JP2008020140A - Vortex tube, and refrigerant circuit using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerant circuit using a vortex tube capable of efficiently converting kinetic energy from expansion energy into energy of pressure and temperature in an expansion process of refrigerant circulating in the refrigerant circuit, and capable of carrying out highly efficient operation using it. <P>SOLUTION: The refrigerant circuit is composed by connecting a compressor 1, a first four way valve 2, a first heat exchanger 3, a second four way valve 4, a second heat exchanger 5, and the vortex tube 6. The vortex tube 6 is composed of a tube body 7, a high temperature fluid discharge part 8 opened with a high temperature fluid discharge opening 14, a diffuser 9 opened with an expanding conical low temperature fluid discharge opening 15, and a head part 10. A nozzle 11 converting the pressure energy of a high pressure refrigerant into velocity energy to depress and expand the refrigerant is attached to the head part 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボルテックスチューブ及び、それを用いた冷媒回路に係わり、より詳細には、冷媒の膨張エネルギを回収し、有効に活用して冷凍能力と省エネルギ性を向上させた構成に関する。   The present invention relates to a vortex tube and a refrigerant circuit using the vortex tube, and more particularly to a configuration in which expansion energy of the refrigerant is recovered and effectively used to improve refrigeration capacity and energy saving.

冷媒回路は、通常、圧縮機と、四方弁と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを順次接続して構成されている。前記減圧手段は、凝縮した冷媒を断熱膨張させて低温低圧の冷媒に変換させるようになっており、主に、細い冷媒管をコイル状に巻回したキャピラリチューブ、あるいは電子膨張弁等が用いられるようになっている。   The refrigerant circuit is usually configured by sequentially connecting a compressor, a four-way valve, a condenser, a decompression unit, and an evaporator. The decompression means adiabatically expands the condensed refrigerant to convert it into a low-temperature and low-pressure refrigerant, and a capillary tube in which a thin refrigerant tube is wound in a coil shape, an electronic expansion valve, or the like is mainly used. It is like that.

前記キャピラリチューブは、管径と、全長とが一定に形成され、簡素な構造であるが、凝縮圧力、または蒸発圧力の可変制御が困難であり、また、冷媒の膨張エネルギを回収することはできなかった。前記電子膨張弁は、ニードルにより冷媒を絞り、低温低圧の状態に変換させるが、前記キャピラリチューブと同様に、冷媒の膨張エネルギを回収することはできなかった。   The capillary tube has a simple structure with a constant tube diameter and total length, but it is difficult to control the condensing pressure or the evaporating pressure, and the expansion energy of the refrigerant cannot be recovered. There wasn't. The electronic expansion valve squeezes the refrigerant with a needle and converts it into a low-temperature and low-pressure state. However, like the capillary tube, the electronic expansion valve cannot recover the expansion energy of the refrigerant.

次に、膨張機構としてエジェクタを用いた冷媒回路の一例を図６に示す。図６で示す冷媒回路は、圧縮機３０と、放熱器３１と、エジェクタ３２と、気液分離器３４とを順次接続するとともに、同気液分離器３４の液相冷媒流出側に、減圧手段３５と、蒸発器３３とを接続している。同冷媒回路には、臨界圧力以上にまで昇圧される二酸化炭素冷媒が循環するようになっている（例えば、特許文献１参照）。   Next, an example of a refrigerant circuit using an ejector as an expansion mechanism is shown in FIG. The refrigerant circuit shown in FIG. 6 includes a compressor 30, a radiator 31, an ejector 32, and a gas-liquid separator 34 that are sequentially connected to each other, and a pressure reducing means is provided on the liquid-phase refrigerant outflow side of the gas-liquid separator 34. 35 and the evaporator 33 are connected. In the refrigerant circuit, a carbon dioxide refrigerant whose pressure is increased to a critical pressure or higher is circulated (see, for example, Patent Document 1).

前記圧縮機３０で高温高圧となった二酸化炭素冷媒は、前記放熱器３１に流入し、周囲に熱を放出して冷却される。冷却された冷媒は前記エジェクタ３２に流入し、同エジェクタ３２で断熱膨張して前記気液分離器３４に流入し、気相冷媒と液相冷媒とに分離されるようになっている。前記エジェクタ３２は、ノズルと混合部とディフューザとを備え、前記ノズルは前記放熱器３１からの高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換させるようになっており、前記混合部は前記放熱器３１からの冷媒と前記蒸発器３３からの冷媒を混合させるようになっている。また、前記ディフューザでは動圧が静圧に変換されるようになっている。   The carbon dioxide refrigerant that has become high-temperature and high-pressure in the compressor 30 flows into the radiator 31 and is cooled by releasing heat to the surroundings. The cooled refrigerant flows into the ejector 32, adiabatically expands in the ejector 32, flows into the gas-liquid separator 34, and is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. The ejector 32 includes a nozzle, a mixing unit, and a diffuser. The nozzle converts pressure energy of the high-pressure refrigerant from the radiator 31 into velocity energy, and the mixing unit is connected to the radiator 31. The refrigerant from the evaporator 33 is mixed. In the diffuser, dynamic pressure is converted into static pressure.

前記気液分離器３４で分離した液相冷媒は、前記減圧手段３５を介して前記蒸発器３３に流入し、周囲の熱を吸収して蒸発し、蒸発した二酸化炭素冷媒は前記エジェクタ３２に再び流入するようになっている。前記気液分離器３４で分離した気相冷媒は、吸込圧が高い状態で前記圧縮機３０に再び還流するようになっている。これにより、前記エジェクタ３２の膨張エネルギを有効に利用して成績係数の高い冷媒回路を形成するようになっている。   The liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 34 flows into the evaporator 33 via the decompression means 35, absorbs ambient heat and evaporates, and the evaporated carbon dioxide refrigerant returns to the ejector 32 again. Inflow. The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 34 is refluxed again to the compressor 30 with a high suction pressure. Thereby, the refrigerant | coolant circuit with a high coefficient of performance is formed using the expansion energy of the said ejector 32 effectively.

