JP2003097499A - エジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の耐圧強度及び同軸度を確保しながら、
エジェクタの製造原価低減を図る。 【解決手段】 冷媒流入部４２０、混合部４３０及びデ
ィフューザ４４０を樹脂にて一体形成して内筒部材４６
０とし、かつ、混合部４３０に金属製のスリーブ４３１
を圧入した状態で、スリーブ４３１圧入された樹脂製の
内筒部材４６０を金属製のハウジング４５０内に収納す
る。これにより、金属にてテーパ状の冷媒流入部４２０
及びディフューザ４４０を製造する場合に比べて、製造
工数を低減することができる。また、冷媒流入部４２
０、混合部４３０及びディフューザ４４０（内筒部材４
６０）が受ける内圧を金属製のハウジング４５０にて受
けることができるので、所定の耐圧強度を容易に確保す
ることができる。また、内筒部材４６０はハウジング４
５０内に収納されて位置決めされるので、容易に所定の
同軸度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおいて、冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させ
る際の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サイクルに適用され
るエジェクタに関するものである。

【０００２】因みに、膨張弁や固定絞り等の減圧器を用
いた蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、等エンタルピ的に冷
媒が減圧膨張するので、膨張エネルギを回収することが
難しい。

【０００３】

【従来の技術】エジェクタサイクル用のエジェクタの構
造は、例えば特開平６−２９６４号公報（図１４参照）
に示すように、高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネル
ギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル４１０、蒸
発器にて蒸発した気相冷媒が流入する冷媒流入部４２
０、ノズル４１０から噴射する冷媒流により冷媒流入部
４２０に流入した冷媒を吸引しながら、ノズル４１０か
ら噴射する冷媒と蒸発器から吸引した冷媒とを混合させ
る混合部４３０、混合部４３０から流出する冷媒の速度
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４４０等からなるものである。

【０００４】そして、冷媒流入部４２０は、混合部４３
０に冷媒が流入する際に冷媒流れが大きく乱れないよう
に混合部４３０に近づくほど通路断面積が縮小するよう
にテーパ状に形成され、ディフューザ４４０は、混合部
４３０から流出する冷媒の流速を徐々に低下させながら
冷媒の圧力（静圧）を上昇させるべく、冷媒出口側に向
かうほど通路断面積が拡大するようにテーパ状に形成さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エジェクタ
内部は高圧となるため、通常、冷媒流入部４２０、混合
部４３０及びディフューザ４４０それぞれを金属にて製
造して所定の耐圧強度を確保し、これらを溶接した後、
ノズル４１０が固定されたハウジング４５０に溶接して
いる。

【０００６】しかし、金属のテーパ加工は多くの工数
（時間）を要するとともに、溶接にてノズル４１０、冷
媒流入部４２０、混合部４３０及びディフューザ４４０
の同軸度を高めることは難しく、接合工数（溶接工数）
の増大を招くので、エジェクタの製造原価低減を図るこ
とが難しい。

【０００７】因みに、ノズル４１０、冷媒流入部４２
０、混合部４３０及びディフューザ４４０の同軸度が低
下すると、冷媒流れが乱れエジェクタ効率の低下を招い
てしまう。

【０００８】本発明は、上記点に鑑み、所定の耐圧強度
及び同軸度を確保しながら、エジェクタの製造原価低減
を図ることを目的とする。

【０００９】

【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、放熱器（２
００）及び蒸発器（３００）を有し、低温側の熱を高温
側に移動させるエジェクタサイクルに適用されるエジェ
クタであって、高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネル
ギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）
と、蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒が流入する
冷媒流入部（４２０）と、ノズル（４１０）から噴射す
る冷媒流により冷媒流入部（４２０）に流入した冷媒を
吸引しながら、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る混合部
（４３０）と、混合部（４３０）から流出する冷媒の速
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（４４０）と備え、冷媒流入部
（４２０）は、混合部（４３０）に近づくほど通路断面
積が縮小するようにテーパ状に形成され、ディフューザ
（４４０）は、冷媒出口側に向かうほど通路断面積が拡
大するようにテーパ状に形成され、さらに、冷媒流入部
（４２０）及びディフューザ（４４０）のうち少なくと
も一方は、樹脂にて成形されて混合部（４３０）と共に
金属製のハウジング（４５０）内に収納されていること
を特徴とする。

