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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ejektor.
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In einem bekannten Ejektor wird Fluid durch eine Wirkung eines eingespritzten Hochgeschwindigkeitsfluids, das aus einer Düse des Ejektors eingespritzt wird, durch eine Fluidansaugöffnung gesaugt. Dann werden das angesaugte Fluid und das eingespritzte Fluid in dem Ejektor miteinander vermischt, und eine Geschwindigkeitsenergie einer Mischung des angesaugten Fluids und des eingespritzten Fluids wird an einem Druckerhöhungsabschnitt (Diffusor) des Ejektors in eine Druckenergie umgewandelt, um den Druck der Mischung zu erhöhen, so dass der Druck des vermischten Fluids erhöht wird.
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Diese Art von Ejektor wird in einer großen Vielfalt an Produkten, wie etwa einem Kältekreislaufsystem oder einer Vakuumpumpe, verwendet, um als eine Fluiddruckverringerungseinrichtung zur Verringerung des Drucks des Fluids durch die Düse des Ejektors oder eine Fluidübertragungseinrichtung zum Übertragen des Fluids durch Ansaugen des Fluids durch die Fluidansaugöffnung des Ejektors zu dienen. Daher wurde verlangt, einen Ejektor mit einer spezifizierten Größe, der eine geeignete Leistung implementieren kann, die für eine geplante Verwendung des Produkts mit einem derartigen Ejektor geeignet ist, zu geringen Kosten und innerhalb einer kurzen Herstellungszeit in Massen herzustellen.
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Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2003-326196 (
US 7 165 948 B2 ) lehrt die Herstellung einer Düse eines Ejektors durch Sintern eines Metallpulvers oder Keramikpulvers. Außerdem lehren die
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2003-326196 (US 7 165 948 B2) und die
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2006-132897 (
US 2006/0 119 101 A1 ) einen rohrförmigen Körper des Ejektors, der durch Verarbeiten eines Metallrohrs ausgebildet wird, um entsprechende Abschnitte mit großen und kleinen Durchmessern zu bilden, indem ein Durchmesser des Metallrohrs durch plastische Verformung des Metallrohrs vergrößert oder verkleinert wird. Dieser rohrförmige Körper nimmt die Düse auf und bildet eine Fluidansaugöffnung und einen Diffusor. Außerdem lehrt die
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2007-253175 die Herstellung des Körpers durch ein Kaltschmiedeverfahren.
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Wenn die Düse durch das Sintern in der Weise ausgebildet wird, die in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2003-326196 (
US 7 165 948 B2 ) angeführt wird, können die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall, in dem die Düse durch ein Schneidverfahren ausgebildet wird, verringert werden. Jedoch ist die Verringerung der Herstellungskosten der Düse, die durch das Sinterverfahren ausgebildet wird, kleiner als die Verringerung der Herstellungskosten der Düse, die durch das plastische Verformungsverfahren, wie etwa das vorstehend diskutierte Verfahren zur Bildung der Abschnitte mit großen und kleinen Durchmessern in dem Metallrohr, ausgebildet wird. Außerdem wird in dem Fall, in dem das Kaltschmiedeverfahren verwendet wird, das in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2007-253175 angeführt ist, die Herstellungszeit im Vergleich zu dem vorstehend diskutierten Verfahren zur Bildung der Abschnitte mit großem und kleinem Durchmesser in dem Metallrohr durch die plastische Verformung verlängert.
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Daher ist es wünschenswert, aus den vorstehend beschriebenen Verfahren das Verfahren zur Bildung der Abschnitte mit großem und kleinem Durchmesser durch die plastische Verformung zu verwenden, das in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2003-326196 (
US 7 165 948 B2 ) und der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2006-132897 (
US 2006/0 119 101 A1 ) angeführt ist, um die verringerten Herstellungskosten, die verringerte Herstellungszeit und die Massenfertigung des Ejektors zu realisieren.
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Jedoch wird in dem Fall, in dem das Metallrohr durch das Verfahren zur Bildung der Abschnitte mit großem und kleinem Durchmesser durch die plastische Verformung des Metallrohrs verarbeitet wird, eine Wanddicke des gestreckten Abschnitts, der durch das Vergrößern oder Verkleinern des Durchmessers des Metallrohrs gestreckt wird, klein. Um eine vorgegebene Festigkeit in der hergestellten Düse oder dem hergestellten Körper zu erreichen, muss daher der Vergrößerungs- oder Verkleinerungsbetrag des Durchmessers des Metallrohrs geeignet begrenzt werden. Daher ist die herstellbare Form des Ejektors in dem Fall des Verfahrens zum Ausbilden der Abschnitte mit großem und kleinem Durchmesser durch die in den vorstehend beschriebenen Dokumenten beschriebene plastische Verformung des Metallrohrs eng begrenzt. Als ein Ergebnis kann es schwierig sein, den Ejektor mit gewünschten Größen auszubilden.
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Die vorliegende Erfindung behandelt die vorstehenden Nachteile. Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ejektor bereitzustellen, der so hergestellt werden kann, dass er in einer großen Vielfalt an Anwendungen passt und für eine Massenfertigung geeignet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ejektor bereitgestellt, der eine Düse und einen Körper umfasst. Die Düse ist geeignet, den Druck von Fluid, das an die Düse geliefert wird, zu verringern und es einzuspritzen. Der Körper umfasst eine Fluidansaugöffnung und einen Druckerhöhungsabschnitt. Die Fluidansaugöffnung ist geeignet, Fluid durch die Wirkung des eingespritzten Fluids, das mit einer hohen Geschwindigkeit von der Düse eingespritzt wird, anzusaugen. Der Druckerhöhungsabschnitt ist geeignet, das eingespritzte Fluid, das von der Düse eingespritzt wird, und das angesaugte Fluid, das durch die Fluidansaugöffnung angesaugt wird, zu vermischen, so dass eine Mischung des eingespritzten Fluids und des angesaugten Fluids durch den Druckerhöhungsabschnitt unter Druck gesetzt wird. Die Düse und/oder der Körper wird/werden durch Pressbearbeitung ausgebildet. Die Düse und/oder der Körper, der/die durch die Pressbearbeitung ausgebildet wird/werden, hat eine Rippe, die sich in einer Axialrichtung der Düse erstreckt und radial nach außen vorsteht. In einem vorgegebenen Querschnitt der Düse und/oder des Körpers, der senkrecht zu der Axialrichtung ist und die Rippe enthält, ist die Düse und/oder der Körper nahtlos als ein zusammenhängendes einstückiges Element ausgebildet.
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Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden, wobei:
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1 ein Schemadiagramm ist, das eine Gesamtstruktur eines Ejektorkältekreislaufs zeigt, in dem ein Ejektor einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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2 eine Längsquerschnittansicht des Ejektors der Ausführungsform ist;
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3 eine entlang der Linie III-III in 2 genommene vergrößerte Querschnittansicht ist;
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4 eine entlang der Linie IV-IV in 2 genommene Querschnittansicht ist;.
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5A bis 5H Diagramme zur Beschreibung von Herstellungsschritten einer Düse des Ejektors der Ausführungsform sind;
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6A bis 6H Diagramme zur Beschreibung von Herstellungsschritten eines Körpers des Ejektors der Ausführungsform sind;
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7 eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnitts VII in 3 ist; und
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8A bis 8D Querschnittansichten von Düsen oder den Körpern in Modifikationen der Ausführungsform sind.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 7 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Ejektor 15 auf einen in 1 gezeigten Kältekreislauf angewendet. Der Ejektorkältekreislauf 10 wird auf ein Klimatisierungssystem angewendet und kühlt die Luft, die in einen Raum geblasen werden soll. 1 ist ein Schemadiagramm, das eine Gesamtstruktur des Ejektorkältekreislaufs 10 der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
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Der Ejektorkältekreislauf 10 umfasst einen Kompressor 11, einen Strahler 12, einen ausströmungsseitigen Verdampfer 16 und einen ansaugseitigen Verdampfer 18. Der Kompressor 11 komprimiert Kältemittel (Fluid) und stößt es aus, nachdem er es angesaugt hat. Der Strahler 12 kühlt das Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, durch den Wärmetausch mit Außenluft. An dem ausströmungsseitigen Verdampfer 16 wird das Kältemittel, das von dem Ejektor 15 ausgegeben wird, verdampft und wird von dem ausströmungsseitigen Verdampfer 16 in Richtung eines Einlasses des Kompressors 11 ausgegeben. An dem ansaugseitigen Verdampfer 18 wird das Kältemittel, das von einer festen Drossel (erster Durchflussbegrenzer) 17 mit einem festen Durchgangsöffnungsgrad ausgegeben wird, verdampft und wird dann von dem ansaugseitigen Verdampfer 18 in Richtung mehrerer Kältemittelansaugöffnungen 152c des Ejektors 15 ausgegeben.
