JP2002318018A - Ejector cycle and gas and liquid separator - Google Patents
Ejector cycle and gas and liquid separatorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒を減圧膨張さ
せて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、
膨張エネルギー(通常の蒸気圧縮式冷凍サイクルでは膨
張弁等の減圧器で捨てられていた運動エネルギ)を圧力
エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させるエジ
ェクタを有するエジェクタサイクル、及びエジェクタサ
イクル用の気液分離器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for reducing the pressure of a refrigerant, expanding the refrigerant, and sucking a vapor-phase refrigerant evaporated in an evaporator.
An ejector cycle having an ejector for converting expansion energy (kinetic energy discarded by a decompressor such as an expansion valve in a normal vapor compression refrigeration cycle) into pressure energy to increase a suction pressure of a compressor, and an ejector cycle. The present invention relates to a gas-liquid separator.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、後述する
第7実施形態で述べるように、潤滑油を圧縮機に戻すこ
と、後述する第24、25実施形態で述べるように、
エジェクタサイクルの設置(搭載)性を向上させること
のいずれか一方を少なくとも達成することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to returning lubricating oil to a compressor as described in a seventh embodiment described below, and as described in the 24th and 25th embodiments described below.
It is to achieve at least one of improving the installation (mounting) of the ejector cycle.
【0003】[0003]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明では、冷媒を吸入
圧縮する圧縮機(100)と、圧縮機(100)から吐
出した冷媒を冷却する放熱器(200)と、冷媒を蒸発
させて吸熱する蒸発器(300)と、放熱器(200)
から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器(300)に
て蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギ
ーを圧力エネルギーに変換して圧縮機(100)の吸入
圧を上昇させるエジェクタ(400)と、エジェクタ
(400)からの気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒と
に分離して冷媒を蓄えるとともに、気相冷媒を圧縮機
(100)の吸入側に供給し、液相冷媒を蒸発器(30
0)に供給する気液分離器(500)と、気液分離器
(500)内に設置され、気液分離器(500)内の潤
滑油を圧縮機(100)へ導くためのオイル戻し穴(5
43)を備えたことを特徴とする。According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a compressor (100) for sucking and compressing a refrigerant and a compressor discharged from the compressor (100) are provided. A radiator (200) for cooling the refrigerant, an evaporator (300) for evaporating the refrigerant and absorbing heat, and a radiator (200)
Ejector (400) that decompresses and expands the refrigerant flowing out of the evaporator to suction the vapor-phase refrigerant evaporated in the evaporator (300), and converts expansion energy into pressure energy to increase the suction pressure of the compressor (100). And separating the gas-liquid two-phase refrigerant from the ejector (400) into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant to store the refrigerant, and supplying the gas-phase refrigerant to the suction side of the compressor (100). The evaporator (30
0) a gas-liquid separator (500) to be supplied to the gas-liquid separator (500); (5
43).
【0004】これにより、潤滑油を圧縮機に戻すことが
できる。[0004] Thus, lubricating oil can be returned to the compressor.
【0005】請求項2に記載の発明では、冷媒を減圧膨
張させて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するととも
に、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機
の吸入圧を上昇させるエジェクタ(400)を有するエ
ジェクタサイクルに適用され、 エジェクタ(400)
からの気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して
液相冷媒をタンク部(551)に蓄えるとともに、気相
冷媒を圧縮機(100)の吸入側に供給し、液相冷媒を
蒸発器(300)に供給する気液分離器(500)であ
って、タンク部(551)内において、エジェクタ(4
00)内を流通する冷媒が上方側から下方側に向けて流
通するようにエジェクタ(400)を配置するととも
に、タンク部(551)の一部(552、553)がエ
ジェクタ(400)のディフィーザ(430)の一部を
構成するようにしたことを特徴とする。[0005] According to the second aspect of the present invention, the ejector increases the suction pressure of the compressor by decompressing and expanding the refrigerant to suck the vapor-phase refrigerant evaporated in the evaporator, and converting the expansion energy into pressure energy. (400) applied to an ejector cycle having an ejector (400)
The gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant is stored in the tank unit (551), and the gas-phase refrigerant is supplied to the suction side of the compressor (100). A gas-liquid separator (500) for supplying a phase refrigerant to an evaporator (300), wherein an ejector (4) is provided in a tank (551).
00), the ejector (400) is arranged so that the refrigerant flowing from the upper side to the lower side flows, and a part (552, 553) of the tank section (551) is formed by a diffuser (400) of the ejector (400). 430).
【0006】これにより、エジェクタ(400)のみで
ディフィーザ(430)を構成する場合に比べて、十分
な大きさの冷媒通路を有するディフィーザ(430)を
構成することができる。[0006] Thus, a diffuser (430) having a refrigerant passage having a sufficient size can be formed as compared with a case where the diffuser (430) is formed only by the ejector (400).
【0007】しかも、気液分離器(500)内の空間を
利用して十分な大きさの冷媒通路を有するディフィーザ
(430)を構成しているので、エジェクタ400の性
能を向上させつつ、エジェクタ(400)を搭載するた
めのペースを削減してエジェクタサイクルの設置(搭
載)性を向上させることができる。In addition, since the space inside the gas-liquid separator (500) is used to constitute the diffuser (430) having a sufficiently large refrigerant passage, the performance of the ejector (400) is improved while improving the performance of the ejector (400). 400) can be reduced, and the installation (mounting) of the ejector cycle can be improved.
【0008】請求項3に記載の発明では、冷媒を減圧膨
張させて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するととも
に、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機
の吸入圧を上昇させるエジェクタ(400)を有するエ
ジェクタサイクルに適用され、 エジェクタ(400)
からの気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して
液相冷媒をタンク部(551)に蓄えるとともに、気相
冷媒を圧縮機(100)の吸入側に供給し、液相冷媒を
蒸発器(300)に供給する気液分離器(500)であ
って、タンク部(551)内において、エジェクタ(4
00)内を流通する冷媒が上方側から下方側に向けて流
通するようにエジェクタ(400)を配置するととも
に、エジェクタ(400)のディフィーザ(430)の
冷媒出口より冷媒流れ下流側にて、冷媒の流通方向を下
方側に向かう向きから上方側に向かう向きに転向させる
ように構成したことを特徴とする。According to the third aspect of the present invention, the ejector increases the suction pressure of the compressor by reducing the pressure of the refrigerant and expanding the refrigerant to suck the vapor-phase refrigerant evaporated by the evaporator, and converting the expansion energy into pressure energy. (400) applied to an ejector cycle having an ejector (400)
The gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant is stored in the tank unit (551), and the gas-phase refrigerant is supplied to the suction side of the compressor (100). A gas-liquid separator (500) for supplying a phase refrigerant to an evaporator (300), wherein an ejector (4) is provided in a tank (551).
00), the ejector (400) is arranged so that the refrigerant flowing from the upper side to the lower side flows, and the refrigerant flows downstream from the refrigerant outlet of the diffuser (430) of the ejector (400). Is characterized in that the flow direction is changed from a downward direction to an upward direction.
【0009】これにより、本発明はエジェクタ一体型気
液分離器となるので、エジェクタ(400)を搭載する
ためのペースを削減してエジェクタサイクルの設置(搭
載)性を向上させることができる。Accordingly, the present invention is an ejector-integrated gas-liquid separator, so that the pace for mounting the ejector (400) can be reduced and the installation (mounting) of the ejector cycle can be improved.
【0010】因みに、上記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
一例である。[0010] Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
本発明に係るエジェクタサイクルを二酸化炭素を冷媒と
する車両用空調装置に適用したものであり、図1は本実
施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment)
The ejector cycle according to the present invention is applied to a vehicle air conditioner using carbon dioxide as a refrigerant, and FIG. 1 is a schematic view of an ejector cycle according to the present embodiment.
【0012】100は走行用エンジン等の駆動源(図示
せず。)から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機で
あり、200は圧縮機100から吐出した冷媒と室外空
気とを熱交換して冷媒を冷却する放熱器(ガスクーラ)
である。Reference numeral 100 denotes a compressor for obtaining a driving force from a driving source (not shown) such as a running engine to suck and compress the refrigerant, and 200 for heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor 100 and outdoor air. Radiator (gas cooler) that cools the refrigerant
It is.
【0013】300は室内に吹き出す空気と液相冷媒と
を熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷凍能
力を発揮する蒸発器であり、400は放熱器200から
流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器300にて蒸発し
た気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力
エネルギーに変換して圧縮機100の吸入圧を上昇させ
るエジェクタである。Reference numeral 300 denotes an evaporator which exhibits a refrigerating ability by exchanging heat between air blown into a room and a liquid-phase refrigerant to evaporate the liquid-phase refrigerant, and 400 decompresses and expands the refrigerant flowing out of the radiator 200. This is an ejector that sucks the vapor-phase refrigerant evaporated by the evaporator 300 and converts expansion energy into pressure energy to increase the suction pressure of the compressor 100.
【0014】なお、エジェクタ400は、放熱器200
から流出した高圧冷媒の圧力エネルギー(圧力ヘッド)
を速度エネルギー(速度ヘッド)に変換して冷媒を減圧
膨張させるノズル410、ノズル410から噴射する高
い速度の冷媒流(ジェット流)により蒸発器300にて
蒸発した気相冷媒を吸引する混合部420、及びノズル
410から噴射する冷媒と蒸発器300から吸引した冷
媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギー
に変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ430
等からなるものである。The ejector 400 is provided with the radiator 200
Energy (pressure head) of high-pressure refrigerant flowing out of
410 that converts pressure into velocity energy (velocity head) to decompress and expand the refrigerant, and a mixing section 420 that suctions a vapor-phase refrigerant evaporated in the evaporator 300 by a high-velocity refrigerant flow (jet flow) injected from the nozzle 410. And a diffuser 430 for converting the velocity energy into pressure energy and increasing the pressure of the refrigerant while mixing the refrigerant injected from the nozzle 410 and the refrigerant sucked from the evaporator 300.
Etc.
【0015】500はエジェクタ400から流出した冷
媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と
液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、
分離された気相冷媒は圧縮機100に吸引され、分離さ
れた液相冷媒は蒸発器300側に吸引される。Reference numeral 500 denotes a gas-liquid separator for storing the refrigerant into which the refrigerant flowing out of the ejector 400 flows, separates the refrigerant into the gaseous refrigerant and the liquid-phase refrigerant, and stores the refrigerant.
The separated gas-phase refrigerant is drawn into the compressor 100, and the separated liquid-phase refrigerant is drawn into the evaporator 300.
【0016】なお、600は、気液分離器500から蒸
発器300側に吸引される液相冷媒を減圧する第1減圧
器(絞り手段)であり、この第1減圧器600により蒸
発器300内の圧力(蒸発圧力)確実に低下させてい
る。Reference numeral 600 denotes a first decompressor (throttling means) for decompressing the liquid-phase refrigerant sucked from the gas-liquid separator 500 to the evaporator 300 side. Pressure (evaporation pressure) is surely reduced.
【0017】次に、エジェクタサイクルの概略作動を述
べる。Next, the general operation of the ejector cycle will be described.
【0018】圧縮機100が起動すると、気液分離器5
00から気相冷媒が圧縮機100に吸入され、圧縮され
た冷媒が放熱器200に吐出される。そして、放熱器2
00にて冷却された冷媒は、エジェクタ400のノズル
410にて減圧膨張して蒸発器300内の冷媒を吸引す
る。When the compressor 100 starts, the gas-liquid separator 5
From 00, the gas-phase refrigerant is sucked into the compressor 100, and the compressed refrigerant is discharged to the radiator 200. And radiator 2
The refrigerant cooled in 00 is decompressed and expanded in the nozzle 410 of the ejector 400 and sucks the refrigerant in the evaporator 300.
【0019】次に、蒸発器300から吸引された冷媒と
ノズル410から吹き出す冷媒とは、混合部420にて
混合しながらディフィーザ430にてその動圧が静圧に
変換されて気液分離器500に戻る。Next, while the refrigerant sucked from the evaporator 300 and the refrigerant blown out from the nozzle 410 are mixed in the mixing section 420, the dynamic pressure thereof is converted to static pressure by the diffuser 430, and the gas-liquid separator 500 Return to
【0020】一方、エジェクタ400にて蒸発器300
内の冷媒が吸引されるため、蒸発器300には気液分離
器500から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は、
室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。On the other hand, the evaporator 300 is
Since the refrigerant inside is sucked, the liquid-phase refrigerant flows into the evaporator 300 from the gas-liquid separator 500, and the refrigerant flowing into the evaporator 300 is
It absorbs heat from the air that blows into the room and evaporates.
【0021】因みに、図2は本実施形態に係るエジェク
タサイクルの作動を示すp−h線図であり、図2に示す
番号は図1に示す番号の位置における冷媒の状態を示す
ものである。FIG. 2 is a ph diagram showing the operation of the ejector cycle according to the present embodiment, and the numbers shown in FIG. 2 indicate the state of the refrigerant at the positions indicated by the numbers in FIG.
【0022】このとき、圧縮機100の吸入圧上昇分Δ
Pは、混合部420及びディフューザ430での効率に
よってその絶対値は変化するものの、ノズル410の冷
媒入口(図2の2で示す点)とノズル410の冷媒出口
(図2の3で示す点)での比エンタルピ差(断熱熱落
差)が大きくなるほど、大きくなる。At this time, the suction pressure increase Δ
P is a refrigerant inlet (point 2 shown in FIG. 2) of the nozzle 410 and a refrigerant outlet (point 3 shown in FIG. 2) of the nozzle 410, although its absolute value changes depending on the efficiency in the mixing section 420 and the diffuser 430. The larger the specific enthalpy difference (adiabatic heat drop) in the above, the larger the difference.
【0023】次に、本実施形態の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
【0024】本実施形態では冷媒として二酸化炭素を使
用しているので、図2に示すように、エジェクタ400
(ノズル410)にて減圧される前の冷媒圧力を圧縮機
100にて冷媒の臨界圧力以上(超臨界域)まで昇圧し
てから減圧膨張させることとなる。In this embodiment, since carbon dioxide is used as the refrigerant, as shown in FIG.
The pressure of the refrigerant before being depressurized by the (nozzle 410) is increased by the compressor 100 to a value higher than the critical pressure of the refrigerant (supercritical region), and then the pressure is expanded under reduced pressure.
【0025】したがって、減圧膨張時の圧力差が大きく
なるので、ノズル410の冷媒入口(図2の2で示す
点)とノズル410の冷媒出口(図2の3で示す点)で
の比エンタルピ差(断熱熱落差)を大きくすることがで
きる。延いては、減圧時に発生する膨張エネルギーをよ
り確実に回収できるので、吸入圧上昇分ΔPを大きくす
ることができ、エジェクタサイクルの成績係数(効率)
を向上させることができる。Therefore, since the pressure difference at the time of decompression and expansion increases, the specific enthalpy difference between the refrigerant inlet of the nozzle 410 (point indicated by 2 in FIG. 2) and the refrigerant outlet of the nozzle 410 (point indicated by 3 in FIG. 2). (Adiabatic heat drop) can be increased. As a result, the expansion energy generated at the time of pressure reduction can be more reliably recovered, so that the suction pressure increase ΔP can be increased, and the coefficient of performance (efficiency) of the ejector cycle can be increased.
Can be improved.
【0026】ところで、超臨界域おいては、気相冷媒も
液相状態と略等しい密度を有しているので、エジェクタ
400(ノズル410)にて減圧膨張された冷媒は、液
相冷媒も気相冷媒と略同等の速度まで加速される。この
ため、エジェクタ400(ノズル410)でのエネルギ
変換効率が(フロンの約2倍程度と)高くなるので、減
圧時に発生する膨張エネルギーをより確実に回収でき
る。したがって、吸入圧上昇分ΔPを大きくすることが
できるので、エジェクタサイクルの成績係数(効率)を
向上させることができる。By the way, in the supercritical region, the gas-phase refrigerant also has a density substantially equal to that of the liquid-phase state, so that the refrigerant depressurized and expanded by the ejector 400 (nozzle 410) is not a liquid-phase refrigerant. It is accelerated to approximately the same speed as the phase refrigerant. For this reason, the energy conversion efficiency in the ejector 400 (nozzle 410) is increased (about twice as much as Freon), so that the expansion energy generated at the time of decompression can be more reliably recovered. Therefore, since the suction pressure increase ΔP can be increased, the coefficient of performance (efficiency) of the ejector cycle can be improved.
【0027】また、臨界点から飽和液線側においける二
酸化炭素の等エントロピ線は、フロンに比べて、圧力の
変化量(ΔP)に対する比エンタルピの変化量(Δh)
の比(=Δh/ΔP)が大きいので、エジェクタ400
にて減圧膨張させたときに、フロンを冷媒とするエジェ
クタサイクルに比べてノズル410の冷媒入口とディフ
ューザ430の冷媒入口での比エンタルピ差(断熱熱落
差)を大きくすることができる。Also, the isentropic line of carbon dioxide on the saturated liquid line side from the critical point has a change in specific enthalpy (Δh) with respect to a change in pressure (ΔP) as compared with Freon.