しかしながら、前記エジェクタ３２は、膨張エネルギの一部を回収し、前記圧縮機３０の吸込圧力を高めて、圧縮比を減少させる機能を有するが、エジェクタによる膨張エネルギの利用は、冷媒の運動エネルギの一部を圧力エネルギに変換させるに過ぎなかった。これらのことにより、冷媒の膨張過程での、膨張エネルギから生じる運動エネルギを、高効率及び有効な機構によって、圧力と温度エネルギに変換することが望まれており、また、それを利用した、より高効率で運転の可能な冷媒回路が求められていた。
特開２００２−３１８０１９号（１３頁、図１） However, the ejector 32 has a function of recovering a part of the expansion energy and increasing the suction pressure of the compressor 30 to decrease the compression ratio. However, the use of the expansion energy by the ejector is based on the kinetic energy of the refrigerant. Only part of it was converted to pressure energy. Therefore, it is desired to convert the kinetic energy generated from the expansion energy in the expansion process of the refrigerant into pressure and temperature energy by a highly efficient and effective mechanism. There has been a demand for a refrigerant circuit that can be operated with high efficiency.
JP 2002-318019 (page 13, FIG. 1)

本発明は、上記問題点に鑑み、冷媒回路に循環する冷媒の膨張過程での、膨張エネルギから生じる運動エネルギを高効率で圧力と温度のエネルギに変換することができ、また、それを利用した、より高効率で運転の可能な冷媒回路を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention can convert kinetic energy generated from expansion energy into pressure and temperature energy with high efficiency in the expansion process of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit, and uses it. Another object of the present invention is to provide a refrigerant circuit that can be operated with higher efficiency.

本発明は、上記課題を解決するため、円筒状のチューブ本体と、同チューブ本体の接線方向から流体を流入させるヘッド部と、前記チューブ本体の軸線方向の両端部に、高温流体吐出口及び低温流体吐出口とを夫々有するボルテックスチューブにおいて、前記ヘッド部は、主流入口と副流入口とを備えてなり、前記主流入口から流入した流体により前記副流入口から他の流体を吸引する構成となっている。また、前記主流入口にはノズルが装着され、同ノズルの吐出孔を備えた先端部は、前記副流入口より、前記チューブ本体の近傍に位置している構成となっている。また、圧縮機と、放熱熱交換器と、吸熱熱交換器と、前記ボルテックスチューブとを夫々接続して構成され、前記圧縮機の吸込側を前記ボルテックスチューブの高温流体吐出口に接続し、前記圧縮機の吐出側を前記放熱熱交換器の流入側に接続するとともに、前記ボルテックスチューブの低温流体吐出口を前記吸熱熱交換器の流入側に接続し、前記ヘッド部の主流入口を前記放熱熱交換器の流出側に接続し、前記副流入口を前記吸熱熱交換器の流出側に接続した構成となっている。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylindrical tube body, a head portion for allowing a fluid to flow in from a tangential direction of the tube body, and a high-temperature fluid discharge port and a low temperature at both ends in the axial direction of the tube body. In the vortex tube having a fluid discharge port, the head portion includes a main flow inlet and a sub flow inlet, and is configured to suck another fluid from the sub flow inlet by the fluid flowing in from the main flow inlet. ing. In addition, a nozzle is attached to the main inlet, and a tip end portion having a discharge hole of the nozzle is positioned closer to the tube body than the auxiliary inlet. Further, the compressor, the heat dissipation heat exchanger, the endothermic heat exchanger, and the vortex tube are connected to each other, and the suction side of the compressor is connected to the high temperature fluid discharge port of the vortex tube, The discharge side of the compressor is connected to the inflow side of the radiant heat exchanger, the low temperature fluid discharge port of the vortex tube is connected to the inflow side of the endothermic heat exchanger, and the main inlet of the head portion is connected to the radiant heat. It connects to the outflow side of the exchanger, and the sub-inlet is connected to the outflow side of the endothermic heat exchanger.

本発明によると、請求項１に関わる発明は、円筒状のチューブ本体と、同チューブ本体の接線方向から流体を流入させるヘッド部と、前記チューブ本体の軸線方向の両端部に、高温流体吐出口及び低温流体吐出口とを夫々有するボルテックスチューブにおいて、前記ヘッド部は、主流入口と副流入口とを備えてなり、前記主流入口から流入した流体により前記副流入口から他の流体を吸引する構成により、前記ヘッド部から流入した流体及び他の流体を前記チューブ本体でのボルテックス効果により高温流体と低温流体に効率よく分離することができるようになっている。また、請求項２に関わる発明は、前記主流入口にノズルを装着し、同ノズルの吐出孔を備えた先端部は、前記副流入口より前記チューブ本体の近傍に位置する構成とすることにより、前記ノズルの吐出孔から高速で吹き出す流体が膨張、減圧し前記副流入口から他の流体を吸引するエジェクタ効果をより効率的に作用させることができるようになっている。また、前記ヘッド部から流入した流体及び他の流体を前記チューブ本体でのボルテックス効果により高温流体と低温流体に分離する過程で、このようなエジェクタ効果によって得られた流体の膨張エネルギを圧力、温度のエネルギに効率的に変換することができるようになっている。また、請求項３に関わる発明は、圧縮機と、放熱熱交換器と、吸熱熱交換器と、前記ボルテックスチューブとを夫々接続して冷媒回路を構成し、前記圧縮機の吸込側を前記ボルテックスチューブの高温流体吐出口に接続し、前記圧縮機の吐出側を前記放熱熱交換器の流入側に接続するとともに、前記ボルテックスチューブの低温流体吐出口を前記吸熱熱交換器の流入側に接続し、前記ヘッド部の主流入口を前記放熱熱交換器の流出側に接続し、前記副流入口を前記吸熱熱交換器の流出側に接続した構成とすることにより、冷媒回路に循環する冷媒の膨張過程で生じる膨張エネルギが、本発明によるボルテックスチューブによって冷媒回路で直接利用できる圧力、温度のエネルギに変換され、有効に利用することができ、冷媒回路のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができるようになっている。   According to the present invention, the invention according to claim 1 includes a cylindrical tube main body, a head portion for allowing fluid to flow in from a tangential direction of the tube main body, and high-temperature fluid discharge ports at both ends in the axial direction of the tube main body. And a vortex tube each having a low-temperature fluid discharge port, the head portion includes a main inlet and a sub-inlet, and a structure in which another fluid is sucked from the sub-inlet by the fluid flowing in from the main inlet. Thus, the fluid flowing in from the head portion and other fluids can be efficiently separated into a high temperature fluid and a low temperature fluid by the vortex effect in the tube body. Further, the invention according to claim 2 is configured such that a nozzle is attached to the main inlet, and a tip portion provided with a discharge hole of the nozzle is positioned near the tube body from the auxiliary inlet. The fluid blown out from the discharge hole of the nozzle expands and depressurizes, and the ejector effect of sucking in other fluid from the auxiliary inlet can be more efficiently operated. Further, in the process of separating the fluid flowing in from the head part and other fluids into a high temperature fluid and a low temperature fluid by the vortex effect in the tube body, the expansion energy of the fluid obtained by such an ejector effect is changed to pressure, temperature. The energy can be efficiently converted into the energy. According to a third aspect of the present invention, a compressor, a heat dissipation heat exchanger, an endothermic heat exchanger, and the vortex tube are connected to form a refrigerant circuit, and the suction side of the compressor is connected to the vortex. Connected to the high temperature fluid outlet of the tube, connected the discharge side of the compressor to the inflow side of the radiant heat exchanger, and connected the low temperature fluid outlet of the vortex tube to the inflow side of the endothermic heat exchanger. The expansion of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is achieved by connecting the main inlet of the head part to the outlet side of the radiant heat exchanger and connecting the auxiliary inlet to the outlet side of the endothermic heat exchanger. The expansion energy generated in the process is converted into pressure and temperature energy that can be directly used in the refrigerant circuit by the vortex tube according to the present invention and can be used effectively. And it is capable of improving the coefficient).