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Außerdem umfasst der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform ferner ein Expansionsventil 13 und einen Verzweigungsabschnitt 14. Das Expansionsventil 13 verringert den Druck des Kältemittels, das von dem Strahler 12 ausgegeben wird, auf einen Zwischendruck. Der Verzweigungsabschnitt 14 teilt die Strömung des Kältemittels, dessen Druck durch das Expansionsventil 13 verringert wird. Das Expansionsventil 13 ist ein thermostatisches Expansionsventil eines bekannten Typs und stellt eine Strömungsmenge des Kältemittels, das durch das Expansionsventil 13 in Richtung der stromabwärtigen Seite läuft, derart ein, dass ein Überhitzungsgrad des Kältemittels an dem Auslass des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird.
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Der Verzweigungsabschnitt 14 bildet eine Dreiwegekopplungsstruktur, die drei Fluideinlass/Auslassöffnungen hat. Eine der drei Fluideinlass/Auslassöffnungen ist eine Kältemittelströmungseinlassöffnung, und die restlichen zwei der drei Einlass/Auslassöffnungen sind Kältemittelströmungsauslassöffnungen. Eine der Kältemittelströmungsauslassöffnungen des Verzweigungsabschnitts 14 ist mit einem Kältemitteleinlass einer Düse 151 des Ejektors 15 verbunden, und die andere der Kältemittelströmungsauslassöffnungen des Verzweigungsabschnitts 14 ist mit einem Kältemitteleinlass der festen Drossel 17 verbunden. Zum Beispiel kann eine Mündung oder ein Kapillarrohr als die feste Drossel 17 verwendet werden.
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Ein Kältemitteleinlass des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 ist mit einem Kältemittelauslass des Ejektors 15 (insbesondere einem Kältemittelauslass eines Körpers 152, der nachstehend diskutiert wird) verbunden, und ein Kältemitteleinlass des Kompressors 11 ist mit einem Kältemittelauslass des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 verbunden. Der Kältemitteleinlass des ansaugseitigen Verdampfers 18 ist mit einem Kältemittelaulass der festen Drossel 17 verbunden. Die Kältemittelansaugöffnungen 152c, die in dem Körper 152 des Ejektors 15 ausgebildet sind, sind mit einem Kältemittelauslass des ansaugseitigen Verdampfers 18 verbunden.
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Außerdem sind die Komponenten (insbesondere der Verzweigungsabschnitt 14, der Ejektor 15, der ausströmungsseitige Verdampfer 16, die feste Drossel 17 und der ansaugseitige Verdampfer 18) des Ejektorkältekreislaufs 10, die sich innerhalb einer gestrichelten Rechtecklinie in 1 befinden, integral als eine Verdampfereinheit 20 ausgebildet.
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Insbesondere sind in der vorliegenden Erfindung der ausströmungsseitige Verdampfer 16 und der ansaugseitige Verdampfer 18 jeweils als ein Behälter- und -Rohrwärmetauscher ausgebildet, der eine Vielzahl von Rohren und zwei Behälter, insbesondere einen Verteilungsbehälter und einen Sammelbehälter (auf die auch als Verteilungs-/Sammelbehälter Bezug genommen wird), umfasst. Die Rohre leiten das Kältemittel hindurch. Der Verteilungsbehälter ist mit den einen Enden der Rohre verbunden, um das Kältemittel in die Rohre zu verteilen, und der Sammelbehälter ist mit den anderen Enden der Rohre verbunden, um das Kältemittel aus den Rohren zu sammeln.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind der ausströmungsseitige Verdampfer 16 und der ansaugseitige Verdampfer 18 zusammen derart ausgebildet, dass entsprechende zwei (obere zwei) der Verteilungs-/Sammelbehälter der Verdampfer 16, 18 zusammen ausgebildet sind, und die anderen entsprechenden zwei (untere zwei) der Verteilungs-/Sammelbehälter der Verdampfer 16, 18 zusammen ausgebildet sind. Hier sind der ausströmungsseitige Verdampfer 16 und der ansaugseitige Verdampfer 18 in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft in Reihe angeordnet, d. h. sind in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft hintereinander angeordnet, so dass der ausströmungsseitige Verdampfer 16 sich in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft auf einer stromaufwärtigen Seite des ansaugseitigen Verdampfers 18 befindet.
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Der Ejektor 15 ist in einem der Verteilungs-/Sammelbehälter des Verdampfers 16, 18 angerordnet und integriert oder ist in einem getrennten Behälter angeordnet und integriert, der von den Verteilungs-/Sammelbehältern der Verdampfer 16, 18 getrennt ist. Der Ejektor 15 ist derart angeordnet, dass er sich parallel zu einer Längsrichtung der Verteilungs-/Sammelbehälter der Verdampfer 16, 18 erstreckt. Der Ejektor 15 ist an eine Innenwandoberfläche des entsprechenden der Verteilungs-/Sammelbehälter der Verdampfer 16, 18 oder des getrennten Behälters gelötet. Der Verzweigungsabschnitt 14 und die feste Drossel 17 sind ebenfalls zum Beispiel durch Löten (Verbindungsmittel) oder Bolzen (mechanisches Eingreifmittel) mit den Verdampfern 16, 18 integriert.
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Als nächstes wird die Struktur des Ejektors 15 unter Bezug auf 2 bis 4 im Detail beschrieben. In dem Ejektorkältekreislauf 10 dient der Ejektor 15 der vorliegenden Erfindung als eine Kältemittel-Druckverringerungseinrichtung zum Verringern des Drucks des Kältemittels, das an dem Verzweigungsabschnitt 14 geteilt wird und den Zwischendruck hat, und dient auch als eine Kältemittelübertragungseinrichtung (Kältemittelzirkulationseinrichtung) zum Übertragen (Zirkulieren) des Kältemittels durch Ansaugen des Kältemittels durch die Ansaugwirkung des Hochgeschwindigkeitskältemittelstroms, der mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzt wird.
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2 ist ein Längsquerschnitt (axialer Querschnitt) des Ejektors 15. 3 ist eine entlang der Linie III-III in 2 genommene vergrößerte Querschnittansicht, und 4 ist eine entlang der Linie IV-IV in 2 genommene vergrößerte Querschnittansicht.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Ejektor 15 die Düse 151 und den Düsenkörper 152. Die Düse 151 wird durch ein Pressbearbeitungsverfahren (oder auf das einfach als Pressbearbeitung Bezug genommen wird) aus einer zylindrischen rohrförmigen Vorform ausgebildet, die aus Metall (in dieser Ausführungsform nichtrostender Legierung) gefertigt ist und zu einer zylindrischen Rohrform aufgebaut ist. Die Düse 151 hat einen konisch zulaufenden distalen Endabschnitt, der in Richtung einer stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels konisch zuläuft. Eine Querschnittfläche (Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche) des Kältemitteldurchgangs, der im Inneren der Düse 151 ausgebildet ist, ändert sich entlang seiner Länge, um den Druck des Kältemittels isentrop zu verringern.
