JP2010043860A - 蒸発器ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】幅寸法の異なる蒸発器に対してエジェクタの互換性を確保する。
【解決手段】エジェクタ14と蒸発器18とを備え、蒸発器18は、複数本のチューブ21の配列方向に細長く延びるタンク18bを有し、タンク18bの長手方向一方側における側面部に冷媒入口30が配置され、タンク18bの内部空間が、長手方向に2つの空間27、28に仕切られており、2つの空間のうち冷媒入口30側の空間は、冷媒流れの分配を行う分配空間27を構成し、2つの空間のうち冷媒入口30と反対側の空間は、冷媒流れの集合を行う集合空間28を構成し、ノズル部14aの入口が分配空間27内に位置し、ノズル部14aの出口が集合空間28内に位置するようにエジェクタ14が配置され、分配空間27には、ノズル部14aの入口と冷媒入口30とを連通するノズル入口配管32が配置されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、エジェクタ式冷凍サイクルに用いられる蒸発器ユニットに関する。
従来、この種の蒸発器ユニットが特許文献1に記載されている。この従来技術では、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蒸発器のタンク部内に配置してエジェクタと蒸発器とを一体化している。これにより、エジェクタと蒸発器とを一体物として取り扱うことができるので、エジェクタ式冷凍サイクルの搭載性を向上させることができる。
また、この従来技術では、エジェクタについては、蒸発器本体の一体ろう付け接合を行った後に、蒸発器のヘッダタンクの内部に組み付けるようにしている。
特開2007−192465号公報
本発明者は、設計コストおよび製造コストの低減を図るために、幅寸法の異なる蒸発器に対して共通のエジェクタを用いること、すなわちエジェクタの互換性を確保することを検討した。しかしながら、上記従来技術は、幅寸法の異なる蒸発器に対してエジェクタの互換性を確保することに関して一切記載されていない。
本発明は、上記点に鑑み、幅寸法の異なる蒸発器に対してエジェクタの互換性を確保することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ノズル部(14a)から噴射される冷媒流により吸引口(14b)から冷媒を吸引し、ノズル部(14a)から噴射された冷媒と吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ(14)と、
吸引口(14b)に吸引される冷媒またはエジェクタ(14)から吐出された冷媒を蒸発させる蒸発器(18)とを備え、
蒸発器(18)は、冷媒が流れる複数本のチューブ(21)と、複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びて、複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(18b)とを有し、
タンク(18b)の長手方向一方側における側面部に冷媒入口(30)が配置され、
タンク(18b)の内部空間が、長手方向に2つの空間(27、28)に仕切られており、
2つの空間のうち冷媒入口(30)側の空間は、冷媒流れの分配を行う分配空間(27)を構成し、
2つの空間のうち冷媒入口(30)と反対側の空間は、冷媒流れの集合を行う集合空間(28)を構成し、
ノズル部(14a)の入口が分配空間(27)内に位置し、ノズル部(14a)の出口が集合空間(28)内に位置するようにエジェクタ(14)が配置され、
分配空間(27)には、ノズル部(14a)の入口と冷媒入口(30)とを連通するノズル入口配管(32)が配置されていることを特徴とする。
これによると、ノズル入口配管(32)の長さを適宜設定することによって、幅寸法の異なる蒸発器(18)に対してエジェクタ(14)の互換性を確保することができる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の蒸発器ユニットにおいて、ノズル部(14a)およびノズル入口配管(32)のうち一方が他方に挿入されていることを特徴とする。
これによると、ノズル入口配管(32)自体の長さが一定であっても、ノズル部(14a)およびノズル入口配管(32)間の挿入長さ(L)を適宜設定することによって、幅寸法の異なる蒸発器(18)に対してエジェクタ(14)の互換性を確保することができる(後述の図3および図5を参照)。
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の蒸発器ユニットにおいて、ノズル入口配管(32)の管壁には、冷媒入口(30)からノズル入口配管(32)内に流入した冷媒の一部を分配空間(27)側へ流出させる穴(32a)が形成されていることを特徴とする。
これにより、ノズル入口配管(32)に穴(32a)を形成するだけの簡素な構成によって、ノズル部(14a)に流入する冷媒流れと分配空間(27)へと流出する冷媒流れとに分岐させることができる。
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の蒸発器ユニットにおいて、穴(32a)が、タンク(18b)の長手方向に複数個形成されていることを特徴とする。
これにより、分配空間(27)に冷媒が偏って流入することを防止できるので、複数本のチューブ(21)への冷媒の分配を均一化できる。
請求項5に記載の発明では、請求項3または4に記載の蒸発器ユニットにおいて、穴(32a)が、分配空間(27)側へ流出する冷媒を減圧する絞り機構を構成していることを特徴とする。これにより、絞り機構の構成を簡素化できる。
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の蒸発器ユニットにおいて、吸引口(14b)が、ノズル部(14a)外周側の全周にわたって形成されていることを特徴とする。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。
本発明の第1実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第1実施形態の蒸発器ユニットの全体構成を示す斜視図である。 図2の蒸発器ユニットのタンク部の断面図である。 図3の部分拡大図である。 第1実施形態の変形例による蒸発器ユニットのタンク部の断面図である。 第2実施形態の蒸発器ユニットのタンク部の断面図である。 第3実施形態の蒸発器ユニットのタンク部の断面図である。 図7の専用タンク部の断面図である。 第4実施形態の専用タンク部の断面図である。 第5実施形態の専用タンク部の断面図である。 (a)は第6実施形態の専用タンク部の断面図であり、(b)は(a)の介在部材の正面図である。 第7実施形態の専用タンク部の断面図である。 第8実施形態の専用タンク部の断面図である。 第9実施形態の専用タンク部の断面図である。 第10実施形態の専用タンク部の断面図である。 第11実施形態の専用タンク部の断面図である。 第12実施形態の専用タンク部の断面図である。 第13実施形態の専用タンク部の断面図である。 第13実施形態の変形例による専用タンク部の断面図である。 第14実施形態の専用タンク部の断面図である。
