JP2011208523A - エジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】幅広い用途に適用可能で大量生産に適するエジェクタを提供する。
【解決手段】円筒状の母材をプレス加工することによって、ノズル１５１およびボデー１５２を形成する。この際、母材のうちノズル１５１およびボデー１５２に対して余肉となる部分を、外周側に突出するノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅとするとともに、エジェクタ１５の軸方向に垂直な基準断面において、ノズル１５１あるいはボデー１５２が複数の部材がつなぎ合わされることなく連続した単一の部材となるように形成する。これにより、プレス加工時によってノズル１５１およびボデー１５２の一部が局所的に極端に引き延ばされて肉厚が薄くなってしまうことを回避して、幅広い用途に適用可能で大量生産に適したエジェクタを提供できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノズルから噴射される高速度の噴射流体の吸引作用により流体を吸引するエジェクタに関する。

従来、ノズルから噴射される高速度の噴射流体の吸引作用により流体吸引口から流体を吸引し、さらに、噴射流体と流体吸引口から吸引された吸引流体との混合流体の速度エネルギを昇圧部（ディフューザ）にて圧力エネルギに変換することによって、混合流体の圧力を上昇させるエジェクタが知られている。

この種のエジェクタは、ノズルにて流体を減圧させる流体減圧手段あるいは流体吸引口から流体を吸引して輸送する流体輸送手段等として、冷凍サイクル装置や真空ポンプ等の幅広い用途の製品に適用されている。そのため、適用される製品の用途に応じて適切な性能を発揮できる寸法諸元のエジェクタを低コストかつ短時間で大量に生産（製造）可能とすることが期待されている。

これに対して、例えば、特許文献１には、金属粉やセラミック粉を焼結させることにより、ノズルを製造することが提案されている。さらに、特許文献１、２には、金属管に拡縮径加工を施すことにより、内部にノズルを収容するとともに流体吸引口およびディフューザが形成された管状のボデーを製造することが提案されている。また、特許文献３には、ボデーを冷間鍛造により製造することが提案されている。

特開２００３−３２６１９６号公報 特開２００６−１３２８９７号公報 特開２００７−２５３１７５号公報

ところが、特許文献１のようにノズルを焼結にて製造すると、切削加工にて製造する場合よりは製造コストの低減が期待できるものの、金属管の拡縮径加工のような塑性変形加工にて製造する場合に対して製造コストの低減効果が低くなってしまう。また、特許文献２のように冷間鍛造にて製造すれば、製造コストの低減を期待できるものの、拡縮径加工にて製造する場合に対して加工時間が長くなってしまう。

従って、エジェクタの製造コストの低減と加工時間の短縮の両立を図って大量生産を可能とするためには、上述の従来技術の中では、特許文献１、２に開示された金属管の拡縮径加工を採用することが望ましいと考えられる。

しかしながら、金属管に拡縮径加工を施した場合、拡径あるいは縮径されて引き延ばされた部位の肉厚が薄くなってしまうので、製造されたノズルあるいはボデーに所定の強度を確保できるように、拡径量あるいは縮径量を制限しなければならない。このため、金属管の拡縮径加工では、製造可能なエジェクタの形状の範囲が狭くなり、所望の寸法諸元のエジェクタを製造しにくいという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、幅広い用途に適用可能で大量生産に適するエジェクタを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、流体を減圧させて噴射するノズル（１５１）と、ノズル（１５１）から噴射される高速度の噴射流体によって流体が吸引される流体吸引口（１５２ｃ）およびノズル（１５１）から噴射された噴射流体と流体吸引口（１５２ｃ）から吸引された吸引流体とを混合させて昇圧させる昇圧部（１５２ｂ）が形成されたボデー（１５２）とを備えるエジェクタであって、
ノズル（１５１）およびボデー（１５２）のうち少なくとも一方は、プレス加工により形成されており、プレス加工により形成されたノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）には、ノズル（１５１）の軸線方向に延びるとともに外周側に突出するリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）が形成されており、さらに、プレス加工により形成されたノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）の軸線方向に垂直な断面うち、リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）が形成されている部位における断面を基準断面としたときに、基準断面におけるプレス加工により形成されたノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）は、複数の部材がつなぎ合わされることなく、連続した単一の部材によって形成されていることを特徴とする。

これによれば、ノズル（１５１）およびボデー（１５２）のうち少なくとも一方を、塑性加工の一種であるプレス加工により形成しているので、ノズル（１５１）およびボデー（１５２）を切削加工等により形成する場合に対して、製造コストの低減と加工時間の短縮を両立させることができ、大量生産に適したエジェクタを提供できる。

さらに、プレス加工により形成されたノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）には、リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）が形成されているので、プレス加工される母材のうち、ノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）に対して余肉となる部分をリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）とすることができる。

これにより、プレス加工時によってノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）の一部が局所的に極端に引き延ばされて肉厚が薄くなってしまう部位が形成されることを抑制できる。従って、エジェクタの形状の範囲を広げることができ、幅広い用途に適用可能な種々の寸法諸元のエジェクタとすることができる。

さらに、リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）が補強部材として機能して、ノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）の変形を抑制することもできる。