【００１０】これにより、金属にてテーパ状の冷媒流入
部（４２０）又はディフューザ（４４０）を製造する場
合に比べて、テーパ状の冷媒流入部（４２０）又はディ
フューザ（４４０）の製造工数を低減することができ
る。

【００１１】また、一般的に、樹脂は金属に比べて機械
的強度（引張り強度、耐力）が低いが、本発明では、冷
媒流入部（４２０）、混合部（４３０）及びディフュー
ザ（４４０）は金属製のハウジング（４５０）内に収納
されているので、冷媒流入部（４２０）、混合部（４３
０）及びディフューザ（４４０）が受ける内圧を金属製
のハウジング（４５０）にて受けることができる。

【００１２】したがって、冷媒流入部（４２０）、混合
部（４３０）及びディフューザ（４４０）は、金属製の
ハウジング（４５０）にて強化（補強）された状態なる
ので、所定の耐圧強度を容易に確保することができる。

【００１３】また、冷媒流入部（４２０）、混合部（４
３０）及びディフューザ（４４０）はハウジング（４５
０）内に収納する際に位置決めすることができるので、
冷媒流入部（４２０）、混合部（４３０）及びディフュ
ーザ（４４０）を溶接する場合に比べて、容易に所定の
同軸度を得ることができる。

【００１４】したがって、本発明では、所定の耐圧強度
及び同軸度を確保しながら、エジェクタの製造原価低減
を図ることができる。

【００１５】なお、混合部（４３０）は、請求項２に記
載の発明のごとく、金属製としてもよい。

【００１６】請求項３に記載の発明では、放熱器（２０
０）及び蒸発器（３００）を有し、低温側の熱を高温側
に移動させるエジェクタサイクルに適用されるエジェク
タであって、高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギ
ーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）
と、蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒が流入する
冷媒流入部（４２０）と、ノズル（４１０）から噴射す
る冷媒流により冷媒流入部（４２０）に流入した冷媒を
吸引しながら、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る混合部
（４３０）と、混合部（４３０）から流出する冷媒の速
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（４４０）と備え、冷媒流入部
（４２０）は、混合部（４３０）に近づくほど通路断面
積が縮小するようにテーパ状に形成され、ディフューザ
（４４０）は、冷媒出口側に向かうほど通路断面積が拡
大するようにテーパ状に形成され、冷媒流入部（４２
０）、混合部（４３０）及びディフューザ（４４０）
は、樹脂にて成形されて金属製のハウジング（４５０）
内に収納され、さらに、混合部（４３０）のうち、少な
くともノズル（４１０）から噴射する冷媒流に晒される
部位には、金属製のスリーブ（４３１）が装着されてい
ることを特徴とする。

【００１７】これにより、金属にてテーパ状の冷媒流入
部（４２０）又はディフューザ（４４０）を製造する場
合に比べて、テーパ状の冷媒流入部（４２０）又はディ
フューザ（４４０）の製造工数を低減することができ
る。

【００１８】また、一般的に、樹脂は金属に比べて機械
的強度（引張り強度、耐力）が低いが、本発明では、冷
媒流入部（４２０）、混合部（４３０）及びディフュー
ザ（４４０）は金属製のハウジング（４５０）内に収納
されているので、冷媒流入部（４２０）、混合部（４３
０）及びディフューザ（４４０）が受ける内圧を金属製
のハウジング（４５０）にて受けることができる。

【００１９】したがって、冷媒流入部（４２０）、混合
部（４３０）及びディフューザ（４４０）は、金属製の
ハウジング（４５０）にて強化（補強）された状態なる
ので、所定の耐圧強度を容易に確保することができる。

【００２０】また、冷媒流入部（４２０）、混合部（４
３０）及びディフューザ（４４０）はハウジング（４５
０）内に収納する際に位置決めすることができるので、
冷媒流入部（４２０）、混合部（４３０）及びディフュ
ーザ（４４０）を溶接する場合に比べて、容易に所定の
同軸度を得ることができる。

