の小型化が可能となる。そのため、エジェクタ14を、空気流れ方向Aを向くように配置することができる。
Further, by providing a plurality of
このため、複数個のエジェクタ14のディフューザ部14dを第1蒸発器15の分配タンク部28内に開口させることが可能となり、ディフューザ部14dから吐出された冷媒を第1蒸発器15の分配タンク部28内に直接流入させることが可能となる。
Therefore, it becomes possible to open the
換言すれば、エジェクタ14が、第2蒸発器18の集合タンク部31と第1蒸発器15の分配タンク部28とを連通する連通路としての役割をも果たすことができる。このため、ディフューザ部14dから吐出された冷媒の圧力損失を低減することができる。
In other words, the
また、図2からわかるように、エジェクタ14を空気流れ方向Aを向くように配置することで、第1、第2蒸発器15、18の熱交換コア15a、18aのスーパーヒート領域(冷媒流れ下流側領域)同士が重ならないようにすることができる。このため、第1、第2蒸発器15、18のスーパーヒート領域同士が重なることによる温度分布の悪化を回避することができる。
Further, as can be seen from FIG. 2, by arranging the
また、エジェクタ14の冷媒吸引口14bを第2蒸発器18の集合タンク部31内に開口させ、エジェクタ14のディフューザ部14dの出口部を第1蒸発器15の分配タンク部28内に開口させることによって冷媒配管を減らすことができることは言うまでもない。
Further, the
(第2実施形態)
上記第1実施形態のエジェクタ14は、ノズル部14a以外の部分(冷媒吸引口14bを形成するハウジング部分、混合部14c、ディフューザ部14d等)の内部にノズル部14aを収納した構成になっているが、本第2実施形態のエジェクタ14は、図6に示すように、ノズル部14aとノズル部14a以外の部分とを分離し、第1蒸発器15の分配タンク部28と第2蒸発器18の集合タンク部31とを連通する連通路を形成する連通路形成部材40でエジェクタ14のノズル部14a以外の部分を構成している。
(Second Embodiment)
The
より具体的には、連通路形成部材40がディフューザ形状に形成され、連通路形成部材40の入口端部(第2蒸発器18の集合タンク部31側の端部)がノズル部14aの外周側に配置されている。
More specifically, the communication
これにより、連通路形成部材40の入口端部が冷媒吸引口14bを構成し、連通路形成部材40のうちノズル部14aよりも出口側(第1蒸発器15の分配タンク部28側)の部位が混合部14cとディフューザ部14dとを構成することとなる。
As a result, the inlet end of the communication
本例では、連通路形成部材40を1つのみ配置し、連通路形成部材40の流路断面形状をタンク長手方向(複数本のチューブ21の配列方向)に細長く延びる形状にすることで、部品点数を低減してコストを低減している。なお、連通路形成部材40を複数個設け、複数個の連通路形成部材40をタンク長手方向に並べて配置してもよい。
In this example, only one communication
本実施形態によると、連通路形成部材40の入口端部の全周から広く冷媒を吸引することができるので、複数本のチューブ21に対して冷媒の吸引をより均一化でき、ひいては複数本のチューブ21に対する冷媒の分配をより均一化することができる。
According to the present embodiment, since the refrigerant can be widely sucked from the entire circumference of the inlet end of the communication
(第3実施形態)
上記第2実施形態では、ノズル部14aが略円筒形状であるが、本第3実施形態では、図7に示すように、ノズル部14aがタンク長手方向(複数本のチューブ21の配列方向)に細長く延びる形状になっている。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the
本例では、ノズル部14aが矩形状になっているが、例えば、長円形状等の細長形状であってもよい。また、本例では、ノズル部14aを1つのみ配置し、エジェクタ14を1つのみ備えた構成とすることで、部品点数を低減してコストを低減している。なお、ノズル部14aを複数個設け、複数個のノズル部14aをタンク長手方向に並べて配置してもよい。
In this example, the
本実施形態によると、ノズル部14aおよび連通路形成部材40の細長方向(複数本のチューブ21の配列方向)の寸法を適宜増減すれば、狙いのサイクルバランスが異なる複数種類のエジェクタ式冷凍サイクルに対してエジェクタ14を最適化することができる。このため、設計工数を低減できるので、コストを低減することができる。
According to the present embodiment, if the dimensions in the elongated direction (arrangement direction of the plurality of tubes 21) of the
しかも、上記第2実施形態と同様に、ノズル部14aの外周側から広く冷媒を吸引することができるので、複数本のチューブ21に対して冷媒の吸引をより均一化でき、ひいては複数本のチューブ21に対する冷媒の分配をより均一化することができる。
Moreover, similarly to the second embodiment, since the refrigerant can be widely sucked from the outer peripheral side of the
(他の実施形態)
(1)上記各実施形態では、一体化ユニット20の各部材を一体に組み付けるに際して、第1蒸発器15、第2蒸発器18、エジェクタ14、接続ブロック23等を一体ろう付けしているが、これらの部材の一体組み付けは、ろう付け以外に、ねじ止め、かしめ、溶接、接着等の種々な固定手段を用いて行うことができる。
(Other embodiments)
(1) In the above embodiments, when the members of the
(2)上記各実施形態では、冷媒として高圧圧力が臨界圧力を超えないフロン系、HC系等の冷媒を用いる蒸気圧縮式の亜臨界サイクルについて説明したが、冷媒として二酸化炭素(CO2)のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いる蒸気圧縮式の超臨界サイクルに本発明を適用してもよい。 (2) In each of the above embodiments, a vapor compression subcritical cycle using a refrigerant such as a chlorofluorocarbon or HC system in which the high pressure does not exceed the critical pressure has been described. However, as the refrigerant, carbon dioxide (CO2) is used. The present invention may also be applied to a vapor compression supercritical cycle that uses a refrigerant whose high pressure exceeds the critical pressure.
