JP2007040612A - Vapor compression type cycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒減圧手段の役割および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタを用いた蒸気圧縮式サイクルに関するもので、例えば、家庭用空調装置、車両用空調装置、あるいは車載の荷物を冷凍、冷蔵する車両用冷凍装置等に適用して有効である。 The present invention relates to a vapor compression cycle using an ejector serving as a refrigerant decompression means and a refrigerant circulation means. For example, a home air conditioner, a vehicle air conditioner, or a vehicle-mounted luggage is frozen and refrigerated. It is effective when applied to a vehicle refrigeration system.
従来、エジェクタを用いた蒸気圧縮式の冷凍サイクルとして、例えば特許文献1に示されるものが知られている。即ち、この冷凍サイクルは、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、エジェクタ、第1冷媒蒸発器および気液分離器を冷媒配管によって環状に接続して、気液分離器の液相冷媒側とエジェクタの吸引部とを、第2冷媒蒸発器を配したバイパス配管で接続している。 Conventionally, as a vapor compression refrigeration cycle using an ejector, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. That is, in this refrigeration cycle, a refrigerant compressor, a refrigerant condenser, an ejector, a first refrigerant evaporator, and a gas-liquid separator are connected in an annular shape by a refrigerant pipe, and the liquid-phase refrigerant side of the gas-liquid separator and the suction of the ejector Are connected to each other by a bypass pipe provided with a second refrigerant evaporator.
第1冷媒蒸発器は、複数のチューブ(パス)を有しており、また、エジェクタと第1冷媒蒸発器との間には冷媒分配部(特許文献1中ではディストリビュータ)が設けられている。そして、この冷媒分配部によって、エジェクタより流出された気液二相状態の冷媒が第1冷媒蒸発器の複数のチューブの各々に均等に分配されるようにしている。尚、エジェクタ、冷媒分配部、第1、第2冷媒蒸発器および気液分離器は、一体的に形成されている。
しかしながら、上記エジェクタはノズルとディフューザとが冷媒流れ方向に直列に並ぶように形成されたものであって、更に、エジェクタの冷媒流れ下流側に冷媒分配部を配設するようにしているので、冷媒流れ方向に長くなり、搭載スペースを大きく必要とするという問題があった。 However, the ejector is formed such that the nozzle and the diffuser are arranged in series in the refrigerant flow direction, and further, the refrigerant distributor is disposed on the downstream side of the refrigerant flow of the ejector. There was a problem that it became long in the flow direction and required a large mounting space.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、エジェクタおよび冷媒分配装置の省スペース化を可能とする蒸気圧縮式サイクルを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vapor compression cycle that enables space saving of an ejector and a refrigerant distributor.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
請求項1に記載の発明では、蒸気圧縮式サイクルにおいて、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機(11)と、圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(13)と、放熱器(13)下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部(14a)、ノズル部(14a)から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(14b)、および高い速度の冷媒流と冷媒吸引口(14b)の吸引冷媒とを混合する混合部(14c)を有するエジェクタ(14)と、エジェクタ(14)から流出された冷媒を内部の複数の冷媒流路(15a)に流して蒸発させる蒸発器(15)とを備え、混合部(14c)の混合冷媒の流出側に、混合冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して昇圧する昇圧機能を有し、蒸発器(15)の複数の冷媒流路(15a)に混合冷媒を分配する冷媒分配装置(19)を接続したことを特徴としている。 In the invention according to claim 1, in the vapor compression cycle, a compressor (11) that sucks and compresses the refrigerant, a radiator (13) that radiates high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11), A radiator (13), a nozzle part (14a) for decompressing and expanding the refrigerant on the downstream side, a refrigerant suction port (14b) through which the refrigerant is sucked by a high-speed refrigerant flow injected from the nozzle part (14a), and a high speed An ejector (14) having a mixing section (14c) for mixing the refrigerant flow and the suction refrigerant at the refrigerant suction port (14b), and the refrigerant flowed from the ejector (14) into a plurality of refrigerant flow paths (15a) inside An evaporator (15) that flows and evaporates, and has a pressure-increasing function for increasing the pressure by converting the velocity energy of the mixed refrigerant into pressure energy on the mixed refrigerant outflow side of the mixing section (14c). 15) It is characterized by connecting a refrigerant distributor (19) for distributing the mixed refrigerant in the refrigerant passage number (15a).