以下に説明する第1、第2実施形態が特許請求の範囲に記載した発明の実施形態であり、第3〜第14実施形態は参考例である。
(第1実施形態)
以下、本発明に係る蒸発器ユニットの実施形態を説明する。蒸発器ユニットは、エジェクタを備える冷凍サイクルを構成するために配管を介して冷凍サイクルの他の構成部品である凝縮器、および圧縮機と接続される。蒸発器ユニットは、ひとつの形態では室内機として空気を冷却する用途に用いられる。また、蒸発器ユニットは、他の形態では、室外機として用いることができる。
図1〜図4は本発明の第1実施形態を示すもので、図1は第1実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクル10を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル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11a、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。
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11a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よい。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。
この圧縮機11の冷媒吐出側には放熱器12が配置されている。放熱器12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。
ここで、エジェクタ式冷凍サイクル10の冷媒として、本実施形態ではフロン系、HC系等の冷媒のように高圧圧力が臨界圧力を超えない冷媒を用いて、蒸気圧縮式の亜臨界サイクルを構成している。このため、放熱器12は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。
放熱器12の出口側には受液器12aが設けられている。この受液器12aは周知のように縦長のタンク形状のものであり、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液冷媒を溜める気液分離器を構成する。受液器12aの出口にはタンク形状内部の下部側から液冷媒を導出するようになっている。なお、受液器12aは本例では放熱器12と一体的に設けられている。
また、放熱器12として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器12aと、この受液器12aからの飽和液冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する公知の構成を採用してもよい。
受液器12aの出口側には温度式膨張弁13が配置されている。この温度式膨張弁13は受液器12aからの液冷媒を減圧する減圧手段であって、圧縮機11の吸入側通路に配置された感温部13aを有している。
温度式膨張弁13は周知のように、圧縮機11の吸入側冷媒(後述の蒸発器出口側冷媒)の温度と圧力とに基づいて圧縮機吸入側冷媒の過熱度を検出し、圧縮機吸入側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度(冷媒流量)を調整するものである。
温度式膨張弁13の出口側にエジェクタ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ともに、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を行う流体輸送を冷媒循環手段(運動量輸送式ポンプ)でもある。
エジェクタ14には、膨張弁13通過後の冷媒(中間圧冷媒)の通路面積を小さく絞って、冷媒をさらに減圧膨張させる略円筒状のノズル部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吸引口14bが備えられている。
さらに、ノズル部14aおよび吸引口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。
そして、混合部14cの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部14dが配置されている。このディフューザ部14dは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、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作用を果たす。
エジェクタ14のディフューザ部14dの出口側に第1蒸発器15が接続され、この第1蒸発器15の出口側は圧縮機11の吸入側に接続される。
一方、エジェクタ14の入口側(温度式膨張弁13の出口側とエジェクタ14の入口側との間の中間部位)から分岐通路16が分岐され、この分岐通路16の下流側はエジェクタ14の吸引口14bに接続される。Zは分岐通路16の分岐点を示す。
この分岐通路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には第2蒸発器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、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。なお、第2蒸発器18は、本発明における蒸発器に該当するものである。
本実施形態では、2つの蒸発器15、18を後述の構成により一体構造に組み付けるようになっている。この2つの蒸発器15、18を図示しないケース内に収納し、そして、このケース内に構成される空気通路に共通の電動送風機19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。
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(図示せず)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(風上側)に配置し、エジェクタ14の吸引口14bに接続される第2蒸発器18を空気流れAの下流側(風下側)に配置している。
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル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、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル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。
蒸発器ユニット20は、第1蒸発器15、第2蒸発器18およびエジェクタ14を一体に構成したものであり、この蒸発器ユニット20の具体的構造を図2〜図4により説明する。図2はこの蒸発器ユニット20の全体構成の概要を示す斜視図である。図3は蒸発器ユニット20のタンク部の断面図である。図4は図3の部分拡大図である。