【００２１】したがって、本発明では、所定の耐圧強度
及び同軸度を確保しながら、エジェクタの製造原価低減
を図ることができる。

【００２２】ところで、混合部（４３０）を通過するす
る冷媒流速は、冷媒流入部（４２０）を通過する冷媒流
速より大きく、混合部（４３０）には、液滴が高速で壁
面に衝突するので、混合部（４３０）の内壁面がキャビ
テーションにより壊蝕（腐食）されるおそれが高い。

【００２３】これに対して、本実発明では、混合部（４
３０）のうち、少なくともノズル（４１０）から噴射す
る冷媒流に直接に晒される部位に、樹脂より硬度が高い
金属製のスリーブ（４３１）が装着されているので、混
合部（４３０）が壊蝕されてしまうことを防止できる。

【００２４】また、混合部（４３０）には金属製のスリ
ーブ（４３１）が装着されているので、圧力が高い混合
部（４３０）の耐圧強度を向上させることができるの
で、混合部（４３０）を構成する樹脂製の部材の薄肉化
を図ることができる。

【００２５】ところで、冷媒通路断面形状が急激に変化
する（冷媒通路の内壁が比較的、尖っている）部位に樹
脂と金属との継ぎ目が存在すると、硬度が小さい樹脂が
キャビテーションの壊蝕等により削られる可能性が高
い。

【００２６】これに対して、請求項４に記載の発明で
は、スリーブ（４３１）のうち冷媒流入部（４２０）側
は、冷媒流入部（４２０）の内壁面（４２１）と滑らか
に繋がるようにテーパ状に形成されていることを特徴と
しているので、継ぎ目が、キャビテーション等が発生し
難い、通路断面形状が急激に変化しない比較的平坦な部
位に位置することとなる。

【００２７】したがって、通路断面形状が急激に変化す
る（冷媒通路の内壁が比較的、尖っている）部位及び継
ぎ目が、キャビテーションの壊蝕等により削られてしま
うことを抑制することができるので、エジェクタの耐久
性を向上させることができる。

【００２８】また、請求項５に記載の発明のように、ス
リーブ（４３１）の冷媒流入部（４２０）側端部が、冷
媒流入部（４２０）から混合部（４３０）に至る冷媒通
路のうち通路断面積が最小となる部位より冷媒流れ下流
側にずれるようにしても、請求項４に記載の発明と同様
に、継ぎ目が比較的平坦な部位に位置することとなるの
で、継ぎ目がキャビテーションの壊蝕等により削られて
しまうことを抑制することができる。

【００２９】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。

【００３０】

【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。

【００３１】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。

【００３２】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。なお、エジェクタ４００の詳細は
後述する。

【００３３】また、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。

【００３４】なお、気液分離器５００と蒸発器３００と
を結ぶ冷媒通路には、蒸発器３００に吸引される冷媒を
減圧して蒸発器３００内の圧力（蒸発圧力）を確実に低
下させるとともに、蒸発器３００に流入する冷媒流量
（蒸発器３００で発生する冷凍能力）を調節する流量制
御弁６００が設けられている。

【００３５】次に、エジェクタ４００について述べる。

【００３６】エジェクタ４００は、図２に示すように、
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、蒸発器３００
にて蒸発した気相冷媒が流入する冷媒流入部４２０、ノ
ズル４１０から噴射する高い速度の冷媒流（ジェット
流）により冷媒流入部４２０に流入した冷媒を吸引しな
がら、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る混合部４３０、及び混合
部４３０から流出する冷媒の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
４４０等からなるものである。

【００３７】このとき、冷媒流入部４２０は、混合部４
３０に近づくほど通路断面積が縮小するように円錐テー
パ状に形成され、ディフューザ４４０は、冷媒出口側に
向かうほど通路断面積が拡大するように円錐テーパ状に
形成されている。

【００３８】そして、冷媒流入部４２０、混合部４３０
及びディフューザ４４０は、樹脂（本実施形態では、ナ
イロン６６）にて成形されて金属（本実施形態では、ア
ルミニウム）製のハウジング４５０内に中間ばめ又は隙
間ばめ程度で填め込まれた状態で収納されているととも
に、混合部４３０のうち、少なくともノズル４１０から
噴射する冷媒流に直接に晒される部位には、ステンレ
ス、黄銅、又はアルミニウム等の金属製のスリーブ４３
１がインサート成形にて一体化されている。