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings.

図１は、本発明によるボルテックスチューブを備えた冷媒回路の一例で、冷房運転時の冷媒の流れを示す図であり、図２は同ボルテックスチューブを示す断面図であり、図３は、本発明によるボルテックスチューブを備えた冷媒回路の他の例での暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図４は冷媒回路内での圧力変化を示す図であり、また、図５は、冷凍サイクルを表した図である。また、以下の説明では、冷媒回路を循環する冷媒は、二酸化炭素冷媒を用いるものとする。   FIG. 1 is an example of a refrigerant circuit provided with a vortex tube according to the present invention, and is a diagram showing a flow of refrigerant during cooling operation, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vortex tube, and FIG. It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant at the time of the heating operation in the other example of the refrigerant circuit provided with the vortex tube by. FIG. 4 is a view showing a pressure change in the refrigerant circuit, and FIG. 5 is a view showing a refrigeration cycle. In the following description, carbon dioxide refrigerant is used as the refrigerant circulating in the refrigerant circuit.

本発明によるボルテックスチューブを備えた冷媒回路は、図１で示すように、圧縮機１と、第一四方弁２と、第一熱交換器３と、第二四方弁４と、第二熱交換器５と、ボルテックスチューブ６とを接続して構成されている。前記圧縮機１の吐出側は前記第一四方弁２の第一ポート２ａに接続され、同第一四方弁２の第二ポート２ｂは、前記第一熱交換器３の第一接続部３ａに接続されている。同第一熱交換器３の第二接続部３ｂは前記第二四方弁４の第一ポート４ａに接続され、同第二四方弁４の第二ポート４ｂは、前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０の頭部に装着された、ノズル１１の主流入口１１ａに接続されている。尚、前記第一熱交換器３と第二熱交換器５とは、第一四方弁２及び第二四方弁４の流路切換手段により，例えば蒸発器としての吸熱熱交換器と、例えばガスクーラーあるいは凝縮器としての放熱熱交換器との機能が相互に入れ替わり、同一冷媒回路で、冷房運転と暖房運転の切換が行えるようになっている。尚、冷房運転、暖房運転のいずれか一方の運転でよい場合は、前記第一四方弁２及び第二四方弁４の流路切換手段は不要である。   The refrigerant circuit provided with the vortex tube according to the present invention includes a compressor 1, a first four-way valve 2, a first heat exchanger 3, a second four-way valve 4, and a second, as shown in FIG. The heat exchanger 5 and the vortex tube 6 are connected to each other. The discharge side of the compressor 1 is connected to the first port 2 a of the first four-way valve 2, and the second port 2 b of the first four-way valve 2 is connected to the first connection part of the first heat exchanger 3. 3a is connected. The second connection portion 3b of the first heat exchanger 3 is connected to the first port 4a of the second four-way valve 4, and the second port 4b of the second four-way valve 4 is the head of the vortex tube 6 Connected to the main inlet 11 a of the nozzle 11 mounted on the head of the section 10. The first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 5 are, for example, an endothermic heat exchanger as an evaporator by the flow path switching means of the first four-way valve 2 and the second four-way valve 4; For example, the functions of a heat exchanger such as a gas cooler or a condenser are interchanged, and the cooling operation and the heating operation can be switched in the same refrigerant circuit. In the case where only one of the cooling operation and the heating operation is sufficient, the flow path switching means of the first four-way valve 2 and the second four-way valve 4 is not necessary.

前記第一四方弁２の第三ポート２ｃは、前記第二熱交換器５の第二接続部５ｂに接続され、また、同第一四方弁２の第四ポート２ｄは前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０側面に設けられた副流入口１２に接続されている。前記第二熱交換器５の第一接続部５ａは、前記第二四方弁４の第四ポート４ｄに接続され、また、同第二四方弁４の第三ポート４ｃは前記ボルテックスチューブ６の低温流体吐出口１５に接続されている。同ボルテックスチューブ６の高温流体吐出口１４は前記圧縮機１の流入側に接続されている。   The third port 2c of the first four-way valve 2 is connected to the second connection portion 5b of the second heat exchanger 5, and the fourth port 2d of the first four-way valve 2 is connected to the vortex tube 6 Is connected to a secondary inlet 12 provided on the side surface of the head portion 10. The first connection portion 5a of the second heat exchanger 5 is connected to the fourth port 4d of the second four-way valve 4, and the third port 4c of the second four-way valve 4 is connected to the vortex tube 6 Is connected to the low-temperature fluid discharge port 15. A high temperature fluid discharge port 14 of the vortex tube 6 is connected to the inflow side of the compressor 1.

次に、前記ボルテックスチューブ６の構造について説明する。図２で示すように、ボルテックスチューブ６は、内部空間を有する円筒状に形成されたチューブ本体７と、同チューブ本体７の一端に膨出するように設けられ、高温流体吐出口１４を開口した高温流体吐出部８と、前記チューブ本体７の他端に、拡開する円錐状に形成され、前記低温流体吐出口１５を開口したディフューザ９と、前記チューブ本体７の側面から、同チューブ本体７に直交するように突出して設けられたヘッド部１０とからなっている。   Next, the structure of the vortex tube 6 will be described. As shown in FIG. 2, the vortex tube 6 is provided so as to swell at one end of the tube main body 7 formed in a cylindrical shape having an internal space, and opens the high-temperature fluid discharge port 14. From the high-temperature fluid discharge portion 8 and the other end of the tube body 7, a diffuser 9 formed in a conical shape that expands and opens the low-temperature fluid discharge port 15, and from the side surface of the tube body 7, the tube body 7 The head portion 10 is provided so as to protrude perpendicularly to the head portion 10.