なお、図2の上下、左右の各矢印は、矢印Aに示す送風空気の流れ方向上流側から見て、第2蒸発器18のエジェクタ14が配置される側を上方向、エジェクタ14が配置されていない側を下方向、エジェクタ14のノズル部14a上流側を右方向、エジェクタ14のディフューザ部14d下流側を左方向として示したものである。また、以下の説明における上下左右の各方向も同様の方向である。
第1蒸発器15、第2蒸発器18およびエジェクタ14といった蒸発器ユニット20の構成部品の材質は、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムを採用している。そして、これらの各構成部品はろう付けにより一体に接合されている。
第1蒸発器15および第2蒸発器18の基本構成は同一であり、それぞれ上下方向に延びる複数本のチューブ21と、この複数本のチューブ21相互間に配置されるフィン22とで構成された熱交換コア部15a、18aを有している。
チューブ21は冷媒通路を構成するもので、断面形状が空気流れ方向Aに沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン22は空気側伝熱面積を拡大して空気と冷媒との熱交換を促進するもので、薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンである。また、隣接するチューブ21とフィン22は左右方向に積層されて接合されている。
図2では、チューブ21とフィン22の積層構造の一部のみ図示しているが、第1蒸発器15および第2蒸発器18の全域にチューブ21とフィン22の積層構造が構成され、この積層構造の空隙部を送風ファン19により送風された空気が矢印A方向に通過するようになっている。なお、第1蒸発器15および第2蒸発器18はフィン22を有することなく構成されていてもよい。
また、第1蒸発器15の熱交換コア部15aおよび第2蒸発器18の熱交換コア部18aの上下両側にはそれぞれヘッダタンク15b、15c、18b、18cが配置されている。なお、第2蒸発器18の上側のヘッダタンク18bは、本発明におけるタンクに該当するものである。
これらのヘッダタンク15b、15c、18b、18cはチューブ21の長手方向(図2の上下方向)端部に接続されて冷媒の集合または分配を行うものである。具体的には、第1蒸発器15および第2蒸発器18のそれぞれのヘッダタンク15b、15c、18b、18cは、チューブ21の上側または下側端部が挿入されて接合されるチューブ嵌合穴部(図示せず)を有しており、チューブ21の上側または下側端部がそれぞれのヘッダタンク15b、15c、18b、18cの内部空間に連通するようになっている。
また、第1蒸発器15のチューブ21と第2蒸発器18のチューブ21は互いに独立した冷媒通路を構成しており、第1蒸発器15の上下両側のヘッダタンク15b、15cと、第2蒸発器18の上下両側のヘッダタンク18b、18cは互いに独立した冷媒集合・分配用空間を構成している。
これにより、それぞれのヘッダタンク15b、15c、18b、18cは、それぞれ対応する第1蒸発器15および第2蒸発器18の複数本のチューブ21への冷媒流れを分配し、複数本のチューブ21からの冷媒流れを集合させる機能を果たす。
第1、第2蒸発器15、18の上側のヘッダタンク(以下、上側タンクと言う。)15b、18bの内部には、仕切板23、24が配置されている。なお、仕切板24および後述するノズル支持板33は、本発明におけるノズル支持部に該当するものである。
仕切板23、24は、上側タンク15b、18bの内壁面にろう付け固定される部材であり、上側タンク15b、18bの内部空間を仕切る役割を果たす。具体的には、第1蒸発器15の上側タンク15bの長手方向略中央に仕切板23が配置されて、上側タンク15bの内部空間が、右側空間25と左側空間26とに略均等に分割されている。
また、第2蒸発器18の上側タンク18bの長手方向略中央に仕切板24が配置されて、上側タンク18bの内部空間が、右側空間27と左側空間28とに略均等に分割されている。この仕切板24には、エジェクタ14のノズル部14aが挿入される挿入穴が形成されている。
一方、第1、第2蒸発器15、18の下側のヘッダタンク(以下、下側タンクと言う。)15c、18c内部には仕切板が配置されていないので、下側タンク15c、18cの内部空間はそれぞれ単一の空間を形成している。
接続ブロック29は、図2に示すように、第1、第2蒸発器15、18の上側タンク15b、18bの長手方向の一方の側面部にろう付け固定される部材であって、図1に示す蒸発器ユニット20の1つの冷媒入口30と1つの冷媒出口31とを構成する。
接続ブロック29の冷媒入口30は、第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間27と連通しており、膨張弁13の下流側に接続される。接続ブロック29の冷媒出口31は、第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間25と連通しており、冷媒出口31は、圧縮機11の吸入側に接続される。
エジェクタ14は、第2蒸発器18の上側タンク18b内部に配置されている。図3に示すように、本例のエジェクタ14は、ノズル部14aと混合部14cとで分離しており、混合部14cとディフューザ部14dとが一体成形されている。
ノズル部14aは、出口側部位(図3の左方側部位)が上述した仕切板24の穴に挿入されることで、上側タンク18b内において右側空間27と左側空間28とに跨って配置される。したがって、ノズル部14aの入口が右側空間27内に位置し、ノズル部14aの出口が左側空間28内に位置することとなる。
エジェクタ14のノズル部14aと仕切板24は、ろう付けによりシール固定される。なお、図4の点B1は、ノズル部14aと仕切板24とのろう付け部位を模式的に示したものである。
エジェクタ14の混合部14cおよびディフューザ部14dは、その全体が上側タンク18bの左側空間28に配置されている。本例では、混合部14cの入口側開口部が吸引口14bを構成しており、ノズル部14aと同軸上に位置して左側空間28に直接開口する。
したがって、吸引口14bがノズル部14a外周側の全周にわたって形成されることとなる。ディフューザ部14dの出口は、第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間26に直接開口するように取り付けられる。
なお、上側タンク18bに対する混合部14cおよびディフューザ部14dの固定は、ろう付けやかしめ等の適宜固定手段により行うことができる。また、図3は、混合部14cおよびディフューザ部14dの形状の一例を示すものであり、混合部14cおよびディフューザ部14dの形状は種々変形が可能である。
ノズル部14aの入口は、ノズル入口配管32を介して接続ブロック29の冷媒入口30と連通する。ノズル入口配管32は、一端側の部位(図3の左方側部位)にノズル部14aの入口側部位が挿入され、他端側の部位(図3の右方側部位)が上側タンク18bの側面壁に形成された穴に挿入されている。