Is large (= Δh / ΔP), the ejector 400
When the pressure is expanded under reduced pressure, the specific enthalpy difference (adiabatic heat drop) between the refrigerant inlet of the nozzle 410 and the refrigerant inlet of the diffuser 430 can be increased as compared with an ejector cycle using Freon as a refrigerant.
【0028】以上に述べたように、本実施形態によれ
ば、二酸化炭素を冷媒としてフロンの使用を廃止しつ
つ、エジェクタサイクルの成績係数(効率)を向上させ
ることができる。As described above, according to the present embodiment, the coefficient of performance (efficiency) of the ejector cycle can be improved while eliminating the use of chlorofluorocarbon as the refrigerant using carbon dioxide.
【0029】なお、図3は本実施形態に係るエジェクタ
サイクルの成績係数(COP)及び冷凍能力(冷房能
力)と高圧側圧力(エジェクタ400(ノズル410)
にて減圧される前の冷媒圧力)との関係を示すものであ
り、図3から明らかなように、高圧側圧力を上昇させる
ほど、冷凍能力が増大するものの、過度に高圧側圧力を
上昇させると、成績係数が悪化するので、成績係数が最
大となる高圧側圧力を維持するように、エジェクタ40
0(ノズル410)の形状及び大きさ、並びに圧縮機1
00の吐出流量等を制御調整することが望ましい。FIG. 3 shows the coefficient of performance (COP), refrigeration capacity (cooling capacity) and high-pressure side pressure (ejector 400 (nozzle 410)) of the ejector cycle according to this embodiment.
As shown in FIG. 3, as the high pressure side pressure is increased, the refrigeration capacity is increased, but the high pressure side pressure is excessively increased. And the coefficient of performance deteriorates, so that the ejector 40 is controlled to maintain the high pressure side pressure at which the coefficient of performance is maximized.
0 (nozzle 410) shape and size, and compressor 1
It is desirable to control and adjust the discharge flow rate of 00 and the like.
【0030】(第2実施形態)ところで、エジェクタサ
イクルでは、前述のごとく、エジェクタ400にて膨張
エネルギーを回収して圧縮機100の吸入圧を上昇させ
て圧縮機100の駆動力の低減を図っているが、高圧側
の冷媒圧力が超臨界以上と高いので、ディフューザ43
0の出口側での冷媒圧力が臨界圧力以上となるおそれが
ある。(Embodiment 2) In the ejector cycle, as described above, the expansion energy is recovered by the ejector 400 and the suction pressure of the compressor 100 is increased to reduce the driving force of the compressor 100. However, since the refrigerant pressure on the high pressure side is as high as supercritical or higher, the diffuser 43
There is a possibility that the refrigerant pressure at the outlet side of 0 may be higher than the critical pressure.
【0031】そして、ディフューザ430の出口側での
冷媒圧力が臨界圧力以上となると、気液分離器500内
の圧力も臨界圧力以上となり、気液分離器500内の冷
媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離することができないの
で、液相冷媒を蒸発器300に供給することができな
い。When the refrigerant pressure at the outlet side of the diffuser 430 becomes equal to or higher than the critical pressure, the pressure in the gas-liquid separator 500 also becomes equal to or higher than the critical pressure. Since the liquid-phase refrigerant cannot be separated from the refrigerant, the liquid-phase refrigerant cannot be supplied to the evaporator 300.
【0032】そこで、本実施形態では、図4に示すよう
に、エジェクタ400にて昇圧された冷媒を減圧する第
2減圧器(圧力調整手段)710をエジェクタ400の
冷媒流れ下流側に配設するとともに、減圧器710にて
エジェクタ400にて昇圧された後の冷媒圧力を臨界圧
力未満(気液二相域)まで減圧調整している。Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a second decompressor (pressure adjusting means) 710 for decompressing the refrigerant pressurized by the ejector 400 is disposed downstream of the ejector 400 in the refrigerant flow. At the same time, the pressure of the refrigerant after being pressurized by the ejector 400 in the pressure reducer 710 is adjusted to a pressure lower than the critical pressure (gas-liquid two-phase region).
【0033】(第3実施形態)第2実施形態では、エジ
ェクタ400の冷媒流れ下流側に第2減圧器(圧力調整
手段)710を配設してエジェクタ400にて昇圧され
た後の冷媒圧力を臨界圧力未満となるように調節した
が、本実施形態は、図5に示すように、エジェクタ40
0の冷媒流れ上流側に第3減圧器(圧力調整手段)72
0を配設し、この第3減圧器720にてエジェクタ40
0にて昇圧された後の冷媒圧力を臨界圧力未満(気液二
相域)まで減圧調節するように構成したものである。(Third Embodiment) In the second embodiment, a second decompressor (pressure adjusting means) 710 is provided downstream of the flow of the refrigerant in the ejector 400, and the pressure of the refrigerant after the pressure in the ejector 400 is increased. Although the pressure was adjusted to be lower than the critical pressure, in the present embodiment, as shown in FIG.
A third decompressor (pressure adjusting means) 72 is provided upstream of the refrigerant flow 0.
0, and the ejector 40
The pressure of the refrigerant after being pressurized at 0 is adjusted to a pressure lower than the critical pressure (gas-liquid two-phase region).
【0034】ところで、本実施形態に係る第3減圧器7
20及び第2実施形態に係る第2減圧器710は、共に
エジェクタ400にて昇圧された後の冷媒圧力を臨界圧
力未満となるように調節するものであるが、高圧側の冷
媒圧力やエジェクタ400の効率によっては、第2、3
減圧器710、720にて冷媒を減圧しなくてもエジェ
クタ400にて昇圧された後の冷媒圧力が臨界圧力未満
である場合があり得る。By the way, the third pressure reducer 7 according to the present embodiment
20 and the second decompressor 710 according to the second embodiment both adjust the refrigerant pressure after being pressurized by the ejector 400 so as to be lower than the critical pressure. However, the refrigerant pressure on the high pressure side and the ejector 400 Depending on the efficiency of
Even if the refrigerant is not decompressed by the decompressors 710 and 720, the pressure of the refrigerant after the pressure is increased by the ejector 400 may be lower than the critical pressure.
【0035】このような場合には、第2実施形態のごと
く、エジェクタ400の冷媒流れ下流側に第2減圧器7
10を配設すると、第2減圧器710が冷媒の流通抵抗
(圧力損失)となり、サイクルの効率を低下させる要因
となる。In such a case, as in the second embodiment, the second decompressor 7 is disposed downstream of the refrigerant flow of the ejector 400.
When 10 is provided, the second decompressor 710 becomes a flow resistance (pressure loss) of the refrigerant, which is a factor of reducing the cycle efficiency.
【0036】これに対して、本実施形態のごとく、エジ
ェクタ400の冷媒流れ上流側に第3減圧器720を配
設すれば、必ず超臨界域で減圧が行われることとなるの
で、エジェクタ400にて昇圧された後の冷媒圧力が確
実に臨界圧力未満となるように調節しつつ、冷媒の流通
抵抗(圧力損失)が増大することを防止できる。On the other hand, if the third decompressor 720 is provided upstream of the refrigerant flow of the ejector 400 as in the present embodiment, the pressure is necessarily reduced in the supercritical region. It is possible to prevent an increase in the flow resistance (pressure loss) of the refrigerant while adjusting the pressure of the refrigerant after the pressure is increased to a value lower than the critical pressure.
【0037】(第4実施形態)第1〜3実施形態では、
エジェクタ400から流出した後(ディフィーザ430
にて昇圧した後)の冷媒を気液分離器500にて気相冷
媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機100の吸
入側に流出させ、液相冷媒を蒸発器300側に流出させ
たが、本実施形態は、図6に示すように、気液分離器5
00を混合部420の冷媒出口部に設けることにより、
エジェクタ400から流出する前の冷媒から液相冷媒を
分離抽出し、その分離抽出した液相冷媒を蒸発器300
側に供給するとともに、気相冷媒を圧縮機100の吸入
側に供給するものである。(Fourth Embodiment) In the first to third embodiments,
After flowing out of the ejector 400 (the diffuser 430)
) Is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant by the gas-liquid separator 500, the gas-phase refrigerant flows out to the suction side of the compressor 100, and the liquid-phase refrigerant is discharged to the evaporator 300 side However, in the present embodiment, as shown in FIG.
00 at the refrigerant outlet of the mixing section 420,
The liquid-phase refrigerant is separated and extracted from the refrigerant before flowing out of the ejector 400, and the separated and extracted liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator 300.
And the gas-phase refrigerant is supplied to the suction side of the compressor 100.
【0038】次に、本実施形態の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
【0039】図7(a)はエジェクタ効率ηeと蒸発器
300で発生する冷凍能力Qe(=Ge×Δh)との関
係を示す数値シミレーション結果であり、図7(b)は
エジェクタ効率ηeと圧縮機100の吸入圧上昇分ΔP
及び蒸発器300の冷媒入口側と出口側との比エンタル
ピ差Δhとの関係を示す数値シミレーション結果であ
り、図7(c)はエジェクタ効率ηeと圧縮機100に
吸入される冷媒の質量流量Gr及び蒸発器300内を流
通する冷媒の質量流量Geとの関係を示す数値シミレー
ション結果である。FIG. 7A is a numerical simulation result showing the relationship between the ejector efficiency ηe and the refrigerating capacity Qe (= Ge × Δh) generated in the evaporator 300, and FIG. 7B is a graph showing the relationship between the ejector efficiency ηe and the ejector efficiency ηe. The suction pressure increase ΔP of the compressor 100
7C is a numerical simulation result showing a relationship between a specific enthalpy difference Δh between the refrigerant inlet side and the refrigerant outlet side of the evaporator 300, and FIG. 7C shows the ejector efficiency ηe and the mass flow rate of the refrigerant sucked into the compressor 100. 9 is a numerical simulation result showing a relationship between Gr and the mass flow rate Ge of the refrigerant flowing in the evaporator 300.
【0040】そして、図7から明らかなように、エジェ
クタ効率ηeが大きくなると、吸入圧上昇分ΔPが大き
くなり圧縮機100の仕事量を低減することができるも
のの、吸入圧上昇分ΔPが大きくなると、気液分離器5
00内の圧力が上昇してしまうので、図8の破線で示さ
れるように、蒸発器300に流入する際の冷媒の比エン
タルピが大きくなってしまう。このため、蒸発器300
の冷媒入口側と出口側との比エンタルピ差Δhが小さく
なり、蒸発器300で発生する冷凍能力Qeも小さくな
ってしまう。As is clear from FIG. 7, when the ejector efficiency ηe increases, the suction pressure increase ΔP increases, and the work of the compressor 100 can be reduced. , Gas-liquid separator 5
Since the pressure inside 00 increases, the specific enthalpy of the refrigerant when flowing into the evaporator 300 increases, as shown by the broken line in FIG. Therefore, the evaporator 300
Enthalpy difference Δh between the refrigerant inlet side and the outlet side becomes smaller, and the refrigerating capacity Qe generated in the evaporator 300 also becomes smaller.
【0041】因みに、エジェクタ効率ηeとは、放熱器
200(高圧側熱交換器)を流通する冷媒の質量流量G
nとノズル410の出入口のエンタルピ差Δieとの積
を分母とし、分子には、圧縮機100の仕事としてエネ
ルギがどの程度回収されたかを示す冷媒流量Gnと蒸発
器300(低圧側熱交換器)を流通する冷媒の質量流量
Geとの和とエジェクタ400での圧力回復ΔPを置い
て定義したものである。具体的には、エジェクタ400
に吸引される前の吸引冷媒の速度エネルギを考慮して、
以下の数式1で定義した。Incidentally, the ejector efficiency ηe is the mass flow rate G of the refrigerant flowing through the radiator 200 (high pressure side heat exchanger).
The product of n and the enthalpy difference Δie between the inlet and the outlet of the nozzle 410 is used as a denominator, and the numerator includes a refrigerant flow rate Gn indicating how much energy is recovered as the work of the compressor 100 and an evaporator 300 (low pressure side heat exchanger). Is defined with the sum of the mass flow rate Ge of the refrigerant flowing through and the pressure recovery ΔP at the ejector 400. Specifically, the ejector 400
Considering the velocity energy of the suction refrigerant before being sucked into
It was defined by the following Equation 1.
【0042】[0042]
【数1】 (Equation 1)
【0043】これに対して、本実施形態では、エジェク
タ400から流出する前の冷媒から液相冷媒を分離抽出
し、その分離抽出した液相冷媒を蒸発器300側に供給
するので、図8の実線に示されるように、吸入圧上昇分
ΔPが大きくなっても、気液分離器500から流出する
液相冷媒の圧力上昇分ΔPeは、吸入圧上昇分ΔPより
小さくすることができる。On the other hand, in the present embodiment, the liquid-phase refrigerant is separated and extracted from the refrigerant before flowing out of the ejector 400, and the separated and extracted liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator 300 side. As shown by the solid line, even if the suction pressure increase ΔP increases, the pressure increase ΔPe of the liquid-phase refrigerant flowing out of the gas-liquid separator 500 can be made smaller than the suction pressure increase ΔP.
【0044】したがって、蒸発器300に流入する際の
冷媒の比エンタルピが大きくなってしまうことを防止で
きるので、蒸発器300の冷媒入口側と出口側との比エ
ンタルピ差Δheを大きくすることができ、蒸発器30
0で発生する冷凍能力Qeを大きくすることができる。Therefore, it is possible to prevent the specific enthalpy of the refrigerant from flowing into the evaporator 300 from becoming large, so that the specific enthalpy difference Δhe between the refrigerant inlet side and the refrigerant outlet side of the evaporator 300 can be increased. , Evaporator 30
The refrigeration capacity Qe generated at 0 can be increased.
【0045】ところで、図9は、ノズル410の冷媒出
口からディフィーザ430の冷媒出口までにおける、エ
ジェクタ400の冷媒通路断面の中央部を基準とした半
径方向の位置と冷媒流速との関係を示す数値シミレーシ
ョン結果である。FIG. 9 is a numerical curve showing the relationship between the radial position from the refrigerant outlet of the nozzle 410 to the refrigerant outlet of the diffuser 430 with reference to the center of the cross section of the refrigerant passage of the ejector 400 and the flow rate of the refrigerant. This is the result of the translation.
【0046】なお、数値シミレーションに当たっては、
ノズル410、混合部420及びディフィーザ430は
回転対称形状として、流速分布は中央部(基準)に対し
て対称に分布するものと仮定している。また、冷媒流速
(ガス速度)は、ノズル410出口での速度を1とした
場合の大きさを示している。In the numerical simulation,
It is assumed that the nozzle 410, the mixing unit 420, and the diffuser 430 have a rotationally symmetric shape, and the flow velocity distribution is symmetrically distributed with respect to the central part (reference). Further, the refrigerant flow velocity (gas velocity) indicates a magnitude when the velocity at the nozzle 410 outlet is set to 1.
【0047】そして、図9から明らかなように、ノズル
410から流出したジェット流(駆動流ガス)は、蒸発
器300から冷媒を吸引加速させながら、自らはその流
速を低下させていく。このとき、混合部420の冷媒出
口部(ディフィーザ430の冷媒入口部)において、蒸
発器300から吸引した吸引ガス(吸引流ガス)の流速
と駆動流ガスの流速とが略等しくなるように混合し、そ
の混合した冷媒は、ディフィーザ430内に流入してそ
の流速を低下させながら、圧力を上昇させる。As apparent from FIG. 9, the jet flow (driving gas) flowing out of the nozzle 410 decreases its flow velocity while accelerating the suction of the refrigerant from the evaporator 300. At this time, mixing is performed so that the flow rate of the suction gas (suction flow gas) sucked from the evaporator 300 and the flow rate of the driving flow gas are substantially equal at the refrigerant outlet of the mixing section 420 (the refrigerant inlet of the diffuser 430). The mixed refrigerant flows into the diffuser 430 and increases the pressure while decreasing the flow velocity.
【0048】つまり、エジェクタ400内を流通する冷
媒(駆動流ガス)は、混合部420の冷媒出口部におい
て吸引流ガスの吸引を終了し、ディフィーザ430にて
その圧力を上昇させるので、本実施形態のごとく、気液
分離器500を混合部420の冷媒出口部に設けて分離
抽出した液相冷媒を蒸発器300側に供給すれば、吸入
圧上昇分ΔPを確保して高いエジェクタ効率ηeを維持
しつつ、蒸発器300に流入する際の冷媒の比エンタル
ピが大きくなってしまうことを防止して冷凍能力Qeを
大きくすることができる。That is, the refrigerant (driving gas) flowing through the ejector 400 stops sucking the suction gas at the refrigerant outlet of the mixing section 420 and its pressure is increased by the diffuser 430. As described above, if the gas-liquid separator 500 is provided at the refrigerant outlet of the mixing section 420 and the separated and extracted liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator 300 side, the suction pressure increase ΔP is secured and the high ejector efficiency ηe is maintained. In addition, it is possible to prevent the specific enthalpy of the refrigerant when flowing into the evaporator 300 from increasing, and to increase the refrigeration capacity Qe.