加えて、基準断面において、プレス加工により形成されたノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）が、複数の部材がつなぎ合わされることなく、連続した単一の部材によって形成されているので、ノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）から内部を通過する流体が漏れてしまうことを防止するための接合処理を行う必要がない。従って、より一層、エジェクタの製造原価を低減できる。

その結果、本請求項に係る発明によれば、幅広い用途に適用可能で、かつ、製造コストの低減と加工時間の短縮の両立させた大量生産に適するエジェクタを提供することができる。

なお、プレス加工とは、母材に金属等で形成された型を押し付けて、母材の一部もしくは全部を変形させる加工法であり、母材にせん断、曲げ、張り出し、絞り、かしめ、鍛造、打ち抜き、穴開け、切断等の加工を施すことができる。これに対して、切削加工は、母材から不要な部分をバイト、フライス工具等により取り除き、所望の寸法、形状とする加工法である。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタにおいて、基準断面におけるリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の形状は、外周側に向かって徐々に幅寸法（Ｗｎｏｚ、Ｗｂｄ）が縮小する形状に形成されていることを特徴とする。

ここで、プレス加工により形成されたノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）に、ノズル（１５１）の軸線方向に延びるとともに外周側に突出するリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）を形成すると、後述する実施形態に詳述するように、ノズル（１５１）あるいはボデー（１５２）の内周面のうちリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の合わせ面に対応する部位に凹み部が形成されやすい。

これに対して、本請求項に係る発明によれば、基準断面におけるリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の形状が、外周側に向かって徐々に幅寸法（Ｗｎｏｚ、Ｗｂｄ）が縮小する形状に形成されているので、プレス加工時に凹み部を潰す方向の荷重をかけやすくなる。その結果、凹み部を小さくすることができ、エジェクタの形状を所望の寸法諸元に近づけやすくなる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のエジェクタにおいて、ボデー（１５２）は、プレス加工により形成されており、ボデー（１５２）の内部には、ノズル（１５１）が収容される収容空間（１５２ａ）および昇圧部を形成する昇圧空間（１５２ｂ）が形成されており、収容空間（１５２ａ）の流体流れ下流側は、流体流れ方向に向かって軸線方向に垂直な断面績が徐々に縮小する形状に形成され、昇圧空間（１５２ｂ）の流体流れ上流側は、流体流れ方向に向かって軸線方向に垂直な断面績が徐々に縮小する形状に形成され、収容空間（１５２ａ）の流体流れ下流側と昇圧空間（１５２ｂ）の流体流れ上流側との接続部には、流体通路面積が一定となったストレート部（１５２ｄ）が形成されていることを特徴とする。

ここで、収容空間（１５２ａ）の流体流れ下流側の流体通路面積が流体流れ方向に向かって徐々に縮小しているとともに、昇圧空間（１５２ｂ）の流体流れ上流側の流体通路面積が流体流れ方向に向かって徐々に拡大した形状のボデー（１５２）をプレス加工により形成する場合は、後述する実施形態に説明するように、内部に２つに分割された芯金をボデー（１５２）の母材内に挿入した状態でプレス加工を行うことになる。

そのため、ボデー（１５２）をプレス加工で形成した際に、ボデー（１５２）の内周面のうち、収容空間（１５２ａ）の流体流れ下流側と昇圧空間（１５２ｂ）の流体流れ上流側との接続部に対応する２つの芯金同士の合わせ面に、ボデー（１５２）の母材が流れ込んでしまい、バリが発生しやすい。

これに対して、本請求項に係る発明によれば、接続部にストレート部（１５２ｄ）を形成しているので、バリの発生を抑制しやすい。なお、本請求項のストレート部（１５２ｄ）はプレス加工されたボデー（１５２）を追加工することによって形成されたものを含む意味である。従って、追加工によって確実にバリを除去できる。

請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、ノズル（１５１）およびボデー（１５２）のうち少なくとも一方は、平板状金属を深絞り加工により円筒状とした母材（４１、４２）をプレス加工することにより形成されたものであってもよい。なお、深絞り加工とは、平板状金属にプレス加工を施して筒状等の立体形状を形成する加工である。

請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、ボデー（１５２）は、プレス加工により形成されており、流体吸引口（１５２ｃ）は、ボデー（１５２）を軸線方向から見たときに、ボデー（１５２）に形成されたリブ（１５２ｅ）と重合しない位置に配置されていることを特徴とする。

これによれば、プレス加工によって形成されたボデー（１５２）に流体吸引口（１５２ｃ）を形成する際に、リブ（１５２ｅ）の影響を受けることなく容易に形成することができる。

請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、ノズル（１５１）は、プレス加工により形成されており、ノズル（１５１）に形成されたリブ（１５１ｄ）は、ボデー（１５２）を軸線方向から見たときに、軸線の中心と流体吸引口（１５２ｃ）の中心を結ぶ線と重合する位置に配置されていることを特徴とする。

これによれば、ノズル（１５１）に形成されたリブ（１５１ｄ）を流体吸引口（１５２ｃ）から吸引される流体の流れ方向に沿って配置することができるので、リブ（１５１ｄ）によって吸引流体に生じる圧力損失を低減できる。