ノズル入口配管32のうちノズル部14a側の端部は、ノズル部14aにろう付けによりシール固定される。なお、図4の点B2は、ノズル部14aとノズル入口配管32とのろう付け部位を模式的に示したものである。また、ノズル入口配管32のうちノズル部14aと反対側の端部は、上側タンク18bの側面壁にろう付けによりシール固定されている。
ノズル部14aおよびノズル入口配管32間の挿入長さL(図3)は、右側空間27の幅寸法(図3の左右方向寸法)に合わせて設定されている。
本例では、ノズル入口配管32によって上述の分岐通路16および絞り機構17が構成されている。具体的には、ノズル入口配管32の管壁に穴(オリフィス)32aを形成することで、冷媒入口30からノズル入口配管32内に流入した冷媒の一部を減圧しながら右側空間27側へ流出させるようになっている。
したがって、図1に示す分岐点Zおよび分岐通路16がノズル入口配管32内に形成され、絞り機構17が穴32aによって形成されることとなる。なお、図3の例では、穴32aをノズル入口配管32の長手方向(図3の左右方向)に2個配置しているが、穴32aの個数および配置位置は適宜変更が可能である。
右側空間27における上側タンク18bの内壁面には、ノズル部14aの外周面に向かって突出するノズル支持板33がろう付け固定されている。本例では、ノズル支持板33とノズル部14aとがノズル入口配管32を介してろう付け固定されている。なお、図4の点B3は、ノズル支持板33とノズル入口配管32とのろう付け部位を模式的に示したものである。
このノズル支持板33は、右側空間27をタンク長手方向に2つの空間に仕切るように配置されることから、この2つの空間を連通させるための連通穴33a(図4)がノズル支持板33に形成されている。
以上の構成において蒸発器ユニット20全体の冷媒流路を図2および図3に基づいて説明する。まず、矢印r1に示すように接続ブロック29の冷媒入口30からノズル入口配管32内に流入した冷媒は、2つの冷媒流れに分岐する。
すなわち、ノズル入口配管32内をそのまま直進してエジェクタ14のノズル部14aに流入する冷媒流れと、ノズル入口配管32の穴32aを通じて上側タンク18bの右側空間27へと流出する冷媒流れとに分岐する。
エジェクタ14のノズル部14aに流入する冷媒流れは、ノズル部14aから噴射された後に混合部14cおよびディフューザ部14dを通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間26に流入する。
この左側空間26の冷媒は第1蒸発器15の熱交換コア部15aの左側部の複数本のチューブ21に分配されて矢印r2のように下降して第1蒸発器15の下側タンク15c内の左側部に集合する。この下側タンク15c内には仕切板が設けてないので、この下側タンク15cの左側部から冷媒は矢印r3のように右側部へと移動する。
この下側タンク15cの右側部の冷媒は熱交換コア部15aの右側部の複数本のチューブ21を矢印r4のように上昇して上側タンク15bの右側空間25に流入し、さらに、ここから冷媒は矢印r5のように接続ブロック29の冷媒出口31へと流れる。
一方、ノズル入口配管32の穴32aを通じて上側タンク18bの右側空間27へ流出した冷媒流れは、第2蒸発器18の熱交換コア部18aの右側部の複数本のチューブ21に分配されて矢印r6のように下降して下側タンク18c内の右側部に集合する。この下側タンク18c内には仕切板が設けてないので、この下側タンク18cの右側部から冷媒は矢印r7のように左側部へと移動する。
そして、この下側タンク18cの左側部の冷媒は熱交換コア部18aの左側部の複数本のチューブ21を矢印r8のように上昇して上側タンク18bの左側空間28に集合し、エジェクタ14の吸引口14bからエジェクタ14の混合部14c内部へ吸引される。
蒸発器ユニット20は以上のような冷媒流路構成を持つため、蒸発器ユニット20全体として冷媒入口30は接続ブロック29に1つ設けるだけでよく、また冷媒出口31も接続ブロック29に1つ設けるだけでよい。
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12に流入する。放熱器12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12から流出した高圧冷媒は受液器12a内に流入し、この受液器12a内にて冷媒の気液が分離され、液冷媒が受液器12aから導出され膨張弁13を通過する。
この膨張弁13では、第1蒸発器15の出口冷媒(圧縮機吸入冷媒)の過熱度が所定値となるように弁開度(冷媒流量)が調整され、高圧冷媒が減圧される。この膨張弁13通過後の冷媒(中間圧冷媒)は分岐点Zにてエジェクタ14側へ流れる冷媒流れと絞り機構17側へ流れる冷媒流れとに分流される。
エジェクタ14側へ流れる冷媒流れはエジェクタ14に流入してノズル部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、吸引口14bから第2蒸発器18の熱交換コア部18a通過後の冷媒(気相冷媒)を吸引する。
ノズル部14aから噴出した冷媒と吸引口14bに吸引された冷媒は、ノズル部14a下流側の混合部14cで混合してディフューザ部14dに流入する。このディフューザ部14dでは通路面積の拡大により、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。
そして、エジェクタ14のディフューザ部14dから流出した冷媒は矢印r2〜r5の冷媒流路にて流れる。この間に、冷媒は送風ファン19より送風された送風空気(矢印A)から吸熱して蒸発する。この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。
一方、絞り機構17側へ流れる冷媒流れは絞り機構17で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が矢印r6〜r8の冷媒流路にて流れる。この間に、冷媒は送風ファン19より送風されて第1蒸発器15を通過した送風空気(矢印A)から吸熱して蒸発する。蒸発後の気相冷媒は吸引口14bからエジェクタ14内に吸引される。
本実施形態では、エジェクタ14のノズル部14aを第1、第2蒸発器15、18と一体ろう付けしているので、一体ろう付け後にノズル部14aを第1、第2蒸発器15、18に組み付ける場合に比べて蒸発器ユニットの組み立て作業を簡素化することができる。このため、生産性の向上および製造コストの低減を図ることができる。
さらに、上側タンク18bに対する混合部14cおよびディフューザ部14dの固定をろう付けにより行う場合には、エジェクタ14全体を第1、第2蒸発器15、18と一体ろう付けすることができるので、ろう付け工程の後にエジェクタ14を第1、第2蒸発器15、18に組み付ける組み付け工程を廃止することができる。このため、一層の生産性の向上および製造コストの低減を図ることができる。
また、本実施形態では、ノズル部14aを複数箇所の部位B1、B2にて局所的にろう付けしているので、例えばノズル部14aの外周面を全面的にろう付けする場合に比べて、ろう付け後の熱収縮によってノズル部14a内の微小通路が変形してしまうことを抑制できる。