これにより、蒸発器(15)への冷媒分配機能を必要とするものにおいて、エジェクタ(14)の混合部(14c)の混合冷媒流出側に通常設けられる昇圧部を廃止して、冷媒分配装置(19)と兼用させることができるので、エジェクタ(14)の小型化が可能となる。よって、エジェクタ(14)および冷媒分配装置(19)に対する省スペース化を可能とすることができる。そして、冷媒分配装置(19)における昇圧機能は、冷媒を分配させるための分配流路(19b)の総流路断面積によって決定できるので、冷媒流れ方向における長さ設定の制約を受けずに、所望の昇圧分を持たせることができる。また、当然のことながら昇圧部を廃止できる分、安価なものにすることができる。 Thereby, in the thing which needs the refrigerant | coolant distribution function to an evaporator (15), the pressure | voltage rise part normally provided in the mixed refrigerant outflow side of the mixing part (14c) of an ejector (14) is abolished, and a refrigerant | coolant distribution apparatus ( 19), the ejector (14) can be downsized. Therefore, it is possible to save the space for the ejector (14) and the refrigerant distributor (19). And since the pressure | voltage rise function in a refrigerant | coolant distribution apparatus (19) can be determined by the total flow-path cross-sectional area of the distribution flow path (19b) for distributing a refrigerant | coolant, without receiving restrictions of the length setting in a refrigerant | coolant flow direction, A desired boosting amount can be provided. In addition, as a matter of course, it can be made inexpensive because the booster can be eliminated.
上記請求項1に記載の発明は、請求項2に記載の発明のように、エジェクタ(14)の上流部から分岐され冷媒吸引口(14b)に至る冷媒分岐通路(16)を有し、冷媒分岐通路(16)に絞り機構(17)が設けられ、この絞り機構(17)の下流側にもう1つの蒸発器(18)が設けられたものに適用して好適である。 The invention according to claim 1 has a refrigerant branch passage (16) branched from the upstream portion of the ejector (14) to reach the refrigerant suction port (14b) as in the invention according to claim 2, The present invention is suitably applied to a structure in which a throttle mechanism (17) is provided in the branch passage (16) and another evaporator (18) is provided on the downstream side of the throttle mechanism (17).
即ち、2つの蒸発器(15、18)を設定するものにおいて、エジェクタ(14)の上流部から分岐した冷媒を絞り機構(17)で減圧してもう1つの蒸発器(18)に供給できるから、蒸発器(15)の冷媒流れ下流側に気液分離器を設定する必要が無くなる。また、もう1つの蒸発器(18)への冷媒流量を絞り機構(17)によって独立に調整できることになるからである。 That is, in the case where two evaporators (15, 18) are set, the refrigerant branched from the upstream portion of the ejector (14) can be decompressed by the throttle mechanism (17) and supplied to the other evaporator (18). It is not necessary to set a gas-liquid separator on the downstream side of the refrigerant flow of the evaporator (15). Moreover, it is because the refrigerant | coolant flow rate to another evaporator (18) can be adjusted independently by the throttle mechanism (17).
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、放熱器(13)とエジェクタ(14)との間に、もう1つの絞り機構(17a)が設けられたことを特徴としている。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 2, another throttle mechanism (17a) is provided between the radiator (13) and the ejector (14). .
これにより、エジェクタ(14)での減圧が不足する場合に、もう1つの絞り機構(17a)によって減圧補助を行うことができる。 Thereby, when the pressure reduction in the ejector (14) is insufficient, the pressure reduction assistance can be performed by the other throttle mechanism (17a).
請求項4に記載の発明では、上記請求項1に記載の蒸気圧縮式サイクルに対して、エジェクタ(14)から流出された冷媒をヘッダタンク(15b)を介して複数の冷媒チューブ(15c)に流して蒸発させる蒸発器(15A)を備えるものにおいて、ヘッダタンク(15b)にエジェクタ(14)の混合部(14c)の混合冷媒の流出側を接続したことを特徴としている。 In the invention according to claim 4, with respect to the vapor compression cycle according to claim 1, the refrigerant flowing out from the ejector (14) is supplied to the plurality of refrigerant tubes (15 c) via the header tank (15 b). An apparatus including an evaporator (15A) for flowing and evaporating is characterized in that the mixed refrigerant outflow side of the mixing section (14c) of the ejector (14) is connected to the header tank (15b).