請求項７に記載の発明のように、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、ノズル（１５１）は、プレス加工により形成されており、ノズル（１５１）に形成されたリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の最外周部は、ノズル（１５１）の最外周部よりも内周側に位置付けられていることを特徴とする。

これによれば、ノズル（１５１）に形成されたリブ（１５１ｄ）がボデー（１５２）の内周面に当接しにくくなり、ノズル（１５１）をボデー（１５２）の内部に収容しやすくなる。

請求項８に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、ノズル（１５１）は、プレス加工により形成されており、ノズル（１５１）の流体噴射口（１５１ｃ）側に形成されたリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の外周側へ向かう高さ寸法（Ｈｎｏｚ）は、流体流れ方向へ向かって徐々に小さくなっていてもよい。

ここで、一般的なエジェクタでは、ノズル（１５１）の流体噴射口近傍の外周側に、流体吸引口（１５２ｃ）から吸引された冷媒を昇圧部（１５２ｂ）へ導く吸引流路が形成される。

従って、ノズル（１５１）の流体噴射口（１５１ｃ）側に形成されたリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の外周側へ向かう高さ寸法（Ｈｎｏｚ）が、流体流れ下流側へ向かって徐々に小さくなっていることにより、リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）によって吸引流路を流れる流体に生じる圧力損失を低減できる。

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一例である。

一実施形態のエジェクタが適用されたエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 一実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。 図２の拡大Ａ−Ａ断面図である。 図２の拡大Ｂ−Ｂ断面図である。 ノズルの製造工程を説明する説明図である。 ボデーの製造工程を説明する説明図である。 図３のＣ部拡大図である。 他の実施形態のノズルおよびボデーの軸方向垂直断面図である。

図１〜７により、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係るエジェクタ１５を、図１に示すエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用している。このエジェクタ式冷凍サイクル１０は、空調装置に適用されており室内へ送風される室内送風空気を冷却するものである。なお、図１は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成図である。

エジェクタ式冷凍サイクル１０は、流体である冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を室外空気と熱交換させて放熱させる放熱器１２、エジェクタ１５から流出した冷媒を蒸発させて圧縮機１１吸入側へ流出させる流出側蒸発器１６、固定絞り１７から流出した冷媒を蒸発させてエジェクタ１５の冷媒吸引口１５２ｃ側へ流出させる吸引側蒸発器１８等を有して構成されている。

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、放熱器１２から流出した冷媒を中間圧となるまで減圧させる膨張弁１３、この膨張弁１３にて減圧された冷媒の流れを分岐する分岐部１４を有している。膨張弁１３は、周知の温度式膨張弁で構成されており、流出側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度が予め定めた範囲となるように下流側に流出させる冷媒流量を調整するものである。

分岐部１４は、３つの流入出口を有する三方継手構造のもので、流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、２つを冷媒流出口としたものである。そして、分岐部１４の一方の冷媒流出口には、後述するエジェクタ１５のノズル１５１の冷媒入口側が接続され、分岐部１４の他方の冷媒流出口には、固定絞り１７の冷媒入口側が接続されている。なお、この固定絞り１７としてはオリフィスあるいはキャピラリチューブを採用できる。

また、エジェクタ１５の冷媒出口側（具体的には、後述するボデー１５２の冷媒出口側）には、流出側蒸発器１６の冷媒入口側が接続され、流出側蒸発器１６の冷媒出口側には、圧縮機１１の冷媒吸入口側が接続されている。固定絞り１７の冷媒出口側には、吸引側蒸発器１８の冷媒入口側が接続され、吸引側蒸発器１８の冷媒出口側には、エジェクタ１５のボデー１５２に形成された冷媒吸引口１５２ｃが接続されている。

さらに、本実施形態では、上述したエジェクタ式冷凍サイクル１０を構成するサイクル構成機器のうち、図１において破線で囲まれたサイクル構成機器（具体的には、分岐部１４、エジェクタ１５、流出側蒸発器１６、固定絞り１７、吸引側蒸発器１８）が、蒸発器ユニット２０として一体的に構成されている。

より具体的には、本実施形態では、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８として、それぞれ冷媒を流通させる複数本のチューブと、この複数のチューブの両端側に配置されてチューブを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンクとを有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を採用している。

そして、双方の蒸発器１６、１８の集合分配用タンクを同一部材にて形成することによって、双方の蒸発器１６、１８を一体化している。この際、流出側蒸発器１６が吸引側蒸発器１８に対して送風空気流れ風上側に配置されるように、双方の蒸発器１６、１８を送風空気流れに対して直列に配置している。

また、エジェクタ１５は、双方の蒸発器１６、１８のいずれかの集合分配用タンク内あるいは集合分配用タンクの長手方向と平行に延びる別タンク内に収容された状態で、集合分配用タンクあるいは別タンクの内壁面にろう付けにより接合されて一体化されている。分岐部１４および固定絞り１７についても、双方の蒸発器１６、１８にろう付け等の接合手段あるいはボルト締め等の機械的係合手段によって一体化されている。

次に、図２〜４を用いて、エジェクタ１５の詳細構成について説明する。本実施形態のエジェクタ１５は、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、分岐部１４にて分岐された一方の中間圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒を吸引（輸送）して循環させる冷媒輸送手段（冷媒循環手段）としての機能を果たす。