前記ディフューザ９は、同ディフューザ９に供給される冷媒の流速を落とし、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒圧力を上昇させる作用を有している。前記ヘッド部１０には冷媒が流入する主流入口１１ａを穿設し、流路断面積が絞られたノズル１１が装着されており、同ノズル１１は、流入する高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して、冷媒の流速を増加させるとともに、圧力を減少させる、所謂減圧膨張の作用を有している。また、同ヘッド部１０の側面には、前記第一四方弁２の第四ポート２ｄに接続される副流入口１２が設けられ、流路断面積が絞られた前記ノズル１１を通過し、同ノズル１１先端部の吐出孔１１ｂから吐出される減圧膨張した冷媒流体のエジェクタ効果により、前記ヘッド部１０内は負圧状態となり、同負圧状態により、前記第一四方弁２から冷媒流体が同副流入口１２に吸引されるようになっている。また、前記主流入口１１ａにノズル１１を装着し、同ノズル１１の吐出孔１１ｂを備えた先端部は、前記副流入口１２より前記チューブ本体７の近傍に位置する構成とすることにより、前記ノズル１１の吐出孔から高速で吹き出す流体が膨張、減圧し前記副流入口１２から他の流体を吸引するエジェクタ効果をより効率的に作用させることができるようになっている。同副流入口１２から流入した冷媒は、前記ノズル１１から流入した冷媒と、混合部１３にて混合し、前記チューブ本体７に混合した状態で流入し、効率良く渦流を発生させ、このようなエジェクタ効果によって得られた流体の膨張エネルギを圧力、温度のエネルギに効率的に変換することができるようになっている。   The diffuser 9 has a function of decreasing the flow rate of the refrigerant supplied to the diffuser 9 and increasing the refrigerant pressure by converting the velocity energy of the refrigerant into pressure energy. The head portion 10 is provided with a nozzle 11 having a main flow inlet 11a into which a refrigerant flows and a flow passage cross-sectional area being reduced. The nozzle 11 converts the pressure energy of the flowing high-pressure refrigerant into velocity energy. It has the effect of so-called decompression and expansion, which converts it to increase the flow rate of the refrigerant and reduce the pressure. Further, the side surface of the head portion 10 is provided with a secondary inlet 12 connected to the fourth port 2d of the first four-way valve 2 and passes through the nozzle 11 with a reduced flow path cross-sectional area, Due to the ejector effect of the decompressed and expanded refrigerant fluid discharged from the discharge hole 11b at the tip of the nozzle 11, the inside of the head portion 10 is in a negative pressure state, and the negative pressure state causes the refrigerant fluid to flow from the first four-way valve 2. Is sucked into the auxiliary inlet 12. Further, the nozzle 11 is attached to the main inlet 11a, and the tip end portion of the nozzle 11 provided with the discharge hole 11b is positioned closer to the tube body 7 than the auxiliary inlet 12, so that the nozzle Thus, the fluid ejected at a high speed from the 11 discharge holes expands and depressurizes, and the ejector effect of sucking in other fluids from the auxiliary inlet 12 can be made to act more efficiently. The refrigerant flowing in from the sub-inlet 12 is mixed with the refrigerant flowing in from the nozzle 11 in the mixing unit 13 and flows into the tube body 7 in a mixed state, efficiently generating a vortex. The fluid expansion energy obtained by the ejector effect can be efficiently converted into pressure and temperature energy.

次に、前記ボルテックスチューブ６の動作及び作用について説明する。前記チューブ本体７内は、流入した冷媒を高温高圧の冷媒と、低温低圧の冷媒とに分離させる分離空間となっている。前記ノズル１１と前記副流入口１２とから流入した冷媒は、上記したように前記混合部１３で混合した後、前記チューブ本体７に接線方向から流入する。同チューブ本体７に流入した冷媒は、図２で示すように、分離空間の内壁面に沿って高速回転する渦流となって前記高温吐出部８に向かい、前記高温流体吐出口１４から高温高圧の流体となって流出するようになっている。   Next, the operation and action of the vortex tube 6 will be described. The inside of the tube body 7 is a separation space that separates the flowing refrigerant into a high-temperature and high-pressure refrigerant and a low-temperature and low-pressure refrigerant. The refrigerant flowing in from the nozzle 11 and the auxiliary inlet 12 is mixed in the mixing unit 13 as described above, and then flows into the tube body 7 from the tangential direction. As shown in FIG. 2, the refrigerant flowing into the tube body 7 becomes a vortex that rotates at high speed along the inner wall surface of the separation space, travels toward the high-temperature discharge section 8, and is heated and discharged from the high-temperature fluid discharge port 14. It flows out as a fluid.

分離空間の内壁面に沿って高速回転する渦流の一部は、前記高温吐出部８に設けられた円錐形のバルブ体８ａにより、流れ方向を反転するようになっている。高速回転する渦流が遠心力の作用により中心部が空洞状態となっていることにより、前記バルブ体８ａにより流れを反転された冷媒は、低温低圧の流体となって前記チューブ本体７の中心部を通り前記ディフューザ９に向かうようになっている。同ディフューザ９は、冷媒流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒圧力を上昇させながら前記低温流体吐出口１５から冷媒を流出させるようになっている。   A part of the vortex that rotates at high speed along the inner wall surface of the separation space is reversed in the flow direction by a conical valve body 8 a provided in the high temperature discharge section 8. Since the central part of the vortex that rotates at high speed is in a hollow state due to the centrifugal force, the refrigerant whose flow is reversed by the valve body 8a becomes a low-temperature and low-pressure fluid and flows through the central part of the tube body 7. It goes to the diffuser 9. The diffuser 9 allows the refrigerant to flow out of the low-temperature fluid discharge port 15 while increasing the refrigerant pressure by converting the velocity energy of the refrigerant fluid into pressure energy.