これにより、ヘッダタンク(15b)が複数の冷媒チューブ(15c)に対する分配機能を果たすものであるので、上記請求項1に記載の発明と同様に、エジェクタ(14)の昇圧部を廃止したものとすることができる。 Accordingly, since the header tank (15b) serves to distribute the plurality of refrigerant tubes (15c), the booster of the ejector (14) is eliminated as in the invention described in claim 1 above. can do.
尚、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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1、図2は本発明の第1実施形態を示すものであり、図1は第1実施形態による蒸気圧縮式サイクル10を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。図2はエジェクタ14および冷媒分配装置19を示す断面図である。本実施形態の蒸気圧縮式サイクル10において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機11は、電磁クラッチ12、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。
(First embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which a
この圧縮機11としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチ12の断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを使用しても良い。また、圧縮機11として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
The
この圧縮機11の冷媒吐出側には放熱器13が配置されている。放熱器13は圧縮機11から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気(車室外空気)との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。
A
ここで、蒸気圧縮式サイクル10の冷媒として、通常のフロン系冷媒を用いる場合は、高圧圧力が臨界圧力を超えない亜臨界サイクルとなるので、放熱器13は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。一方、冷媒として二酸化炭素(CO2)のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いる場合は蒸気圧縮式サイクル10が超臨界サイクルとなるので、冷媒は超臨界状態のまま放熱するだけで、凝縮しない。
Here, when a normal Freon refrigerant is used as the refrigerant of the
放熱器13よりも更に冷媒流れ下流側部位には、エジェクタ14が配置されている。このエジェクタ14は冷媒を減圧する減圧手段であると共に、高速で噴出する冷媒流の吸引作用(巻き込み作用)によって冷媒の循環(流体輸送)を行う冷媒循環手段(運動量輸送式ポンプ)でもある(JIS Z 8126 番号2.1.2.3等参照)。
An
エジェクタ14には、放熱器13から流入する高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部14aと、ノズル部14aの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する第2蒸発器18からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口14bとが備えられている。更に、ノズル部14aおよび冷媒吸引口14bの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部14aからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口14bの吸引冷媒とを混合する混合部14cが設けられている。
The
そして、本実施形態の特徴部として、上記エジェクタ14の混合部14cの冷媒流れ下流側には、混合された冷媒に対する昇圧機能を有すると共に、後述する第1蒸発器15の複数の冷媒流路15aへの冷媒分配を行う冷媒分配装置19が接続されている。
As a feature of the present embodiment, the refrigerant flow downstream of the
冷媒分配装置19は、例えば円柱状を成す本体部19aの内部に複数の分配流路19bが設けられて形成されている。分配流路19bは、混合部14cの冷媒流出側と対応する位置から複数に分岐して、それぞれが本体部19aの第1蒸発器15側に向けて拡がるように延びて、先端側で開口している。各分配流路19bは、第1蒸発器15の各冷媒流路15aに対応して接続されている。そして、複数の分配流路19bの先端側となる総流路断面積は、混合部14cの流路断面積より大きくなる所定面積となるように設定されており、冷媒分配装置19は、第1蒸発器15に対する冷媒分配機能に加えて、混合部14cからの混合冷媒の流れを減速して冷媒圧力を上昇させる機能(昇圧機能)、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する機能を併せ持っている。
The
冷媒分配装置19の冷媒流れ下流側に第1蒸発器(本発明における蒸発器に対応)15が接続され、この第1蒸発器15の冷媒流れ下流側は圧縮機11の吸入側に接続される。第1蒸発器15は、内部に複数の冷媒流路(複数のパス)15aを有しており、上記冷媒分配装置19によって分配された冷媒がそれぞれの冷媒流路15aを流通するようになっている。
A first evaporator 15 (corresponding to the evaporator in the present invention) 15 is connected to the refrigerant flow downstream side of the
一方、エジェクタ14の上流部(放熱器13とエジェクタ14との間の中間部位)から冷媒分岐通路16が分岐され、この冷媒分岐通路16の下流側はエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される。Zは冷媒分岐通路16の分岐点を示す。