なお、図２は、エジェクタ１５の軸方向断面図であり、図３は、図２の拡大Ａ−Ａ断面図であり、図４は、図２の拡大Ｂ−Ｂ断面図である。

図２に示すように、エジェクタ１５は、ノズル１５１およびボデー１５２を有して構成されている。ノズル１５１は、金属（本実施形態では、ステンレス合金）で形成された円筒状の母材をプレス加工することによって形成されたもので、略円筒状で冷媒の流れ方向に向かって先細り形状の先端部を有している。そして、内部に形成される冷媒通路面積を変化させ、冷媒を等エントロピ的に減圧させるように形成されている。

具体的には、ノズル１５１の内部に形成される冷媒通路には、冷媒通路面積が最も縮小した喉部１５１ａが形成され、さらに、喉部１５１ａから冷媒流れ下流側に向かって冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部１５１ｂが形成されている。つまり、ノズル１５１は、ラバールノズルとして構成されており、喉部１５１ａにおける冷媒の流速が音速以上となるようにしている。もちろん、ノズル１５１を先細ノズルで構成してもよい。

また、ノズル１５１の先細り形状の先端部には、図２に示すように、冷媒を噴射する冷媒噴射口１５１ｃが形成されている。さらに、ノズル１５１には、図２、３に示すように、その軸線方向に延びるとともに外周側に突出する複数（本実施形態では２つ）のノズル側リブ１５１ｄが、ノズル１５１の軸線の周方向に等間隔（本実施形態では１８０°間隔）に形成されている。

このノズル側リブ１５１ｄは、上述したプレス加工時に、母材のうちノズル１５１に対して余肉となる一部の部位を、母材の外周側から山折り状に挟み込むように荷重をかけることによって形成されるものである。ここで、図３は、ノズル１５１の軸線方向に垂直な断面のうち、ノズル側リブ１５１ｄが形成されている部位における断面を示しており、特許請求の範囲に記載されたノズル１５１側の「基準断面」を示す図面である。

さらに、図３に示す基準断面において、ノズル側リブ１５１ｄの形状は、外周側に向かって徐々に幅寸法Ｗｎｏｚが縮小する台形状に形成されている。この幅寸法Ｗｎｏｚは、ノズル側リブ１５１ｄの根本部同士を結ぶ直線に平行なノズル側リブ１５１ｄの厚み寸法として定義することができる。

また、図２、３に示すように、ノズル側リブ１５１ｄの最外周部（径方向先端部）は、ノズル１５１の最外周部よりも内周側に位置付けられている。換言すると、ノズル側リブ１５１ｄの外周側へ向かう高さ寸法Ｈｎｏｚは、ノズル１５１の最外周部を軸線方向に延長させた際に形成される円柱状空間内に収まる範囲の寸法となっている。

さらに、図２に示すように、ノズル１５１の冷媒噴射口１５１ｃ側に形成されたノズル側リブ１５１ｄの高さ寸法Ｈｎｏｚは、冷媒流れ方向へ向かって徐々に小さくなっている。また、図３から明らかなように、ノズル１５１側の基準断面において、ノズル１５１は、複数の部材がつなぎ合わされることなく、環状に連続した単一の部材によって形成されている。

ボデー１５２は、ノズル１５１と同様に金属（本実施形態では、アルミニウム）で形成された母材をプレス加工することによって略円筒状に形成されており、その内部にノズル１５１が収容される収容空間１５２ａ、および、後述する昇圧部（ディフューザ部）を構成する昇圧空間１５２ｂが形成されている。

より具体的には、収容空間１５２ａの冷媒流れ下流側は、冷媒流れ方向に向かってノズル１５１の軸線方向に垂直な断面積が徐々に縮小する形状に形成されており、一方、昇圧空間１５２ｂは、冷媒流れ方向に向かってノズル１５１の軸線方向に垂直な断面積が徐々に拡大する形状に形成されている。

さらに、ボデー１５２の収容空間１５２ａ側には、ボデー１５２の内外を貫通する複数（本実施形態では４つ）の冷媒吸引口１５２ｃがノズル１５１の軸線の周方向に等間隔（本実施形態では９０°間隔）に形成されている。冷媒吸引口１５２ｃは、吸引側蒸発器１８から流出した冷媒を収容空間１５２ａ内へ導く貫通穴であり、ノズル１５１の外周側に配置されて、ノズル１５１の冷媒噴射口１５１ｃと連通するように設けられている。

従って、収容空間１５２ａのうち、冷媒吸引口１５２ｃ周辺には、冷媒を流入させる入口空間が形成され、ノズル１５１の先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー１５２の内周側の間の空間には、収容空間１５２ａ内へ流入した吸引冷媒を昇圧空間１５２ｂ側へ導く吸引通路１５２ｄが形成されている。

昇圧空間１５２ｂは、図２に示すように、ノズル１５１および冷媒吸引口１５２ｃの冷媒流れ下流側に配置されて、ノズル１５１から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１５２ｃから吸引された吸引冷媒とを混合させながら混合された冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ部として機能する。