しかも、ノズル部14aのろう付け部位B1、B2は、ノズル部14aの入口および出口を避けて配置されているので、ろう付け時に溶融したろうがノズル部14a内の微小通路に流入してノズル部14a内の微小通路を塞いでしまうことを回避できる。
また、本実施形態では、ノズル入口配管32に穴32aを形成するだけの簡素な構成によって、分岐通路16および絞り機構17を構成することができるので、製造コストをより低減することができる。
しかも、ノズル入口配管32の穴32aを複数個形成することによって、第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間27において冷媒が一部分に偏って流入することを防止して、右側空間27の全域に均一に冷媒を流入させることができる。このため、第2蒸発器18の熱交換コア部18aの右側部の複数本のチューブ21への冷媒の分配を均一化できる。
また、本実施形態によると、幅寸法の異なる第1、第2蒸発器15、18に対してエジェクタ14の互換性を確保することができる。以下、この効果について詳細に述べる。
図5は、第1実施形態の変形例を示す断面図である。この変形例は、図3の例に対して第1、第2蒸発器15、18の幅寸法(図3、図5の左右方向寸法)を大きくしたものであり、ノズル部14aおよびノズル入口配管32間の挿入長さLを図3の例に比べて小さくすることで、図3の例と同一のエジェクタ14を幅寸法の大きい第1、第2蒸発器15、18に適用することができる。
このように、ノズル部14aおよびノズル入口配管32間の挿入長さLを変更するだけで、幅寸法の異なる第1、第2蒸発器15、18に対してエジェクタ14の互換性を確保することができるので、設計コストおよび製造コストを低減することができる。
なお、ノズル部14aおよびノズル入口配管32間の挿入長さLを変更する代わりに、ノズル入口配管32自体の長さを変更することによっても、同様にエジェクタ14の互換性を確保できることはもちろんである。
また、本実施形態では、第1、第2蒸発器15、18からの放射音(異音)の発生を抑制できるという作用効果を発揮することができる。すなわち、ノズル部14aを仕切板24およびノズル支持板33で支持しているので、ノズル部14aの支持剛性を高めることができる。
このため、ノズル部14a内を冷媒が通過することによって生じるノズル部14aの振動を抑制できるので、ノズル部14aの振動が第1、第2蒸発器15、18に伝達して第1、第2蒸発器15、18から放射音(異音)が発生してしまうことを抑制できる。
また、本実施形態では、以下のような従来技術(上記特許文献1)と同様の作用効果を発揮することができる。
(1)エジェクタ14のディフューザ部14dの下流側冷媒を第1蒸発器15に供給するとともに、分岐点Zにて分岐した冷媒を絞り機構17を介して第2蒸発器18にも供給できるので、第1蒸発器15および第2蒸発器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。
その際に、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力はディフューザ部14dで昇圧した後の圧力であり、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。
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を両方とも確保できる。
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、ディフューザ部14dでの昇圧作用により圧縮機11の吸入圧を上昇して、圧縮機11の駆動動力を低減できる。
(2)第1蒸発器15の熱交換コア部15aのうち冷媒流れ下流側領域(図2の右上領域)と、第2蒸発器18の熱交換コア部18aのうち冷媒流れ下流側領域(図2の左上領域)とが、空気流れ方向から見て互いにずれるように配置されている。
このため、第1蒸発器15の過熱度領域と第2蒸発器18の過熱度領域とが空気流れ方向から見て互いにずれることとなるので、第1蒸発器15において過熱度領域を通過したために充分に冷却されなかった空気であっても、第2蒸発器18において充分に冷却される。
一方、第2蒸発器18において過熱度領域を通過する空気は、第1蒸発器15において充分に冷却されている。その結果、第2蒸発器18から吹き出される空気の空気流れ方向から見た温度分布の不均一を抑制できる。
(3)エジェクタ14を第2蒸発器18の上側タンク18b内部に配置しているので、搭載性向上効果および圧力損失低減効果を得ることもできる。しかも、本実施形態の冷媒流れによれば、蒸発器ユニット20の冷媒入口30および冷媒出口31を近接配置できるので、より一層、蒸発器ユニット20をエジェクタ式冷凍サイクルへ搭載する際の搭載性を向上できる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、ノズル部14aと混合部14cとが分離しているが、本第2実施形態では、図6に示すように、ノズル部14aと混合部14cとを結合させている。
より具体的には、ノズル部14aの先端部に、混合部14cの入口部内に挿入される管状部34を形成し、管状部34の外周面と混合部14cの内周面とをろう付けにより固定している。
これにより、混合部14cとノズル部14aとの組み付け精度(同軸度の精度)を向上することができる。
なお、管状部34の管壁のうち混合部14cの外側に位置する部位には、吸引口14bを構成する穴が形成されている。
また、上記第1実施形態では、ノズル部14aの入口側部位をノズル入口配管32に挿入しているが、本実施形態では、上記第1実施形態とは逆に、ノズル部14aの入口にノズル入口配管32が挿入されている。
したがって、本実施形態では、ノズル支持板33とノズル部14aとがノズル入口配管32を介することなく直接ろう付け固定されることとなる。なお、本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、ノズル入口配管32のうちノズル部14a側の端部がノズル部14aにろう付けによりシール固定されている。
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、エジェクタ14を第2蒸発器18の上側タンク18b内部に配置しているが、本第3実施形態では、図7、図8に示すように、第1、第2蒸発器15、18がエジェクタ14の搭載のための専用のタンク40を有しており、この専用タンク40の内部にエジェクタ14を配置している。
専用タンク40は、上側タンク15b、18bの長手方向に延びる円筒形状を有しており、2つの上側タンク15b、18bの間に形成される谷間形状部の上に載せられて上側タンク15b、18bの外面側に一体ろう付けされている。本実施形態では、専用タンク40の内径が一様になっている。
専用タンク40の長手方向中間部は、第2蒸発器18の上側タンク18bの左側空間28と連通穴41を介して連通している。本例では、連通穴41を1つのみ設けているが、連通穴41をノズル部14a長手方向またはノズル部14a周方向に複数個設けてもよい。