【００３９】また、ノズル４１０は金属（本実施形態で
は、ステンレス）製であり、ハウジング４５０にしまり
ばめ程度で圧入されて固定され、冷媒流入部４２０、混
合部４３０及びディフューザ４４０が形成された樹脂製
の内筒部材４６０の長手方向一端側は、ハウジング４５
０内に形成された段付き部４５１にて位置決めされ、他
端側は止め輪４５２にて固定されている。

【００４０】なお、４５３はノズル４１０から流出した
冷媒が、冷媒流入部４２０、混合部４３０及びディフュ
ーザ４４０を迂回してハウジング４５０と内筒部材４６
０との隙間から冷媒出口４５４側に流れることを防止す
るＯリング（パッキン）であり、４５５は放熱器２００
側に接続される第１冷媒流入口であり、４５６は蒸発器
３００側に接続される第２冷媒流入口である。

【００４１】因みに、第１、２冷媒流入口４５５、４５
６には冷媒配管を接続するための雄ねじが形成され、冷
媒出口４５４には冷媒配管を接続するための雌ねじが形
成されている。

【００４２】次に、エジェクタサイクルの概略作動を述
べる。

【００４３】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。

【００４４】次に、蒸発器３００から吸引された冷媒
（以下、吸引流と呼ぶ。）とノズル４１０から吹き出す
冷媒（以下、駆動流と呼ぶ。）とは、混合部４３０にて
混合しながらディフューザ４４０にてその動圧が静圧に
変換されて気液分離器５００に戻る。

【００４５】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。

【００４６】このとき、混合部４３０においては、図３
に示すように、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和
が保存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、
混合部４３０においても冷媒の圧力が（静圧）が上昇す
る。一方、ディフューザ４４０においては、前述のごと
く、通路断面積を徐々に拡大することにより、冷媒の速
度エネルギー（動圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換
するので、エジェクタ４００においては、混合部４３０
及びディフューザ４４０の両者にて冷媒圧力を昇圧す
る。そこで、混合部４３０とディフューザ４４０とを総
称して昇圧部と呼ぶ。

【００４７】つまり、理想的なエジェクタ４００におい
ては、混合部４３０で駆動流の運動量と吸引流の運動量
との和が保存されるように冷媒圧力が増大し、ディフュ
ーザ４４０でエネルギーが保存されるように冷媒圧力が
増大する。

【００４８】なお、図３において、ガス速度はノズル４
１０から噴射する冷媒の速度を１としたときの大きさで
あり、軸方向寸法はノズル４１０の冷媒出口を基準とし
た寸法であり、半径寸法はエジェクタ４００を回転対称
体としてその中心線からの寸法を表している。

【００４９】因みに、図４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４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。

【００５０】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００５１】本実施形態では、テーパ形状を有する冷媒
流入部４２０及びディフューザ４４０を樹脂にて形成し
ているので、冷媒流入部４２０及びディフューザ４４０
（内筒部材４６０）をインジェクション成形等の樹脂成
形法を用いることにより、金属にてテーパ状の冷媒流入
部４２０及びディフューザ４４０を製造する場合に比べ
て、製造工数を低減することができる。

【００５２】また、一般的に、樹脂は金属に比べて機械
的強度（引張り強度、耐力）が低いが、本実施形態で
は、冷媒流入部４２０、混合部４３０及びディフューザ
４４０は金属製のハウジング４５０内に収納されている
ので、冷媒流入部４２０、混合部４３０及びディフュー
ザ４４０（内筒部材４６０）が受ける内圧を金属製のハ
ウジング４５０にて受けることができる。

【００５３】したがって、冷媒流入部４２０、混合部４
３０及びディフューザ４４０（内筒部材４６０）は、金
属製のハウジング４５０にて強化（補強）された状態な
るので、所定の耐圧強度を容易に確保することができ
る。

【００５４】また、冷媒流入部４２０、混合部４３０及
びディフューザ４４０（内筒部材４６０）はハウジング
４５０内に収納されて位置決めされるので、冷媒流入部
４２０、混合部４３０及びディフューザ４４０（内筒部
材４６０）の内周側と外周側との同軸度を所定の公差と
することにより、冷媒流入部４２０、混合部４３０及び
ディフューザ４４０を溶接する場合に比べて、容易に所
定の同軸度を得ることができる。