次に、前記冷媒回路の冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。図１で示すように、前記圧縮機１で圧縮され高温高圧となった冷媒は、矢印で示すように、前記第一四方弁２の第一ポート２ａと第二ポート２ｂとを介して前記第一接続部３ａから、冷房運転時、放熱熱交換器として機能する前記第一熱交換器３に流入する。同第一熱交換器３で熱を放出して冷却された冷媒は前記第二接続部３ｂから流出し、前記第二四方弁４の第一ポート４ａと第二ポート４ｂとを介して前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０に装着された前記ノズル１１に流入するようになっている。尚、冷媒回路に循環する冷媒が二酸化炭素冷媒ではなく、通常のエアコンで使用されるＲ２２，Ｒ４１０Ａ等の冷媒とする場合は、通常の冷媒回路と同様に、前記第一熱交換器３は室外熱交換器とし、前記第二熱交換器５は室内熱交換器としてもよい。   Next, the flow of the refrigerant during the cooling operation of the refrigerant circuit will be described. As shown in FIG. 1, the refrigerant that has been compressed by the compressor 1 into a high temperature and high pressure passes through the first port 2a and the second port 2b of the first four-way valve 2 as shown by arrows. The air flows from the first connection portion 3a into the first heat exchanger 3 that functions as a heat dissipation heat exchanger during cooling operation. The refrigerant cooled by releasing heat in the first heat exchanger 3 flows out of the second connection portion 3b, and passes through the first port 4a and the second port 4b of the second four-way valve 4. It flows into the nozzle 11 mounted on the head portion 10 of the vortex tube 6. When the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is not a carbon dioxide refrigerant but a refrigerant such as R22 and R410A used in a normal air conditioner, the first heat exchanger 3 is outdoors as in the normal refrigerant circuit. A heat exchanger may be used, and the second heat exchanger 5 may be an indoor heat exchanger.

前記ヘッド部１０に装着された前記ノズル１１の主流入口１１ａに流入した冷媒は、上記したように、前記チューブ本体７に流入し、分離空間の内壁面に沿って高速回転する渦流となって昇圧されつつ前記高温流体吐出口１４から高温高圧の流体となって流出するようになっている。また、分離空間の内壁面に沿って高速回転する渦流の一部は、流れ方向を反転し、低温低圧の流体となって前記チューブ本体７の中心部を通り前記ディフューザ９に向かい、冷媒圧力を上昇させながら前記低温流体吐出口１５から流出するようになっている。   As described above, the refrigerant that has flowed into the main inlet 11a of the nozzle 11 attached to the head unit 10 flows into the tube body 7 and becomes a vortex that rotates at high speed along the inner wall surface of the separation space. In addition, the high-temperature fluid discharge port 14 flows out as a high-temperature and high-pressure fluid. Further, a part of the vortex that rotates at high speed along the inner wall surface of the separation space reverses the flow direction, becomes a low-temperature and low-pressure fluid, passes through the central portion of the tube body 7 toward the diffuser 9, and reduces the refrigerant pressure. The liquid flows out from the low-temperature fluid discharge port 15 while being raised.

前記低温流体吐出口１５から流出した低温低圧の冷媒は、前記第二四方弁４の第三ポート４ｃと第四ポート４ｄとを介して前記第一接続部５ａから、吸熱熱交換器として機能する前記第二熱交換器５に流入する。同第二熱交換器５に流入した冷媒は、周囲の熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記第一四方弁２の第三ポート２ｃと第四ポート２ｄとを介して前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０に設けられた副流入口１２に流入するようになっている。これ以降、前記主流入口１１ａと前記副流入口１２から流入した冷媒流体は混合して、前記チューブ本体７で渦流を発生させるようになっている。   The low-temperature and low-pressure refrigerant flowing out from the low-temperature fluid discharge port 15 functions as an endothermic heat exchanger from the first connection portion 5a via the third port 4c and the fourth port 4d of the second four-way valve 4. Into the second heat exchanger 5. The refrigerant flowing into the second heat exchanger 5 absorbs ambient heat and evaporates, and the evaporated refrigerant passes through the third port 2c and the fourth port 2d of the first four-way valve 2 and vortexes. It flows into a sub-inlet 12 provided in the head portion 10 of the tube 6. Thereafter, the refrigerant fluid flowing in from the main inlet 11a and the auxiliary inlet 12 is mixed to generate a vortex in the tube body 7.

上記したような冷媒の循環が継続して行なわれることにより、前記ボルテックスチューブ６により冷媒の膨張過程で生じる膨張エネルギが、冷媒回路で直接利用できる圧力、温度のエネルギに変換されて前記ボルテックスチューブ６内の冷媒に作用し、その結果、同ボルテックスチューブ６の高温流体吐出口１４から前記圧縮機１に対し高圧の冷媒を供給することにより、圧縮機の吸込圧が高まり、その分圧縮機の負荷が減少する。つまり膨張エネルギの回収が行なわれ、より効率的でＣＯＰ（成績係数）の高い冷媒回路を実現できるようになっている。   By continuing the circulation of the refrigerant as described above, the expansion energy generated in the expansion process of the refrigerant by the vortex tube 6 is converted into energy of pressure and temperature that can be directly used in the refrigerant circuit, and the vortex tube 6 As a result, a high-pressure refrigerant is supplied from the high-temperature fluid discharge port 14 of the vortex tube 6 to the compressor 1, thereby increasing the suction pressure of the compressor and correspondingly increasing the load on the compressor. Decrease. That is, expansion energy is recovered, and a more efficient refrigerant circuit with a high COP (coefficient of performance) can be realized.

次に、暖房運転について説明する。暖房運転時、図３で示すように、前記第一四方弁２は図１で示す状態から、切換られて、第一ポート２ａと第三ポート２ｃとが連結され、第二ポート２ｂと第四ポート２ｄとが連結されるようになっている。また、前記第二四方弁４も同様に切換られて、第一ポート４ａと第三ポート４ｃとが連結され、第二ポート４ｂと第四ポート４ｄとが連結されるようになっている。   Next, the heating operation will be described. During the heating operation, as shown in FIG. 3, the first four-way valve 2 is switched from the state shown in FIG. 1, the first port 2a and the third port 2c are connected, and the second port 2b and the second port 2b are connected. The four ports 2d are connected. Similarly, the second four-way valve 4 is switched so that the first port 4a and the third port 4c are connected, and the second port 4b and the fourth port 4d are connected.