但し、超臨界サイクルでは、圧縮機吐出冷媒が放熱器12にて超臨界状態のまま放熱するのみであり、凝縮しないので、高圧側に配置される受液器12aでは冷媒の気液分離作用および余剰液冷媒の貯留作用を発揮できない。そこで、超臨界サイクルでは、第1蒸発器15の出口側に低圧側気液分離器をなすアキュムレータを配置する構成を採用すればよい。
However, in the supercritical cycle, the refrigerant discharged from the compressor is only dissipated in the supercritical state in the
(3)上記各実施形態では、絞り機構17をオリフィスのような固定絞り穴で構成しているが、絞り機構17を電動アクチュエータにより弁開度(通路絞り開度)が調整可能になっている電気制御弁で構成してもよい。また、絞り機構17をキャピラリチューブや固定絞り穴のごとき固定絞りと電磁弁との組み合わせで構成してもよい。
(3) In each of the above embodiments, the
(4)上記各実施形態では、エジェクタ14として、通路面積が一定のノズル部14aを有する固定エジェクタを例示しているが、エジェクタ14として、通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。
(4) In each of the above-described embodiments, the fixed ejector having the
なお、可変ノズル部の具体例としては、例えば、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して通路面積を調整する機構とすればよい。 As a specific example of the variable nozzle portion, for example, a mechanism may be used in which a needle is inserted into the passage of the variable nozzle portion and the passage area is adjusted by controlling the position of the needle with an electric actuator.
(5)第1実施形態等では、第1、第2蒸発器15、18の冷却対象空間として、車室内空間である場合や、冷凍車の冷凍冷蔵庫内空間である場合について述べたが、本発明は、これらの車両用に限らず、定置用等の種々な用途の冷凍サイクルに対して広く適用可能である。
(5) In the first embodiment and the like, the case where the space to be cooled of the first and
(6)第1実施形態等では、温度式膨張弁13と感温部13aとを、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットとは別体として構成した。しかし、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットに、温度式膨張弁13と感温部13aとを一体的に組みつけてもよい。
(6) In 1st Embodiment etc., the temperature
例えば、温度式膨張弁13と感温部13aとを一体化ユニット20の接続ブロック23内に収容する構成を採用することができる。この場合、冷媒入口24は受液器12aと温度式膨張弁13との間に位置し、冷媒出口25は感温部13aを設置した通路部位と圧縮機11との間に位置することとなる。
For example, the structure which accommodates the temperature
14 エジェクタ
14b 冷媒吸引口
15 第1蒸発器
15a 熱交換コア
18 第2蒸発器
18a 熱交換コア
21 チューブ
27、31 集合タンク
28、30 分配タンク
14
Claims (2)
前記ディフューザ部(14d)から吐出された冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第1蒸発器(15)と、
前記第1蒸発器(15)の空気流れ方向下流側に配置され、前記冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第2蒸発器(18)とを備え、
前記第1、第2蒸発器(15、18)は、前記空気流れ方向と交差する方向に配列された複数本のチューブ(21)を有する熱交換コア(15a、18a)と、前記複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの分配を行う分配タンク(28、30)と、前記複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの集合を行う集合タンク(27、31)とを備え、
前記第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と前記第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とが前記空気流れ方向に並んで配置され、
前記複数個のエジェクタ(14)は、前記空気流れ方向を向いて配置されるとともに、前記複数本のチューブ(21)の配列方向に並んで配置され、
前記冷媒吸引口(14b)は、前記第2蒸発器(18)の集合タンク(31)内に開口し、
前記ディフューザ部(14d)の出口は、前記第1蒸発器(15)の分配タンク(28)内に開口しており、
前記第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と前記第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とを連通する連通路を形成する連通路形成部材(40)が、前記空気流れ方向を向いて配置され、
前記連通路形成部材(40)のうち前記第2蒸発器(18)の集合タンク(31)側の端部は、前記ノズル部(14a)の外周側に配置されて前記冷媒吸引口(14b)を構成し、
前記連通路形成部材(40)のうち前記第1蒸発器(15)の分配タンク(28)側の部位は、前記ディフューザ部(14d)を構成していることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニット。 The refrigerant was sucked from the refrigerant suction port (14b) by the high-speed refrigerant flow ejected from the nozzle part (14a), and sucked from the refrigerant jetted from the nozzle part (14a) and the refrigerant suction port (14b). A plurality of ejectors (14) mixed with refrigerant and discharged from the diffuser section (14d);
A first evaporator (15) that evaporates the refrigerant discharged from the diffuser section (14d) by heat exchange with air;
A second evaporator (18) disposed downstream of the first evaporator (15) in the air flow direction and evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (14b) by exchanging heat with air;
The first and second evaporators (15, 18) include a heat exchange core (15a, 18a) having a plurality of tubes (21) arranged in a direction intersecting the air flow direction, A distribution tank (28, 30) for distributing the refrigerant flow to the tubes (21), and a collection tank (27, 31) for collecting the refrigerant flow to the plurality of tubes (21),
The distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) and the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) are arranged side by side in the air flow direction,
The plurality of ejectors (14) are arranged facing the air flow direction, and are arranged side by side in the arrangement direction of the plurality of tubes (21).