On the other hand, a
この冷媒分岐通路16には絞り機構17が配置され、この絞り機構17よりも冷媒流れ下流側部位には第2蒸発器(本発明におけるもう1つの蒸発器に対応)18が配置されている。絞り機構17は、第2蒸発器18への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはオリフィスのような固定絞りで構成できる。また、電動アクチュエータにより弁開度(通路絞り開度)が調整可能になっている電気制御弁を絞り機構17として用いても良い。
A
本実施形態では、2つの蒸発器15、18を図示しない1つの空調ケース内に収納するようになっている。そして、空調ケース内に構成される空気通路に共通の電動送風機(図示せず)により空気(被冷却空気)を矢印Aのごとく送風し、この送風空気を2つの蒸発器15、18で冷却するようになっている。
In this embodiment, the two
2つの蒸発器15、18で冷却された冷風を共通の冷却対象空間に送り込み、これにより、2つの蒸発器15、18にて共通の冷却対象空間を冷却するようになっている。ここで、2つの蒸発器15、18のうち、エジェクタ14下流側の主流路に接続される第1蒸発器15を空気流れAの上流側に配置し、エジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される第2蒸発器18を空気流れAの下流側に配置している。
The cold air cooled by the two
尚、本実施形態の蒸気圧縮式サイクル10を車両空調用冷凍サイクル装置に適用する場合は車室内空間が冷却対象空間となる。また、本実施形態の蒸気圧縮式サイクル10を冷凍車用冷凍サイクル装置に適用する場合は冷凍車の冷凍冷蔵庫内空間が冷却対象空間となる。
In addition, when applying the
次に、第1実施形態の作動を説明する。圧縮機11を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機11で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器13に流入する。放熱器13では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、分岐点Zにてエジェクタ14に向かう冷媒流れと、分岐冷媒通路16に向かう冷媒流れとに分流する。
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the
エジェクタ14に流入した冷媒流れはノズル部14aで減圧され膨張する。従って、ノズル部14aで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、このノズル部14aの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口14bから分岐冷媒通路16の第2蒸発器18通過後の冷媒(気相冷媒)を吸引する。
The refrigerant flow flowing into the
ノズル部14aから噴出した冷媒と冷媒吸引口14bに吸引された冷媒は、ノズル部14a下流側の混合部14cで混合されて冷媒分配装置19に流入する。この冷媒分配装置19では、混合部14cで混合された冷媒が複数の分配流路19bに分配されると共に、混合部14cに対する流路断面積の拡大により、冷媒の速度(膨張)エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。
The refrigerant ejected from the
そして、冷媒分配装置19から流出した冷媒は第1蒸発器15に流入する。第1蒸発器15では、複数の冷媒流路19aを低温の低圧冷媒が流れる間に、図1中の矢印A方向の送風空気から吸熱して蒸発する。送風空気は、冷媒蒸発時の蒸発潜熱により冷却される。そして、蒸発後の気相冷媒は、圧縮機11に吸入され、再び圧縮される。
Then, the refrigerant that has flowed out of the
一方、分岐冷媒通路16に流入した冷媒流れは絞り機構17で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第2蒸発器18に流入する。第2蒸発器18では、内部を冷媒が流れる間に、図1中の矢印A方向の送風空気から冷媒が吸熱して蒸発する。そして、送風空気は冷媒蒸発時の蒸発潜熱により更に冷却される。蒸発後の気相冷媒は、冷媒吸引口14bからエジェクタ14内に吸引される。
On the other hand, the refrigerant flow flowing into the
以上のように、本実施形態によると、冷媒分配装置19の下流側冷媒を第1蒸発器15に供給すると共に、分岐通路16側の冷媒を絞り機構17を通して第2蒸発器18にも供給できるので、第1、第2蒸発器15、18で同時に冷却作用を発揮できる。そのため、第1、第2蒸発器15、18の両方で冷却された冷風を冷却対象空間に吹き出して、冷却対象空間を冷房(冷却)できる。
As described above, according to the present embodiment, the refrigerant on the downstream side of the
その際に、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力は冷媒分配装置19で昇圧された後の圧力であり、一方、第2蒸発器18の出口側はエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続されているから、ノズル部14aでの減圧直後の最も低い圧力を第2蒸発器18に作用させることができる。
At that time, the refrigerant evaporation pressure of the
これにより、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも第2蒸発器18の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を低くすることができる。そして、送風空気の流れ方向Aに対して冷媒蒸発温度が高い第1蒸発器15を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い第2蒸発器18を下流側に配置しているから、第1蒸発器15における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差、および第2蒸発器18における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差が両方とも確保できる。