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Insbesondere umfasst der Kältemitteldurchgang, der im Inneren der Düse 151 ausgebildet ist, einen Halsabschnitt 151a und einen divergierenden Abschnitt 151b. Die Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche des Halsabschnitts 151a ist in dem Kältemitteldurchgang der Düse 151 minimiert, und die Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche des divergierenden Abschnitts 151b nimmt von dem Halsabschnitt 151a in Richtung der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels fortschreitend zu. Das heißt, die Düse 151 ist als eine Lavaldüse ausgebildet, und die niedrige Geschwindigkeit des Kältemittels an dem Halsabschnitt 151a ist gleich oder höher als die Schallgeschwindigkeit. Hier sollte bemerkt werden, dass eine konvergente Düse als die Düse 151 verwendet werden kann.
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Wie in 2 gezeigt, ist die Kältemitteleinspritzöffnung 151c, aus der das Kältemittel eingespritzt wird, in dem konisch zulaufenden distalen Endabschnitt der Düse 151 ausgebildet. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, sind außerdem mehrere (in dieser Ausführungsform zwei) düsenseitige Rippen 151d in der Düse 151 ausgebildet, um sich in der Axialrichtung zu erstrecken, d. h. lang zu strecken und radial auswärts vorzustehen. Die düsenseitigen Rippen 151d sind in im Allgemeinen gleichen Abständen (in der vorliegenden Ausführungsform in 180-Grad-Abständen) in der Umfangsrichtung der Düse 151 hintereinander angeordnet.
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Jede der düsenseitigen Rippen 151d wird durch Anwenden einer Last auf einen entsprechenden überschüssigen Wandabschnitt der zylindrischen rohrförmigen Vorform (ein Wandabschnitt, der nicht den Kältemitteldurchgang im Inneren der Düse 151 in dem Endprodukt definiert) von ihren entgegengesetzten Umfangsseiten auf der radialen Außenseite der zylindrischen rohrförmigen Vorform ausgebildet, um den entsprechenden überschüssigen Wandabschnitt der zylindrischen rohrförmigen Vorform in dem Pressbearbeitungsverfahren in eine Form einer Bergfaltung zu formen, die radial nach außen vorsteht. Dadurch werden zwei dem Umfang nach entgegengesetzte Kontaktoberflächen 151f, 151g jeder düsenseitigen Rippe 151d, die sich von der Innenumfangsoberfläche der Düse 151 radial nach außen erstrecken, wie in 3 gezeigt, dem Umfang nach gegeneinander gedrückt. 3 zeigt einen Querschnitt der Düse 151, der senkrecht zu der Axialrichtung der Düse 151 ist und sich an einer axialen Stelle befindet, wo die düsenseitigen Rippen 151 angeordnet sind, und diese in 3 gezeigte Ebene der Düse 151 dient als ein Referenzquerschnitt (vorgegebener Querschnitt) der Düse 151.
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Außerdem ist in dem in 3 gezeigten Referenzquerschnitt der Düse 151 jede düsenseitige Rippe 151d zu einer trapezförmigen Form aufgebaut, und eine Umfangsbreite Wdüs der düsenseitigen Rippe 151d nimmt in Richtung eines radial äußeren Endes der düsenseitigen Rippe 151d fortschreitend ab. Die Breite Wdüs der düsenseitigen Rippe 151d kann als eine Dicke der düsenseitigen Rippe 151d in Umfangsrichtung definiert werden, die in einer Richtung parallel zu einer imaginären Linie gemessen wird, die zwischen zwei Basisenden der düsenseitigen Rippe 151d verbindet.
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Außerdem befindet sich, wie in 2 und 3 gezeigt, ein radial äußerster Teil (radial äußerste Oberfläche) der düsenseitigen Rippe 151d (ein radial distaler Erdteil der düsenseitigen Rippe 151d) radial einwärts von einem radial äußersten Teil (radial äußerste Oberfläche) der Düse 151 (ein größter Außendurchmesserteil der Düse 151 mit dem größten Außendurchmesser der Düse 151). Mit anderen Worten ist eine radiale Höhe Hdüs der düsenseitigen Rippe 151d derart festgelegt, dass der radial äußerste Teil der düsenseitigen Rippe 151d radial innerhalb eines imaginären zylindrischen Raums angeordnet wird, der ausgebildet wird, indem eine äußere Umfangsoberfläche des radial äußersten Teils der Düse 151 (der radial äußerste Durchmesserteil der Düse 151) axial verlängert wird.
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Wie außerdem in 2 gezeigt, nimmt eine radiale Höhe Hdüs eines stromabwärtsseitigen Abschnitts jeder düsenseitigen Rippe 151d, die sich benachbart zu der Kältemitteleinspritzöffnung 151c befindet, in Richtung der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels fortschreitend ab. Wie auch aus 3 offensichtlich ist, ist die Düse 151 aus dem einzigen kontinuierlichen nahtlosen ringförmigen Element (nahtloses rohrförmiges Element) ohne Verwendung mehrerer miteinander verbundener Elemente ausgebildet.
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Ähnlich der Düse 151 wird der Körper 152 durch ein Pressbearbeitungsverfahren einer zylindrischen rohrförmigen Vorform, die aus Metall (in der vorliegenden Ausführungsform Aluminiummaterial) gefertigt wird, zu einem zylindrischen rohrförmigen Körper ausgebildet und ist zu einer zylindrischen rohrförmigen Form aufgebaut. Ein Aufnahmeraum 152a und ein Druckerhöhungsraum 152b sind im Inneren des Körpers 152 ausgebildet. Der Aufnahmeraum 152a nimmt die Düse 151 auf, und der Druckerhöhungsraum 152b bildet einen Druckerhöhungsabschnitt (Diffusorabschnitt).
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Insbesondere konvergiert ein stromabwärtsseitiger Abschnitt des Aufnahmeraums 152a, der sich auf der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels befindet, so dass ein Querschnitt des stromabwärtsseitigen Abschnitts des Aufnahmeraums 152a, der senkrecht zu der Axialrichtung ist, fortschreitend in Richtung der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels abnimmt. Im Gegensatz dazu divergiert der Druckerhöhungsraum 152b derart, dass ein Querschnitt des Druckerhöhungsraums 152b, der senkrecht zu der Axialrichtung ist, in Richtung der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels fortschreitend zunimmt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Kältemittelansaugöffnungen 152c vier, und diese Kältemittelansaugöffnungen 152c dringen an dem Aufnahmeraum 152a des Körpers 152 radial durch die Wand des Körpers 152. Die Kältemittelansaugöffnungen 152c sind hintereinander entlang der Wand des Körpers 152 in im Allgemeinen gleichen Abständen in der Umfangrichtung (in der vorliegenden Ausführungsform in 90 Grad-Abständen) angeordnet. Die Kältemittelansaugöffnungen 152c sind Durchgangslöcher, die das Kältemittel, das von dem ansaugseitigen Verdampfer 18 ausgegeben wird, in den Aufnahmeraum 152a leiten. Dies Kältemittelansaugöffnungen 152c des Körpers 152 sind radial auswärts von der Düse 151 angeordnet und stehen mit der Kältemitteleinspritzöffnung 151c der Düse 151 in Verbindung.
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Daher ist in dem Aufnahmeraum 152a an einer Stelle um die Kältemittelansaugöffnungen 152c herum ein Einlassraum ausgebildet, um das Kältemittel aufzunehmen. Ein Ansaugdurchgang 152h ist in einem Raum ausgebildet, der radial zwischen der Außenumfangswand des konisch zulaufenden distalen Endabschnitts der Düse 151 und der Innenumfangswand des Körpers 152 definiert ist. Der Ansaugdurchgang 152h leitet das Kältemittel, das in den Aufnahmeraum 152a gesaugt wird, zu dem Druckerhöhungsraum 152b.