図示を省略しているが、専用タンク40の長手方向一方側(図8の右方側)の端面は、接続ブロック29にろう付け固定されている。図示を省略しているが、専用タンク40のうち連通穴41よりも長手方向他方側(図8の左方側)の部位は、第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間26と図示しない連通穴を介して連通している。
エジェクタ14のノズル部14aは、出口側部位が専用タンク40の長手方向他方側(図8の左方側)を向くように配置されている。また、ノズル部14aは、出口側先端部がテーパ状に形成されており、この先端部が連通穴41の正面に位置するように長手方向位置が決められている。本実施形態では、ノズル部14aのうちテーパ状の出口側先端部以外の部位における外径が一様になっており、ノズル部14aの全体が専用タンク40内に位置している。
図示を省略しているが、専用タンク40内においてノズル部14aよりも下流側には、エジェクタ14の混合部14cとディフューザ部14dとが配置されている。したがって、上記第1実施形態と同様に、混合部14cの入口側開口部がエジェクタ14の吸引口14bを構成することとなる。また、ノズル部14aの出口側先端部の径方向外側には、吸引口14bに吸引される冷媒が流れる吸引冷媒通路42が形成されることとなる。
ノズル部14aは、圧入またはかしめ等の手段により専用タンク40内に仮固定するための仮固定部を有している。本例では、ノズル部14aを圧入により専用タンク40内に仮固定しているので、ノズル部14aの外周面が仮固定部を構成することとなる。ノズル部14aをかしめにより専用タンク40内に仮固定する場合には、ノズル部14aのかしめ部が仮固定部を構成することとなる。
そして、ノズル部14aは、この仮固定部で専用タンク40内に仮固定された後に、専用タンク40の内壁面に一体ろう付けされている。より具体的には、ノズル部14aのうち出口側先端部を除く部位における外周面の全体が専用タンク40にろう付けされている。換言すれば、ノズル部14aの外周面は、吸引冷媒通路42に面する部位を避けて専用タンク40に対してろう付けされている。
本例では、ノズル部14aをクラッド材で形成してノズル部14aの外周面にろう材を予め被覆させておくことによって、ノズル部14aを専用タンク40に一体ろう付けしている。なお、専用タンク40をクラッド材で形成して専用タンク40の内壁面にろう材を予め被覆させておいてもよいし、ノズル部14aおよび専用タンク40の両方をクラッド材で形成してノズル部14aの外周面および専用タンク40の内壁面の両方にろう材を予め被覆させておいてもよい。
専用タンク40に対する混合部14cおよびディフューザ部14dの固定は、ノズル部14aと同様にろう付けにより行ってもよいし、かしめ等の適宜固定手段により行ってもよい。
図示を省略しているが、本実施形態では、第2蒸発器18の上側タンク18b内部にエジェクタ14を配置しないので、上記第1実施形態におけるノズル入口配管32を廃止している。
そのため、上記第1実施形態においてノズル入口配管32が果たしていた役割の一つである、冷媒入口30から流入した冷媒を上側タンク18bの右側空間27に流入する冷媒流れとノズル部14aの入口側端部に流入する冷媒流れとに分岐する役割を、本実施形態では接続ブロック29が果たすように構成している(図示せず)。
また、上記第1実施形態では絞り機構17をノズル入口配管32の穴32aによって形成していたが、本実施形態では、接続ブロック29と上側タンク18bの右側空間27との連通部に形成されたオリフィス穴で絞り機構17を構成している(図示せず)。
以上の構成における冷媒流路を説明すると、まず、接続ブロック29の冷媒入口30から上側タンク18bの右側空間27に流入した冷媒は、図示しない連通穴を介して専用タンク40の長手方向一方側(図7の紙面手前側、図8の右方側)の部位に流入する冷媒流れと、第2蒸発器18の熱交換コア部18aの右側部の複数本のチューブ21に分配されて下降する冷媒流れとに分岐する。
専用タンク40の長手方向一方側の部位に流入した冷媒は、エジェクタ14のノズル部14aに流入してノズル部14aから噴射され、混合部14cおよびディフューザ部14dを通過して減圧される。
この減圧後の低圧冷媒は専用タンク40の長手方向他方側(図7の紙面奥側、図8の左方側)の部位に流出した後に、図示しない連通穴を介して第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間26に流入する。この左側空間26の冷媒は、上記第1実施形態と同様の冷媒流路(図2の矢印r2〜r5を参照)を流れて接続ブロック29の冷媒出口31へと流れる。
一方、第2蒸発器18の熱交換コア部18aの右側部の複数本のチューブ21に分配されて下降した冷媒流れは、上記第1実施形態と同様の冷媒流路(図2の矢印r6〜r8を参照)を流れて上側タンク18bの左側空間28に集合する。
そして、図7に示すように、上側タンク18bの左側空間28に集合した冷媒は、連通穴41を介して専用タンク40に流入し、図8に示すように、エジェクタ14の吸引口14bからエジェクタ14の混合部14c内部へ吸引される。
本実施形態では、エジェクタ14のノズル部14aを専用タンク40と一体ろう付けしているので、一体ろう付け後にノズル部14aを専用タンク40に組み付ける場合に比べて蒸発器ユニットの組み立て作業を簡素化することができる。このため、上記第1実施形態と同様に、生産性の向上および製造コストの低減を図ることができる。
しかも、ノズル部14aの外周面をろう付けしているので、ろう付け時に溶融したろうがノズル部14a内の微小通路に流入してノズル部14a内の微小通路を塞いでしまうことを回避できる。
また、ノズル部14aのろう付け部位は、吸引冷媒通路42を避けて配置されているので、ろう付け時に溶融したろうが吸引冷媒通路42に流入して吸引冷媒通路42を狭めたり塞いだりしてしまうことを回避できる。
(第4実施形態)
上記第3実施形態では、専用タンク40の内径が一様になっているが、本第4実施形態では、図9に示すように、専用タンク40のうちノズル部14aがろう付けされる部位の内径が、残余の部位の内径よりも小さくなっている。
本実施形態によると、吸引冷媒通路42の流路面積を上記第3実施形態に比べて大きく確保できるので、エジェクタ14の吸引口14bからの冷媒をスムーズに吸引することができる。
(第5実施形態)
上記第4実施形態では、専用タンク40の内径を広い範囲で小さくして、専用タンク40に対するノズル部14aの外周面のろう付けを広い範囲で行っているが、本第5実施形態では、図10に示すように、専用タンク40の内径を局所的に小さくして、専用タンク40に対するノズル部14aのろう付けを局所的に行っている。
これにより、上記第4実施形態に比べて、ろう付け後の熱収縮によってノズル部14a内の微小通路が変形してしまうことを抑制できる。また、上記第4実施形態に比べて、連通穴41の配置の自由度を高めることができる。
なお、図10の例では、専用タンク40の長手方向において、専用タンク40の内径を1箇所だけ小さくして専用タンク40に対するノズル部14aのろう付け箇所を1箇所だけ設けているが、専用タンク40の長手方向において、専用タンク40の内径を複数箇所小さくして専用タンク40に対するノズル部14aのろう付け箇所を複数箇所設けてもよい。