The refrigerant suction port (14b) opens into a collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18),
The outlet of the diffuser part (14d) opens into the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) ,
A communication path forming member (40) that forms a communication path that connects the distribution tank (28) of the first evaporator (15) and the collecting tank (31) of the second evaporator (18) includes the air flow. Placed in a direction,
The end of the second evaporator (18) on the side of the collecting tank (31) in the communication path forming member (40) is disposed on the outer peripheral side of the nozzle portion (14a), and the refrigerant suction port (14b). Configure
A portion of the communication path forming member (40) on the side of the distribution tank (28) of the first evaporator (15) constitutes the diffuser section (14d) . Evaporator unit.
前記ディフューザ部(14d)から吐出された冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第1蒸発器(15)と、
前記第1蒸発器(15)の空気流れ方向下流側に配置され、前記冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第2蒸発器(18)とを備え、
前記第1、第2蒸発器(15、18)は、前記空気流れ方向と交差する方向に配列された複数本のチューブ(21)を有する熱交換コア(15a、18a)と、前記複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの分配を行う分配タンク(28、30)と、前記複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの集合を行う集合タンク(27、31)とを備え、
前記第1蒸発器(15)の前記分配タンク(28)と前記第2蒸発器(18)の前記集合タンク(31)とが前記空気流れ方向に並んで配置され、
前記ノズル部(14a)は、前記第2蒸発器(18)の前記集合タンク(31)内に前記空気流れ方向を向いて配置され、
前記第1蒸発器(15)の分配タンク(28)と前記第2蒸発器(18)の集合タンク(31)とを連通する連通路を形成する連通路形成部材(40)が、前記空気流れ方向を向いて配置され、
前記連通路形成部材(40)のうち前記第2蒸発器(18)の集合タンク(31)側の端部は、前記ノズル部(14a)の外周側に配置されて前記冷媒吸引口(14b)を構成し、
前記連通路形成部材(40)のうち前記第1蒸発器(15)の分配タンク(28)側の部位は、前記ディフューザ部(14d)を構成し、
前記ノズル部(14a)および前記連通路形成部材(40)は、その流路断面形状が前記複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びる形状を有していることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニット。 The refrigerant was sucked from the refrigerant suction port (14b) by the high-speed refrigerant flow ejected from the nozzle part (14a), and sucked from the refrigerant jetted from the nozzle part (14a) and the refrigerant suction port (14b). An ejector (14) that mixes the refrigerant and discharges it from the diffuser section (14d);
A first evaporator (15) that evaporates the refrigerant discharged from the diffuser section (14d) by heat exchange with air;
A second evaporator (18) disposed downstream of the first evaporator (15) in the air flow direction and evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (14b) by exchanging heat with air;
The first and second evaporators (15, 18) include a heat exchange core (15a, 18a) having a plurality of tubes (21) arranged in a direction intersecting the air flow direction, A distribution tank (28, 30) for distributing the refrigerant flow to the tubes (21), and a collection tank (27, 31) for collecting the refrigerant flow to the plurality of tubes (21),
The distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) and the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) are arranged side by side in the air flow direction,
The nozzle part (14a) is disposed in the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) so as to face the air flow direction,
A communication path forming member (40) that forms a communication path that connects the distribution tank ( 28 ) of the first evaporator (15) and the collective tank ( 31 ) of the second evaporator (18) includes the air flow. Placed in a direction,
An end of the communication path forming member (40) on the side of the collecting tank ( 31 ) of the second evaporator (18) is disposed on the outer peripheral side of the nozzle portion (14a), and the refrigerant suction port (14b). Configure
A portion of the communication path forming member (40) on the distribution tank ( 28 ) side of the first evaporator (15) constitutes the diffuser portion (14d),
The nozzle section (14a) and the communication path forming member (40) have an ejector type in which the cross-sectional shape of the flow path is elongated in the arrangement direction of the plurality of tubes (21). Evaporator unit for refrigeration cycle.
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