【００５５】したがって、本実施形態では、所定の耐圧
強度及び同軸度を確保しながら、エジェクタ４００の製
造原価低減を図ることができる。

【００５６】なお、本実施形態では、ハウジング４５０
のうち内筒部材４６０が収納される部位にの円筒（穴）
加工とノズル４１０が装着される部位の円筒（穴）加工
とを１つの刃物（ドリル）にて同軸加工することによ
り、両部位の同軸度を高めている。

【００５７】ところで、図５の実線は、冷媒流入部４２
０からディフューザ４４０に至る冷媒流路内における冷
媒圧力の変化を示し、図５の波線は、内筒部材４６０外
壁に作用する圧力を示し、実線と波線との差が内筒部材
４６０内外の圧力差を示す。

【００５８】そして、混合部４３０を通過するする冷媒
流速は、冷媒流入部４２０を通過する冷媒流速より大き
いため、図５からも明らかなように、混合部４３０以降
においては、冷媒通路の内壁に作用する冷媒圧力が急激
に上昇し、Ｏリング４５３前後で内筒部４６０内外の圧
力差が急上昇する。

【００５９】因みに、二酸化炭素を冷媒とする車両用空
調装置においては、冷媒流入部４２０（混合部４３０入
口直前）における冷媒の平均流速は約３０ｍ／ｓ程度で
あり、ノズル４１０から噴射される冷媒の流速は約１５
０ｍ／ｓ以上である。

【００６０】このため、混合部４３０には、液滴（気液
二相冷媒中の液相冷媒）が高速で壁面に衝突するので、
混合部４３０の内壁面がキャビテーションにより壊蝕
（腐食）されるおそれが高い。

【００６１】これに対して、本実施形態では、混合部４
３０のうち、少なくともノズル４１０から噴射する冷媒
流に直接に晒される部位に、樹脂より硬度が高い金属製
のスリーブ４３１が装着されているので、混合部４３０
が壊蝕されてしまうことを防止できる。

【００６２】また、混合部４３０には金属製のスリーブ
４３１が装着されているので、圧力が高い混合部４３０
の耐圧強度を向上させることができるので、混合部４３
０を構成する樹脂製の内筒部材４６０の薄肉化を図るこ
とができる。

【００６３】なお、ディフューザ４４０は冷媒出口側に
向かうほど通路断面積が拡大するようにテーパ状に形成
されているので、慣性力の大きい液滴はディフューザ４
４０の壁面に衝突することなく流出する。このため、デ
ィフューザ４４０は、キャビテーションにより壊蝕は殆
ど発生しない。

【００６４】また、ディフューザ４４０では冷媒圧力が
既に上昇しているので、ディフューザ４４０（内筒部材
４６０）内外の圧力差が小さく、混合部４３０ほど高い
耐圧強度を必要としない。

【００６５】（第２実施形態）本実施形態は、図６に示
すように、スリーブ４３１のうち冷媒流入部４２０側及
びディフューザ４４０側に、冷媒流入部４２０の内壁面
４２１とスリーブ４３１の内壁面４３２、及びディフュ
ーザ４４０の内壁面４４１とスリーブ４３１の内壁面４
３２が滑らかに繋がるような円錐テーパ状のテーパ部４
３３、４３４を設けたものである。

【００６６】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００６７】第１実施形態（図２参照）では、スリーブ
４３１（金属部分）と内筒部材４６０との継ぎ目が、通
路断面形状が急激に変化する（冷媒通路の内壁が比較
的、尖っている）冷媒流入部４２０と混合部４４０との
継ぎ目、及び混合部４３０とディフューザ４４０との継
ぎ目に位置しているので、硬度が小さい樹脂製の内筒部
材４６０（冷媒流入部４２０及びディフューザ４４０）
がキャビテーションの壊蝕等により削られる可能性が高
い。