前記圧縮機１で圧縮され高温高圧となった冷媒は、矢印で示すように、前記第一四方弁２の第一ポート２ａと第三ポート２ｃとを介して前記第二接続部５ｂから、暖房運転時、放熱熱交換器として機能する前記第二熱交換器５に流入する。同第二熱交換器５で、周囲に熱を放出して冷却された冷媒は前記第一接続部５ａから流出し、前記第二四方弁４の第四ポート４ｄと第二ポート４ｂとを介して前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０に装着されたノズル１１に流入するようになっている。   As indicated by the arrows, the refrigerant compressed by the compressor 1 to high temperature and high pressure is supplied from the second connection portion 5b via the first port 2a and the third port 2c of the first four-way valve 2. During the heating operation, the refrigerant flows into the second heat exchanger 5 that functions as a heat radiation heat exchanger. In the second heat exchanger 5, the refrigerant cooled by releasing heat to the surroundings flows out from the first connection portion 5 a, and connects the fourth port 4 d and the second port 4 b of the second four-way valve 4. And flows into a nozzle 11 mounted on the head portion 10 of the vortex tube 6.

前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０に流入した冷媒は、上記したように、前記チューブ本体７に流入し、分離空間の内壁面に沿って高速回転する渦流となって昇圧されつつ前記高温流体吐出口１４から高温高圧の流体となって流出するようになっている。また、分離空間の内壁面に沿って高速回転する渦流の一部は、前記バルブ体８ａにより、流れ方向を反転し、低温低圧の流体となって前記チューブ本体７の中心部を通り前記ディフューザ９に向かい、冷媒圧力を上昇させながら前記低温流体吐出口１５から流出するようになっている。暖房運転においても、冷房運転と同様に、前記ボルテックスチューブ６により冷媒の膨張過程で生じる膨張エネルギが、冷媒回路で直接利用できる圧力、温度のエネルギに変換されて前記ボルテックスチューブ６内の冷媒に作用し、その結果、同ボルテックスチューブ６の高温流体吐出口１４から前記圧縮機１に対し高圧の冷媒を供給することにより、圧縮機の吸込圧が高まり、その分圧縮機の負荷が減少する。つまり膨張エネルギの回収が行なわれ、より効率的でＣＯＰ（成績係数）の高い冷媒回路を実現できるようになっている。   As described above, the refrigerant that has flowed into the head portion 10 of the vortex tube 6 flows into the tube body 7 and is pressurized as a vortex that rotates at high speed along the inner wall surface of the separation space. 14 flows out as a high-temperature and high-pressure fluid. Further, a part of the vortex that rotates at high speed along the inner wall surface of the separation space is reversed in the flow direction by the valve body 8a and becomes a low-temperature and low-pressure fluid through the central portion of the tube body 7 and the diffuser 9. The refrigerant flows out from the low-temperature fluid discharge port 15 while increasing the refrigerant pressure. Also in the heating operation, as in the cooling operation, the expansion energy generated in the expansion process of the refrigerant by the vortex tube 6 is converted into energy of pressure and temperature that can be directly used in the refrigerant circuit and acts on the refrigerant in the vortex tube 6. As a result, by supplying a high-pressure refrigerant to the compressor 1 from the high-temperature fluid discharge port 14 of the vortex tube 6, the suction pressure of the compressor increases, and the load on the compressor decreases accordingly. That is, expansion energy is recovered, and a more efficient refrigerant circuit with a high COP (coefficient of performance) can be realized.

前記低温流体吐出口１５から流出した低温低圧の冷媒は、前記第二四方弁４の第三ポート４ｃと第一ポート４ａとを介して前記第二接続部３ｂから、暖房運転時、吸熱熱交換器として機能する前記第一熱交換器３に流入する。同第一熱交換器３に流入した冷媒は、周囲の熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記第一四方弁２の第二ポート２ｂと第四ポート２ｄとを介して前記ボルテックスチューブ６のヘッド部１０に設けられた副流入口１２に流入するようになっている。   The low-temperature and low-pressure refrigerant that has flowed out of the low-temperature fluid discharge port 15 passes through the third port 4c and the first port 4a of the second four-way valve 4 from the second connection portion 3b during the heating operation. It flows into said 1st heat exchanger 3 which functions as an exchanger. The refrigerant flowing into the first heat exchanger 3 absorbs ambient heat and evaporates, and the evaporated refrigerant passes through the second port 2b and the fourth port 2d of the first four-way valve 2 and vortexes. It flows into a sub-inlet 12 provided in the head portion 10 of the tube 6.

次に、前記ボルテックスチューブ６内の冷媒の圧力変化について、図１の冷媒回路を例に説明する。図４（Ａ）で示すように、前記ボルテックスチューブ６のノズル１１に流入した冷媒は、流速が急激に上昇する一方、圧力がＰＨからＰＬに急速に降下するようになっている。これにより、蒸発器としての前記第二熱交換器５から流出した圧力ＰＥの冷媒が、ＰＬ＜ＰＥであることにより、前記ヘッド部１０側面の副流入口１２に吸引され、ノズル１１からの冷媒と、副流入口１２からの冷媒は前記混合部１３で混合するとともに、圧力が若干上昇するようになっている。   Next, the pressure change of the refrigerant in the vortex tube 6 will be described by taking the refrigerant circuit of FIG. 1 as an example. As shown in FIG. 4A, the refrigerant that has flowed into the nozzle 11 of the vortex tube 6 rapidly increases in flow velocity, while the pressure rapidly decreases from PH to PL. As a result, the refrigerant having the pressure PE flowing out from the second heat exchanger 5 as the evaporator is sucked into the sub-inlet 12 on the side surface of the head portion 10 by PL <PE, and is supplied from the nozzle 11. Then, the refrigerant from the auxiliary inlet 12 is mixed in the mixing unit 13 and the pressure is slightly increased.

前記混合部１３で混合した冷媒は、前記チューブ本体７で高速回転する渦流となって圧力がＰＨＩまで上昇しながら前記高温流体吐出口１４から高温高圧の流体となって流出するようになっている。また、前記バルブ体８ａの作用により流れ方向を反転した冷媒は、前記ディフューザ９により、圧力をＰＤまで上昇させながら前記低温流体吐出口１５から流出するようになっている。   The refrigerant mixed in the mixing unit 13 becomes a vortex that rotates at high speed in the tube body 7 and flows out as a high-temperature and high-pressure fluid from the high-temperature fluid discharge port 14 while the pressure rises to PHI. . The refrigerant whose flow direction is reversed by the action of the valve body 8a flows out from the low-temperature fluid discharge port 15 while the pressure is increased to PD by the diffuser 9.