(第6実施形態)
上記第5実施形態では、専用タンク40の内径を局所的に小さくしているが、本第6実施形態では、図11に示すように、専用タンク40の内径を一様にし、専用タンク40の内壁面とノズル部14aの外周面との間に、介在部材43を局所的に介在させている。
介在部材43は、ろう付け性に優れたアルミニウム等の金属により成形され、ノズル部14aと一体ろう付けされる。本例では、図11(b)に示すように、介在部材43が環板形状を有している。
専用タンク40に対する介在部材43の固定は、ろう付けのみならず、圧入またはかしめ等の手段により行うことができる。介在部材43の固定をかしめにより行う場合には、介在部材43にかしめ用の突起部を設ければよい。
本実施形態においても、上記第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、図11の例では、介在部材43を1つのみ配置しているが、介在部材43をノズル部14aの長手方向に複数個配置してもよい。
(第7実施形態)
上記第5実施形態では、専用タンク40の内径を局所的に小さくしているとともに、ノズル部14aのうちテーパ状の出口側先端部以外の部位の外径を一様にしているが、本第7実施形態では、図12に示すように、専用タンク40の内径を一様にするとともに、ノズル部14aのうち出口側先端部以外の部位の外径を局所的に大きくしている。本実施形態においても、上記第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、図12の例では、ノズル部14aの長手方向において、ノズル部14aの内径を1箇所だけ大きくして専用タンク40に対するノズル部14aのろう付け箇所を1箇所だけ設けているが、ノズル部14aの長手方向において、ノズル部14aの内径を複数箇所大きくして専用タンク40に対するノズル部14aのろう付け箇所を複数箇所設けてもよい。
(第8実施形態)
上記第3実施形態では、ノズル部14aの全体を専用タンク40内に配置しているが、本第8実施形態では、図13に示すように、ノズル部14aの入口側端部(図13の右端部)を専用タンク40から若干突出させて、この突出した端部にノズル部14aの径方向外側に向かって突出する鍔部44を形成している。
そして、ノズル部14aの外周面を専用タンク40の内壁面にろう付けするのみならず、ノズル部14aの鍔部44を専用タンク40の端面(図13の右端面)に当接させてろう付けしている。
本実施形態によると、鍔部44を専用タンク40の端面に当接させることによりノズル部14aの長手方向位置を規制することができるので、ノズル部14aの位置決めが容易である。
(第9実施形態)
上記第8実施形態では、ノズル部14aの外周面および鍔部44を専用タンク40にろう付けしているが、本第9実施形態では、図14に示すように、ノズル部14aの外周面と専用タンク40の内壁面との間に隙間を形成し、ノズル部14aの鍔部44のみを専用タンク40にろう付けしている。
本実施形態によると、ノズル部14aの外周面を専用タンク40の内壁面との間に隙間を形成しているので、上記第8実施形態に比べて、連通穴41の配置の自由度を高めることができる。
なお、ノズル部14aの外周面に局所的に突起を形成し、当該突起を専用タンク40の内壁面にろう付けしてもよい。
(第10実施形態)
上記第9実施形態では、ノズル部14aの鍔部44のみを専用タンク40にろう付けしているが、本第10実施形態では、図15に示すように、ノズル部14aのうち鍔部44近傍部位の外径を大きくして、ノズル部14aの鍔部44およびその近傍部位を専用タンク40にろう付けしている。
これにより、上記第9実施形態に比べてろう付け面積を大きくできるので、ノズル部14aを専用タンク40に確実にろう付けできる。
(第11実施形態)
上記第3実施形態では、ノズル部14aおよび専用タンク40のうち少なくとも一方をクラッド材で形成することでノズル部14aと専用タンク40との一体ろう付けを行うようにしているが、本第11実施形態では、図16に示すように、ノズル部14aおよび専用タンク40をクラッド材で形成することなく、ノズル部14aおよび専用タンク40と別体のろう材45を用いることでノズル部14aと専用タンク40との一体ろう付けを行うようにしている。
具体的には、ノズル部14aの入口側端部を専用タンク40から若干突出させ、この突出した端部と専用タンク40の端面(図16の左端面)とで形成されるすみ肉部にろう材45を配置している。図16の例では、ろう材45を環状に形成して、すみ肉部の全周にわたってろう材45を配置しているが、すみ肉部の周方向の一部のみにろう材45を配置してもよい。
本実施形態では、ろう材45を配置したすみ肉部でノズル部14aと専用タンク40とをろう付けできるのみならず、ろう付け時に溶融したろう材45が毛細管現象でノズル部14aの外周面と専用タンク40の内壁面との間の隙間に入り込むことによってノズル部14aの外周面と専用タンク40の内壁面とをろう付けすることができる。したがって、上記第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第12実施形態)
上記第8実施形態では、ノズル部14aのうちテーパ状の出口側先端部以外の部位を一様な外径にして専用タンク40の内壁面にろう付けしているが、本第12実施形態では、図17に示すように、ノズル部14aのうち連通穴41よりも上流側の部位を他の部位よりも大きな外径にして専用タンク40の内壁面にろう付けしている。これにより、連通穴41の配置の自由度を高めることができる。
(第13実施形態)
上記第11実施形態では、ノズル部14aの入口側端部を専用タンク40から若干突出させ、ノズル部14aの入口側端部と専用タンク40の端面とで形成されるすみ肉部にろう材45を配置しているが、本第13実施形態では、図18に示すように、ノズル部14a全体を専用タンク40内に配置し、ノズル部14aの外周面にろう材45を配置するための溝部46を形成している。
図13の例では、ろう材45および溝部46を環状に形成しているが、必ずしも環状に形成する必要はない。また、図13の例では、溝部46を塑性加工により形成しているが、切削加工により形成してもよい。
本実施形態では、溝部46でノズル部14aと専用タンク40とをろう付けできるのみならず、ろう付け時に溶融したろう材45が毛細管現象でノズル部14aの外周面と専用タンク40の内壁面との間の隙間に入り込むことによってノズル部14aの外周面と専用タンク40の内壁面とをろう付けすることができる。したがって、上記第13実施形態と同様の効果を得ることができる。
図19は、本実施形態の変形例を示している。この変形例のように、ろう材45および溝部46をノズル部14a長手方向に複数個配置してもよい。なお、図18および図19の例では、溝部46をノズル部14aの外周面に形成しているが、溝部46を専用タンク40の内壁面に形成してもよい。
(第14実施形態)
上記第13実施形態では、ノズル部14aのうちテーパ状の出口側先端部以外の部位を一様な外径にして専用タンク40の内壁面にろう付けしているが、本第14実施形態では、図20に示すように、ノズル部14aのうち連通穴41よりも上流側の部位を他の部位よりも大きな外径にして専用タンク40の内壁面にろう付けしている。これにより、連通穴41の配置の自由度を高めることができる。