さらに、収容空間１５２ａの冷媒流れ下流側と昇圧空間１５２ｂの冷媒流れ上流側との接続部には、流体通路面積が一定となったストレート部１５２ｄが形成されている。また図２に示すように、ノズル１５１の軸線を含む断面における昇圧空間１５２ｂの形状（ボデー１５２の内周面が描く形状）は曲線状に変化している。

より具体的には、昇圧空間１５２ｂの入口側における冷媒通路面積の広がり度合が、出口側における冷媒通路面積の広がり度合よりも小さく変化している。換言すると、昇圧空間１５２ｂのノズル１５１の軸線を含む断面における形状は、内周側に向かって凸となる曲線で形成されている。

さらに、ボデー１５２には、図２、４に示すように、その軸線方向に延びるとともに外周側に突出する複数（本実施形態では４つ）のボデー側リブ１５２ｅが軸線の周方向に等間隔（本実施形態では９０°間隔）に形成されている。このボデー側リブ１５２ｅも、ノズル側リブ１５１ｄと同様に、プレス加工時に、母材のうちボデー１５２に対して余肉となる一部の部位を、母材の外周側から山折り状に挟み込むように荷重をかけることによって形成されるものである。

ここで、図４は、ボデー１５２の軸線方向に垂直な断面のうち、ボデー側リブ１５２ｅが形成されている部位における断面を示しており、特許請求の範囲に記載されボデー１５２側の「基準断面」に対応する断面である。本実施形態では、図２の軸方向断面においてボデー側リブ１５２ｅと冷媒吸引口１５２ｃは重合しない範囲に形成されている。また、「基準断面」は、冷媒吸引口１５２ｃを含まない断面であるものとする。

さらに、図４に示す基準断面において、ボデー側リブ１５２ｅの形状は、ノズル側リブ１５１ｄの形状と同様に、外周側に向かって徐々に幅寸法Ｗｂｄが縮小する台形状に形成されている。また、ボデー側リブ１５２ｅの高さ寸法Ｈｂｄは、ボデー側リブ１５２ｅの最外周部（径方向先端部）がボデー１５２の最外周部と一致する寸法となっている。

また、図４から明らかなように、ボデー１５２側の基準断面において、ボデー１５２は、複数の部材がつなぎ合わされることなく、環状に連続した単一の部材によって形成されている。

次に、上記構成のエジェクタ式冷凍サイクル１０の作動を説明する。圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１が冷媒を吸入して、圧縮して吐出する。圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器１２にて放熱する。放熱器１２にて放熱した高圧冷媒は、膨張弁１３にて減圧膨張される。

この際、膨張弁１３では、流出側蒸発器１６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）が調整される。膨張弁１３にて減圧膨張された中間圧冷媒の流れは、分岐部１４にて、エジェクタ１５のノズル１５１側へ流れる冷媒流れと、固定絞り１７側へ流れる冷媒流れとに分流される。

エジェクタ１５のノズル１５１側へ流入した冷媒は、ノズル１５１にて、等エントロピ的に減圧膨張されて、冷媒噴射口１５１ｃから冷媒が高速度の冷媒流となって噴射される。そして、この噴射冷媒の吸引作用により、吸引側蒸発器１８から流出した冷媒が、冷媒吸引口１５２ｃから吸引される。

ノズル１５１から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１５２ｃより吸引された吸引冷媒は、ディフューザ部を構成する昇圧空間１５２ｂへ流入する。昇圧空間１５２ｂでは噴射冷媒と吸引冷媒が混合されるとともに、冷媒通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。エジェクタ１５（具体的には昇圧部）から流出した冷媒は、流出側蒸発器１６へ流入する。

流出側蒸発器１６では、流入した低圧冷媒が室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。そして、流出側蒸発器１６から流出した気相冷媒は、圧縮機１１に吸入されて、再び圧縮される。

一方、分岐部１４から固定絞り１７側へ流出した冷媒は、固定絞り１７で等エンタルピ的に減圧膨張されて、吸引側蒸発器１８へ流入する。吸引側蒸発器１８へ流入した冷媒は、流出側蒸発器１６通過後の室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気がさらに冷却されて室内へ送風される。吸引側蒸発器１８から流出した冷媒は、冷媒吸引口１５２ｃからエジェクタ１５内へ吸引される。

以上の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、室内送風空気を流出側蒸発器１６→流出側蒸発器１８の順に通過させて同一の冷却対象空間を冷却できる。この際、ディフューザ部（昇圧空間１５２ｂ）の昇圧作用によって流出側蒸発器１６の冷媒蒸発温度を流出側蒸発器１８の冷媒蒸発温度よりも上昇させることができるので、流出側蒸発器１６および流出側蒸発器１８の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。

また、流出側蒸発器１６下流側を圧縮機１１吸入側に接続しているので、昇圧部（昇圧空間１５２ｂ）で昇圧された冷媒を圧縮機１１に吸入させることができる。その結果、圧縮機１１の吸入圧を上昇させて、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるので、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

次に、図５、６を用いて、本実施形態のエジェクタ１５の製造方法について説明する。なお、図５は、ノズル１５１の製造工程を説明する説明図であり、図６は、ボデー１５２の製造工程を説明する説明図である。