【００６８】これに対して、本実施形態では、スリーブ
４３１のうち冷媒流入部４２０側及びディフューザ４４
０側にテーパ部４３３、４３４を設けたので、通路断面
形状が急激に変化する部位が、図６に示すように、金属
製のスリーブ４３１に構成されるとともに、スリーブ４
３１と内筒部材４６０との継ぎ目が、キャビテーション
等が発生し難い通路断面形状が急激に変化しない平坦な
部位に位置することとなる。

【００６９】したがって、通路断面形状が急激に変化す
る部位及び継ぎ目が、キャビテーションの壊蝕等により
削られてしまうことを抑制することができるので、エジ
ェクタ４００の耐久性を向上させることができる。

【００７０】なお、図６ではスリーブ４３１と内筒部材
４６０との継ぎ目が冷媒通路の中心軸に対して略９０°
であったが、本実施形態はこれに限定されるものではな
く、例えば図７に示すように、スリーブ４３１と内筒部
材４６０との継ぎ目が冷媒通路の中心軸に対して鋭角又
は鈍角であってもよい。

【００７１】（第３実施形態）本実施形態は、図８に示
すように、スリーブ４３１の冷媒流入部４２０側端部
を、冷媒流入部４２０から混合部４３０に至る冷媒通路
のうち通路断面積が最小となる部位Ａより冷媒流れ下流
側にずらすことにより、継ぎ目がキャビテーションの壊
蝕等により削られてしまうことを抑制したたものであ
る。因みに、スリーブ４３１のディフューザ４４０側
は、第２実施形態と同様な構成となっている。

【００７２】なお、図８（ａ）は部位Ａを第１、２実施
形態と同様に尖った角状としたものであり、図８（ｂ）
は部位Ａを滑らかな曲面状としたものである。

【００７３】ところで、本実施形態は、スリーブ４３１
と内筒部材４６０との継ぎ目を部位Ａからずらして、継
ぎ目がキャビテーションの壊蝕等により削られてしまう
ことを抑制したたものであるが、ノズル４１０から吹き
出す高速の噴流は、図９に示すように、混合部４３の入
口から混合部４３０の内壁に衝突するのではなく、冷媒
流入部４２０に流入した冷媒を巻き込みながら、混合部
４３の出口側に向けて拡がって混合部４３０の入口から
出口側にずれた部位にて混合部４４０の内壁に衝突する
ので、継ぎ目をノズル４１０から吹き出す高速の噴流が
衝突する部位に設けると、却って、継ぎ目が削られてし
まう。

【００７４】したがって、継ぎ目の位置は、ノズル４１
０から吹き出す高速の噴流が衝突する部位より入口側
（衝突しない範囲）に設定することが望ましい。因み
に、本実施形態では、継ぎ目の位置として混合部４３０
の入口から５ｍｍ以内の範囲を採用している。

【００７５】（第４実施形態）上述の実施形態では、冷
媒流入部４２０、混合部４３０及びディフューザ４４０
を樹脂にて一体形成し、混合部４３０に金属製のスリー
ブ４３１を圧入したが、本実施形態は、図１０に示すよ
うに、スリーブ４３１を廃止するとともに、混合部４３
０全体を金属（本実施形態では、スリーブ４３１と同一
の金属）製とし、かつ、冷媒流入部４２０及びディフュ
ーザ４４０それぞれを樹脂にて成形したものである。

【００７６】なお、冷媒流入部４２０、混合部４３０及
びディフューザ４４０は、段付き部４５１にて軸方向の
位置決めがされた状態でハウジング４５０内に収納され
るが、第１実施形態で述べたように（図５参照）、ディ
フューザ４４０内の圧力は、冷媒流入部４２０より高い
ので、冷媒流入部４２０、混合部４３０及びディフュー
ザ４４０は、圧力差により段付き部４５１に押し付けら
れる。

【００７７】このため、冷媒流入部４２０、混合部４３
０及びディフューザ４４０をそれぞれ別体としても、冷
媒流入部４２０と混合部４３０との隙間、及び混合部４
３０とディフューザ４４０との隙間から冷媒通路外に冷
媒が漏れるといったことはなく、冷媒流入部４２０、混
合部４３０及びディフューザ４４０を一体形成した上述
の実施形態と同様な効果を得ることができる。