Thereby, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
このため、第1、第2蒸発器15、18の冷却性能を両方とも有効に発揮できる。従って、共通の冷却対象空間に対する冷却性能を第1、第2蒸発器15、18の組み合わせにて効果的に向上できる。また、冷媒分配装置19での昇圧作用により圧縮機11の吸入圧が上昇され、圧縮機11の駆動動力が低減できる。
For this reason, both the cooling performance of the 1st,
また、本実施形態の蒸気圧縮式サイクル10では、エジェクタ14の上流部の分岐点Zから分岐した冷媒分岐通路16をエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続し、この冷媒分岐通路16に絞り機構17および第2蒸発器18を設けているから、第2蒸発器18には冷媒分岐通路16を通して低圧の気液2相冷媒を独立して供給できる。このため、第1蒸発器15の冷媒流れ下流側に特許文献1(特許文献1中の図1)のような気液分離器を設定する必要がない。
In the
尚、特許文献1のように気液分離器を設定し、冷媒としてCO2冷媒のようにサイクル高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いる超臨界サイクルの場合には、高外気温時にサイクル運転を停止すると、高圧側のみならず、低圧側も超臨界状態となる。 In the case of a supercritical cycle in which a gas-liquid separator is set as in Patent Document 1 and a refrigerant whose cycle high pressure exceeds the critical pressure is used as a refrigerant, such as CO 2 refrigerant, cycle operation is performed at a high outside air temperature. When stopped, not only the high pressure side but also the low pressure side becomes supercritical.
この結果、サイクル運転の再起動時に気液分離器による冷媒の気液分離ができないので、気液分離器内の超臨界状態の高温冷媒がそのまま冷媒吸引側の第2蒸発器18に流入して第2蒸発器18の冷却性能が大幅に低下する。これに対し、本実施形態によると、エジェクタ14の上流部で高圧冷媒を分岐し、この分岐冷媒を絞り機構17で減圧して低温冷媒を冷媒吸引側の第2蒸発器18に流入させることができるので、サイクル運転の再起動時にも第2蒸発器18の冷却性能を素早く発揮できる。
As a result, since the gas-liquid separator cannot perform gas-liquid separation when the cycle operation is restarted, the supercritical high-temperature refrigerant in the gas-liquid separator directly flows into the
また、通常のフロン系の冷媒を用いる亜臨界サイクル(高圧圧力が臨界圧力を超えないサイクル)においても、サイクル熱負荷が小さい条件では、サイクルの高低圧差が小さくなって、エジェクタ14の入力が小さくなる。この場合に、特許文献1のサイクルでは、第2蒸発器18を通過する冷媒流量がエジェクタ14の冷媒吸引能力のみに依存するので、エジェクタ14の入力低下→エジェクタ14の冷媒吸引能力の低下→第2蒸発器18の冷媒流量の減少が発生して、第2蒸発器18の冷却性能を確保しにくい。
Further, even in a subcritical cycle using a normal chlorofluorocarbon refrigerant (a cycle in which the high pressure does not exceed the critical pressure), under a condition where the cycle heat load is small, the difference between the high and low pressures of the cycle is small, and the input of the
これに対し、本実施形態によると、エジェクタ14の上流部で高圧冷媒を分岐し、この分岐冷媒を冷媒分岐通路16を通して冷媒吸引口14bに吸引させるから、冷媒分岐通路16がエジェクタ14に対して並列的な接続関係となる。
On the other hand, according to the present embodiment, the high-pressure refrigerant is branched at the upstream portion of the
このため、冷媒分岐通路16にエジェクタ14の冷媒吸引能力だけでなく、圧縮機11の冷媒吸入、吐出能力をも利用して冷媒を供給できる。これにより、エジェクタ14の入力低下→エジェクタ14の冷媒吸引能力の低下という現象が発生しても、第2蒸発器18側の冷媒流量の減少度合いを特許文献1のサイクルよりも小さくできる。よって、低熱負荷条件でも、第2蒸発器18の冷却性能を確保しやすい。
For this reason, the refrigerant can be supplied to the
また、第2蒸発器18側の冷媒流量をエジェクタ14の機能に依存することなく、絞り機構17にて独立に調整でき、第1蒸発器15への冷媒流量は圧縮機11の冷媒吐出能力の制御とエジェクタ14の絞り特性とにより調整できる。このため、第1、第2蒸発器15、18への冷媒流量をそれぞれの熱負荷に対応して容易に調整できる。
In addition, the refrigerant flow rate on the
更に、本実施形態においては、エジェクタ14の混合部14cに昇圧機能を有する冷媒分配装置19を接続するようにしているので、第1蒸発器15への冷媒分配機能を必要とするものにおいて、エジェクタ14の混合部14cの混合冷媒流出側に通常設けられる昇圧部を廃止して、冷媒分配装置19と兼用させることができ、エジェクタ14の小型化が可能となる。よって、エジェクタ14および冷媒分配装置19に対する省スペース化を可能とすることができる。