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Wie in 2 gezeigt, ist der Druckerhöhungsraum 152b auf der stromabwärtigen Seite der Düse 151 und der Kältemittelansaugöffnungen 152c angeordnet und dient als der Diffusorabschnitt. In diesem Diffusorabschnitt wird das Kältemittel, das von der Düse 151 eingespritzt wird, mit dem Kältemittel vermischt, das durch die Kältemittelansaugöffnungen 152c eingespritzt wird, um eine Mischung (gemischtes Kältemittel) zu bilden, und gleichzeitig wird die kinetische Energie der Mischung in eine Druckenergie umgewandelt.
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Außerdem ist ein gerader Abschnitt 152d, der einen Fluiddurchgangsquerschnitt hat, der im Allgemeinen entlang einer axialen Länge des geraden Abschnitts 152d konstant ist, in einem Verbindungsabschnitt ausgebildet, der zwischen dem stromabwärtsseitigen Abschnitt des Aufnahmeraums 152a und dem stromaufwärtsseitigen Abschnitt des Druckerhöhungsraums 152b verbindet. Wie in 2 gezeigt ist, ändert sich die Form des Druckerhöhungsraums 152b (d. h. die Form, die durch die Innenumfangswandoberfläche des Körpers 152 definiert ist) in dem Längsquerschnitt (axialen Querschnitt) des Körpers 152 entlang der axialen Länge des Druckerhöhungsabschnitts 152b, um ein gebogenes Profil zu bilden.
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Insbesondere ist ein Maß der Zunahme in der Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche an dem einlassseitigen Abschnitt des Druckerhöhungsraums 152b kleiner als ein Maß der Zunahme in der Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche an dem auslassseitigen Abschnitt des Druckerhöhungsraums 152b. Mit anderen Worten ist die Form des Druckerhöhungsraums 152b in dem Längsquerschnitt des Körpers 152 derart gebogen, dass die Form des Druckerhöhungsraums 152b radial einwärts konvex ist.
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Außerdem sind, wie in 2 und 4 gezeigt, mehrere (in dieser Ausführungsform vier) körperseitige Rippen 152e in dem Körper 152 ausgebildet, um sich in der Axialrichtung länglich zu erstrecken und um radial auswärts vorzustehen, so dass die körperseitigen Rippen 152e in im Allgemeinen gleichen Abständen (90-Grad-Abstände in der vorliegenden Ausführungsform) hintereinander in der Umfangsrichtung des Körpers 152 angeordnet sind. Ähnlich den düsenseitigen Rippen 151d wird jede der körperseitigen Rippen 152e ausgebildet durch Anwenden einer Last auf einen entsprechenden überschüssigen Wandabschnitt der zylindrischen rohrförmigen Vorform (einen Wandabschnitt, der in dem Endprodukt nicht den Kältemitteldurchgang im Inneren des Körpers 152 definiert) von ihren entgegengesetzten Umfangsseiten auf der radial äußeren Seite der zylindrischen rohrförmigen Vorform, um den entsprechenden überschüssigen Wandabschnitt der zylindrischen rohrförmigen Vorform in dem Pressbearbeitungsverfahren in eine Form einer Bergfaltung, die radial nach außen vorsteht, zu falten. Dadurch werden, wie in 4 gezeigt, zwei dem Umfang nach entgegengesetzte Kontaktoberflächen 152f, 152g jeder körperseitigen Rippe 152e, die sich von der Innenumfangsoberfläche des Körpers 152 radial nach außen erstrecken, dem Umfang nach gegeneinander gedrückt.
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Hier zeigt 4 einen Querschnitt des Körpers 152, der senkrecht zu der Axialrichtung ist und sich an einer axialen Stelle befindet, wo die körperseitigen Rippen 152e angeordnet sind, und diese in 4 gezeigte Ebene des Körpers 152 dient als ein Referenzquerschnitt (vorgegebener Querschnitt) des Körpers 152. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in dem in 2 gezeigten Längsquerschnitt des Körpers 152 die körperseitigen Rippen 152e an der entsprechenden axialen Stelle ausgebildet, die nicht mit der axialen Stelle überlappt, an der die Kältemittelansaugöffnungen 152c ausgebildet sind. Außerdem ist der Referenzquerschnitt ein Querschnitt, der die Kältemittelansaugöffnungen 152c nicht umfasst.
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Außerdem ist jede körperseitige Rippe 152e in dem Referenzquerschnitt von 4 ähnlich den düsenseitigen Rippen 151d zu einer trapezförmigen Form aufgebaut, und eine Umfangsbreite Wbd dieser Trapezform der körperseitigen Rippe 152e nimmt in Richtung des radial äußeren Endes der körperseitigen Rippe 152e fortschreitend ab. Eine radiale Höhe Hbd der körperseiteigen Rippe 152e ist derart festgelegt, dass eine radiale Stelle eines radial äußersten Teils (radial äußerste Endoberfläche) der körperseitigen Rippe 152e (ein radial distaler Endteil der körperseitigen Rippe 152e) im Allgemeinen die gleiche wie eine radiale Stelle des radial äußersten Teils (radial äußerste Endoberfläche) des Körpers 152 (der größte Außendurchmesserteil des Körpers 152 mit dem größten Außendurchmesser in dem Körper 152) ist.
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Außerdem ist der Körper 152, wie aus 4 offensichtlich ist, aus dem einzigen kontinuierlichen nahtlosen ringförmigen Element (nahtloses rohrförmiges Element) ausgebildet, d. h. ist nicht aus mehreren Elementen ausgebildet.
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Als nächstes wird der Betrieb des Ejektorkältekreislaufs 10 beschrieben. Wenn der Kompressor 10 angetrieben wird, komprimiert der Kompressor 11 das Kältemittel nach dem Ansaugen desselben und stößt es aus. Das Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, gibt die Wärme an dem Strahler 12 ab. Der Druck des Hochdruckkältemittels, das seine Wärme an dem Strahler 12 abgegeben hat, wird an dem Expansionsventil 13 verringert und es wird expandiert.
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Zu dieser Zeit wird der Öffnungsgrad des Expansionsventils 13 (die Kältemittelströmungsmenge) derart eingestellt, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels an dem Auslass des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 (das Kältemittel, das in den Kompressor 11 gesaugt werden soll) im Wesentlichen mit einem vorgegebenen Wert zusammenfällt. Die Strömung des Kältemittels, dessen Druck an dem Expansionsventil 13 verringert wurde und das dort expandiert wurde und nun einen Zwischendruck hat, wird an dem Verzweigungsabschnitt 14 in die Kältemittelströmung, die an die Düse 151 des Ejektors 15 gerichtet ist, und die Kältemittelströmung, die an die feste Drossel 17 gerichtet ist, unterteilt.
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Der Druck des Kältemittels, das an die Düse 151 des Ejektors 15 geliefert wird, wird durch die Düse 151 isentrop verringert und es wird expandiert und wird von der Kältemitteleinspritzöffnung 151c als die Hochgeschwindigkeitskältemittelströmung eingespritzt. Das Kältemittel, das von dem ansaugseitigen Verdampfer 18 ausgegeben wird, wird durch die Saugwirkung der Hochgeschwindigkeitskältemittelströmung, die von der Kältemitteleinspritzöffnung 151c eingespritzt wird, in die Kältemittelansaugöffnungen 152c eingesaugt.
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Das eingespritzte Kältemittel, das von der Düse 151 eingespritzt wird, und das angesaugte Kältemittel, das durch die Kältemittelansaugöffnungen 152c angesaugt wird, werden in den Druckerhöhungsraum 152b geleitet, der den Diffusorabschnitt bildet. An dem Druckerhöhungsraum 152b werden das eingespritzte Kältemittel und das angesaugte Kältemittel miteinander vermischt, und die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels wird aufgrund der fortschreitenden Zunahme in der Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche in die Druckenergie umgewandelt. Dabei wird der Druck des Kältemittels erhöht. Das Kältemittel, das von dem Ejektor 15 (insbesondere dem Druckerhöhungsabschnitt) ausgestoßen wird, wird an den ausströmungsseitigen Verdampfer 16 geliefert.