【００７８】なお、図１０では、冷媒流入部４２０と混
合部４３０との継ぎ目、及び混合部４３０とディフュー
ザ４４０との継ぎ目が、冷媒流入部４２０からディフュ
ーザ４４０に至る冷媒通路のうち通路断面積が最小とな
る部位Ａに位置していたが、図１１に示すように、冷媒
流入部４２０と混合部４３０との継ぎ目、及び混合部４
３０とディフューザ４４０との継ぎ目を部位Ａからずら
してもよい。

【００７９】（第５実施形態）本発明はハウジング４５
０にて耐圧強度を向上させつつ、テーパ形状を有する冷
媒流入部４２０及びディフューザ４４０を樹脂製として
製造工数を低減するものであることから、本実施形態で
は、図１２に示すように、第１実施形態に係るエジェク
タ４００からスリーブ４３１を取り除いた。

【００８０】（第６実施形態）本実施形態は、図１３に
示すように、本発明に係るエジェクタ４００（図１３で
は、第１実施形態に係るエジェクタ４００）を気液分離
器５００内に内蔵したものである。

【００８１】なお、図１３中、５０１は冷媒を蓄えるコ
ップ状のタンク本体であり、５０２はタンク本体５０１
の上方側開口部を閉塞する蓋部材であり、エジェクタ４
００は蓋部材５０２に固定されている。

【００８２】また、５０３は気相冷媒を流出させる第１
流出口であり、５０４は液相冷媒を流出させる第２流出
口である。そして、第１流出口５０３には、タンク本体
５０１の下方側まで延びるパイプ５０５が接続され、こ
のパイプ５０５の下方側は、タンク本体５０１の上方側
に開口する試験管状の気相冷媒導入管５０６により覆わ
れている。なお、気相冷媒導入管５０６には、液相冷媒
中に混合した冷凍機油（圧縮機１００の潤滑油）を取り
込む油戻しポート５０７が設けられている。

【００８３】また、５０８はエジェクタ４００から流出
した冷媒を仕切板５０９より上方側の空間５１０に導く
試験管状の冷媒案内管であり、空間５１０に流入した冷
媒は、仕切板５０９に形成された連通穴５１１から仕切
板５０９より下方側の空間５１２に流入し、密度差にて
気相冷媒と液相冷媒とに分離する。

【００８４】なお、仕切板５０９は、エジェクタ４００
から気液分離器５００内に流入する冷媒の噴流により、
分離した気相冷媒と液相冷媒とが撹拌されることを防止
して、効率よく気相冷媒と液相冷媒とに分離するための
ものである。

【００８５】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、混合部４３０の直径はディフューザ４４０まで一定
であるが、混合部４３０の断面積をディフューザ４４０
に向かうほど大きくなるようにテーパ状としてもよい。

【００８６】また、上述の実施形態では、ノズル４１０
として、通路途中に通路面積が最も縮小した喉部を有す
る末広ノズル（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ Ｎｏｚｚｌｅ、ｄ
ｅＬａｖａｌ Ｎｏｚｚｌｅ）を採用しているが、冷媒
出口側に向かうほど通路面積が最も縮小する先細ノズル
を採用してもよい。

【００８７】また、第１〜３実施形態では、金属製のス
リーブ４３１を混合部４３０に装着したが、スリーブ４
３１は金属製に限定されるものではなく、混合部４３０
を構成する樹脂の硬度より高い硬度を有するものであれ
ば、金属に限定されるものでない。

【００８８】また、上述の実施形態では、二酸化炭素を
冷媒として高圧側冷媒圧力を冷媒の臨界圧力以上とした
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、プロパン等の炭化水素系冷
媒等、又は高圧側冷媒圧力を冷媒の臨界圧力未満となる
フロン等のその他の冷媒であってもよい。

【００８９】また、上述の実施形態では、車両用空調装
置に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定さ
れるものではなく、給湯器等のその他の機器にも適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエジェクタサイクルの
模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係るエジェクタの模式
図である。

【図３】ノズルの冷媒出口からディフューザの冷媒出口
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。

【図４】発明の実施形態に係るエジェクタサイクルのｐ
−ｈ線図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係るエジェクタにおけ
る圧力変化を示す説明図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係るエジェクタの一部
拡大図である。