Further, in the present embodiment, since the
そして、冷媒分配装置19における昇圧機能は、冷媒を分配させるための分配流路19bの総流路断面積によって決定できるので、冷媒流れ方向における長さ設定の制約を受けずに、所望の昇圧分を持たせることができる。また、当然のことながら昇圧部を廃止できる分、安価なものにすることができる。
The pressure increasing function in the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図3に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、放熱器13とエジェクタ14との間、更に具体的には、放熱器13と冷媒分岐通路16の分岐点Zとの間に第1絞り機構(本発明におけるもう1つの絞り機構に対応)17aを設け、第2蒸発器18の冷媒上流側の絞り機構を第2絞り機構17bとしている。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the first throttle is between the
第1絞り機構17aは第1蒸発器15の冷媒出口側の冷媒温度に応じて自身の開度が可変される温度式膨張弁としており、また、第2絞り機構17bは固定絞りとしている。
The
これにより、エジェクタ14での減圧が不足する場合に第1絞り機構17aによって減圧補助を行うことができると共に、第1蒸発器15における冷媒出口側の過熱度を所定過熱度となるように維持できる。
Thereby, when the decompression at the
尚、第2実施形態の変形例として、図4に示すように、第1絞り機構17aを冷媒分岐流路16の分岐点Zとエジェクタ14との間に配設すると共に、第2絞り機構17cを第2蒸発器18の冷媒出口側の冷媒温度に応じて自身の開度が可変される温度式膨張弁としても良い。
As a modification of the second embodiment, as shown in FIG. 4, a
これにより、サイクル熱負荷の変動が生じても、それぞれの絞り機構17a、17cによって、第1蒸発器15、第2蒸発器18における冷媒出口側の過熱度を所定過熱度となるように維持しながら、それぞれの蒸発器15、18の冷媒流量を制御することができる。
Thus, even if the cycle heat load fluctuates, the degree of superheat on the refrigerant outlet side in the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図5、図6に示す。第3実施形態は上記第1実施形態に対して、第1蒸発器(本発明の蒸発器に対応)15Aが、複数積層される冷媒チューブ15cを有しており、各冷媒チューブ15bの長手方向端部がヘッダタンク15bに接続連通されたものを対象としている。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. The third embodiment is different from the first embodiment in that a first evaporator (corresponding to the evaporator of the present invention) 15A includes a plurality of stacked
ここでは、エジェクタ14の混合部14cの混合冷媒流出側を第1蒸発器15Aのヘッダ15bに接続している。エジェクタ14のヘッダタンク15bに対する接続方向は、図5、図6に示すように、ヘッダタンク15bの長手方向に沿うもの、あるいはヘッダタンク15bの長手方向に交差するもの等、種々対応可能である。
Here, the mixed refrigerant outflow side of the mixing
これにより、ヘッダタンク15bが複数の冷媒チューブ15cに対する分配機能を果たすものであるので、上記第1実施形態と同様に、エジェクタ14の昇圧部を廃止したものとすることができる。
Thereby, since the
(その他の実施形態)
本発明のエジェクタ14および冷媒分配装置19は、上記第1〜第3実施形態に対して、特許文献1(特許文献1中の図1)に示されるサイクル、即ち、第1蒸発器15と圧縮機11との間に気液分離器が設けられ、この気液分離器とエジェクタ14の冷媒吸引口14bとが第2蒸発器18が配設されるバイパス通路で接続されたサイクルに適用しても良い。
(Other embodiments)
The
10 蒸気圧縮式サイクル
11 圧縮機
13 放熱器
14 エジェクタ
14a ノズル部
14b 冷媒吸引口
14c 混合部
15、15A 第1蒸発器(蒸発器)
15a 冷媒流路(複数の冷媒流路)
15b ヘッダタンク
15c 冷媒チューブ
16 冷媒分岐通路
17 絞り機構
17a 第1絞り機構(もう1つの絞り機構)
18 第2蒸発器(もう1つの蒸発器)
19 冷媒分配装置
DESCRIPTION OF
15a Refrigerant flow path (multiple refrigerant flow paths)
18 Second evaporator (another evaporator)
19 Refrigerant distributor
Claims (4)
前記圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(13)と、
前記放熱器(13)下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部(14a)、前記ノズル部(14a)から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(14b)、および前記高い速度の冷媒流と前記冷媒吸引口(14b)の吸引冷媒とを混合する混合部(14c)を有するエジェクタ(14)と、
前記エジェクタ(14)から流出された冷媒を内部の複数の冷媒流路(15a)に流して蒸発させる蒸発器(15)とを備え、