まず、ノズル１５１を製造する際には、ノズル１５１をプレス成形で製造するための筒状のノズル用の母材４１を用意する（図５（ａ）：ノズル用母材準備工程）。本実施形態では、具体的に、平板状のステンレス合金に対して深絞り加工を施して有底円筒状としたものを、ノズル用の母材４１としている。

次に、ノズル用母材準備工程にて用意されたノズル用の母材４１の内部空間に、その外形がノズル１５１の冷媒通路と略相似形状に形成されたノズル用芯金５１を挿入する（図５（ｂ）：ノズルの芯金挿入工程）。前述の如く、本実施形態のノズル１５１は、ラバールノズルとして形成されるので、ノズル用の母材４１の底面に予め貫通穴を設けておき、ノズル用の母材４１の両端部から分割されたノズル用芯金５１ａ、５１ｂを挿入する。

これにより、プレス加工行程の後に、ノズル用の母材４１の両端部から容易にノズル用芯金５１ａ、５１ｂを取り外すことができる。なお、ノズル１５１を先細ノズルとして形成する場合は、ノズル用の母材４１の開放端側から単一のノズル用芯金５１を挿入してもよい。また、ノズル用芯金５１は、ノズル１５１の冷媒通路の形状を所望の寸法諸元とするために、硬度の高い超鋼材料等で形成されていることが望ましい。

次に、ノズルの芯金挿入工程後のノズル用芯金５１が挿入された状態のノズル用の母材４１に対して、ノズル１５１の軸線に直交する径方向からプレス加工を施す（図５（ｃ）：ノズルのプレス加工工程）。この際、本実施形態では、プレス型６１をノズル側リブ１５１ｄと同数（本実施形態では２つ）に分割しておき、隣接するプレス型６１の間にノズル側リブ１５１ｄが形成されるようにしている。

そして、ノズルのプレス加工工程によって形成されたノズル１５１からノズル用芯金を取り外して、ノズル１５１が製造される。なお、ノズル１５１を先細ノズルとして形成する場合は、ノズルのプレス加工工程後に、底面に貫通穴を設けてもよいし、ラバールノズルとして形成する場合と同様に、ノズルの芯金挿入工程時に底面に貫通穴を設けておいてもよい。

また、ボデー１５２を製造する際には、図６に示すように、基本的にノズル１５１と同様に製造する。まず、ボデー１５２をプレス成形で製造するための筒状のボデー用の母材４２を用意する（図６（ａ）：ボデー用母材準備工程）。本実施形態では、アルミニウムの管材を、ボデー用の母材４２としている。

次に、ボデー用母材準備工程にて用意されたボデー用の母材４２の内部空間に、一端側から、外形が収容空間１５２ａの相似形状に形成されたボデー用芯金５２ａを挿入し、他端側から外形が昇圧空間１５２ｂの相似形状に形成されたボデー用芯金５２ｂを挿入する（図６（ｂ）：ボデーの芯金挿入工程）。

次に、ボデーの芯金挿入工程後のボデー用芯金５２ａ、５２ｂが挿入された状態のボデー用の母材４２に対して、ノズル１５１の軸線に直交する径方向からプレス加工を施す（図６（ｃ）：ボデーのプレス加工工程）。この際、本実施形態では、プレス型６２をボデー側リブ１５２ｅと同数（本実施形態では４つ）に分割しておき、隣接するプレス型６２の間にボデー側リブ１５２ｅが形成されるようにしている。

次に、ボデーのプレス加工工程によって形成されたボデー１５２からボデー用芯金５２ａ、５２ｂを取り外し、ボデー１５２の円筒状面に冷媒吸引口１５２ｃを形成するとともに、ボデー１５２の内部の収容空間１５２ａと昇圧空間１５２ｂとの接続部にストレート部１５２ｄを形成する（ボデーの追加工工程）。

より具体的には、冷媒吸引口１５２ｃは、穴開け加工によって形成されており、ボデー１５２の軸線方向から見たときに、ボデー側リブ１５２ｅと重合しない位置に形成されている。さらに、収容空間１５２ａと昇圧空間１５２ｂとの接続部に形成されるストレート部１５２ｄは、ボデー１５２の内部に円筒状の刃具をノズル１５１の軸線に沿って移動させることによって形成されている。

次に、上記の如く形成されたノズル１５１を、ボデー１５２の収容空間１５２ａ内へ収容して仮固定する（ノズルとボデーとの仮固定工程）。この際、前述の図４に示すように、ノズル１５１の軸線方向から見たときに、ノズル側リブ１５１ｄが、軸線の中心と冷媒吸引口１５２ｃの中心を結ぶ線と重合するように配置する。

ここで、本実施形態では、ノズル１５１の冷媒流れ入口側の最外周部の径寸法が、ボデー１５２の収容空間１５２ａの内径寸法よりも僅かに大きく形成されたシマリ嵌めの関係となっている。これにより、ノズル１５１を収容空間１５２ａ内へ収容することにより、ノズル１５１とボデー１５２が仮固定される。