【0049】(第5実施形態)本実施形態は、図10に
示すように、第4実施形態と同様に混合部420の冷媒
出口側にてエジェクタ400内を流通する冷媒から液相
冷媒を分離抽出し、その分離抽出した液相冷媒を蒸発器
300側に流出させ気液分離器500(以下、第1気液
分離器500と呼ぶ。)に加えて、エジェクタ400
(ディフィーザ430)から流出した冷媒を気相冷媒と
液相冷媒とに分離し、その分離した液相冷媒を蒸発器3
00側に供給するとともに、気相冷媒を圧縮機100の
吸入側に供給する第2気液分離器510を設けたもので
ある。(Fifth Embodiment) In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the liquid-phase refrigerant is separated from the refrigerant flowing through the ejector 400 at the refrigerant outlet side of the mixing section 420 as in the fourth embodiment. The extracted, separated and extracted liquid-phase refrigerant flows out to the evaporator 300 side, and is added to a gas-liquid separator 500 (hereinafter, referred to as a first gas-liquid separator 500).
The refrigerant flowing out of the (diffuser 430) is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and the separated liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator 3
A second gas-liquid separator 510 is provided to supply the gaseous refrigerant to the suction side of the compressor 100 while supplying the gaseous refrigerant to the suction side of the compressor 100.
【0050】これにより、仮に、第1気液分離器500
にて十分な量の液相冷媒を分離抽出することができなく
ても、第2気液分離器510にてエジェクタ400から
流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷
媒を蒸発器300側に供給するので、蒸発器300に十
分な量の液相冷媒を供給することができる。As a result, if the first gas-liquid separator 500
Even if it is not possible to separate and extract a sufficient amount of the liquid-phase refrigerant at, the second gas-liquid separator 510 separates the refrigerant flowing out of the ejector 400 into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, Since the refrigerant is supplied to the evaporator 300, a sufficient amount of the liquid-phase refrigerant can be supplied to the evaporator 300.
【0051】なお、第2気液分離器500内の圧力は、
ディフィーザ430にて昇圧される前の圧力となるの
で、本実施形態では、第1気液分離器500と蒸発器3
00とを結ぶ冷媒通路には減圧器を設けていない。これ
に対して、第2気液分離器510内の圧力は、ディフィ
ーザ510にて昇圧された圧力となるので、第2気液分
離器510と蒸発器300とを結ぶ冷媒通路に減圧器6
00を配設して蒸発器300内の圧力上昇を防止してい
るところで、図11はエジェクタ400の冷媒通路断面
の中央部を基準とした半径方向の位置と冷媒中に占める
液相冷媒の割合(液体積割合)との関係を示す数値シミ
レーション結果であり、図11から明らかなように、冷
媒通路断面の中央部において最も液体積割合が大きくな
る。なお、計算条件は、第4実施形態と同じであり、図
11中、実線はノズル410出口付近を示し、破線は混
合部420出口付近を示し、一転鎖線はディフィーザ4
30出口付近を示しものである。The pressure in the second gas-liquid separator 500 is
Since the pressure becomes the pressure before the pressure is increased by the diffuser 430, in the present embodiment, the first gas-liquid separator 500 and the evaporator 3
No decompressor is provided in the refrigerant passage connecting to 00. On the other hand, the pressure in the second gas-liquid separator 510 becomes a pressure increased by the diffuser 510, so that the pressure reducing device 6 is provided in the refrigerant passage connecting the second gas-liquid separator 510 and the evaporator 300.
FIG. 11 shows the position of the refrigerant in the radial direction with respect to the center of the cross section of the refrigerant passage of the ejector 400 and the ratio of the liquid-phase refrigerant in the refrigerant. This is a numerical simulation result showing the relationship with (liquid volume ratio). As is clear from FIG. 11, the liquid volume ratio is the largest at the center of the cross section of the refrigerant passage. The calculation conditions are the same as in the fourth embodiment. In FIG. 11, the solid line indicates the vicinity of the exit of the nozzle 410, the broken line indicates the vicinity of the exit of the mixing unit 420, and the one-dot chain line indicates the diffuser 4
It shows the vicinity of exit 30.
【0052】そこで、本実施形態では、第1気液分離器
500に冷媒を導く冷媒導入管501の導入開口部50
2を、エジェクタ400の(混合部420の冷媒出口側
における)冷媒通路断面の中央部に配置することより、
効率良く液相冷媒を分離抽出している。Therefore, in the present embodiment, the introduction opening 50 of the refrigerant introduction pipe 501 for guiding the refrigerant to the first gas-liquid separator 500.
2 is arranged at the center of the cross section of the refrigerant passage of the ejector 400 (on the refrigerant outlet side of the mixing section 420),
Liquid phase refrigerant is efficiently separated and extracted.
【0053】(第6実施形態)本実施形態は、第5実施
形態における第1気液分離器500と第2気液分離器5
10とを一体化して1個の気液分離器520とすること
により、小型化及び搭載性(設置性)を向上させたもの
である。(Sixth Embodiment) In the present embodiment, the first gas-liquid separator 500 and the second gas-liquid separator 5 in the fifth embodiment are used.
10 is integrated into one gas-liquid separator 520 to improve the size and mountability (installability).
【0054】具体的には、図12に示すように、パンチ
メタル等の複数個のオリフィス(小穴)522が形成さ
れた仕切部材523によりケーシング521を上下に区
画するとともに、冷媒導入管501を仕切部材523よ
り下方側に形成された空間524に連通させ、かつ、エ
ジェクタ400(ディフィーザ530)の冷媒出口側を
仕切部材523より下方側に形成された空間525に連
通させたものである。More specifically, as shown in FIG. 12, a casing 521 is vertically divided by a partition member 523 having a plurality of orifices (small holes) 522 such as punched metal, and a refrigerant introduction pipe 501 is partitioned. The space 524 formed below the member 523 is communicated, and the refrigerant outlet side of the ejector 400 (diffuser 530) is communicated with the space 525 formed below the partition member 523.
【0055】そして、空間525側を圧縮機100の吸
入側に連通させて気相冷媒を圧縮機100にて吸引し、
空間524に溜まった液相冷媒を蒸発器300側に供給
する。このとき、オリフィス522は、空間525側か
ら空間524側に流入する冷媒を減圧して蒸発器300
側の圧力上昇を抑制する減圧手段(絞り手段)として機
能するとともに、仕切部材523と共にエジェクタ40
0(ディフィーザ530)から流出した冷媒により気液
分離器520内の液相冷媒が攪乱してしまうことを防止
する攪乱防止手段として機能している。Then, the space 525 is communicated with the suction side of the compressor 100 so that the gas-phase refrigerant is sucked by the compressor 100.
The liquid-phase refrigerant accumulated in the space 524 is supplied to the evaporator 300 side. At this time, the orifice 522 decompresses the refrigerant flowing from the space 525 to the space 524 to reduce the pressure of the refrigerant.
Functioning as a pressure reducing means (throttling means) for suppressing the pressure increase on the side of the ejector 40 together with the partition member 523.
It functions as a disturbance prevention means for preventing the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator 520 from being disturbed by the refrigerant flowing out from the zero (diffuser 530).
【0056】(第7実施形態)本実施形態は、図13に
示すように、エジェクタ400、気液分離器500及び
減圧器(絞り手段)600を一体化したものであり、以
下、その詳細構造を述べる。(Seventh Embodiment) In the present embodiment, as shown in FIG. 13, an ejector 400, a gas-liquid separator 500 and a decompressor (throttling means) 600 are integrated. State.
【0057】図13中、540はエジェクタ400(デ
ィフィーザ430)から噴出する冷媒を気相冷媒と液相
冷媒とに分離して、その分離された液相冷媒を蓄える金
属製のタンク部(タンク本体)であり、エジェクタ40
0は、タンク部540内において、エジェクタ400内
を流通する冷媒が下方側から上方側に向けて鉛直方向に
流通し、かつ、エジェクタ400(ディフィーザ43
0)の冷媒出口部431がダンク部540内の冷媒液面
LSより上方側に位置して上方に向けて開口するよう
に、タンク部540に内蔵されている。In FIG. 13, reference numeral 540 denotes a metal tank portion (tank main body) for separating the refrigerant ejected from the ejector 400 (diffuser 430) into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant and storing the separated liquid-phase refrigerant. ) And the ejector 40
0 means that the refrigerant flowing in the ejector 400 flows vertically from the lower side to the upper side in the tank section 540, and the refrigerant flowing in the ejector 400 (the diffuser 43)
The refrigerant outlet part 431 of (0) is built in the tank part 540 so as to be located above the refrigerant liquid level LS in the dunk part 540 and open upward.
【0058】このとき、ノズル410から混合部420
を経由してディフィーザ430に至る冷媒通路は、冷媒
に不必要な圧力損失が発生しないように略直線状となっ
ているとともに、ノズル410は、タンク部540外に
位置して大気に晒されている。At this time, the mixing section 420 is
The refrigerant passage extending to the diffuser 430 through the nozzle is substantially linear so that unnecessary pressure loss does not occur in the refrigerant, and the nozzle 410 is located outside the tank portion 540 and exposed to the atmosphere. I have.
【0059】そして、エジェクタ400(ディフィーザ
430)の冷媒出口部431側には、冷媒出口431か
ら流出する冷媒を衝突させる衝突壁(じゃま板)541
がタンク部540の内壁に接合されている。A collision wall (jam plate) 541 against which the refrigerant flowing from the refrigerant outlet 431 collides is provided on the refrigerant outlet 431 side of the ejector 400 (diffuser 430).
Are joined to the inner wall of the tank section 540.
【0060】ところで、542はタンク部540の上方
側に溜まった気相冷媒を圧縮機100の吸入側に流出さ
せる気相冷媒流出管であり、この気相冷媒流出管542
は、タンク部540の下方側に溜まった液相冷媒中で略
180°屈曲してU字状に形成されている。Incidentally, reference numeral 542 denotes a gas-phase refrigerant outlet pipe for discharging the gas-phase refrigerant accumulated above the tank section 540 to the suction side of the compressor 100.
Is formed in a U-shape by bending at approximately 180 ° in the liquid-phase refrigerant accumulated below the tank portion 540.
【0061】そして、気相冷媒流出管542のうち液相
冷媒中に位置する屈曲部542aには、液相冷媒中に混
合した潤滑油(圧縮機100内の摺動部を潤滑するため
の冷凍機油)を吸引するオイル戻し穴543が設けられ
ている。なお、オイル戻し穴543から吸引される潤滑
油は、実際には、潤滑油を多く含む液相冷媒である。A bent portion 542a of the gas-phase refrigerant outflow pipe 542 located in the liquid-phase refrigerant is provided with lubricating oil mixed in the liquid-phase refrigerant (refrigeration for lubricating sliding parts in the compressor 100). An oil return hole 543 for sucking (machine oil) is provided. Note that the lubricating oil sucked from the oil return hole 543 is actually a liquid refrigerant containing a large amount of lubricating oil.
【0062】また、543はタンク部540の下方側に
溜まった液相冷媒を蒸発器300側に流出させる液相冷
媒流出管であり、この液相冷媒流出管543の冷媒出口
側には、減圧器600(本実施形態では、開度が固定さ
れた固定絞り等のオリフィス)が設けられている。Reference numeral 543 denotes a liquid-phase refrigerant outlet pipe for discharging the liquid-phase refrigerant collected below the tank section 540 to the evaporator 300 side. A vessel 600 (in this embodiment, an orifice such as a fixed throttle having a fixed opening) is provided.
【0063】次に、本実施形態に係るエジェクタ一体型
気液分離器の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of the ejector-integrated gas-liquid separator according to this embodiment will be described.
【0064】エジェクタ400から流出(噴出)する冷
媒は、衝突壁541に衝して飛散するが、気相冷媒に比
べて密度及び粘度が大きい液相冷媒は、衝突壁541に
衝突して張り付くか、又は気相冷媒に比べて大きく飛散
しないため、液相冷媒と気相冷媒とを効率よく分離する
ことができる。なお、衝突壁541に衝突して張り付い
た液相冷媒は、自重により下方に落下する。The refrigerant flowing out (spouting out) from the ejector 400 collides with the collision wall 541 and scatters. The liquid-phase refrigerant having a higher density and viscosity than the gas-phase refrigerant collides with the collision wall 541 and sticks. Alternatively, the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant can be efficiently separated because they are not greatly scattered as compared with the gas-phase refrigerant. Note that the liquid-phase refrigerant that has adhered to the collision wall 541 falls down due to its own weight.
【0065】また、エジェクタ400(ディフィーザ4
30)の冷媒出口部431がダンク部540内の冷媒液
面LSより上方側に位置して開口しているので、エジェ
クタ400(ディフィーザ430)から流出(噴出)す
る冷媒により、タンク部540内の冷媒が撹拌されてし
まうことを防止できるので、気液分離された冷媒が混合
してしまうことを防止できる。The ejector 400 (diffuser 4)
Since the refrigerant outlet portion 431 of (30) is located above the refrigerant liquid level LS in the dunk portion 540 and is open, the refrigerant flowing out (spouting) from the ejector 400 (diffuser 430) causes the inside of the tank portion 540 to be opened. Since the refrigerant can be prevented from being agitated, it is possible to prevent the refrigerant that has been gas-liquid separated from being mixed.
【0066】また、冷媒出口部431が上方に向けて開
口しているので、エジェクタ400(ディフィーザ43
0)から流出(噴出)する冷媒から密度の大きい液相冷
媒を分離抽出し易い。Further, since the refrigerant outlet 431 is open upward, the ejector 400 (the diffuser 43)
The liquid refrigerant having a high density is easily separated and extracted from the refrigerant flowing out (spouting) from 0).
【0067】ところで、エジェクタ400を気液分離器
500(タンク部540)に内蔵するに当たっては、図
14の紙面右側に示されるように、エジェクタ400内
を流通する冷媒が上方側から下方側に向けて流通し、か
つ、エジェクタ400(ディフィーザ430)の冷媒出
口部431がダンク部540内の冷媒液面LSより上方
側に位置するようにする手段(以下、この手段を上方内
蔵型と呼ぶ。)も考えられるが、この上方内蔵型では、
以下に述べる理由により、気液分離器500(タンク部
540)の上下方向寸法Hが却って大きくなってしま
う。When the ejector 400 is built in the gas-liquid separator 500 (tank section 540), as shown on the right side of FIG. 14, the refrigerant flowing through the ejector 400 is directed downward from the upper side. That the refrigerant outlet 431 of the ejector 400 (diffuser 430) is positioned above the refrigerant liquid level LS in the dunk part 540 (hereinafter, this means is referred to as an upper built-in type). Although it is conceivable, this upper built-in type
For the reasons described below, the vertical dimension H of the gas-liquid separator 500 (tank portion 540) is rather large.
【0068】すなわち、上方内蔵型の気液分離器及び本
実施形態に係る気液分離器(以下、下方内蔵型の気液分
離器と呼ぶ。)のいずれの形式であっても、冷媒出口部
431をダンク部540内の冷媒液面LSより上方側に
位置させる必要があるので、液面高さh1及びノズル4
10から冷媒出口部431まで寸法を、上方内蔵型及び
下方内蔵型で同一とすると、上方内蔵型の気液分離器で
は、冷媒液面LSより上方側の寸法c2をノズル410
から冷媒出口部431まで寸法より大きくする必要があ
る。In other words, the refrigerant outlet portion is used for both the upper built-in gas-liquid separator and the gas-liquid separator according to the present embodiment (hereinafter referred to as the lower built-in gas-liquid separator). 431 needs to be positioned above the refrigerant liquid level LS in the dunk portion 540, so that the liquid level height h1 and the nozzle 4
Assuming that the dimensions from 10 to the refrigerant outlet 431 are the same for the upper built-in type and the lower built-in type, the upper built-in type gas-liquid separator sets the size c2 above the refrigerant liquid level LS to the nozzle 410.
Needs to be larger than the size from to the refrigerant outlet 431.
【0069】これに対して、下方内蔵型の気液分離器で
は、ノズル410から冷媒出口部431までの大部分
(混合部420)を液相冷媒中に浸漬することができる
ので、気液分離器500(タンク部540)の上下方向
寸法Hを上方内蔵型の気液分離器に比べて小さくするこ
とができる。On the other hand, in the lower built-in type gas-liquid separator, most of the part (mixing part 420) from the nozzle 410 to the refrigerant outlet 431 can be immersed in the liquid-phase refrigerant. The vertical dimension H of the vessel 500 (tank section 540) can be made smaller than that of the upper built-in gas-liquid separator.
【0070】因みに、ノズル410から冷媒出口部43
1までの寸法が十分に小さければ、上方内蔵型の気液分
離器の上下方向寸法Hを下方内蔵型の気液分離器の上下
方向寸法Hと同等程度まで小さくすることができるが、
ノズル410から冷媒出口部431までの寸法が小さい
と、蒸発器300から冷媒を十分に吸引することができ
なくなり、かつ、ディフィーザ430にて冷媒を十分に
昇圧することができなくなるおそれが高い。By the way, from the nozzle 410 to the refrigerant outlet 43
If the dimension up to 1 is sufficiently small, the vertical dimension H of the upper built-in gas-liquid separator can be reduced to the same degree as the vertical dimension H of the lower built-in gas-liquid separator.