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In dem ausströmungsseitigen Verdampfer 16 nimmt das gelieferte Niederdruckkältemittel die Wärme aus der geblasenen Luft auf, die durch den ausströmungsseitigen Verdampfer 16 in Richtung des Raums geblasen wird, so dass das Kältemittel verdampft wird. Auf diese Weise wird die geblasene Luft, die in Richtung des Raums gerichtet ist, gekühlt. Dann wird das gasphasige Kältemittel, das von dem ausströmungsseitigen Verdampfer 16 ausgestoßen wird, in den Kompressor 11 gesaugt und erneut komprimiert.
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Der Druck des Kältemittels, das von dem Verzweigungsabschnitt 14 in Richtung der festen Drossel 17 geleitet wird, wird durch die feste Drossel 17 isenthalp verringert und es wird durch sie expandiert und wird dann an den ansaugseitigen Verdampfer 18 geliefert. Das Kältemittel, das an den ansaugseitigen Verdampfer 18 geliefert wird, nimmt die Wärme aus der geblasenen Luft auf, die durch den ansaugseitigen Verdampfer 18 in Richtung des Raums geblasen wird, und dabei wird das Kältemittel verdampft. Auf diese Weise wird die geblasene Luft, die in Richtung des Raums geblasen wird, weiter gekühlt und wird zu dem Raum geblasen. Das Kältemittel, das von dem ansaugseitigen Verdampfer 18 ausgegeben wird, wird durch die Kältemittelansaugöffnungen 152c in den Ejektor 15 gesaugt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform die geblasene Luft, die in Richtung des Raums geblasen wird, durch den ausströmungsseitigen Verdampfer 16 und den ansaugseitigen Verdampfer 18 in dieser Reihenfolge geleitet, um den gemeinsamen betreffenden Raum (Platz) zu kühlen. Zu dieser Zeit kann die Kältemittelverdampfungstemperatur des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 über die Kältemittelverdampfungstemperatur des ansaugseitigen Verdampfers 18 hinaus erhöht werden. Daher ist es möglich, die geblasene Luft durch die Verwendung einer Temperaturdifferenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 und der Temperatur der geblasenen Luft und einer Temperaturdifferenz zwischen der Kältemittelverdampfungstemperatur des ansaugseitigen Verdampfers 18 und der Temperatur der geblasenen Luft wirkungsvoll zu kühlen.
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Außerdem ist die stromabwärtige Seite des ausströmungsseitigen Verdampfers 16 mit dem Einlass des Kompressors 11 verbunden. Daher kann das Kältemittel, dessen Druck an dem Druckerhöhungsabschnitt (Druckerhöhungsraum 152b) erhöht wird, in den Kompressor 11 gesaugt werden. Als ein Ergebnis wird der Einlassdruck des Kompressors 11 erhöht, um die Antriebsleistung des Kompressors 11 zu verringern. Daher kann der Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs verbessert werden.
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Als nächstes wird das Herstellungsverfahren des Ejektors 15 der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf 5A bis 6H beschrieben. 5A bis 5H sind Diagramme, um ein Herstellungsverfahren der Düse 151 zu beschreiben, und 6A bis 6H sind Diagramme, um ein Herstellungsverfahren des Körpers 152 zu beschreiben.
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Zuallererst wird zur Zeit der Herstellung der Düse 151 eine Düsenvorform 41, die zu einer zylindrischen rohrförmigen Form vorgeformt ist, um die Düse 151 in dem Pressformungsverfahren (oder auf das einfach als Pressformen Bezug genommen wird) zu bilden, in einem in 5A und 5B gezeigten Düsenvorformherstellungsschritt hergestellt. 5A ist eine Endansicht der Düsenvorform 41, und 5B ist eine Vorderansicht der Düsenvorform 41. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine planare Platte, die aus einem Metall (in diesem Fall nichtrostende Legierung) gefertigt ist, durch ein Tiefziehverfahren zu einem becherförmigen zylindrischen rohrförmigen Körper (d. h. ein zylindrischer rohrförmiger Körper mit einem Boden, der ein Ende des zylindrischen rohrförmigen Körpers schließt) aufgebaut, und der auf diese Weise hergestellte Körper wird als die in 5A und 5B gezeigte Düsenvorform 41 verwendet.
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Als nächstes wird in einem in 5C und 5D gezeigten Stöpseleinsetzschritt ein Düsenzapfen 51 in einen Innenraum der Düsenvorform 41 eingesetzt, der in dem Düsenvorformherstellungsschritt hergestellt wird. Eine äußere Form des Düsenzapfens 51 ist im Wesentlichen identisch zu der des Kältemitteldurchgangs der Düse 151. Wie vorstehend diskutiert, ist die Düse 151 der vorliegenden Ausführungsform als die Lavaldüse ausgebildet. Daher wird im Voraus ein Durchgangsloch in der unteren Oberfläche der Düsenvorform ausgebildet. Dann werden die geteilten Düsenzapfen 51a, 51b, die den Düsenzapfen 51 bilden, jeweils von entgegengesetzten Enden der Düsenvorform 41 eingesetzt. 5C ist eine Endansicht der Düsenvorform 41, in die die Düsenzapfen 51a, 51b eingesetzt sind, und 5D ist eine Vorderansicht der Düsenvorform 41, in die die Düsenzapfen 51a, 51b eingesetzt sind.
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Auf diese Weise können die Düsenzapfen 51a, 51b nach dem Abschluss des Pressbearbeitungsverfahrens jeweils leicht aus den entgegengesetzten Enden aus der Düsenvorform 41 entfernt werden. In dem Fall, in dem die Düse 151 als die konisch zulaufende Düse ausgebildet ist, kann der Düsenzapfen 51, der aus einem einzigen Stück gefertigt ist, durch das offene Ende der Düsenvorform 41 in die Düsenvorform 41 eingesetzt werden. Außerdem ist es wünschenswert, dass der Düsenzapfen 51 zum Beispiel aus einem ultraharten Stahlwerkstoff gefertigt ist, der eine hohe Härte hat, um den Kältemitteldurchgang der Düse 151 in einer gewünschten Größe aufzubauen.
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Als nächstes wird die Düsenvorform 41, in die durch den Stöpseleinsetzschritt der Düsenzapfen 51 eingesetzt wurde, in der Radialrichtung, die senkrecht zu der Axialrichtung der Düse 151 ist, in einem in 5E und 5F gezeigten Pressbearbeitungsverfahren mit Pressformwerkzeugen 61 radial nach innen gedrückt. Hier ist die Anzahl der Pressformwerkzeuge 61 die gleiche (in dieser Ausführungsform zwei) wie die der düsenseitigen Rippen 151d, und die düsenseitigen Rippen 151d werden zwischen den benachbarten Pressformwerkzeugen 61 ausgebildet. 5E ist eine Endansicht, die die Düsenvorform 41 in den Pressformwerkzeugen 61 angeordnet zeigt, und 5F ist eine Vorderansicht, die die Düsenvorform 41 in den Pressformwerkzeugen 61 angeordnet zeigt.
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Danach wird der Düsenzapfen 51 (d. h. die Düsenzapfen 51a, 51b) aus der Düse 151, die durch das Pressbearbeitungsverfahren der Düse ausgebildet wird, entfernt, so dass die Düse 151, wie in 5G und 5H gezeigt, hergestellt wird. 5G ist eine Endansicht der Düse 151, und 5H ist eine Vorderansicht der Düse 151. In dem Fall, in dem die Düse 151 als die konisch zulaufende Düse ausgebildet ist, kann das Durchgangsloch nach dem Pressbearbeitungsschritt der Düse in der unteren Oberfläche der Düsenvorform 41 ausgebildet werden. Ebenso kann das Durchgangsloch ähnlich dem Fall, in dem die Düse 151 als die Lavaldüse ausgebildet wird, in dem Düsenstöpseleinsetzschritt in der unteren Oberfläche der Düsenvorform 41 ausgebildet werden.