【図７】本発明の第２実施形態の変形例に係るエジェク
タの一部拡大図である。

【図８】本発明の第３実施形態に係るエジェクタの一部
拡大図である。

【図９】本発明の第３実施形態に係るエジェクタにける
冷媒流速を説明するための説明図である。

【図１０】本発明の第４実施形態に係るエジェクタの模
式図である。

【図１１】本発明の第４実施形態の変形例に係るエジェ
クタの模式図である。

【図１２】本発明の第５実施形態に係るエジェクタの模
式図である。

【図１３】本発明の第６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。

【図１４】従来の技術に係るエジェクタの模式図であ
る。

【符号の説明】

４００…エジェクタ、４１０…ノズル、４２０…冷媒流
入部、４３０…混合部、４４０…ディフューザ、４５０
…ハウジング、４６０…内筒部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 武内 裕嗣 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H079 AA18 AA23 BB10 CC05 CC21 DD02 DD03 DD15 DD16 DD22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放熱器（２００）及び蒸発器（３００）
   を有し、低温側の熱を高温側に移動させるエジェクタサ
   イクルに適用されるエジェクタであって、 高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して
   冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）と、 前記蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒が流入する
   冷媒流入部（４２０）と、 前記ノズル（４１０）から噴射する冷媒流により前記冷
   媒流入部（４２０）に流入した冷媒を吸引しながら、前
   記ノズル（４１０）から噴射する冷媒と前記蒸発器（３
   ００）から吸引した冷媒とを混合させる混合部（４３
   ０）と、 前記混合部（４３０）から流出する冷媒の速度エネルギ
   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（４４０）と備え、 前記冷媒流入部（４２０）は、前記混合部（４３０）に
   近づくほど通路断面積が縮小するようにテーパ状に形成
   され、 前記ディフューザ（４４０）は、冷媒出口側に向かうほ
   ど通路断面積が拡大するようにテーパ状に形成され、 さらに、前記冷媒流入部（４２０）及び前記ディフュー
   ザ（４４０）のうち少なくとも一方は、樹脂にて成形さ
   れて前記混合部（４３０）と共に金属製のハウジング
   （４５０）内に収納されていることを特徴とするエジェ
   クタ。
2. 【請求項２】 前記混合部（４３０）は金属製であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ。
3. 【請求項３】 放熱器（２００）及び蒸発器（３００）
   を有し、低温側の熱を高温側に移動させるエジェクタサ
   イクルに適用されるエジェクタであって、 高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して
   冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）と、 前記蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒が流入する
   冷媒流入部（４２０）と、 前記ノズル（４１０）から噴射する冷媒流により前記冷
   媒流入部（４２０）に流入した冷媒を吸引しながら、前
   記ノズル（４１０）から噴射する冷媒と前記蒸発器（３
   ００）から吸引した冷媒とを混合させる混合部（４３
   ０）と、 前記混合部（４３０）から流出する冷媒の速度エネルギ
   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（４４０）と備え、 前記冷媒流入部（４２０）は、前記混合部（４３０）に
   近づくほど通路断面積が縮小するようにテーパ状に形成
   され、 前記ディフューザ（４４０）は、冷媒出口側に向かうほ
   ど通路断面積が拡大するようにテーパ状に形成され、 前記冷媒流入部（４２０）、前記混合部（４３０）及び
   前記ディフューザ（４４０）は、樹脂にて成形されて金
   属製のハウジング（４５０）内に収納され、 さらに、前記混合部（４３０）のうち、少なくとも前記
   ノズル（４１０）から噴射する冷媒流に晒される部位に
   は、金属製のスリーブ（４３１）が装着されていること
   を特徴とするエジェクタ。
4. 【請求項４】 前記スリーブ（４３１）のうち前記冷媒
   流入部（４２０）側は、前記冷媒流入部（４２０）の内
   壁面（４２１）と滑らかに繋がるようにテーパ状に形成
   されていることを特徴とする請求項３に記載のエジェク
   タ。
5. 【請求項５】 前記スリーブ（４３１）の前記冷媒流入
   部（４２０）側端部は、前記冷媒流入部（４２０）から
   前記混合部（４３０）に至る冷媒通路のうち通路断面積
   が最小となる部位より冷媒流れ下流側にずれていること
   を特徴とする請求項３に記載のエジェクタ。