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(1)上述の実施形態では、絞り機構17をノズル入口配管32の穴32aで構成しているが、絞り機構17をキャピラリチューブで構成してもよい。
この場合には、ノズル入口配管32の穴32aを廃止して、接続ブロック29内に分岐点Zおよび分岐通路16を形成する。そして、キャピラリチューブを第2蒸発器18の上側タンク18b内にノズル入口配管32と平行に配置して、その一端部を接続ブロック29内の分岐通路16と連通させ、他端部を上側タンク18bの右側空間27に直接開口させる。
これにより、分岐点Zで分岐した冷媒を絞り機構(キャピラリチューブ)で減圧した後に右側空間27に流入させることができる。
(2)上述の実施形態において、蒸発器ユニット20は第1蒸発器15、第2蒸発器18およびエジェクタ14を一体化して構成されているが、蒸発器ユニット20に他のエジェクタ式冷凍サイクル構成部品を一体化してもよい。
例えば、蒸発器ユニット20に温度式膨張弁13と感温部13aとを一体的に組みつけてもよい。
(3)上述の実施形態では、第1蒸発器15および第2蒸発器18を近接配置して一体化することで、蒸発器ユニット20を構成しているが、蒸発器20は上述の実施形態の構成に限定されない。
例えば、第1、第2蒸発器15、18の上側タンク15b、18bの内部空間同士が連通するような配管を設けて、第1蒸発器15と第2蒸発器18とを所定間隔で離間配置してもよい。
(4)上述の実施形態では、冷媒として高圧圧力が臨界圧力を超えないフロン系、炭化水素系等の冷媒を用いる蒸気圧縮式の亜臨界サイクルについて説明したが、冷媒として二酸化炭素のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を採用してもよい。
但し、超臨界サイクルでは、放熱器12において圧縮機吐出冷媒が超臨界状態のまま放熱し、凝縮しないので受液器12aでは冷媒の気液を分離できない。そこで、受液器12aを廃止して、第1蒸発器15下流側かつ圧縮機11吸入側に低圧側気液分離器であるアキュムレータを配置するサイクル構成とすればよい。
さらに、超臨界サイクルでは、上述の実施形態の分岐点Zを廃止して、温度式膨張弁13の下流側をエジェクタ14のノズル部14aに接続し、第2蒸発器18の熱交換コア部18aにはアキュムレータで分離された液相冷媒を流入させるようにしてもよい。
(5)上述の各実施形態では、エジェクタ14として、通路面積が一定のノズル部14aを有する固定エジェクタを例示しているが、エジェクタ14として、通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。なお、可変ノズル部の具体例としては、例えば、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して通路面積を調整する機構とすればよい。
(6)上述の各実施形態では、蒸発器ユニット20を室内側熱交換器として構成し、放熱器12を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、逆に、蒸発器ユニット20を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明を適用してもよい。
(7)上述の各実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。
(8)上述の第3〜第14実施形態では、エジェクタ14を専用タンク40の内部に配置しているが、エジェクタ14を第2蒸発器18の上側タンク18b内部に配置してもよい。
(9)上述の各実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル10が温度式膨張弁13を有しているが、温度式膨張弁13を廃止してもよい。また、温度式膨張弁13の代わりに機械式膨張弁を用いてもよい。
14 エジェクタ
14a ノズル部
14b 吸引口
18b 上側タンク(タンク)
24 仕切板(ノズル支持部)
27 右側空間(分配空間)
28 左側空間(集合空間)
30 冷媒入口
32 ノズル入口配管
32a 穴
33 ノズル支持板(ノズル支持部)

Claims (6)

  1. ノズル部(14a)から噴射される冷媒流により吸引口(14b)から冷媒を吸引し、前記ノズル部(14a)から噴射された冷媒と前記吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ(14)と、
    前記吸引口(14b)に吸引される冷媒または前記エジェクタ(14)から吐出された冷媒を蒸発させる蒸発器(18)とを備え、
    前記蒸発器(18)は、前記冷媒が流れる複数本のチューブ(21)と、前記複数本のチューブ(21)の配列方向に細長く延びて、前記複数本のチューブ(21)に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(18b)とを有し、
    前記タンク(18b)の長手方向一方側における側面部に冷媒入口(30)が配置され、
    前記タンク(18b)の内部空間が、前記長手方向に2つの空間(27、28)に仕切られており、
    前記2つの空間のうち前記冷媒入口(30)側の空間は、前記冷媒流れの分配を行う分配空間(27)を構成し、
    前記2つの空間のうち前記冷媒入口(30)と反対側の空間は、前記冷媒流れの集合を行う集合空間(28)を構成し、
    前記ノズル部(14a)の入口が前記分配空間(27)内に位置し、前記ノズル部(14a)の出口が前記集合空間(28)内に位置するように前記エジェクタ(14)が配置され、
    前記分配空間(27)には、前記ノズル部(14a)の入口と前記冷媒入口(30)とを連通するノズル入口配管(32)が配置されていることを特徴とする蒸発器ユニット。
  2. 前記ノズル部(14a)および前記ノズル入口配管(32)のうち一方が他方に挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸発器ユニット。
  3. 前記ノズル入口配管(32)の管壁には、前記冷媒入口(30)から前記ノズル入口配管(32)内に流入した冷媒の一部を前記分配空間(27)側へ流出させる穴(32a)が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸発器ユニット。
  4. 前記穴(32a)が、前記タンク(18b)の長手方向に複数個形成されていることを特徴とする請求項3に記載の蒸発器ユニット。
  5. 前記穴(32a)が、前記分配空間(27)側へ流出する冷媒を減圧する絞り機構を構成していることを特徴とする請求項3または4に記載の蒸発器ユニット。
  6. 前記吸引口(14b)が、前記ノズル部(14a)外周側の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の蒸発器ユニット。
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