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Außerdem wird, wie in 6A bis 6H gezeigt, zu der Zeit der Herstellung des Körpers 152 der Körper 152 in einer ähnlichen Weise wie der der Düse 151 hergestellt. Zuallererst wird eine Körpervorform 42, die später zu einer zylindrischen rohrförmigen Form aufgebaut wird, um den Körper 152 durch das Pressformverfahren zu bilden, in einem in 6A und 6B gezeigten Körpervorformherstellungsschritt hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein aus Aluminium gefertigtes Rohr (auch Rohrleitung genannt) als die Körpervorform 42 verwendet. 6A ist eine Endansicht der Körpervorform 42, und 6B ist eine Vorderansicht der Körpervorform 42.
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Als nächstes wird ein in einem in 6C und 6D gezeigten Stöpseleinsetzschritt ein Körperstöpsel 52a, der eine äußere Form hat, die im Wesentlichen identisch zu der des Aufnahmeraums 152a ist, von einem Ende der Körpervorform 42 in den Innenraum der Körpervorform 42 eingesetzt, die in dem Körpervorformherstellungsschritt hergestellt wurde. Auch wird ein Körperstöpsel 52b, der eine äußere Form hat, die im Wesentlichen identisch zu der des Druckerhöhungsraums 152b ist, von dem anderen Ende der Körpervorform 42 in das Innere der Körpervorform 42 eingesetzt. 6C ist eine Endansicht der Körpervorform 42, in die Körperstöpsel 52a, 52b eingesetzt werden, und 6D ist eine Vorderansicht der Körpervorform 42, in die die Körperstöpsel 52a, 52b eingesetzt werden.
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Als nächstes wird die Körpervorform 42, in die die Körperstöpsel 52a, 52b durch den Körperstöpseleinsetzschritt eingesetzt sind, in die Radialrichtung, die senkrecht zu der Axialrichtung ist, in einem in 6E und 6F gezeigten Pressbearbeitungsschritt des Körpers mit Pressformwerkzeugen 62 radial einwärts gedrückt. Die Anzahl der Pressformwerkzeuge 62 ist die gleiche (in dieser Ausführungsform vier) wie die der körperseitigen Rippen 152e. Jede der körperseitigen Rippen 152e wird zwischen entsprechenden benachbarten zwei der Pressformwerkzeuge 62 ausgebildet. 6E ist eine Endansicht, die die Körpervorform 42 in den Pressformwerkzeugen 62 angeordnet zeigt, und 6F ist eine Vorderansicht, die die Körpervorform 42 in den Pressformwerkzeugen 62 angeordnet zeigt.
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Als nächstes werden die Stöpsel 52a, 52b von dem Körper 152, der durch das Pressbearbeitungsverfahren des Körpers 152 ausgebildet wurde, entfernt. Auch werden die Kältemittelansaugöffnungen 152c in der zylindrischen Oberfläche des Körpers 152 ausgebildet. Außerdem wird der gerade Abschnitt 152d an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Aufnahmeraum 152a und dem Druckerhöhungsraum 152b im Inneren des Körpers ausgebildet (zusätzlicher Bearbeitungsschritt des Körpers).
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Insbesondere werden unter Bezug auf 6G und 6H die Kältemittelansaugöffnungen 152c durch ein Bohrverfahren ausgebildet, so dass jede der Kältemittelansaugöffnungen 152c dem Umfang nach an einer entsprechenden Stelle angeordnet ist, die nicht mit den körperseitigen Rippen 152e überlappt, wenn der Körper 152 in der Axialrichtung betrachtet wird. Außerdem wird der gerade Abschnitt 152d, der in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Aufnahmeraum 152a und dem Druckerhöhungsraum 152b ausgebildet wird, gebildet, indem ein zylindrisches Schneidwerkzeug axial im Inneren des Körpers 152 bewegt wird. 6G ist eine Endansicht des Körpers 152, in dem das zylindrische Schneidwerkzeug angewendet wird, um den geraden Abschnitt 152d auszubilden. 6H ist eine Vorderansicht des Körpers 152, auf den das zylindrische Schneidwerkzeug angewendet wird, um den geraden Abschnitt 152d zu bilden, und auf den Bohrmeißel angewendet werden, um die Kältemittelansaugöffnungen 152c zu bilden.
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Als nächstes wird die Düse 151, die in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet wird, in dem Aufnahmeraum 152a des Körpers 152 aufgenommen und wird provisorisch darin befestigt (provisorischer Befestigungsschritt zum provisorischen Befestigen zwischen der Düse und dem Körper). Zu dieser Zeit wird, wie in 4 gezeigt, wenn der Körper 152 und die Düse 151 in der Axialrichtung betrachtet werden, jede der düsenseitigen Rippen 151d dem Umfang nach an einer entsprechenden Steile angeordnet, die sich mit einer imaginären radialen Linie überlappt, die radial zwischen der Mittelachse der Düse 151 und einer Umfangsmitte der entsprechenden Kältemittelansaugöffnung 152c des Körpers 152 verbindet.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Teils der Düse 151 mit dem größten Durchmesser, der sich an dem Kältemitteleinlass der Düse 151 befindet, ein wenig größer als der Innendurchmesser des Aufnahmeraums 152a des Körpers 152, so dass der Teil der Düse 151 mit dem größten Durchmesser eng in den Aufnahmeraum 152a eingepasst ist. Auf diese Weise wird die Düse 151 in dem Aufnahmeraum 152a aufgenommen, und dadurch wird die Düse 151 provisorisch an dem Körper 152 befestigt.
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Wie außerdem vorstehend diskutiert, ist der Ejektor 15 der vorliegenden Ausführungsform in dem Verteilungs-/Sammelbehälter des ausströmungsseitgen Verdampfers 16 oder des ansaugseitigen Verdampfers 18 aufgenommen oder ist in dem getrennten Behälter aufgenommen. Daher wird der Ejektor 15, der nach dem provisorischen Aneinanderbefestigen der Düse und des Körpers in dem provisorisch befestigten Zustand ist, in dem entsprechenden der Verteilungs-/Sammelbehälter oder dem getrennten Behälter angeordnet und provisorisch befestigt (provisorischer Befestigungsschritt des Ejektors).
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Das provisorische Befestigen wird wie folgt realisiert. Das heißt, der Außendurchmesser des Ejektors 15 (insbesondere des Körpers 152) ist ein wenig größer als der Innendurchmesser des entsprechenden der Verteilungs-/Sammelbehälter oder des getrennten Behälters gefertigt, so dass der Ejektor 15 (insbesondere der Körper 152) eng in den entsprechenden der Verteilungs-/Sammelbehälter oder des getrennten Behälters eingepasst wird.
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Der ausströmungsseitige Verdampfer 16 und der ansaugseitige Verdampfer 18, in denen der Ejektor 15, die Rohre, die Verteilungs-/Sammelbehälter und/oder der getrennte Behälter jeweils provisorisch befestigt sind, werden in einem Heizofen oder Brennofen (der als Heizeinrichtung dient) angeordnet.
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Auf diese Weise wird ein Hartlötmaterial, das über die Außenumfangsoberfläche der Düse 151, die inneren und äußeren Umfangsoberflächen des Körpers 152 und der inneren Umfangoberfläche des entsprechenden der Verteilungs-/Sammelbehälter oder des getrennten Behälters plattiert ist, geschmolzen. Dann werden der ausströmungsseitige Verdampfer 16 und der ansaugseitige Verdampfer 18 gekühlt, bis das vorstehend diskutierte Hartlötmaterial wieder verfestigt wird. Dadurch wird der Ejektor 15 hergestellt, und die Verdampfereinheit 20 wird hergestellt (Ejektorverbindungsschritt).