If the dimension from the nozzle 410 to the refrigerant outlet 431 is small, there is a high possibility that the refrigerant cannot be sufficiently sucked from the evaporator 300 and the refrigerant cannot be sufficiently pressurized by the diffuser 430.
【0071】ところで、ノズル410には、放熱器20
0にて冷却されたと言えども、比較的温度の高い冷媒が
流入するので、ノズル410も含めてエジェクタ400
全体をタンク部540に内蔵すると、減圧膨張される前
の温度の高い冷媒にてタンク部540内の液相冷媒が蒸
発してしまい、蒸発器300に十分な量の液相冷媒を供
給することができなくなるおそれがある。By the way, the nozzle 410 has the radiator 20
0, the refrigerant having a relatively high temperature flows into the ejector 400, including the nozzle 410.
When the whole is built in the tank unit 540, the liquid-phase refrigerant in the tank unit 540 evaporates with the high-temperature refrigerant before being decompressed and expanded, so that a sufficient amount of the liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator 300. May not be possible.
【0072】これに対して、本実施形態では、エジェク
タ400のうち、少なくともノズル410をタンク部5
40外に位置させているので、エジェクタ400内を流
通する冷媒のうちタンク部540内を流通する冷媒は、
ノズル410にて減圧膨張された温度の低い冷媒とな
る。したがって、タンク部540内の液相冷媒が蒸発し
てしまうことを防止できるので、蒸発器300に十分な
量の液相冷媒を供給することができる。On the other hand, in the present embodiment, at least the nozzle 410 of the ejector 400 is connected to the tank 5.
40, the refrigerant flowing through the tank 540 out of the refrigerant flowing through the ejector 400 is
The low-temperature refrigerant is reduced in pressure and expanded by the nozzle 410. Therefore, it is possible to prevent the liquid-phase refrigerant in the tank unit 540 from evaporating, so that a sufficient amount of the liquid-phase refrigerant can be supplied to the evaporator 300.
【0073】なお、本実施形態では、タンク部540内
において、エジェクタ400内を流通する冷媒が下方側
から上方側に向けて鉛直方向に流通するように、エジェ
クタ400を気液分離器500に内蔵したが、本実施形
態は、これに限定されるものではなく、例えばエジェク
タ400内を流通する冷媒が、水平面に対して傾いた状
態で下方側から上方側に向けて流通するようにしてもよ
い。In this embodiment, the ejector 400 is built into the gas-liquid separator 500 so that the refrigerant flowing in the ejector 400 flows vertically from the lower side to the upper side in the tank section 540. However, the present embodiment is not limited to this, and, for example, the refrigerant flowing in the ejector 400 may flow upward from the lower side in a state inclined with respect to the horizontal plane. .
【0074】また、本実施形態では、ノズル410のみ
がタンク部540外に位置していたが、本実施形態は、
例えば混合部420がタンク部540外に位置していて
よい。Further, in this embodiment, only the nozzle 410 is located outside the tank section 540, but in this embodiment,
For example, the mixing section 420 may be located outside the tank section 540.
【0075】また、本実施形態では、ノズル410から
混合部420を経由してディフィーザ430に至る冷媒
通路は略直線状であったが、本実施形態は、少なくとも
ノズル410から混合部420に至る冷媒通路が略直線
状であればよいので、ディフィーザ430を屈曲させて
もよい。In the present embodiment, the refrigerant passage from the nozzle 410 to the diffuser 430 via the mixing section 420 is substantially straight, but in the present embodiment, at least the refrigerant passage from the nozzle 410 to the mixing section 420 The diffuser 430 may be bent since the passage may be substantially straight.
【0076】なお、ここで言う「冷媒通路は略直線状」
とは、厳密に直線上と言う意味ではなく、製造誤差や大
きな圧力損失が発生しない程度の屈曲は含む意味であ
る。It should be noted that the "coolant passage is substantially straight" here.
The term does not mean strictly on a straight line, but includes a bending that does not cause a manufacturing error or a large pressure loss.
【0077】(第8実施形態)第7実施形態では、エジ
ェクタ400(ディフィーザ430)の冷媒出口部43
1側から流出する冷媒を衝突壁541に衝突させたが、
本実施形態は、図15、16に示すように、冷媒出口部
431を冷媒液面LSより上方側に位置させた状態で、
冷媒出口431から噴出する冷媒がタンク部540の内
壁に衝突するように、エジェクタ400をタンク部54
0に内蔵したものである。(Eighth Embodiment) In the seventh embodiment, the refrigerant outlet 43 of the ejector 400 (diffuser 430) is used.
The refrigerant flowing out from the first side collided with the collision wall 541,
In the present embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, in a state where the refrigerant outlet 431 is positioned above the refrigerant liquid level LS,
The ejector 400 is moved to the tank 54 so that the refrigerant ejected from the refrigerant outlet 431 collides with the inner wall of the tank 540.
0.
【0078】これにより、衝突壁541を廃止すること
ができるので、気液分離器500の製造原価低減を図り
つつ、液相冷媒と気相冷媒とを効率よく分離することが
できる。Thus, the collision wall 541 can be eliminated, so that the production cost of the gas-liquid separator 500 can be reduced and the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant can be efficiently separated.
【0079】なお、本実施形態においても、ノズル41
0をタンク部540外に位置させているので、第7実施
形態と同様に、タンク部540内の液相冷媒が蒸発して
しまうことを防止でき、蒸発器300に十分な量の液相
冷媒を供給することができる。In this embodiment, the nozzle 41
0 is located outside the tank section 540, so that the liquid-phase refrigerant in the tank section 540 can be prevented from evaporating as in the seventh embodiment, and a sufficient amount of the liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator 300. Can be supplied.
【0080】因みに、本実施形態では、エジェクタ40
0内を流通する冷媒が略水平方向に流通するようにエジ
ェクタ400の長手方向を略水平にしたが、本実施形態
はこれに限定されるものではなく、例えばエジェクタ4
00内を流通する冷媒が、水平面に対して傾いた状態で
下方側から上方側に向けて流通するようにしてもよい。In this embodiment, the ejector 40
Although the longitudinal direction of the ejector 400 is set to be substantially horizontal so that the refrigerant flowing in the inner space 0 flows in a substantially horizontal direction, the present embodiment is not limited to this.
The refrigerant circulating inside 00 may flow from the lower side to the upper side in a state inclined with respect to the horizontal plane.
【0081】(第9実施形態)本実施形態は、図17に
示すように、二酸化炭素を冷媒とするエジェクタサイク
ルの高圧側熱交換器(放熱器200)にて冷媒と給湯水
とを熱交換して給湯水を加熱するエジェクタサイクル式
給湯器(以下、給湯器と略す。)に関するものである。(Ninth Embodiment) In this embodiment, as shown in FIG. 17, heat is exchanged between refrigerant and hot water in a high-pressure side heat exchanger (radiator 200) of an ejector cycle using carbon dioxide as refrigerant. The present invention relates to an ejector cycle water heater (hereinafter, abbreviated as a water heater) for heating hot water.
【0082】そして、気液分離器500から蒸発器30
0に供給される液相冷媒が流通する冷媒通路に流量調整
が可能な電気式の流量調節弁(可変絞り)730を設
け、かつ、エジェクタ400(ディフィーザ430)の
出口側であって、気液分離器500に流入する前の冷媒
の温度を検出する第1冷媒温度センサ741、及び流量
調節弁730の出口側における蒸発器300に流入する
冷媒の温度を検出する第2冷媒温度センサ742設けて
両温度センサ741、742の検出温度に基づいて流量
調節弁(可変絞り)730のバルブ開度を制御(調節)
する。Then, the evaporator 30 is removed from the gas-liquid separator 500.
An electric flow control valve (variable throttle) 730 capable of adjusting the flow rate is provided in a refrigerant passage through which the liquid-phase refrigerant supplied to 0 flows, and the gas-liquid flow control valve 730 is provided on the outlet side of the ejector 400 (diffuser 430). A first refrigerant temperature sensor 741 for detecting the temperature of the refrigerant before flowing into the separator 500 and a second refrigerant temperature sensor 742 for detecting the temperature of the refrigerant flowing into the evaporator 300 at the outlet side of the flow control valve 730 are provided. The valve opening of the flow control valve (variable throttle) 730 is controlled (adjusted) based on the temperatures detected by the temperature sensors 741 and 742.
I do.
【0083】なお、放熱器200(水−冷媒熱交換器)
は、冷媒と給湯水とが対向流れ(直対向流も含む。)の
状態で熱交換が行われるように構成されており、圧縮機
100は、エジェクタ400に流入する冷媒流量が所定
値となるように、圧縮機100を駆動する電動モータM
oによりその回転数が制御されている。The radiator 200 (water-refrigerant heat exchanger)
Is configured such that heat exchange is performed in a state where the refrigerant and the hot water flow in opposite directions (including a direct opposite flow). In the compressor 100, the flow rate of the refrigerant flowing into the ejector 400 becomes a predetermined value. Motor M that drives the compressor 100
The rotation speed is controlled by o.
【0084】因みに、750は放熱器200にて加熱さ
れた給湯水を保温貯蔵する貯湯タンクであり、751は
貯湯タンク750と放熱器200との間で給湯水を循環
させる電動式のポンプであり、743は貯湯タンク75
0内の給湯水の温度を検出する給湯水温度センサであ
り、740は流量調節弁730のバルブ開度、電動モー
タMo(圧縮機100)及びポンプ751を制御する電
子制御装置(ECU)である。Incidentally, reference numeral 750 denotes a hot water storage tank for keeping hot water heated by the radiator 200 in a heated state, and reference numeral 751 denotes an electric pump for circulating hot water between the hot water storage tank 750 and the radiator 200. , 743 is a hot water storage tank 75
A hot water temperature sensor for detecting the temperature of hot water within 0 is provided. Reference numeral 740 denotes an electronic control unit (ECU) that controls the valve opening of the flow control valve 730, the electric motor Mo (compressor 100), and the pump 751. .
【0085】次に、本実施形態に係る給湯器の概略作動
及びその特徴を述べる。Next, the schematic operation and features of the water heater according to the present embodiment will be described.
【0086】貯湯タンク750に保温貯蔵された給湯水
(温水)は、給湯器の使用者(ユーザ)から要求に応じ
て出湯され、かつ、貯湯タンク750内の給湯水量が所
定量以下となったときには、水道水が貯湯タンク750
に供給される。Hot water (hot water) stored in the hot water storage tank 750 is heated according to a request from a user of the hot water heater (user), and the amount of hot water in the hot water storage tank 750 is less than a predetermined amount. Sometimes tap water is stored in a hot water storage tank 750
Supplied to
【0087】一方、貯湯タンク750内の給湯水の温度
が所定温度以下となったときには、流量調節弁730の
バルブ開度を制御して高いエジェクタ効率ηeを維持し
つつ、ポンプ151及び圧縮機100を稼動させて貯湯
タンク750内の給湯水を加熱する。ここで、「流量調
節弁730のバルブ開度を制御して高いエジェクタ効率
ηeを維持する」とは、具体的には、以下のようにして
行う。On the other hand, when the temperature of the hot water in the hot water storage tank 750 becomes equal to or lower than the predetermined temperature, the valve opening of the flow control valve 730 is controlled to maintain a high ejector efficiency ηe, and the pump 151 and the compressor 100 Is operated to heat the hot water in the hot water storage tank 750. Here, “controlling the valve opening degree of the flow control valve 730 to maintain a high ejector efficiency ηe” is specifically performed as follows.
【0088】すなわち、エジェクタ効率ηeは、前述の
ごとく、エジェクタ400(ノズル410)で発生した
膨張エネルギに対するディフィーザ430で回収した
(昇圧した)圧力エネルギの比であり、エジェクタ効率
ηeが大きいほど、回収した圧力エネルギが大きくなる
ため、サイクルの成績係数が高くなる。That is, as described above, the ejector efficiency ηe is the ratio of the pressure energy recovered (boosted) by the diffuser 430 to the expansion energy generated by the ejector 400 (nozzle 410). The increased pressure energy increases the coefficient of performance of the cycle.
【0089】なお、サイクルの成績係数とは、周知ごと
く、サイクルに投入したエネルギ(この場合は、圧縮機
100の消費動力)に対するサイクルの出力(この場合
は、放熱器200から放熱された熱量)の比を言う。As is well known, the cycle coefficient of performance is the cycle output (in this case, the amount of heat radiated from the radiator 200) with respect to the energy input to the cycle (in this case, the power consumption of the compressor 100). Say the ratio.
【0090】一方、エジェクタ効率ηeは、上記の数式
1からも明らかなように、放熱器200を流通する冷媒
流量Gnに対する蒸発器300を流通する冷媒流量Ge
の流量比α(=Ge/Gn)、エジェクタ400(ディ
フィーザ430)での圧力回復(圧力上昇)ΔP、ノズ
ル410の出入口のエンタルピ差Δie、及び蒸発器3
00からエジェクタ400に吸引される冷媒の冷媒の流
速Ue等の関数となるが、流速Ue(Ge・Ue2/
2)の値は無視できるほど小さく、かつ、ΔP/(ρg
・Δie)は流量比αが大きくなるほど小さくなる小さ
くなるので、ΔP/(ρg・Δie)をパラメータβと
してエジェクタ効率ηeと流量比αとの関係を求めれ
ば、エジェクタ効率ηeを示すグラフは、図18に示す
ような極大値を有するような特性となる。On the other hand, the ejector efficiency ηe is, as is clear from the above equation 1, the refrigerant flow Ge flowing through the evaporator 300 with respect to the refrigerant flow Gn flowing through the radiator 200.
Flow rate ratio α (= Ge / Gn), pressure recovery (pressure rise) ΔP at the ejector 400 (diffuser 430), enthalpy difference Δie between the entrance and exit of the nozzle 410, and the evaporator 3
From 00, it becomes a function of the flow velocity Ue of the refrigerant sucked into the ejector 400, but the flow velocity Ue (Ge · Ue2 /
The value of 2) is negligibly small and ΔP / (ρg
.DELTA.ie) decreases as the flow rate ratio .alpha. Increases, and decreases. Therefore, if the relationship between the ejector efficiency .eta.e and the flow rate ratio .alpha. Is determined using .DELTA.P / (. Rho.g. The characteristic has a maximum value as shown in FIG.
【0091】なお、パラメータβ(n)及びパラメータ
β(n+1)は、パラメータβ(n+1)がパラメータ
β(n)より大きいと言うことを示しているのではな
く、パラメータβ(n)の値とパラメータβ(n+1)
の値とが相違していることを意味するものである。The parameter β (n) and the parameter β (n + 1) do not indicate that the parameter β (n + 1) is larger than the parameter β (n). Parameter β (n + 1)
Is different from the value of.
【0092】したがって、パラメータβの変化ととも
に、そのときパラメータβにおけるエジェクタ効率ηe
が最大と流量比αとなるように流量調節弁730のバル
ブ開度を制御すれば、高いエジェクタ効率ηeを維持し
ながらエジェクタサイクルを運転することができる。Therefore, with the change of the parameter β, the ejector efficiency ηe at that time at the parameter β
By controlling the valve opening of the flow control valve 730 such that the maximum value and the flow ratio α are satisfied, the ejector cycle can be operated while maintaining a high ejector efficiency ηe.
【0093】ところで、エジェクタサイクルは、前述ご
とく、高圧側(エジェクタ400にて減圧される前)の
冷媒流れと低圧側(蒸発器300側)の冷媒流れとを有
しているので、パラメータβは、少なくとも高圧側冷媒
の状態(エンタルピ)及び低圧側冷媒の状態(エンタル
ピ)に関する関数となる。As described above, since the ejector cycle has the refrigerant flow on the high pressure side (before the pressure is reduced by the ejector 400) and the refrigerant flow on the low pressure side (the evaporator 300 side), the parameter β is set as follows. , At least the state of the high-pressure side refrigerant (enthalpy) and the function of the low-pressure side refrigerant (enthalpy).
【0094】そこで、本実施形態では、両冷媒温度セン
サ741、742の検出温度に基づいてパラメータβを
決定して流量調節弁730のバルブ開度を制御すること
により、エジェクタサイクル(給湯器)を効率良く運転
している。Therefore, in the present embodiment, the ejector cycle (water heater) is controlled by determining the parameter β based on the detected temperatures of the two refrigerant temperature sensors 741 and 742 and controlling the valve opening of the flow control valve 730. Driving efficiently.