さらに、前述の如く、本実施形態のエジェクタ１５は、流出側蒸発器１６または吸引側蒸発器１８の集合分配用タンク内あるいは別タンク内に収容されるので、ノズルとボデーとの仮固定行程後の仮固定状態のエジェクタ１５を、さらに、集合分配用タンク内あるいは別タンク内へ収容して仮固定する（エジェクタの仮固定工程）。

この仮固定についても、エジェクタ１５（具体的には、ボデー１５２）の外径寸法を、集合分配用タンク内あるいは別タンクの内径寸法よりも僅かに大きく形成してシマリ嵌めの関係とすることによってなされている。

そして、エジェクタ１５、チューブおよび集合分配用タンク内あるいは別タンク等が仮固定された等が仮組された流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を、加熱手段である加熱炉内に投入する。

これにより、ノズル１５１の外表面、ボデー１５２の内周面および外周面、さらに、集合分配用タンク内あるいは別タンクの内周面に予めクラッドされたろう材を溶融させる。そして、再びろう材が凝固するまで冷却することで、エジェクタ１５が製造されると同時に、蒸発器ユニット２０が製造される（エジェクタ接合工程）。

さらに、本実施形態では、上記の如く製造されたエジェクタ１５を採用しているので、以下のような優れた効果を得ることができる。

本実施形態では、ノズル１５１およびボデー１５２を、塑性加工の一種であるプレス加工により形成しているので、ノズル１５１およびボデー１５２を切削加工等により形成する場合に対して、製造コストの低減と加工時間の短縮を両立させることができる。つまり、本実施形態のエジェクタ１５は、大量生産に適したものとなる。

なお、上述したボデーの追加工工程では、プレス加工とは異なる加工方法によって冷媒吸引口１５２ｃの形成およびストレート部１５２ｄの形成を行っているが、これらの加工はノズル１５１あるいはボデー１５２の全体を切削加工にて形成する場合に対して簡単な加工であり、本実施形態のエジェクタ１５の大量生産性に悪影響を及ぼすものではない。

さらに、ノズル１５１およびボデー１５２には、それぞれノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅが形成されているので、プレス加工される母材４１、４２のうち、ノズル１５１あるいはボデー１５２に対して余肉となる部分をノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅとすることができる。

これにより、プレス加工時によってノズル１５１およびボデー１５２の一部が局部的に極端に引き延ばされて肉厚が薄くなってしまう部位が形成されること抑制できる。従って、製造可能なエジェクタ１５の形状の範囲を広げることができ、本実施形態のエジェクタ１５は、幅広い用途に適用可能な種々の寸法諸元に形成することができる。

さらに、プレス加工により形成されるノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅが、それぞれノズル１５１の軸線方向に延びるとともに外周側に突出しているので、余肉となる部分がノズル１５１およびボデー１５２の内周側に突出して、ノズル１５１およびボデー１５２の内周側に形成される冷媒通路面積が所望の寸法諸元からずれてしまうことを回避できる。

さらに、ノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅが、それぞれノズル１５１およびボデー１５２の補強部材として機能して、ノズル１５１およびボデー１５２の変形を抑制することもできる。

さらに、基準断面において、ノズル１５１およびボデー１５２が、複数の部材がつなぎ合わされることなく、環状に連続した単一の部材によって形成されているので、ノズル１５１およびボデー１５２から内部を通過する流体が漏れてしまうことを防止するための接合処理を行う必要がない。従って、より一層、エジェクタの製造原価を低減できる。

ところで、本実施形態のように、プレス加工時に母材４１、４２の外周側から山折り状に挟み込むように荷重をかけることによって、ノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅを形成すると、図７に示すように、ノズル１５１あるいはボデー１５２の内周面のうちリブ１５１ｄ、１５２ｅの合わせ面に対応する部位に凹み部が形成されやすい。なお、図７は、図３のＣ部の拡大図であって、ノズル側リブ１５１ｄを例として凹み部を説明するための図である。

これに対して、本実施形態のエジェクタ１５によれば、基準断面におけるノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅの形状が、外周側に向かって徐々に幅寸法Ｗｎｏｚ、Ｗｂｄが縮小する形状に形成されているので、プレス加工時に凹み部を潰す方向の荷重をかけやすくなる。その結果、凹み部を小さくすることができ、エジェクタの形状を所望の寸法諸元に近づけやすくなる。

また、本実施形態のように、ノズルの芯金挿入工程およびボデーの心金挿入工程にて、それぞれ分割された二つのノズル用芯金５１ａ、５１ｂおよびボデー用芯金５２ａ、５２ｂを挿入する場合、２つの芯金同士の合わせ面に、母材４１、４２が流れ込んでバリを生じさせやすい。

特に、ステンレス合金に対して柔らかいアルミニウム製の母材４２をプレス加工して形成されるボデー１５２では、大きなバリが生じてボデー１５２内部を流通する冷媒のエネルギ損失を生じさせるおそれがある。これに対して、本実施形態のエジェクタ１５では、ボデーの追加工工程時に収容空間１５２ａと昇圧空間１５２ｂとの接続部にストレート部１５２ｄを形成しているので、確実にバリを除去できる。

さらに、本実施形態のボデーの追加工工程では、ボデー１５２の軸線方向から見たときに、冷媒吸引口１５２ｃをボデー側リブ１５２ｅと重合しない位置に形成しているので、追加工工程時に、ボデー側リブ１５２ｅの影響を受けることなく容易に冷媒吸引口１５２ｃ形成することができる。