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Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform der Ejektor 15, der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt wird, verwendet, so dass die nachstehend beschriebenen Vorteile realisiert werden können.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die Düse 151 und der Körper 152 in dem Pressbearbeitungsverfahren ausgebildet, das eine Art von plastischem Bearbeitungsverfahren ist. Daher ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem die Düse 151 und der Körper 152 durch ein Schneidverfahren ausgebildet werden, möglich, die Herstellungskosten und die Herstellungszeit zu verringern. Insbesondere ist der Ejektor der vorliegenden Ausführungsform für eine Massenherstellung geeignet.
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In dem zusätzlichen Verarbeitungsschritt des Körpers werden die Kältemittelansaugöffnungen 152c und der gerade Abschnitt 152d durch die verschiedenen Verfahren ausgebildet, die zu dem Pressbearbeitungsverfahren verschieden sind. Jedoch sind diese Verfahren im Vergleich zu dem Fall, in dem die Düse 151 und der Körper 152 ganz durch das Schneidverfahren ausgebildet werden, einfacher, und diese Verfahren haben im Wesentlichen keinen negativen Einfluss auf die Massenherstellung des Ejektors 15 der vorliegenden Ausführungsform.
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Außerdem werden die düsenseitigen Rippen 151d und die körperseitigen Rippen 152e jeweils in der Düse 151 und dem Körper 152 ausgebildet. Die düsenseitigen Rippen 151d und die körperseitigen Rippen 152e werden jeweils aus den überschüssigen Wandabschnitten der Düsenvorform 41 und der Körpervorform 42 ausgebildet, die an der Düse 151 oder dem Körper 152 überschüssig sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Bildung eines extrem gestreckten dünnen Wandabschnitts in der Düse 151 und dem Körper 152 durch das Pressbearbeitungsverfahren zu begrenzen. Daher ist es möglich, den Bereich herstellbarer Formen des Ejektors 15 zu vergrößern, und dadurch kann der Ejektor 15 der vorliegenden Ausführungsform in verschiedenen spezifizierten Größen aufgebaut werden.
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Außerdem erstrecken sich die düsenseitigen Rippen 151d und die körperseitigen Rippen 152e, die durch das Pressbearbeitungsverfahren ausgebildet werden, in die Axialrichtung der Düse 151 und stehen radial nach außen vor. Daher ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem die überschüssigen Wandabschnitte, die die düsenseitigen Rippen 151d oder die körperseitigen Rippen 152e der Düse 151 oder des Körpers 152 bilden, radial nach innen in den Kältemitteldurchgang, der im Inneren der Düse 151 oder des Körpers 152 definiert ist, vorstehen, möglich, eine Abweichung von der spezifizierten Größe der Querschnittfläche des Kältemitteldurchgangs, der in dem inneren der Düse 151 oder des Körpers 152 definiert ist, zu vermeiden.
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Außerdem dienen die düsenseitigen Rippen 151d und die körperseitigen Rippen 152e als Verstärkungselemente der Düse 151 oder des Körpers 152, um die Verformung der Düse 151 oder des Körpers 152 zu begrenzen.
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Außerdem werden in dem Referenzquerschnitt die Düse 151 oder der Körper 152 jeweils aus dem einzigen kontinuierlichen nahtlosen ringförmigen Element (nahtloses rohrförmiges Element) ausgebildet, ohne die mehreren miteinander verbundenen Elemente zu verwenden. Daher ist es nicht erforderlich, ein Verbindungsverfahren durchzuführen, das erforderlich wäre, um die mehreren Elemente miteinander zu verbinden, um ein Auslaufen des Fluids, das das Innere der Düse 151 oder des Körpers 152 durchläuft, zu begrenzen. Daher können die Herstellungskosten des Ejektors weiter verringert werden.
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Wenn jede der düsenseitigen Rippen 151d und der körperseiteigen Rippen 152e durch Anwenden der Last auf den entsprechenden überschüssigen Wandabschnitt der zylindrischen rohrförmigen Vorform 41, 42 von ihren entgegengesetzten Umfangsseiten auf der radial äußeren Seite der zylindrischen rohrförmigen Vorform ausgebildet wird, um den entsprechenden überschüssigen Wandabschnitt der zylindrischen rohrförmigen Vorform in dem Pressbearbeitungsverfahren in die Form der Bergfalte zu falten, die radial nach außen vorsteht, wird wahrscheinlich an einer Stelle, wo die zwei dem Umfang nach entgegengesetzten Kontaktoberflächen 151f, 151g der Rippe 151d (oder der Rippe 152e) einander kontaktieren, wie in 7 gezeigt, eine Vertiefung 151e in der inneren Umfangsoberfläche der Düse 151 des Körpers 152 ausgebildet. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs VII in 3 und dient als ein Diagramm zur Beschreibung der Vertiefung 151e der düsenseitigen Rippe 151d.
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In Bezug auf diesen Punkt ist der Ejektor 15 der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass jede der düsenseitigen Rippen 151d und der körperseitigen Rippen 152e die Umfangsbreite Wdüs, Wbd hat, die in Richtung des radial äußeren Endes der Rippe 151d, 152e fortschreitend abnimmt. Daher kann die Last zur Zeit der Durchführung des Pressbearbeitungsverfahrens leicht in die Richtung angewendet werden, um die Vertiefung zu verringern. Somit kann die Größe der Vertiefung 151e verringert werden, und dadurch kann die Form des Ejektors enger auf die spezifizierte gewünschte Größe eingestellt werden.
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Auch wenn in der vorliegenden Ausführungsform die geteilten Düsenstöpsel 51a, 51b oder die geteilten Körperstöpsel 52a, 52b in dem Düsenstöpseleinsetzschritt oder dem Körperstöpseleinsetzschritt in die entsprechende Vorform 41, 42 eingesetzt werden, kann das Material der Vorform 41, 42 möglicherweise in einen kleinen Spalt zwischen den Kontaktoberflächen der geteilten Düsenstöpsel 51a, 51b oder der geteilten Körperstöpsel 52a, 52b eintreten, um einen Grat zu bilden.
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Insbesondere in dem Fall des Körpers 152, der durch die Pressbearbeitung der Vorform 42 gebildet wird, die aus Aluminium, das weicher als die nichtrostende Legierung ist, gefertigt ist, kann möglicherweise der Grat mit einer relativ großen Größe ausgebildet werden, um einen Energieverlust des Kältemittels, das im Inneren des Körpers 152 strömt, zu bewirken. In Bezug auf diesen Punkt wird in dem Fall des Ejektors 15 der vorliegenden Ausführungsform in dem zusätzlichen Verarbeitungsschritt des Körpers der gerade Abschnitt 152d in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Aufnahmeraum 152a und dem Druckerhöhungsraum 152b ausgebildet. Daher kann der Grat zuverlässig entfernt werden.
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Außerdem werden in dem zusätzlichen Bearbeitungsschritt des Körpers 152 der vorliegenden Ausführungsform die Kältemittelansaugöffnungen 152c an den entsprechenden Stellen ausgebildet, die nicht mit den körperseitigen Rippen 152e überlappen, d. h. die dem Umfang nach von den körperseitigen Rippen 152e in der Axialansicht des Körpers 152 verschoben sind. Daher können die Kältemittelansaugöffnungen 152c in dem zusätzlichen Bearbeitungsschritt des Körpers 152 leicht ausgebildet werden, ohne von den körperseitigen Rippen 152e behindert zu werden.
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Wenn die Düse 151 außerdem in dem provisorischen Befestigungsschritt zum provisorischen Aneinanderbefestigen der Düse 151 und des Körpers 152 in der axialen Richtung der Düse 151 betrachtet wird, werden die düsenseitigen Rippen 151d derart angeordnet, dass jede düsenseitige Rippe 151d mit der imaginären Radiallinie überlappt, die zwischen der Mittelachse der Düse 151 und der Umfangsmitte der entsprechenden einen der Kältemittelansaugöffnungen 152c verbindet. Daher kann jede düsenseitige Rippe 151d entlang der Strömungsrichtung des angesaugten Kältemittels angeordnet werden, das durch die entsprechende Kältemittelansaugöffnung 152c angesaugt wird. Daher ist es möglich, den Druckabfall des angesaugten Kältemittels zu verringern, der andernfalls durch das Vorhandensein von düsenseitigen Rippen, die unterschiedlich zu den düsenseitigen Rippen 151d der vorliegenden Ausführungsform angeordnet sind, hervorgerufen würde.