【0095】ところで、本実施形態では、流量調節弁7
30により蒸発器300に流入する前の冷媒の減圧量
(流量)を調節することでエネルギの変換効率を制御す
るエジェクタ効率制御手段を構成したが、流量調節弁7
30のバルブ開度を変更すると、蒸発器300内の圧力
及び温度、並びにエジェクタ400(ディフィーザ43
0)ので昇圧量も変化するので、流量調節弁(エジェク
タ効率制御手段)730は、流量比α、蒸発器300内
の圧力及び温度、並びにエジェクタ400(ディフィー
ザ430)ので昇圧量のいずれかを調節してエジェクタ
効率ηeを調節するものとも言える。In the present embodiment, the flow control valve 7
The ejector efficiency control means for controlling the energy conversion efficiency by adjusting the depressurized amount (flow rate) of the refrigerant before flowing into the evaporator 300 is constituted by the flow control valve 7.
When the opening degree of the valve 30 is changed, the pressure and temperature in the evaporator 300 and the ejector 400 (the diffuser 43) are changed.
0), the pressure increase amount also changes, so the flow control valve (ejector efficiency control means) 730 adjusts any one of the flow ratio α, the pressure and temperature in the evaporator 300, and the pressure increase amount by the ejector 400 (diffuser 430). Thus, it can be said that the ejector efficiency ηe is adjusted.
【0096】なお、本実施形態では、高圧側冷媒の温度
及び低圧側冷媒の温度に基づいてパラメータβを決定し
たが、冷媒状態(エンタルピ)は、圧力からも特定する
ことができるので、冷媒温度に代えて高圧側冷媒の圧力
及び低圧側冷媒の圧力に基づいてパラメータβを決定し
てもよい。In the present embodiment, the parameter β is determined on the basis of the temperature of the high-pressure side refrigerant and the temperature of the low-pressure side refrigerant. However, since the refrigerant state (enthalpy) can be specified also from the pressure, the refrigerant temperature Alternatively, the parameter β may be determined based on the pressure of the high-pressure side refrigerant and the pressure of the low-pressure side refrigerant.
【0097】また、パラメータβを決定するに当たって
は、冷媒の温度又は圧力に加えて、外気温度等のエジェ
クタサイクルが運転される際の環境によって変動する要
素を考慮してもよい。In determining the parameter β, factors that vary depending on the environment in which the ejector cycle is operated, such as the outside air temperature, may be considered in addition to the temperature or pressure of the refrigerant.
【0098】また、高圧側冷媒の状態(エンタルピ)及
び低圧側冷媒の状態(エンタルピ)を検出するためのセ
ンサ類(検出手段)の検出位置は、図17に示された位
置に限定されるものではなく、例えばエジェクタ400
の冷媒入口側にて高圧側冷媒の状態(エンタルピ)を検
出し、蒸発器300の冷媒出口側にて低圧側冷媒の状態
(エンタルピ)を検出してもよい。The detection positions of sensors (detection means) for detecting the state (enthalpy) of the high-pressure side refrigerant and the state (enthalpy) of the low-pressure side refrigerant are limited to the positions shown in FIG. Instead, for example, the ejector 400
The state (enthalpy) of the high-pressure side refrigerant may be detected at the refrigerant inlet side of the refrigerant, and the state (enthalpy) of the low-pressure side refrigerant may be detected at the refrigerant outlet side of the evaporator 300.
【0099】(第10実施形態)本実施形態は、図19
に示すように、流量調節弁730をエジェクタ400の
冷媒入口側に配設するとともに、両冷媒温度センサ74
1、742の検出温度に基づいてパラメータβを決定し
て高いエジェクタ効率ηeを維持するように流量調節弁
730のバルブ開度を制御するものである。(Tenth Embodiment) This embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
As shown in the figure, a flow control valve 730 is disposed on the refrigerant inlet side of the ejector 400 and both refrigerant temperature sensors 74
The controller determines the parameter β based on the detected temperatures of 1, 742 and controls the valve opening of the flow control valve 730 so as to maintain a high ejector efficiency ηe.
【0100】なお、本実施形態において、流量調節弁7
30のバルブ開度を調整すると、高圧側の冷媒圧力も変
化するので、流量調節弁(エジェクタ効率制御手段)7
30は、流量比α及び高圧側の冷媒圧力のいずれかを調
節してエジェクタ効率ηeを調節するものとも言える。In the present embodiment, the flow control valve 7
When the opening degree of the valve 30 is adjusted, the refrigerant pressure on the high pressure side also changes, so that the flow control valve (ejector efficiency control means) 7
30 can be said to adjust the ejector efficiency ηe by adjusting either the flow ratio α or the refrigerant pressure on the high pressure side.
【0101】(第11実施形態)第9、10実施形態で
は、エジェクタサイクル内に流量調節弁730を設けて
エジェクタ効率ηeが高くなるようにサイクルを制御し
たが、本実施形態が、図20に示すように、流量調節弁
730を廃止するとともに、両冷媒温度センサ741、
742の検出温度に基づいてポンプ751を制御し、放
熱器200にて高圧冷媒と熱交換する給湯水の流量を制
御することにより、熱交換後の給湯水の温度を調節する
ことによりエジェクタ400でのエネルギの変換効率
(エジェクタ効率ηe)が高くなるようにしたものであ
る。(Eleventh Embodiment) In the ninth and tenth embodiments, the flow rate control valve 730 is provided in the ejector cycle to control the cycle so as to increase the ejector efficiency ηe. As shown, the flow rate control valve 730 is eliminated, and both refrigerant temperature sensors 741,
By controlling the pump 751 based on the detected temperature of 742 and controlling the flow rate of hot water for heat exchange with the high-pressure refrigerant in the radiator 200, the ejector 400 adjusts the temperature of hot water after heat exchange. In this case, the energy conversion efficiency (ejector efficiency ηe) is increased.
【0102】(第12実施形態)本実施形態は、図21
に示すように、放熱器200から流出する冷媒の温度を
検出する第3冷媒温度センサ744、及び放熱器200
に流入する給湯水の温度を検出する給湯水温度センサ7
45を設けるとともに、両冷媒温度センサ741、74
2の検出温度に基づいてポンプ751を制御し、放熱器
200を流通する冷媒の温度と給湯水の温度との差を調
節することによりエジェクタ400でのエネルギの変換
効率(エジェクタ効率ηe)が高くなるようにしたもの
である。(Twelfth Embodiment) This embodiment is different from the twelfth embodiment shown in FIG.
, A third refrigerant temperature sensor 744 for detecting the temperature of the refrigerant flowing out of the radiator 200, and the radiator 200
Hot water temperature sensor 7 for detecting the temperature of hot water flowing into the water
45, and both refrigerant temperature sensors 741, 74
By controlling the pump 751 based on the detected temperature of No. 2 and adjusting the difference between the temperature of the refrigerant flowing through the radiator 200 and the temperature of the hot water, the energy conversion efficiency (ejector efficiency ηe) of the ejector 400 is increased. It is to become.
【0103】(第13実施形態)本実施形態は、図22
に示すように、放熱器200から流出した冷媒と圧縮機
100に吸入される冷媒とを熱交換する熱交換器(加熱
手段)800を設けて圧縮機100の吸入される冷媒を
加熱するように構成したものである。(Thirteenth Embodiment) This embodiment is different from the thirteenth embodiment shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a heat exchanger (heating means) 800 for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator 200 and the refrigerant drawn into the compressor 100 is provided so that the refrigerant drawn into the compressor 100 is heated. It is composed.
【0104】次に、本実施形態の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
【0105】エジェクタサイクルでは、圧縮機100に
エジェクタ400(ディフィーザ430)にて昇圧され
た冷媒が吸入されるので、エジェクタ400を用いない
通常の蒸気圧縮式冷凍サイクルに比べて、圧縮機に吸入
される(飽和ガス)冷媒のエンタルピが小さくなる。こ
のため、仮に、エジェクタサイクルにおける圧縮機の吐
出圧と通常の蒸気圧縮式冷凍サイクルにおける圧縮機の
吐出圧とが同じであると、圧縮機100から吐出される
冷媒の温度が、通常の蒸気圧縮式冷凍サイクルに比べて
エジェクタサイクルの方が低くなる。In the ejector cycle, since the refrigerant pressurized by the ejector 400 (diffuser 430) is sucked into the compressor 100, the refrigerant is sucked into the compressor as compared with a normal vapor compression refrigeration cycle not using the ejector 400. (Saturated gas) refrigerant has a low enthalpy. For this reason, if the discharge pressure of the compressor in the ejector cycle is the same as the discharge pressure of the compressor in the normal vapor compression refrigeration cycle, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 100 is reduced by the normal vapor compression. The ejector cycle is lower than the refrigeration cycle.
【0106】これに対して、本実施形態では、放熱器2
00から流出した冷媒と圧縮機100に吸入される冷媒
とを熱交換して圧縮機100に吸入される冷媒を加熱す
るので、圧縮機100に吸入される冷媒の温度を上昇さ
せることができる。したがって、圧縮機100から吐出
される冷媒の温度が上昇し、放熱器200での加熱能力
(給湯能力)及びサイクルの成績係数を向上させること
ができる。On the other hand, in the present embodiment, the radiator 2
Heat exchange between the refrigerant flowing out of the compressor 00 and the refrigerant drawn into the compressor 100 is performed to heat the refrigerant drawn into the compressor 100. Therefore, the temperature of the refrigerant drawn into the compressor 100 can be increased. Therefore, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 100 increases, and the heating capacity (hot water supply capacity) of the radiator 200 and the coefficient of performance of the cycle can be improved.
【0107】(第14実施形態)本実施形態は、図23
に示すように、圧縮機100を駆動する電動モータMo
(駆動源)と圧縮機100に吸入される冷媒とを熱交換
する熱交換器(加熱手段)810を設けて圧縮機100
の吸入される冷媒を加熱するように構成したものであ
る。(Fourteenth Embodiment) The fourteenth embodiment corresponds to FIG.
, An electric motor Mo for driving the compressor 100
(Drive source) and a heat exchanger (heating means) 810 for exchanging heat between the refrigerant drawn into the compressor 100 and the compressor 100
Is configured to heat the refrigerant to be sucked.
【0108】(第15実施形態)本実施形態は、図23
に示すように、貯湯タンク750に蓄えられた給湯水に
て圧縮機100に吸入される冷媒を加熱する熱交換器8
20を設けたものである。(Fifteenth Embodiment) This embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the heat exchanger 8 heats the refrigerant drawn into the compressor 100 by the hot water stored in the hot water storage tank 750.
20 are provided.
【0109】これにより、圧縮機100に吸入される冷
媒の温度が次第に上昇していくので、放熱器200での
加熱能力を向上させつつ、圧縮機100の消費動力を低
減してサイクルの成績係数を向上させることができる。As a result, the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 100 gradually increases, so that the heating power of the radiator 200 is improved, the power consumption of the compressor 100 is reduced, and the coefficient of performance of the cycle is reduced. Can be improved.
【0110】(第16実施形態)本実施形態は、給湯器
を含む家庭やビル等の建物全体の熱管理(熱マネージメ
ント)システムに本発明に係るエジェクタサイクルを適
用したものである。具体的には、図25に示すように、
建物内で発生する廃熱(本実施形態では、風呂の残り
湯)を回収して圧縮機100に吸入される冷媒とを熱交
換する熱交換器(加熱手段)830を設けるとともに、
エジェクタ400と気液分離器500との間に第2の蒸
発器310を設けたものである。(Sixteenth Embodiment) In the sixteenth embodiment, the ejector cycle according to the present invention is applied to a heat management (heat management) system for an entire building such as a home or a building including a water heater. Specifically, as shown in FIG.
In addition to providing a heat exchanger (heating means) 830 for collecting waste heat generated in the building (in the present embodiment, remaining hot water of a bath) and exchanging heat with refrigerant drawn into the compressor 100,
A second evaporator 310 is provided between the ejector 400 and the gas-liquid separator 500.
【0111】これにより、廃熱にて放熱器200での加
熱能力(給湯能力)及びサイクルの成績係数を向上させ
つつ、例えば蒸発器300にて室内の冷房(空調)を行
いながら吸熱し、この吸熱した熱と第2の蒸発器310
にて吸熱した熱とにより給湯水を加熱してもよい。As a result, the waste heat absorbs heat while improving the heating capacity (hot water supply capacity) of the radiator 200 and the coefficient of performance of the cycle while cooling the room (air conditioning) with the evaporator 300. Heat absorbed and second evaporator 310
The hot water may be heated by the heat absorbed in the step.
【0112】なお、本実施形態はでは、蒸発器300に
て室内の冷房(空調)を行ったが、本実施形態はこれに
限定されるものではなく、第2の蒸発器310にて室内
の冷房を行ってもよい。また、2つの蒸発器3000、
310にて室内の冷房を行ってもよい。In the present embodiment, the room is cooled (air-conditioned) by the evaporator 300. However, the present embodiment is not limited to this, and the room is cooled by the second evaporator 310. Cooling may be performed. Also, two evaporators 3000,
At 310, indoor cooling may be performed.
【0113】また、本実施形態は、図25に示される構
成に限定されるものではなく、貯湯タンク750と
(床)暖房用の熱気交換機とを兼用させてもよい。Further, the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 25, and hot water storage tank 750 may be used as a hot air exchanger for (floor) heating.
【0114】また、本実施形態は、図25に示される構
成に限定されるものではなく、例えば図26に示すよう
に、放熱器200を複数個として、必要とする温度域に
応じて給湯水を供給してもよい。Further, the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 25. For example, as shown in FIG. May be supplied.
【0115】これにより、エジェクタサイクルから給湯
水に供給される熱を効率よく利用することができるとと
もに、貯湯タンク750を必要としない温水利用機器7
53と給湯器等の貯湯タンク750を必要とする温水器
器とに1つのエジェクタサイクルにて熱を供給すること
ができる。As a result, the heat supplied to the hot water from the ejector cycle can be efficiently used, and the hot water utilization equipment 7 that does not require the hot water storage tank 750 can be used.
Heat can be supplied in one ejector cycle to 53 and a water heater that requires a hot water storage tank 750 such as a water heater.
【0116】(第17実施形態)本実施形態は、図27
に示すように、放熱器200とエジェクタ400との間
の冷媒通路に、蒸発器300の冷媒出口側における冷媒
加熱度に基づいて開度を変化させる制御弁731を設け
たものである。(Seventeenth Embodiment) This embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
As shown in (5), a control valve 731 that changes the opening degree based on the degree of heating of the refrigerant at the refrigerant outlet side of the evaporator 300 is provided in the refrigerant passage between the radiator 200 and the ejector 400.
【0117】なお、本実施形態に係る制御弁731は、
蒸発器300の冷媒出口側における冷媒温度を機械的に
感知して冷媒加熱度を所定の一定値に維持する、いわゆ
る外部均圧式の温度式膨張弁であり、731aは冷媒温
度を感知する感温部であり、731bは均圧(外均)管
である。The control valve 731 according to the present embodiment is
A so-called external pressure equalizing type temperature expansion valve that mechanically senses the refrigerant temperature at the refrigerant outlet side of the evaporator 300 to maintain the degree of heating of the refrigerant at a predetermined constant value. And 731b is an equalizing (outer equalizing) tube.
【0118】次に、本実施形態の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
【0119】蒸発器300の冷媒出口側における加熱度
が大きくなると、蒸発器300に流入する冷媒流量Ge
が大きくなる。一方、エジェクタ400でのポンプ仕事
量が一定であることから、冷媒流量Geが大きくなって
流量比αが大きくなると、これに応じてエジェクタ40
0での昇圧ΔPが減少していく。このため、図28に示
すように、エジェクタ効率ηeが最大となる加熱度が存
在する。When the degree of heating at the refrigerant outlet side of the evaporator 300 increases, the flow rate Ge of the refrigerant flowing into the evaporator 300 increases.
Becomes larger. On the other hand, since the pump work in the ejector 400 is constant, when the refrigerant flow rate Ge increases and the flow rate α increases, the ejector 40 responds accordingly.
The step-up ΔP at 0 decreases. Therefore, as shown in FIG. 28, there is a heating degree at which the ejector efficiency ηe is maximized.
【0120】そこで、本実施形態では、エジェクタ効率
ηeが最大となる加熱度を維持するように制御弁731
を制御することにより、高いエジェクタ効率ηeを維持
しながらエジェクタサイクルを運転している。Therefore, in the present embodiment, the control valve 731 is controlled so as to maintain the heating degree at which the ejector efficiency ηe is maximized.
To control the ejector cycle while maintaining a high ejector efficiency ηe.
【0121】なお、本実施形態では、加熱度を略一定値
となるように制御したが、本実施形態はこれに限定され
るものではなく、例えば制御弁731を電気式として、
制御目標加熱度をエジェクタサイクルの運転状況に応じ
て変化させてもよい。In the present embodiment, the heating degree is controlled so as to be substantially constant. However, the present embodiment is not limited to this. For example, the control valve 731 may be electrically operated.
The control target heating degree may be changed according to the operation state of the ejector cycle.