冷媒回路内での圧力変化は、図４（Ｂ）の矢印で示すように、前記圧縮機１では、冷媒圧力は、ＰＨＩからＰＨＯまで上昇し、次に、前記第一熱交換器３で若干低下した後、前記ボルテックスチューブ６のノズル１１で冷媒圧力はＰＬまで急激に降下するようになっている。前記チューブ本体７に流入し高速回転する渦流は、圧力をＰＨＩまで上昇させながら前記圧縮機１に還流するようになっている。また、流れ方向を反転した冷媒は、前記ディフューザ９により圧力をＰＤまで上昇させながら流出し、前記蒸発器５で、周囲の熱を吸収しながら蒸発し、圧力をＰＥまで低下させ、前記副流入口１２から吸引されるようになっている。   As shown by the arrow in FIG. 4 (B), the pressure change in the refrigerant circuit increases the refrigerant pressure from PHI to PHO in the compressor 1 and then slightly in the first heat exchanger 3. After the decrease, the refrigerant pressure drops rapidly to PL at the nozzle 11 of the vortex tube 6. The vortex that flows into the tube body 7 and rotates at high speed returns to the compressor 1 while increasing the pressure to PHI. The refrigerant whose flow direction is reversed flows out while increasing the pressure to PD by the diffuser 9, evaporates while absorbing ambient heat in the evaporator 5, reduces the pressure to PE, and reduces the side flow. It is sucked from the inlet 12.

図５は、当該冷媒回路における、縦軸が圧力、横軸がエンタルピを示す冷凍サイクル線図である。本図中で、実線矢印で示されたサイクル（１→２→・・・→１１）が本発明によるボルテックスチューブを用いた冷凍サイクル線図であり、点線矢印で示されたサイクル（１３→１４→３→１２）が従来の膨張弁を用いた冷凍サイクル線図である。まず、本発明による冷凍サイクル線図について説明する。１から２に至る過程は圧縮機１による冷媒ガスの圧縮過程であり、２から３はガスクーラーによる冷媒ガスの冷却過程である。３から４までの冷媒圧力と温度の変化の過程は、前記第一熱交換器３から流出した冷媒が、前記ボルテックスチューブ６のノズル１１を通過する過程である。４から５は前記混合部１３での冷媒のエンタルピ変化の過程であり、５から６を経て１に至る過程は前記チューブ本体７での壁面に沿う流れの温度、圧力変化の過程である。５から７を経て８に至る過程は、前記チューブ本体７で流れを反転して中心部を流れる過程での冷媒の温度、圧力、エンタルピ変化を示すものであり、８から９は前記ディフューザ９での昇圧の過程を示し、９から１０は前記蒸発器５での、冷媒の蒸発と圧力低下の過程を示している。一方、図５の１３→１４→３→１２で示す従来の膨張弁を用いた冷凍サイクル線図では、１３→１４は圧縮機による冷媒ガスの圧縮過程を示し、１４→３はガスクーラーによる冷媒ガスの冷却過程を示している。３→１２は膨張弁による膨張（減圧）の過程を示し、１２→１３は蒸発器における冷媒の蒸発過程を示している。   FIG. 5 is a refrigeration cycle diagram in which the vertical axis represents pressure and the horizontal axis represents enthalpy in the refrigerant circuit. In this figure, a cycle (1 → 2 →... → 11) indicated by a solid arrow is a refrigeration cycle diagram using a vortex tube according to the present invention, and a cycle (13 → 14) indicated by a dotted arrow. → 3 → 12) is a refrigeration cycle diagram using a conventional expansion valve. First, the refrigeration cycle diagram according to the present invention will be described. A process from 1 to 2 is a refrigerant gas compression process by the compressor 1, and 2 to 3 are a refrigerant gas cooling process by the gas cooler. The process of changing the refrigerant pressure and temperature from 3 to 4 is a process in which the refrigerant flowing out of the first heat exchanger 3 passes through the nozzle 11 of the vortex tube 6. 4 to 5 are processes of enthalpy change of the refrigerant in the mixing unit 13, and processes from 5 to 6 to 1 are processes of temperature and pressure change of the flow along the wall surface of the tube body 7. The process from 5 to 7 to 8 shows changes in the temperature, pressure, and enthalpy of the refrigerant in the process of reversing the flow in the tube body 7 and flowing through the center, and 8 to 9 are the diffuser 9. 9 to 10 show the process of refrigerant evaporation and pressure drop in the evaporator 5. On the other hand, in the refrigeration cycle diagram using the conventional expansion valve indicated by 13 → 14 → 3 → 12 in FIG. 5, 13 → 14 indicates the compression process of the refrigerant gas by the compressor, and 14 → 3 indicates the refrigerant by the gas cooler. The gas cooling process is shown. 3 → 12 shows the process of expansion (decompression) by the expansion valve, and 12 → 13 shows the process of evaporation of the refrigerant in the evaporator.

ここで、それぞれの冷凍サイクル線図を比較すると、本発明によるボルテックスチューブを用いた冷凍サイクルのほうが圧縮機へ流入する冷媒の圧力が△ｐ（１、１３の圧力差）分だけ高いことがわかる。これは、従来の膨張弁を用いた冷凍サイクルで無駄に消費されていた冷媒の膨張エネルギが、本発明によるボルテックスチューブによって冷凍サイクルで直接利用できる圧力、温度のエネルギに変換され、有効に利用できる（無駄に消費されていたエネルギが回収できる）ことを示している。従って本発明によるボルテックスチューブを冷凍サイクルに用いることで、冷凍サイクルのＣＯＰ（成績係数）を向上させることができるようになっている。また図５では圧縮機の流入側での冷媒の状態を表す点１を飽和蒸気線上に図示しているが、冷凍サイクルの制御、構成により、さらに過熱領域（図５中の点１を含む乾き飽和蒸気線より右の領域）に移動させることで冷凍サイクルのＣＯＰをより向上させることができる。例えば点１を線１３−１４上に平行移動させたとすると、従来の膨張弁を用いた冷凍サイクルに比べて△ｐ分だけ少ない圧縮機の仕事で冷媒の状態を点１４に遷移させることができるので、冷凍サイクルのＣＯＰをより向上させることができるようになっている。   Here, comparing the refrigeration cycle diagrams, it can be seen that the refrigeration cycle using the vortex tube according to the present invention has a higher pressure of refrigerant flowing into the compressor by Δp (pressure difference between 1 and 13). . This is because the expansion energy of the refrigerant that was wasted in the refrigeration cycle using the conventional expansion valve is converted into energy of pressure and temperature that can be directly used in the refrigeration cycle by the vortex tube according to the present invention, and can be used effectively. (It is possible to recover the energy consumed in vain). Accordingly, the COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle can be improved by using the vortex tube according to the present invention in the refrigeration cycle. In FIG. 5, point 1 representing the state of the refrigerant on the inflow side of the compressor is shown on the saturated vapor line. However, by controlling and configuring the refrigeration cycle, the superheated region (drying including point 1 in FIG. 5) is further illustrated. The COP of the refrigeration cycle can be further improved by moving to the right region) from the saturated vapor line. For example, if point 1 is translated on line 13-14, the state of the refrigerant can be shifted to point 14 by the work of the compressor, which is smaller by Δp than the conventional refrigeration cycle using the expansion valve. Therefore, the COP of the refrigeration cycle can be further improved.