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Außerdem ist der radial äußerste Teil (radial äußerste Oberfläche) der düsenseitigen Rippe 151d (der radial distale Endteil der düsenseitigen Rippe 151d) der vorliegenden Ausführungsform radial einwärts von dem radial äußersten Teil (der radial äußersten Oberfläche) der Düse 151 (der größte Durchmesserteil der Düse 151 mit dem größten Außendurchmesser in der Düse 151) angeordnet. Daher werden die düsenseitigen Rippen 151d in dem provisorischen Befestigungsschritt der Düse 151 und des Körpers 152 nicht die innere Umfangsoberfläche des Körpers 152 kontaktieren, so dass die Düse 151 leicht in dem Körper 152 aufgenommen werden kann.
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Außerdem ist die radiale Höhe Hdüs der düsenseitigen Rippe 151d, die auf der Seite der Kältemitteleinspritzöffnung 151c der Düse 151 ausgebildet ist, in Richtung der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Kältemittels fortschreitend verringert. Daher ist es möglich, den Druckabfall des Kältemittels, das in dem Ansaugdurchgang 152h strömt, zu verringern.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und die vorstehende Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden, ohne von dem Bereich und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
- (1) In der vorstehenden Ausführungsform werden die Düse 151 und der Körper 152 beide durch das Pressbearbeitungsverfahren ausgebildet. Solange jedoch wenigstens entweder die Düse 151 oder der Körper 152 durch das Pressbearbeitungsverfahren ausgebildet werden, ist es möglich, den Ejektor bereitzustellen, der für die Massenherstellung geeignet ist, der die Verringerung der Herstellungskosten und die Verringerung der Herstellungszeit ermöglicht, während er eine große Vielfalt an Anwendungen des Ejektors zulässt.
- (2) In der vorstehenden Ausführungsform wird der Ejektor 15 in dem Ejektorkältekreislauf 10 angewendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt. Zum Beispiel kann der Ejektor der vorliegenden Erfindung auf einen Ejektorkältekreislauf (Wärmepumpenkreislauf) eines Kühl/Gefriersystems oder eines Kaltlager-(Kühlanlagen-)Systems angewendet werden. Auch kann der Ejektor der vorliegenden Erfindung auf eine Vakuumpumpe angewendet werden, die durch die Verwendung eines negativen Drucks, der an der Fluidansaugöffnung (der Kältemittelansaugöffnung 152c) erzeugt wird, ein Vakuum erzeugt.
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Außerdem ist in der vorstehenden Ausführungsform das Kältemittel des Ejektorkältekreislaufs 10 nicht spezifiziert. Jedoch kann das Kältemittel der vorstehenden Ausführungsform zum Beispiel normales Fluorkohlenwasserstoffkältemittel, Kohlenwasserstoffkältemittel oder Kohlendioxidkältemittel sein. Außerdem kann der Ejektorkältekreislauf als ein überkritischer Kältekreislauf ausgebildet sein, in dem der Druck des Kältemittels an dem Ausgang des Kompressors 11 höher als ein kritischer Druck des Kältemittels ist.
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Außerdem ist der Ejektor 15 in der vorstehenden Ausführungsform mit dem Verzweigungsabschnitt 14, dem ausströmungsseitigen Verdampfer 16, der festen Drossel 17 und dem ansaugseitigen Verdampfer 18 integriert, um die Verdampfereinheit 20 zu bilden. Zur Zeit des Integrierens dieser Komponenten kann der radial äußerste Teil (die radial äußerste Oberfläche, d. h. radial äußere Endoberfläche) der körperseitigen Rippen 152e verwendet werden, um Hartlötoberflächen zu bilden, die an die innere Umfangsoberfläche des entsprechenden Verteilungs-/Sammelbehälters oder des getrennten Behälters hartgelötet werden. Außerdem kann es sein, dass der Ejektor 15 nicht in die Verdampfereinheit 20 integriert zu werden braucht, d. h. getrennt von der Verdampfereinheit 20 ausgebildet werden kann.
- (3) In der vorstehenden Ausführungsform ist die Düsenvorform 41 der zylindrische rohrförmige Körper, der durch das Tiefziehverfahren der planaren Metallplatte gefertigt wird. Alternativ kann die Düsenvorform 41 ein Rohr (eine Rohrleitung) sein, das aus Metall (z. B. nichtrostende Legierung) gefertigt ist. Außerdem ist die Körpervorform 42 in der vorstehenden Ausführungsform das Rohr (die Rohrleitung). Alternativ kann die Körpervorform 42 ein rohrförmiger Körper sein, der durch ein Tiefziehverfahren aus einer planaren Metallplatte (z. B. einer planaren Aluminiummetallplatte) gefertigt wird.
- (4) In der vorstehenden Ausführungsform ist die Herstellungsabfolge der Herstellung der Düse 151 und der Herstellung des Körpers 152 nicht spezifiziert. Mit anderen Worten ist in der vorstehenden Ausführungsform nicht spezifiziert, ob die Herstellung der Düse 151 oder die Herstellung des Körpers 152 zuerst durchgeführt wird. Da die Düse 151 und der Körper 152 jedoch unabhängig hergestellt werden können, kann die Herstellungsabfolge der Herstellung der Düse 151 und der Herstellung des Körpers 152 in einer passenden Weise festgelegt werden. Das heißt, die Herstellung der Düse 151 und die Herstellung des Körpers 152 können jeweils von der anderen durchgeführt werden, oder die Herstellung der Düse 151 und die Herstellung des Körpers 152 können gleichzeitig durchgeführt werden.
- (5) In der vorstehenden Ausführungsform werden die zylindrische rohrförmige Düse 151 mit den düsenseitigen Rippen 151d und der zylindrische rohrförmige Körper 152 mit den vier körperseitigen Rippen 152e bereitgestellt. Jedoch sind der Aufbau der Düse 151 und der Aufbau des Körpers 52 nicht auf diese beschränkt.
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Zum Beispiel können die Anzahl der düsenseitigen Rippen 151d und die Anzahl der körperseitigen Rippen 152e in einer in 8A oder 8B gezeigten Weise geändert werden. Insbesondere ist die Anzahl der düsenseitigen Rippen 151d oder der körperseitigen Rippen 152e in 8A drei, und die Anzahl der düsenseitigen Rippen 151d oder der körperseitigen Rippen 152e in 8B ist acht. In einem derartigen Fall ist es wünschenswert, dass die Anzahl der Pressformwerkzeuge 61 oder der Pressformwerkzeuge 62 die gleiche wie die Anzahl der düsenseitigen Rippen 151d oder der körperseitigen Rippen 152e ist. Außerdem sind die Querschnittform der Düse 151 und die Querschnittform des Körpers 152 nicht auf die vorstehend beschriebenen (kreisförmige Querschnitte) beschränkt. Wie zum Beispiel in 8C und 8D gezeigt, können die Querschnittform der Düse 151 und die Querschnittform des Körpers 152 in polygonale Formen geändert werden. Insbesondere ist die Querschnittform der Düse 151 oder die Querschnittform des Körpers 152 in 8C im Allgemeinen eine viereckige Form, und die Querschnittform der Düse 151 oder die Querschnittform des Körpers 152 ist in 8D im Allgemeinen eine dreieckige Form.
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Hier sollte bemerkt werden, dass 8A bis 8D Diagramme sind, die Querschnitte der Düse 151 oder des Körpers 152 zeigen, und 3 oder 4 der vorstehenden Ausführungsform entsprechen.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten der Technik ohne weiteres einfallen. Die Erfindung in ihrem weiteren Sinn ist daher nicht auf die spezifischen Detail, die repräsentative Vorrichtung und erläuternde Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.