【0122】(第18実施形態)本実施形態は、図29
に示すように、放熱器200とエジェクタ400との間
の冷媒通路に、エジェクタ400にて減圧される前(本
実施形態では、放熱器200から流出して減圧する前)
の冷媒温度に基づいて高圧側圧力を制御する制御弁73
2を設けたものである。ここで、高圧側圧力とは、制御
弁732及びエジェクタ400(ノズル410)にて減
圧される前に冷媒圧力を意味するものである。(Eighteenth Embodiment) This embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
As shown in (1), before the pressure is reduced by the ejector 400 in the refrigerant passage between the radiator 200 and the ejector 400 (in this embodiment, before the pressure is reduced by flowing out of the radiator 200).
Control valve 73 for controlling the high-pressure side pressure based on the refrigerant temperature of
2 is provided. Here, the high pressure side pressure means the refrigerant pressure before the pressure is reduced by the control valve 732 and the ejector 400 (nozzle 410).
【0123】なお、本実施形態に係る制御弁732は、
放熱器200の冷媒出口側における冷媒温度を機械的に
感知して、その感知した冷媒温度に応じて高圧側圧力を
制御するものであり、732aは冷媒温度を感知する感
温部である。Note that the control valve 732 according to this embodiment is
The refrigerant temperature at the refrigerant outlet side of the radiator 200 is mechanically sensed, and the high-pressure side pressure is controlled according to the sensed refrigerant temperature. Reference numeral 732a is a temperature sensing unit that senses the refrigerant temperature.
【0124】次に、本実施形態の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
【0125】高圧側圧力が大きくなると、放熱器200
を流通する冷媒流量Gnが小さくなる。一方、エジェク
タ400でのポンプ仕事量が一定であることから、冷媒
流量Gnが小さくなって流量比αが大きくなると、これ
に応じてエジェクタ400での昇圧ΔPが減少してい
く。このため、図30に示すように、エジェクタ効率η
eが最大となる高圧側圧力が存在する。When the high-pressure side pressure increases, the radiator 200
, The flow rate Gn of the refrigerant flowing therethrough decreases. On the other hand, since the pump work in the ejector 400 is constant, when the refrigerant flow rate Gn decreases and the flow rate ratio α increases, the pressure increase ΔP in the ejector 400 decreases accordingly. For this reason, as shown in FIG.
There is a high pressure side at which e is maximum.
【0126】そこで、本実施形態では、エジェクタ効率
ηeが最大となる高圧側圧力を維持するように制御弁7
32を制御することにより、高いエジェクタ効率ηeを
維持しながらエジェクタサイクルを運転している。Therefore, in the present embodiment, the control valve 7 is controlled so as to maintain the high pressure side pressure at which the ejector efficiency ηe is maximized.
32, the ejector cycle is operated while maintaining a high ejector efficiency ηe.
【0127】なお、本実施形態では、機械式の制御弁7
32を用いたが、本実施形態はこれに限定されるもので
はなく、電気式の制御弁を用いてもよい。In the present embodiment, the mechanical control valve 7
Although 32 is used, the present embodiment is not limited to this, and an electric control valve may be used.
【0128】(第19実施形態)本実施形態は、図31
に示すように、放熱器200とエジェクタ400との間
の冷媒通路に、蒸発器300内の圧力(蒸発器300で
の熱負荷)に基づいて弁開度が制御される制御弁733
を設けたものである。(Nineteenth Embodiment) This embodiment is different from the nineteenth embodiment shown in FIG.
As shown in the figure, a control valve 733 whose valve opening is controlled based on the pressure in the evaporator 300 (heat load on the evaporator 300) is provided in the refrigerant passage between the radiator 200 and the ejector 400.
Is provided.
【0129】なお、本実施形態に係る制御弁733は、
蒸発器300内の圧力を機械的に感知して、その感知し
た圧力に応じて弁開度が変化する、いわゆる内部均圧式
温度膨張弁と同様な構造を有するものであり、733a
は蒸発器300内の圧力を制御弁733に導く均圧管で
ある。Note that the control valve 733 according to this embodiment is
733a has a structure similar to a so-called internal pressure equalization type temperature expansion valve in which the pressure in the evaporator 300 is mechanically sensed and the valve opening changes in accordance with the sensed pressure.
Is a pressure equalizing pipe for guiding the pressure in the evaporator 300 to the control valve 733.
【0130】このため、蒸発器300内の圧力(蒸発器
300での熱負荷)が高くなると、制御弁733の開度
が大きくなり、逆に、蒸発器300内の圧力(蒸発器3
00での熱負荷)が低くなると、制御弁733の開度が
小さくなる。For this reason, when the pressure in the evaporator 300 (heat load in the evaporator 300) increases, the opening of the control valve 733 increases, and conversely, the pressure in the evaporator 300 (evaporator 3) increases.
When the heat load at 00 is low, the opening of the control valve 733 decreases.
【0131】次に、本実施形態の作用効果を述べる。Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
【0132】本実施形態によれば、蒸発器300内の圧
力(蒸発器300での熱負荷)に基づいて弁開度が制御
するので、蒸発器300内の圧力(蒸発器300での熱
負荷)が変動しても、この変動に応じて開度を制御する
ことにより、エジェクタ効率ηeを高く維持することが
可能となる。According to the present embodiment, since the valve opening is controlled based on the pressure in the evaporator 300 (heat load in the evaporator 300), the pressure in the evaporator 300 (heat load in the evaporator 300) is controlled. ) Varies, the ejector efficiency ηe can be kept high by controlling the opening according to the variation.
【0133】因みに、本実施形態では、蒸発器300内
の圧力(蒸発器300での熱負荷)が高くなると、制御
弁733の開度が大きくなり、逆に、蒸発器300内の
圧力(蒸発器300での熱負荷)が低くなると、制御弁
733の開度が小さくなるように開度を制御しているの
で、蒸発器300に流れ込む冷媒流量を適正流量としな
がら、エジェクタ効率ηeを高く維持することが可能で
ある。In this embodiment, when the pressure in the evaporator 300 (heat load in the evaporator 300) increases, the opening degree of the control valve 733 increases, and conversely, the pressure (evaporation) in the evaporator 300 increases. When the heat load in the evaporator 300 decreases, the opening of the control valve 733 is controlled so as to decrease, so that the ejector efficiency ηe is maintained high while the flow rate of the refrigerant flowing into the evaporator 300 is set to an appropriate flow rate. It is possible to
【0134】(第20実施形態)第17実施形態では、
放熱器200とエジェクタ400との間の冷媒通路に制
御弁731を設けて、蒸発器300の冷媒出口側におけ
る冷媒加熱度に基づいて制御弁731の開度を制御した
が、本実施形態は、図32に示すように、気液分離器5
00と蒸発器300との間の冷媒通路に制御弁731を
設けて、蒸発器300の冷媒出口側における冷媒加熱度
に基づいて制御弁731の開度を制御するものである。(Twentieth Embodiment) In the seventeenth embodiment,
The control valve 731 is provided in the refrigerant passage between the radiator 200 and the ejector 400, and the opening degree of the control valve 731 is controlled based on the refrigerant heating degree at the refrigerant outlet side of the evaporator 300. As shown in FIG. 32, the gas-liquid separator 5
A control valve 731 is provided in the refrigerant passage between the fuel cell 00 and the evaporator 300, and controls the opening of the control valve 731 based on the degree of heating of the refrigerant at the refrigerant outlet side of the evaporator 300.
【0135】これにより、制御弁731に作用する圧力
を第17実施形態より小さくすることができるので、制
御弁731の小型化及び製造原価低減を図ることができ
る。Thus, the pressure acting on the control valve 731 can be made smaller than that in the seventeenth embodiment, so that the size of the control valve 731 can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
【0136】(第21実施形態)第19実施形態では、
放熱器200とエジェクタ400との間の冷媒通路に制
御弁733を設けたが、本実施形態は、図33に示すよ
うに、気液分離器500と蒸発器300との間の冷媒通
路に制御弁733を設けて、蒸発器300内の圧力(蒸
発器300での熱負荷)に基づいて弁開度を制御するも
のである。(Twenty-First Embodiment) In the nineteenth embodiment,
Although the control valve 733 is provided in the refrigerant passage between the radiator 200 and the ejector 400, in the present embodiment, as shown in FIG. 33, the control valve 733 is provided in the refrigerant passage between the gas-liquid separator 500 and the evaporator 300. A valve 733 is provided to control the valve opening based on the pressure in the evaporator 300 (heat load on the evaporator 300).
【0137】(第22実施形態)本実施形態は、図34
〜38に示すように、放熱器200から流出した冷媒と
圧縮機100に吸入される冷媒とを熱交換する熱交換器
(内部熱交換器)800を設けたものである。(Twenty-second Embodiment) This embodiment is different from the one shown in FIG.
38, a heat exchanger (internal heat exchanger) 800 for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator 200 and the refrigerant drawn into the compressor 100 is provided.
【0138】これにより、制御弁731〜733に流入
する冷媒が冷却されるので、ノズル410における膨張
エネルギが減少し、ノズル410から流出する冷媒の流
速が低下するとともに、ノズル410出口における冷媒
の乾き度が低下する。As a result, the refrigerant flowing into the control valves 731 to 733 is cooled, so that the expansion energy in the nozzle 410 decreases, the flow velocity of the refrigerant flowing out of the nozzle 410 decreases, and the dryness of the refrigerant in the outlet of the nozzle 410 decreases. Degree decreases.
【0139】このため、蒸発器300からエジェクタ4
00に吸引される吸引冷媒の流量が増大して吸引冷媒の
流速が増大するので、ノズル410から吹き出す駆動冷
媒の流速ろ吸引冷媒の流速との速度差が小さくなる。し
たがって、吸引冷媒と駆動冷媒とが混合する際に発生す
る渦に伴う損失(渦損失)が小さくなるので、エジェク
タ効率ηeが向上する。For this reason, the ejector 4
Since the flow rate of the suction refrigerant sucked at 00 increases and the flow rate of the suction refrigerant increases, the speed difference between the flow rate of the driving refrigerant blown out from the nozzle 410 and the flow rate of the suction refrigerant decreases. Therefore, the loss (vortex loss) associated with the vortex generated when the suction refrigerant and the driving refrigerant are mixed is reduced, and the ejector efficiency ηe is improved.
【0140】なお、図34は第17実施形態に係るエジ
ェクタサイクルに熱交換器800を設けた例であり、図
35は第18実施形態に係るエジェクタサイクルに熱交
換器800を設けた例であり、図36は第19実施形態
に係るエジェクタサイクルに熱交換器800を設けた例
であり、図37は第20実施形態に係るエジェクタサイ
クルに熱交換器800を設けた例であり、図38は第2
1実施形態に係るエジェクタサイクルに熱交換器800
を設けた例である。FIG. 34 is an example in which a heat exchanger 800 is provided in the ejector cycle according to the seventeenth embodiment, and FIG. 35 is an example in which the heat exchanger 800 is provided in the ejector cycle according to the eighteenth embodiment. 36 shows an example in which a heat exchanger 800 is provided in the ejector cycle according to the nineteenth embodiment. FIG. 37 shows an example in which the heat exchanger 800 is provided in the ejector cycle according to the twentieth embodiment. Second
In the ejector cycle according to one embodiment, the heat exchanger 800
This is an example in which is provided.
【0141】(第23実施形態)本実施形態は、図39
に示すように、エジェクタ400と放熱器200との間
の冷媒通路に設けられた制御弁731〜733とノズル
410とを一体化することにより、エジェクタ400と
制御弁731〜733とを一体化したものである。(Twenty-third Embodiment) This embodiment is different from the one shown in FIG.
As shown in, the ejector 400 and the control valves 731 to 733 are integrated by integrating the nozzles 410 with the control valves 731 to 733 provided in the refrigerant passage between the ejector 400 and the radiator 200. Things.
【0142】ところで、ノズル410を通過する冷媒
は、飽和液線を跨ぐようにして減圧されるため、ノズル
410の途中で冷媒が気液二相状態となり、ノズル41
0の喉部(ノズル410内において最も断面積が小さく
なる部位(図6参照))の壁面近傍において冷媒が沸騰
する。一方、ノズル410の内壁から離れた中央部にお
いては、冷媒が沸騰し難いため、冷媒の液滴を微粒化す
ることが難しく、エジェクタ効率ηeの低下をもたらす
要因となっている。By the way, the refrigerant passing through the nozzle 410 is decompressed across the saturated liquid line, so that the refrigerant enters a gas-liquid two-phase state in the middle of the nozzle 410 and
The refrigerant boils near the wall surface of the throat portion 0 (the portion where the cross-sectional area is the smallest in the nozzle 410 (see FIG. 6)). On the other hand, in the central portion distant from the inner wall of the nozzle 410, the refrigerant is difficult to boil, so that it is difficult to atomize the droplets of the refrigerant, which causes a decrease in the ejector efficiency ηe.
【0143】これに対して、本実施形態及び第17〜1
9実施形態においては、冷媒は、制御弁731〜733
とノズル410との2段にて減圧される(絞られる)こ
ととなるので、初段のノズル(この例では、制御弁73
1〜733)にて冷媒を一度沸騰させ、二段目のノズル
(この例では、ノズル410)の入口部にて冷媒を拡大
させて圧力を回復させることにより、沸騰核を生成させ
たまま二段目のノズル410にて沸騰させることができ
る。On the other hand, in the present embodiment and the seventeenth to tenth embodiments,
In the ninth embodiment, the refrigerant is supplied to the control valves 731 to 733.
The pressure is reduced (squeezed) in the two stages of the nozzle and the nozzle 410, so that the first stage nozzle (in this example, the control valve 73
1 to 733), the refrigerant is once boiled, and the refrigerant is expanded at the inlet of the second stage nozzle (nozzle 410 in this example) to recover the pressure, so that the boiling nuclei are generated. It can be boiled by the stage nozzle 410.
【0144】したがって、二段目のノズル410におけ
る冷媒の沸騰を促進することができるので、ノズル41
0の内壁から離れた中央部においても冷媒を沸騰させる
ことができる。延いては、冷媒の液滴を微粒化すること
ができるので、エジェクタ効率ηeを向上させることが
できる。Therefore, the boiling of the refrigerant in the second stage nozzle 410 can be promoted, so that the nozzle 41
The refrigerant can be boiled even in a central portion away from the inner wall of the zero. Consequently, since the droplets of the refrigerant can be atomized, the ejector efficiency ηe can be improved.
【0145】(第24実施形態)本実施形態は、放熱器
200から流出した冷媒と圧縮機100に吸入される冷
媒とを熱交換する熱交換器(内部熱交換器)800、エ
ジェクタ400、気液分離器500及び減圧器(絞り手
段)600を一体化したもの(エジェクタ一体型気液分
離器)であり、以下、その詳細構造について、図40〜
45を用いて説明する。(Twenty-fourth Embodiment) In the present embodiment, a heat exchanger (internal heat exchanger) 800 for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator 200 and the refrigerant drawn into the compressor 100, the ejector 400, A liquid separator 500 and a decompressor (throttling means) 600 are integrated (an ejector-integrated gas-liquid separator).
45 will be described.
【0146】なお、図40はエジェクタ一体型気液分離
器の軸方向断面図であり、図41は図40対して略90
度ずれた方向から見た軸方向断面図であり、図42は図
40の上面図であり、図43は図40のA−A断面図で
あり、図44はディフィーザ430の斜視図であり、図
45(a)は熱交換器800の斜視図であり、図45
(b)は熱交換器800を構成するチューブの断面図で
ある。FIG. 40 is an axial sectional view of the ejector-integrated gas-liquid separator, and FIG.
42 is an axial cross-sectional view seen from a direction shifted by an angle, FIG. 42 is a top view of FIG. 40, FIG. 43 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 40, FIG. 44 is a perspective view of the diffuser 430, FIG. 45A is a perspective view of the heat exchanger 800, and FIG.
(B) is a sectional view of a tube constituting the heat exchanger 800.
【0147】そして、気液分離器500は、図40、4
1に示すように、円筒状の一端側が閉塞された略コップ
状の下部ボディ(タンク本体)551と、他端側を閉塞
する上部ボディ552とを溶接することによって構成さ
れており、エジェクタ400は、エジェクタ400内を
流通する冷媒が上方側から下方側に向けて鉛直方向に流
通するように上部ボディ552(上方側)に固定されて
いる。[0147] The gas-liquid separator 500 is similar to that shown in Figs.
As shown in FIG. 1, a lower body (tank main body) 551 having a cylindrical shape whose one end is closed and an upper body 552 closing the other end are welded to each other. The refrigerant flowing through the ejector 400 is fixed to the upper body 552 (upper side) such that the refrigerant flows vertically from the upper side to the lower side.
【0148】このとき、ディフィーザ430は、図4
1、42、45に示すように、混合部420から下方側
に向かうほどその断面積を徐々に拡大するようにラッパ
状(末広がり状)の第1ホーン部431、並びに下部ボ
ディ551の下端部552及び側壁部553の一部と共
にディフィーザ430を構成する第2ホーン部432を
有して構成されている。At this time, the diffuser 430 is
As shown at 1, 42 and 45, a trumpet-shaped (horn-shaped) first horn portion 431 and a lower end portion 552 of a lower body 551 are formed so that the cross-sectional area thereof gradually increases downward from the mixing portion 420. And a second horn part 432 that constitutes the diffuser 430 together with a part of the side wall part 553.