以上、説明したが、冷媒回路の構成は本実施例に限定されるものではなく、例えば冷媒流路の切り換えが必要ない場合は、本実施例での四方弁は不要である。また、冷媒回路には、二酸化炭素冷媒が循環するものとして説明したが、本願はこれに限定されるものでなく、例えば、純化合物冷媒、二酸化炭素冷媒以外の自然冷媒、あるいは、ナノスケール粒子を混合した冷媒が循環するようにしてもよい。   As described above, the configuration of the refrigerant circuit is not limited to this embodiment. For example, when switching of the refrigerant flow path is not necessary, the four-way valve in this embodiment is not necessary. In addition, although it has been described that the carbon dioxide refrigerant circulates in the refrigerant circuit, the present application is not limited to this, for example, pure compound refrigerant, natural refrigerant other than carbon dioxide refrigerant, or nanoscale particles. The mixed refrigerant may be circulated.

本発明による渦流管サイクルの冷媒回路である。1 is a refrigerant circuit of a vortex tube cycle according to the present invention. ボルテックス（渦流管）チューブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a vortex (vortex tube) tube. 暖房運転時の冷媒の流れを示す冷媒回路である。It is a refrigerant circuit which shows the flow of the refrigerant | coolant at the time of heating operation. 冷媒回路内での圧力変化を示す図である。It is a figure which shows the pressure change in a refrigerant circuit. 当該冷媒回路のサイクル線図である。It is a cycle diagram of the refrigerant circuit. 従来の冷媒回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional refrigerant circuit.

符号の説明Explanation of symbols

１ 圧縮機
２ 第一四方弁
２ａ 第一ポート
２ｂ 第二ポート
２ｃ 第三ポート
２ｄ 第四ポート
３ 第一熱交換器
３ａ 第一接続部
３ｂ 第二接続部
４ 第二四方弁
４ａ 第一ポート
４ｂ 第二ポート
４ｃ 第三ポート
４ｄ 第四ポート
５ 第二熱交換器
５ａ 第一接続部
５ｂ 第二接続部
６ ボルテックスチューブ
７ チューブ本体
８ 高温流体吐出部
８ａ バルブ体
９ ディフューザ
１０ ヘッド部
１１ ノズル
１１ａ 主流入口
１１ｂ 吐出口
１２ 副流入口
１３ 混合部
１４ 高温流体吐出口
１５ 低温流体吐出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 1st four-way valve 2a 1st port 2b 2nd port 2c 3rd port 2d 4th port 3 1st heat exchanger 3a 1st connection part 3b 2nd connection part 4 2nd four-way valve 4a 1st Port 4b Second port 4c Third port 4d Fourth port 5 Second heat exchanger 5a First connection portion 5b Second connection portion 6 Vortex tube 7 Tube body 8 High temperature fluid discharge portion 8a Valve body 9 Diffuser 10 Head portion 11 Nozzle 11a Main inlet 11b Discharge port 12 Sub-inlet 13 Mixing part 14 High-temperature fluid discharge port 15 Low-temperature fluid discharge port

Claims (3)

円筒状のチューブ本体と、同チューブ本体の接線方向から流体を流入させるヘッド部と、前記チューブ本体の軸線方向の両端部に、高温流体吐出口及び低温流体吐出口とを夫々有するボルテックスチューブにおいて、
前記ヘッド部は、主流入口と副流入口とを備えてなり、前記主流入口から流入した流体により前記副流入口から他の流体を吸引することを特徴とするボルテックスチューブ。 In a vortex tube having a cylindrical tube body, a head portion for allowing fluid to flow in from the tangential direction of the tube body, and a hot fluid discharge port and a cold fluid discharge port at both ends in the axial direction of the tube body,
The head portion includes a main inlet and a secondary inlet, and a vortex tube that sucks another fluid from the secondary inlet by the fluid flowing in from the main inlet. 前記主流入口にはノズルが装着され、同ノズルの吐出孔を備えた先端部は、前記副流入口より、前記チューブ本体の近傍に位置していることを特徴とする請求項１に記載のボルテックスチューブ。   2. The vortex according to claim 1, wherein a nozzle is attached to the main inlet, and a tip portion having a discharge hole of the nozzle is located near the tube main body from the auxiliary inlet. tube. 圧縮機と、放熱熱交換器と、吸熱熱交換器と、前記ボルテックスチューブとを夫々接続して構成され
前記圧縮機の吸込側を前記ボルテックスチューブの高温流体吐出口に接続し、前記圧縮機の吐出側を前記放熱熱交換器の流入側に接続するとともに、前記ボルテックスチューブの低温流体吐出口を前記吸熱熱交換器の流入側に接続し、前記ヘッド部の主流入口を前記放熱熱交換器の流出側に接続し、前記副流入口を前記吸熱熱交換器の流出側に接続したことを特徴とする冷媒回路。 A compressor, a heat dissipation heat exchanger, an endothermic heat exchanger, and the vortex tube are connected to each other, and the suction side of the compressor is connected to a high-temperature fluid discharge port of the vortex tube; The discharge side is connected to the inflow side of the radiant heat exchanger, the low temperature fluid discharge port of the vortex tube is connected to the inflow side of the endothermic heat exchanger, and the main inlet of the head portion is connected to the radiant heat exchanger. A refrigerant circuit, wherein the refrigerant circuit is connected to the outflow side, and the auxiliary inlet is connected to the outflow side of the endothermic heat exchanger.
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