前記混合部(14c)の混合冷媒の流出側に、前記混合冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して昇圧する昇圧機能を有し、前記蒸発器(15)の複数の冷媒流路(15a)に前記混合冷媒を分配する冷媒分配装置(19)を接続したことを特徴とする蒸気圧縮式サイクル。 A compressor (11) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (13) for radiating heat of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11);
A nozzle part (14a) for decompressing and expanding the refrigerant on the downstream side of the radiator (13), a refrigerant suction port (14b) through which the refrigerant is sucked by a high-speed refrigerant flow injected from the nozzle part (14a), and An ejector (14) having a mixing section (14c) for mixing the high-speed refrigerant flow and the suction refrigerant of the refrigerant suction port (14b);
An evaporator (15) that evaporates the refrigerant that has flowed out of the ejector (14) through a plurality of refrigerant flow paths (15a) inside;
On the outflow side of the mixed refrigerant in the mixing section (14c), there is a pressure increasing function for increasing pressure by converting the velocity energy of the mixed refrigerant into pressure energy, and a plurality of refrigerant flow paths (15a) of the evaporator (15) A vapor compression cycle, characterized in that a refrigerant distribution device (19) for distributing the mixed refrigerant is connected to the vapor compression cycle.
前記冷媒分岐通路(16)に絞り機構(17)が設けられ、この絞り機構(17)の下流側にもう1つの蒸発器(18)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式サイクル。 A refrigerant branch passage (16) branched from an upstream portion of the ejector (14) and reaching the refrigerant suction port (14b);
The throttle mechanism (17) is provided in the refrigerant branch passage (16), and another evaporator (18) is provided downstream of the throttle mechanism (17). Vapor compression cycle.
前記圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(13)と、
前記放熱器(13)下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部(14a)、前記ノズル部(14a)から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(14b)、および前記高い速度の冷媒流と前記冷媒吸引口(14b)の吸引冷媒とを混合する混合部(14c)を有するエジェクタ(14)と、
前記エジェクタ(14)から流出された冷媒をヘッダタンク(15b)を介して複数の冷媒チューブ(15c)に流して蒸発させる蒸発器(15A)とを備え、
前記ヘッダタンク(15b)に前記混合部(14c)の混合冷媒の流出側を接続したことを特徴とする蒸気圧縮式サイクル。 A compressor (11) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (13) for radiating heat of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11);
A nozzle part (14a) for decompressing and expanding the refrigerant on the downstream side of the radiator (13), a refrigerant suction port (14b) through which the refrigerant is sucked by a high-speed refrigerant flow injected from the nozzle part (14a), and An ejector (14) having a mixing section (14c) for mixing the high-speed refrigerant flow and the suction refrigerant of the refrigerant suction port (14b);
An evaporator (15A) for flowing and evaporating the refrigerant flowing out of the ejector (14) through the header tank (15b) to the plurality of refrigerant tubes (15c);
A vapor compression cycle, wherein the mixed refrigerant outflow side of the mixing section (14c) is connected to the header tank (15b).
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