【0149】そして、第2ホーン部432は、側壁部5
53の所定の隙間を有して対向した略円筒状の円筒部4
32aと第1ホーン部431と円筒部432aとを滑ら
かに繋ぐ曲面状の曲面部432bとからなるもので、本
実施形態では、第1ホーン部431及び第2ホーン43
2は一体成形されている。Then, the second horn part 432 is connected to the side wall part 5.
A substantially cylindrical portion 4 having a predetermined gap of 53 and opposed to each other.
32a, the first horn portion 431, and the curved portion 432b that smoothly connects the cylindrical portion 432a. In the present embodiment, the first horn portion 431 and the second horn 43
2 is integrally formed.
【0150】また、円筒部432aには、側壁部553
の接触してディフィーザ430を下部ボディ551に対
して位置決めする位置決め用突起部433が設けられて
いる。The cylindrical portion 432a has a side wall portion 553.
A positioning projection 433 for positioning the diffuser 430 with respect to the lower body 551 in contact therewith is provided.
【0151】また、熱交換器800は、図43、45
(a)に示すように、エジェクタ400にて減圧される
前の高圧冷媒が流通する扁平状の第1チューブ840
と、圧縮機100に吸引される低圧冷媒が流通する扁平
状の第2チューブ850とをその扁平面で接触させた状
態で渦巻き状に巻いたものであり、両チューブ840、
850は、図45(b)に示すように、1本のチューブ
内に多数本の冷媒通路が形成された多穴チューブであ
る。The heat exchanger 800 is similar to that shown in FIGS.
As shown in (a), a flat first tube 840 through which a high-pressure refrigerant before being depressurized by the ejector 400 flows.
And a flat second tube 850, through which the low-pressure refrigerant sucked into the compressor 100 flows, being spirally wound in a state where the flat tube is in contact with the flat second tube 850.
850 is a multi-hole tube in which a number of refrigerant passages are formed in one tube, as shown in FIG. 45 (b).
【0152】なお、両チューブ840、850の長手方
向両端側には、チューブ840、850内の冷媒通路に
連通するヘッダ841、842、851、852が接合
されており、ヘッダ841、851が冷媒を各冷媒通路
に分配供給するものであり、ヘッダ842、852は熱
交換を終えて各冷媒通路から流出する冷媒を集合回収す
るものである。Headers 841, 842, 851, 852 communicating with the refrigerant passages in the tubes 840, 850 are joined to both longitudinal ends of the tubes 840, 850, respectively. The headers 842 and 852 collect and collect the refrigerant flowing out of the respective refrigerant passages after completing the heat exchange.
【0153】次に、本実施形態に係るエジェクタ一体型
気液分離器の作動(冷媒流れ)について述べる。Next, the operation (refrigerant flow) of the ejector-integrated gas-liquid separator according to this embodiment will be described.
【0154】放熱器200から流出した高温高圧の冷媒
は、第1流入口554(図41、42参照)から気液分
離器500内に流入して、ヘッダ841、第1チューブ
840及びヘッダ842の順に流通して連通口555
(図40参照)を経由してエジェクタ400(ノズル4
10)に流入する。The high-temperature and high-pressure refrigerant flowing out of the radiator 200 flows into the gas-liquid separator 500 from the first inlet 554 (see FIGS. 41 and 42), and flows into the header 841, the first tube 840, and the header 842. The communication port 555 is circulated in order.
Ejector 400 (nozzle 4) via (see FIG. 40)
10).
【0155】そして、エジェクタ400(ノズル41
0)に流入した冷媒は、混合部420にて蒸発器300
にて蒸発した冷媒を吸引しながらディフィーザ430に
てその圧力を上昇させた後、円筒部432aと側壁部5
53との隙間(ディフィーザ430の一部)を経由して
下部ボディ551の上方側(気液分離器500内の上方
側の空間)に流出する。なお、蒸発器300にて蒸発し
た冷媒は、第2流入口558(図42参照)から混合部
420に吸引される。The ejector 400 (nozzle 41)
0) flows into the evaporator 300 in the mixing section 420.
After the pressure is increased by the diffuser 430 while sucking the refrigerant evaporated in the above, the cylindrical portion 432a and the side wall 5
Through the gap with 53 (a part of the diffuser 430), it flows out above the lower body 551 (upper space in the gas-liquid separator 500). Note that the refrigerant evaporated in the evaporator 300 is sucked into the mixing section 420 from the second inlet 558 (see FIG. 42).
【0156】また、下部ボディ551の上方側(気液分
離器500内の上方側の空間)に存在する気相冷媒(低
圧側冷媒)は、下部ボディ551の下方側(気液分離器
500内の下方側の空間)にて屈曲したU字状のU字管
556の上端側開口部556aからU字管556に吸引
されてヘッダ851から第2チューブ850に流入し、
高圧側冷媒(第1チューブ840内を流通する冷媒)と
熱交換した後、第1流出口557(図41参照)から流
出して圧縮機100に吸引される。The gas-phase refrigerant (low-pressure refrigerant) existing above the lower body 551 (upper space in the gas-liquid separator 500) is disposed below the lower body 551 (in the gas-liquid separator 500). Is sucked into the U-shaped tube 556 from the upper end side opening 556a of the U-shaped U-shaped tube 556 bent in the U-shaped tube and flows into the second tube 850 from the header 851.
After performing heat exchange with the high-pressure side refrigerant (refrigerant flowing in the first tube 840), the refrigerant flows out from the first outlet 557 (see FIG. 41) and is sucked into the compressor 100.
【0157】なお、U字管556の下部屈曲部分には、
冷媒から分離した冷凍機油(潤滑油)を取り込むオイル
戻し穴556b(図45参照)が設けられており、この
オイル戻し穴556bから取り込まれた冷凍機油は、低
圧側冷媒と共に第2チューブ850を流通して圧縮機1
00に吸引される。The lower bent portion of the U-shaped tube 556 includes
An oil return hole 556b (see FIG. 45) for taking in refrigerating machine oil (lubricating oil) separated from the refrigerant is provided, and the refrigerating machine oil taken in from the oil return hole 556b flows through the second tube 850 together with the low-pressure side refrigerant. And compressor 1
Sucked at 00.
【0158】一方、下部ボディ551の下方側(気液分
離器500内の下方側の空間)に存在する液相冷媒は、
エジェクタ400の同軸上に配置された吸入パイプ55
8の下端側開口部558aから吸引されて第2流出口5
59(図40参照)から蒸発器300に向けて流出す
る。なお、下端側開口部558aから第2流出口559
に至る冷媒通路にて所定の圧力損失を発生させることに
より減圧器(絞り手段)600を構成している。On the other hand, the liquid refrigerant present below the lower body 551 (the space below the gas-liquid separator 500)
Suction pipe 55 arranged coaxially with ejector 400
8 is sucked from the lower end side opening 558a of the second outlet 5
From 59 (see FIG. 40), it flows toward the evaporator 300. In addition, the second outlet 559 extends from the lower end side opening 558a.
By generating a predetermined pressure loss in the refrigerant passage leading to, a pressure reducing device (throttling means) 600 is configured.
【0159】次に、本実施形態の特徴を述べる。Next, the features of this embodiment will be described.
【0160】本実施形態では、気液分離器500の一部
(下部ボディ551の下端部552及び側壁部553の
一部)にてディフィーザ430の一部を構成しているの
で、エジェクタ400(第1ホーン部431)のみでデ
ィフィーザ430を構成する場合に比べて、十分な大き
さの冷媒通路を有するディフィーザ430を構成するこ
とができる。In this embodiment, a part of the diffuser 430 is constituted by a part of the gas-liquid separator 500 (a part of the lower end 552 of the lower body 551 and a part of the side wall 553). Compared to the case where the diffuser 430 is constituted by only one horn portion 431), the diffuser 430 having a sufficiently large refrigerant passage can be constituted.
【0161】しかも、気液分離器500内の空間を利用
して十分な大きさの冷媒通路を有するディフィーザ43
0を構成しているので、エジェクタ400の性能を向上
させつつ、エジェクタ400を搭載するためのペースを
削減してエジェクタサイクルの設置(搭載)性を向上さ
せることができる。Furthermore, the diffuser 43 having a sufficiently large refrigerant passage utilizing the space in the gas-liquid separator 500 is used.
Since 0 is configured, it is possible to improve the performance of the ejector 400, reduce the pace for mounting the ejector 400, and improve the installation (mounting) of the ejector cycle.
【0162】(第25実施形態)本実施形態もエジェク
タ一体型気液分離器に関するものである。具体的には、
図46に示すように、エジェクタ400は、エジェクタ
400内を流通する冷媒が上方側から下方側に向けて鉛
直方向に流通するように気液分離器500内に配置する
とともに、ディフィーザ430の冷媒出口(冷媒通路断
面積が最大となる部位)より冷媒流れ下流側にて、冷媒
の流通方向を下方側に向かう向きから上方側に向かう向
きに略180度転向させるものである。(Twenty-Fifth Embodiment) This embodiment also relates to a gas-liquid separator integrated with an ejector. In particular,
As shown in FIG. 46, the ejector 400 is disposed in the gas-liquid separator 500 such that the refrigerant flowing in the ejector 400 flows vertically from the upper side to the lower side, and the refrigerant outlet of the diffuser 430 On the downstream side of the flow of the refrigerant from (the position where the cross-sectional area of the refrigerant passage is the largest), the flow direction of the refrigerant is changed by approximately 180 degrees from the downward direction to the upward direction.
【0163】これにより、エジェクタ400(特に、デ
ィフィーザ430)での圧力損失を最小限に抑制しつ
つ、冷媒の出入口を気液分離器500の上方側に集中さ
せることが可能となる。Thus, it is possible to concentrate the inlet and outlet of the refrigerant on the upper side of the gas-liquid separator 500 while minimizing the pressure loss in the ejector 400 (in particular, the diffuser 430).
【0164】因みに、560は、気液分離器500内の
下方側の空間にてU字状に屈曲し、気液分離器500内
の上方側の空間に存在する気相冷媒(低圧側冷媒)を吸
引するU字管であり、570は気液分離器500内の下
方側の空間に存在する液相冷媒を吸引する吸引パイプで
あり、U字管560の下端側屈曲部には、冷凍機油を取
り込むオイル戻し穴561が形成されている。Incidentally, reference numeral 560 denotes a gas-phase refrigerant (low-pressure side refrigerant) which is bent in a U-shape in the lower space in the gas-liquid separator 500 and exists in the upper space in the gas-liquid separator 500. A pipe 570 is a suction pipe for sucking a liquid-phase refrigerant existing in a lower space in the gas-liquid separator 500, and a refrigerating machine oil is provided at a bent portion at a lower end side of the U-shaped pipe 560. An oil return hole 561 for taking in oil is formed.
【0165】(その他の実施形態)上述の実施形態で
は、二酸化炭素を冷媒としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えばエチレン、エタン、酸化窒素
等であってもよい。(Other Embodiments) In the above embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, ethylene, ethane, nitrogen oxide, or the like.
【0166】また、エジェクタ400の冷媒流れ上流側
及び下流側の両側に減圧器710、720を配設しても
よい。Further, decompressors 710 and 720 may be provided on both the upstream side and the downstream side of the refrigerant flow of the ejector 400.
【0167】また、冷媒通路自体に適用な圧力損失を設
けることにより、第1減圧器600を廃止してもよい。The first pressure reducer 600 may be omitted by providing a pressure loss applicable to the refrigerant passage itself.
【0168】また、第1〜3実施形態では、第1〜3減
圧器600、710、720を開度が固定された固定絞
りやキャピラリーチューブ等にて構成したが、本発明は
これに限定されるものではなく、開度を可変制御するこ
とができる可変開度バルブとしてもよい。In the first to third embodiments, the first to third decompressors 600, 710, and 720 are constituted by fixed apertures or capillary tubes having fixed openings, but the present invention is not limited to this. Instead, a variable opening valve that can variably control the opening may be used.
【0169】なお、第2実施形態において、第2減圧器
710を可変開度バルブとし、エジェクタ400にて昇
圧された後の冷媒圧力が臨界圧力未満である場合にはバ
ルブ開度を大きくして圧力損失を小さくし、エジェクタ
400にて昇圧された後の冷媒圧力が臨界圧力以上の場
合には、気液分離器500入口での冷媒圧力が臨界圧力
未満となるようにバルブ開度を調節すれば、第3実施形
態と同様に、エジェクタ400にて昇圧された後の冷媒
圧力確実にが臨界圧力未満となるように調節しつつ、冷
媒の流通抵抗(圧力損失)が増大することを防止でき
る。In the second embodiment, the second decompressor 710 is a variable-opening valve, and when the refrigerant pressure after being raised by the ejector 400 is lower than the critical pressure, the valve opening is increased. When the pressure loss is reduced and the refrigerant pressure after being boosted by the ejector 400 is equal to or higher than the critical pressure, the valve opening may be adjusted so that the refrigerant pressure at the inlet of the gas-liquid separator 500 is lower than the critical pressure. For example, similarly to the third embodiment, it is possible to prevent the flow resistance (pressure loss) of the refrigerant from increasing while adjusting the refrigerant pressure after being boosted by the ejector 400 so as to be surely lower than the critical pressure. .
【0170】また、第1〜3実施形態では、、第2、3
減圧器710、720にてエジェクタ400にて昇圧さ
れた後の冷媒圧力を臨界圧力未満(気液二相域)まで減
圧調節したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、圧縮機の回転数や圧縮機の理論吐出量を調整する等
の手段により圧縮機から吐出する冷媒流量を調節するこ
とによりエジェクタ400にて昇圧された後の冷媒圧力
を臨界圧力未満(気液二相域)まで減圧調節する圧力調
整手段を構成してもよい。Also, in the first to third embodiments, the second, third,
Although the pressure of the refrigerant after being pressurized by the ejector 400 in the pressure reducers 710 and 720 is reduced to a pressure lower than the critical pressure (gas-liquid two-phase region), the present invention is not limited to this. By adjusting the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor by means such as adjusting the rotational speed or the theoretical discharge amount of the compressor, the refrigerant pressure after being boosted by the ejector 400 is lower than the critical pressure (gas-liquid two-phase region). You may comprise the pressure adjustment means which adjusts to pressure reduction.
【0171】また、第4〜6実施形態では、混合部42
0の出口部近傍において、液相冷媒を分離抽出したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、エジェクタ4
00の昇圧途中(混合部420の入口からディフィーザ
430の出口までの間)であれば、どこでもよい。In the fourth to sixth embodiments, the mixing section 42
The liquid refrigerant was separated and extracted near the outlet of 0.
The present invention is not limited to this.
During the pressure increase of 00 (between the entrance of the mixing unit 420 and the exit of the diffuser 430), the pressure may be anywhere.
【0172】また、第9〜16実施形態では、本発明に
係るエジェクタサイクルを給湯器に適用したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば空調装置等に
も適用することができる。In the ninth to sixteenth embodiments, the ejector cycle according to the present invention is applied to a water heater, but the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, an air conditioner. .
【0173】また、第9〜16実施形態では、電動モー
タMoにて圧縮機100から吐出される冷媒流量を制御
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、可変
容量型の圧縮機にて圧縮機100から吐出される冷媒流
量を制御してもよい。Further, in the ninth to sixteenth embodiments, the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 100 is controlled by the electric motor Mo. However, the present invention is not limited to this. May control the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 100.
【0174】また、第9〜16実施形態では、圧縮機1
00から吐出される冷媒流量を制御したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば圧縮機から吐出さ
れる冷媒流量(圧縮機の回転数)を一定値としてもよ
い。In the ninth to sixteenth embodiments, the compressor 1
Although the flow rate of the refrigerant discharged from 00 is controlled, the present invention is not limited to this. For example, the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor (the number of revolutions of the compressor) may be a constant value.
【0175】また、本発明は上述の実施形態それぞれに
示されたものにのみ限定されるものでは、第1〜16実
施形態のうち少なくとも2つの実施形態を組み合わせて
もよい。Further, the present invention is limited to only the above-described embodiments, and at least two of the first to sixteenth embodiments may be combined.
【0176】また、上述の実施形態では、エジェクタ4
00の形状(ノズル410の入口径、ノズル410の喉
部径、ノズル410の出口径、混合部420の径寸法、
ノズル入口からノズル喉部までの寸法、ノズル喉部から
ノズル出口までの寸法、混合部420の長さ及びディフ
ィーザ430の広がり角度等のエジェクタの仕様)が固
定されたものであったが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、エジェクタ400の形状をサイクルの運転
状況に応じて変化させてもよい。これにより、エジェク
タサイクルの運転状態によらず、高いエジェクタ効率を
維持しつつ、サイクルを運転することができる。In the above-described embodiment, the ejector 4
00 shape (inlet diameter of nozzle 410, throat diameter of nozzle 410, outlet diameter of nozzle 410, diameter of mixing section 420,
The dimensions of the ejector such as the dimension from the nozzle inlet to the nozzle throat, the dimension from the nozzle throat to the nozzle outlet, the length of the mixing section 420, and the spread angle of the diffuser 430) are fixed. Is not limited to this, and the shape of the ejector 400 may be changed according to the operation state of the cycle. Thus, the cycle can be operated while maintaining high ejector efficiency regardless of the operating state of the ejector cycle.
【0177】また、エジェクタ効率ηeの定義式は、上
記数式1に限定されるものではなく、膨張エネルギーを
圧力エネルギーに変換する際にエネルギの変換効率を精
度よく示すものであればよい。The definition formula of the ejector efficiency ηe is not limited to the above formula 1, but may be any formula that accurately indicates the energy conversion efficiency when converting expansion energy into pressure energy.
【0178】また、第6、7実施形態に係る気液分離器
及び第8〜25実施形態に係るエジェクタサイクルで
は、二酸化炭素を冷媒とする高圧側圧力が冷媒の臨界圧
力以上となるものであったが、これら実施形態はこれに
限定されるものではなく、高圧側圧力が冷媒の臨界圧力
未満となるものにも適用することができる。In the gas-liquid separators according to the sixth and seventh embodiments and the ejector cycles according to the eighth to twenty-fifth embodiments, the high pressure side using carbon dioxide as the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. However, these embodiments are not limited to this, and can be applied to those in which the high pressure side pressure is lower than the critical pressure of the refrigerant.
【0179】また、上述の実施形態では、混合部420
とディフィーザ430とが明確に区別されていたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、混合部420と
ディフィーザ430と明確に区別することなく、混合部
420の機能とディフィーザ430の機能とを併せ持っ
た昇圧部とノズル410とでエジェクタ400を構成し
てもよい。In the above embodiment, the mixing section 420
And the diffuser 430 are clearly distinguished, but the present invention is not limited to this, and the functions of the mixing unit 420 and the function of the diffuser 430 are not clearly distinguished from the mixing unit 420 and the diffuser 430. The ejector 400 may be configured by the boosting unit having the combination of the above and the nozzle 410.
【0180】また、上述の実施形態では、ノズル410
(エジェクタ400)は1段絞りであったが、本発明は
これに限定されるものではなく、ノズル410(エジェ
クタ400)を複数段絞り構造を有するものにしてもよ
い。In the above embodiment, the nozzle 410
Although the (ejector 400) is a one-stage throttle, the present invention is not limited to this, and the nozzle 410 (the ejector 400) may have a multi-stage throttle structure.
【図1】本発明の第1実施形態に係るエジェクタサイク
ルの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an ejector cycle according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施形態に係るエジェクタサイク
ルのp−h(モリエル)線図である。FIG. 2 is a ph (Mollier) diagram of an ejector cycle according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1実施形態に係るエジェクタサイク
ルにおける高圧側圧力と成績係数及び冷房能力との関係
を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the high-pressure side pressure, the coefficient of performance, and the cooling capacity in the ejector cycle according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2実施形態に係るエジェクタサイク
ルの模式図である。FIG. 4 is a schematic view of an ejector cycle according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3実施形態に係るエジェクタサイク
ルの模式図である。FIG. 5 is a schematic view of an ejector cycle according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4実施形態に係るエジェクタサイク
ルのエジェクタ及び気液分離器部分の拡大模式図であ
る。FIG. 6 is an enlarged schematic view of an ejector and a gas-liquid separator of an ejector cycle according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】(a)はエジェクタ効率ηeと蒸発器で発生す
る冷凍能力Qeとの関係を示すグラフであり、(b)は
エジェクタ効率ηeと圧縮機の吸入圧上昇分ΔP及び蒸
発器冷媒入口側と出口側との比エンタルピ差Δhとの関
係を示すグラフであり、(c)はエジェクタ効率ηeと
圧縮機に吸入される冷媒の質量流量Gr及び蒸発器内を
流通する冷媒の質量流量Geとの関係を示すグラフであ
る。7A is a graph showing a relationship between an ejector efficiency ηe and a refrigerating capacity Qe generated in an evaporator, and FIG. 7B is a graph showing an ejector efficiency ηe, a suction pressure increase ΔP of a compressor, and an evaporator refrigerant inlet. (C) is a graph showing the relationship between the specific enthalpy difference Δh between the outlet side and the outlet side, and (c) shows the ejector efficiency ηe, the mass flow rate Gr of the refrigerant drawn into the compressor, and the mass flow rate Ge of the refrigerant flowing through the evaporator. 6 is a graph showing a relationship with the graph.
【図8】本発明の第4実施形態に係るエジェクタサイク
ルのp−h(モリエル)線図である。FIG. 8 is a ph (Mollier) diagram of an ejector cycle according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】ノズルの冷媒出口からディフィーザの冷媒出口
までにおける、エジェクタの冷媒通路断面の中央部を基
準とした半径方向の位置と冷媒流速との関係を示す三次
元特性図である。FIG. 9 is a three-dimensional characteristic diagram showing a relationship between a position in a radial direction with respect to a center portion of a cross section of a refrigerant passage of an ejector and a flow velocity of the refrigerant from a refrigerant outlet of a nozzle to a refrigerant outlet of a diffuser.
【図10】本発明の第5実施形態に係るエジェクタサイ
クルのエジェクタ及び気液分離器部分の拡大模式図であ
る。FIG. 10 is an enlarged schematic view of an ejector and a gas-liquid separator of an ejector cycle according to a fifth embodiment of the present invention.
【図11】エジェクタの冷媒通路断面の中央部を基準と
した半径方向の位置と冷媒中に占める液相冷媒の割合
(液体積割合)との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a relationship between a position in a radial direction based on a center portion of a cross section of a refrigerant passage of an ejector and a ratio (liquid volume ratio) of a liquid-phase refrigerant in the refrigerant.
【図12】本発明の第6実施形態に係るエジェクタサイ
クルのエジェクタ及び気液分離器部分の拡大模式図であ
る。FIG. 12 is an enlarged schematic view of an ejector and a gas-liquid separator of an ejector cycle according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第7実施形態に係るエジェクタサイ
クルに適用される気液分離器の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a gas-liquid separator applied to an ejector cycle according to a seventh embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第7実施形態に係るエジェクタサイ
クルに適用される気液分離器の特徴を説明するための説
明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining features of a gas-liquid separator applied to an ejector cycle according to a seventh embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第8実施形態に係るエジェクタサイ
クルに適用される気液分離器の模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram of a gas-liquid separator applied to an ejector cycle according to an eighth embodiment of the present invention.
【図16】図15のA−A断面図である。16 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図17】本発明の第9実施形態に係るエジェクタサイ
クルの模式図である。FIG. 17 is a schematic view of an ejector cycle according to a ninth embodiment of the present invention.
【図18】エジェクタ効率と流量比との関係を示すグラ
フである。FIG. 18 is a graph showing the relationship between ejector efficiency and flow ratio.
【図19】本発明の第10施形態に係るエジェクタサイ
クルの模式図である。FIG. 19 is a schematic view of an ejector cycle according to a tenth embodiment of the present invention.
【図20】本発明の第11実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram of an ejector cycle according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図21】本発明の第12実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 21 is a schematic view of an ejector cycle according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図22】本発明の第13実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 22 is a schematic view of an ejector cycle according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図23】本発明の第14実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 23 is a schematic view of an ejector cycle according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図24】本発明の第15実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 24 is a schematic view of an ejector cycle according to a fifteenth embodiment of the present invention.
【図25】本発明の第16実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 25 is a schematic view of an ejector cycle according to a sixteenth embodiment of the present invention.
【図26】本発明の第16実施形態に係るエジェクタサ
イクルの変形例に係る模式図である。FIG. 26 is a schematic view according to a modification of the ejector cycle according to the sixteenth embodiment of the present invention.
【図27】本発明の第17実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 27 is a schematic view of an ejector cycle according to a seventeenth embodiment of the present invention.
【図28】加熱度と流量比α、エジェクタ400での昇
圧ΔP及びエジェクタ効率ηeとの関係を示すグラフで
ある。FIG. 28 is a graph showing the relationship between the degree of heating and the flow rate ratio α, the pressure increase ΔP in the ejector 400, and the ejector efficiency ηe.
【図29】本発明の第18実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 29 is a schematic view of an ejector cycle according to an eighteenth embodiment of the present invention.
【図30】高圧側圧力と流量比α、エジェクタ400で
の昇圧ΔP及びエジェクタ効率ηeとの関係を示すグラ
フである。FIG. 30 is a graph showing the relationship between the high-pressure side pressure and the flow rate ratio α, the pressure increase ΔP in the ejector 400, and the ejector efficiency ηe.
【図31】本発明の第19実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 31 is a schematic view of an ejector cycle according to a nineteenth embodiment of the present invention.
【図32】本発明の第20実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 32 is a schematic view of an ejector cycle according to a twentieth embodiment of the present invention.
【図33】本発明の第21実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 33 is a schematic view of an ejector cycle according to a twenty-first embodiment of the present invention.
【図34】本発明の第22実施形態に係るエジェクタサ
イクルの模式図である。FIG. 34 is a schematic view of an ejector cycle according to a twenty-second embodiment of the present invention.
【図35】本発明の第22実施形態に係るエジェクタサ
イクルの変形例に係る模式図である。FIG. 35 is a schematic view according to a modification of the ejector cycle according to the twenty-second embodiment of the present invention.
【図36】本発明の第22実施形態に係るエジェクタサ
イクルの変形例に係る模式図である。FIG. 36 is a schematic view according to a modification of the ejector cycle according to the twenty-second embodiment of the present invention.
【図37】本発明の第22実施形態に係るエジェクタサ
イクルの変形例に係る模式図である。FIG. 37 is a schematic view according to a modification of the ejector cycle according to the twenty-second embodiment of the present invention.
【図38】本発明の第22実施形態に係るエジェクタサ
イクルの変形例に係る模式図である。FIG. 38 is a schematic view according to a modification of the ejector cycle according to the twenty-second embodiment of the present invention.
【図39】本発明の第23実施形態に係るエジェクタサ
イクルに適用されるエジェクタの拡大模式図である。FIG. 39 is an enlarged schematic diagram of an ejector applied to an ejector cycle according to a twenty-third embodiment of the present invention.
【図40】本発明の第24実施形態に係るエジェクタ一
体型気液分離器の軸方向断面図である。FIG. 40 is an axial sectional view of an ejector-integrated gas-liquid separator according to a twenty-fourth embodiment of the present invention.
【図41】図40対して略90度ずれた方向から見た軸
方向断面図である。FIG. 41 is an axial cross-sectional view seen from a direction shifted by approximately 90 degrees from FIG. 40;
【図42】図40の上面図である。FIG. 42 is a top view of FIG. 40.
【図43】図40のA−A断面図である。FIG. 43 is a sectional view taken along line AA of FIG. 40;
【図44】ディフィーザ430の斜視図である。FIG. 44 is a perspective view of a diffuser 430.
【図45】(a)は熱交換器の斜視図であり、(b)は
熱交換器を構成するチューブの断面図である。FIG. 45 (a) is a perspective view of a heat exchanger, and FIG. 45 (b) is a cross-sectional view of a tube constituting the heat exchanger.
【図46】本発明の第25実施形態に係るエジェクタ一
体型気液分離器の軸方向断面図である。FIG. 46 is an axial sectional view of an ejector-integrated gas-liquid separator according to a twenty-fifth embodiment of the present invention.
400…エジェクタ、500…気液分離器、543…オ
イル戻し穴。400: ejector, 500: gas-liquid separator, 543: oil return hole.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願2001−5196(P2001−5196) (32)優先日 平成13年1月12日(2001.1.12) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願2001−40496(P2001−40496) (32)優先日 平成13年2月16日(2001.2.16) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 石川 浩 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 入谷 邦夫 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 野村 哲 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 榊原 久介 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 池上 真 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 竹内 雅之 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 山中 康司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2001-5196 (P2001-5196) (32) Priority date January 12, 2001 (2001.1.12) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2001-40496 (P2001-40496) (32) Priority date February 16, 2001 (2001.2.16) (33) Priority claim country Japan (JP) (72) Inventor Hiroshi Ishikawa 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Kunio Iriya 1-1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Satoshi Nomura 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Hisasuke Sakakibara 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Makoto Ikegami Kariya, Aichi Prefecture 1-1-1, Showa-cho, Yokohama-shi DENSO Corporation (72) Inventor Masayuki Takeuchi 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Koji Yamanaka 1-1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation
Claims (3)
と、 前記圧縮機(100)から吐出した冷媒を冷却する放熱
器(200)と、 冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器(300)と、 前記放熱器(200)から流出する冷媒を減圧膨張させ
て前記蒸発器(300)にて蒸発した気相冷媒を吸引す
るとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換し
て前記圧縮機(100)の吸入圧を上昇させるエジェク
タ(400)と、 前記エジェクタ(400)からの気液二相冷媒を気相冷
媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄えるとともに、気相
冷媒を前記圧縮機(100)の吸入側に供給し、液相冷
媒を前記蒸発器(300)に供給する気液分離器(50
0)と、 前記気液分離器(500)内に設置され、前記気液分離
器(500)内の潤滑油を前記圧縮機(100)へ導く
ためのオイル戻し穴(543)を備えたことを特徴とす
るエジェクタサイクル。1. A compressor (100) for sucking and compressing a refrigerant.
A radiator (200) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (100); an evaporator (300) for evaporating the refrigerant to absorb heat; and reducing and expanding the refrigerant flowing out of the radiator (200). An ejector (400) for sucking the vapor-phase refrigerant evaporated in the evaporator (300) and converting expansion energy into pressure energy to increase the suction pressure of the compressor (100); ) Is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant to store the refrigerant, and the gas-phase refrigerant is supplied to the suction side of the compressor (100), and the liquid-phase refrigerant is supplied to the evaporator. Gas-liquid separator (50)
0), and an oil return hole (543) installed in the gas-liquid separator (500) for guiding the lubricating oil in the gas-liquid separator (500) to the compressor (100). Ejector cycle.
た気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力
エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させるエジ
ェクタ(400)を有するエジェクタサイクルに適用さ
れ、 前記エジェクタ(400)からの気液二相冷媒を気相冷
媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒をタンク部(55
1)に蓄えるとともに、気相冷媒を前記圧縮機(10
0)の吸入側に供給し、液相冷媒を前記蒸発器(30
0)に供給する気液分離器(500)であって、 前記タンク部(551)内において、前記エジェクタ
(400)内を流通する冷媒が上方側から下方側に向け
て流通するように前記エジェクタ(400)を配置する
とともに、前記タンク部(551)の一部(552、5
53)が前記エジェクタ(400)のディフィーザ(4
30)の一部を構成するようにしたことを特徴とする気
液分離器。2. An ejector cycle having an ejector (400) for decompressing and expanding a refrigerant and sucking a vapor-phase refrigerant evaporated in an evaporator, and converting expansion energy into pressure energy to increase a suction pressure of a compressor. The gas-liquid two-phase refrigerant from the ejector (400) is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant is supplied to the tank unit (55).
1) and the gas-phase refrigerant is stored in the compressor (10).
0) and supplies the liquid-phase refrigerant to the evaporator (30).
0) to supply the refrigerant flowing in the ejector (400) from the upper side to the lower side in the tank section (551). (400) and a part (552, 5) of the tank part (551).
53) is a diffuser (4) of the ejector (400).
30. A gas-liquid separator characterized by constituting a part of 30).
た気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力
エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させるエジ
ェクタ(400)を有するエジェクタサイクルに適用さ
れ、 前記エジェクタ(400)からの気液二相冷媒を気相冷
媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒をタンク部(55
1)に蓄えるとともに、気相冷媒を前記圧縮機(10
0)の吸入側に供給し、液相冷媒を前記蒸発器(30
0)に供給する気液分離器(500)であって、 前記タンク部(551)内において、前記エジェクタ
(400)内を流通する冷媒が上方側から下方側に向け
て流通するように前記エジェクタ(400)を配置する
とともに、前記エジェクタ(400)のディフィーザ
(430)の冷媒出口より冷媒流れ下流側にて、冷媒の
流通方向を下方側に向かう向きから上方側に向かう向き
に転向させるように構成したことを特徴とする気液分離
器。3. An ejector cycle having an ejector (400) for decompressing and expanding a refrigerant, sucking a vapor-phase refrigerant evaporated in an evaporator, and converting expansion energy into pressure energy to increase a suction pressure of a compressor. The gas-liquid two-phase refrigerant from the ejector (400) is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant is supplied to the tank unit (55).
1) and the gas-phase refrigerant is stored in the compressor (10).
0) and supplies the liquid-phase refrigerant to the evaporator (30).
0) to supply the refrigerant flowing in the ejector (400) from the upper side to the lower side in the tank section (551). (400) is arranged, and at the downstream side of the refrigerant flow from the refrigerant outlet of the diffuser (430) of the ejector (400), the flow direction of the refrigerant is changed from the downward direction to the upward direction. A gas-liquid separator characterized by comprising.
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