また、本実施形態のノズルとボデーとの仮固定工程では、ノズル１５１の軸線方向から見たときに、ノズル側リブ１５１ｄが、軸線の中心と冷媒吸引口１５２ｃの中心を結ぶ線と重合するように配置しているので、ノズル側リブ１５１ｄを冷媒吸引口１５２ｃから吸引される吸引冷媒の流入方向に沿って配置することができる。従って、ノズル側リブ１５１ｄによって吸引冷媒に生じる圧力損失を低減できる。

さらに、本実施形態のノズル側リブ１５１ｄの最外周部（先端部）は、ノズル１５１の最外周部よりも内周側に位置付けられているので、ノズルとボデーとの仮固定工程時に、ノズル側リブ１５１ｄがボデー１５２の内周面に当接することなく、ノズル１５１をボデー１５２の内部に容易に収容できる。

さらに、ノズル１５１の冷媒噴射口１５１ｃ側に形成されたノズル側リブ１５１ｄの高さ寸法Ｈｎｏｚが冷媒流れ下流側に向かって徐々に小さくなっているので、吸引通路１５２ｄを流れる冷媒に生じる圧力損失を低減できる。

（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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、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、ノズル１５１およびボデー１５２の双方をプレス加工にて形成した例を説明しているが、ノズル１５１およびボデー１５２の少なくとも一方をプレス加工で形成すれば、幅広い用途に適用可能で、かつ、製造コストの低減と加工時間の短縮の両立させた大量生産に適するエジェクタを提供することができる。

（２）上述の実施形態では、エジェクタ１５を空調装置用のエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用した例を説明したが、本発明のエジェクタの適用対象はこれに限定されない。例えば、冷蔵・冷凍装置あるいは冷温保存庫用のエジェクタ式冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）に適用してもよいし、流体吸引口（本実施形態では冷媒吸引口１５２ｃ）に生じる負圧を利用して真空を発生させる真空ポンプ等に適用してもよい。

さらに、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒については言及していないが、冷媒として通常のフロン系冷媒、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を採用してもよい。また、エジェクタ式冷凍サイクル１０が、圧縮機１１吐出冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

さらに、本実施形態では、エジェクタ１５を蒸発器ユニット２０として、分岐部１４、流出側蒸発器１６、固定絞り１７、吸引側蒸発器１８等と一体化させた例を説明したが、この際、ボデー側リブ１５２ｅの最外周部（先端部）を、集合分配用タンク内あるいは別タンクにエジェクタ１５にろう付けする際のろう付け面としてもよい。もちろん、エジェクタ１５を蒸発器ユニット２０として一体化させなくてもよい。

（３）上述の実施形態では、ノズル用の母材４１として、板状の金属部材に対して深絞り加工を施して筒状に形成したものを採用した例を説明したが、ノズル用の母材４１として金属製（例えば、ステンレス合金製）の管材を採用してもよい。また、上述の実施形態では、ボデー用の母材４２として、管材を採用した例を説明したが、ボデー用の母材４２として板状の金属部材に対して深絞り加工を施して筒状に形成したものを採用してもよい。

（４）上述の実施形態では、ノズル１５１の製造工程とボデー１５２の製造工程とを行う順序について言及していないが、ノズル１５１およびボデー１５２は独立に製造可能なものであるから、ノズル１５１およびボデー１５２の製造順序は、いずれかを先に製造してもよし、同時に製造してもよい。

（５）上述の実施形態では、ノズル側リブ１５１ｄが２つ形成された略円筒状のノズル１５１およびボデー側リブ１５２ｅが４つ形成された略円筒状のボデー１５２を採用した例を説明したが、ノズル１５１およびボデー１５２は、これに限定されない。

例えば、図８（ａ）（ｂ）に示すように、ノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅの数を変更してもよい。この場合は、プレス型６１、６２についてもノズル側リブ１５１ｄおよびボデー側リブ１５２ｅと同数に分割することが望ましい。また、図８（ｃ）（ｄ）に示すように、ノズル１５１およびボデー１５２は筒状であれば断面円形状に限定されず、多角形状に形成してもよい。

なお、図８は、ノズル１５１およびボデー１５２の断面を示す図面であって、上述の実施形態の図２、３に対応する図面である。

１５ エジェクタ
１５１ ノズル
１５１ｄ ノズル側リブ
１５２ ボデー
１５２ａ 収容空間
１５２ｂ 昇圧部（昇圧空間）
１５２ｃ 流体吸引口
１５２ｄ ストレート部
１５２ｅ ボデー側リブ
４１、４２ 母材

Claims (8)

1. 流体を減圧させて噴射するノズル（１５１）と、
   前記ノズル（１５１）から噴射される高速度の噴射流体によって流体が吸引される流体吸引口（１５２ｃ）および前記ノズル（１５１）から噴射された噴射流体と前記流体吸引口（１５２ｃ）から吸引された吸引流体とを混合させて昇圧させる昇圧部（１５２ｂ）が形成されたボデー（１５２）とを備えるエジェクタであって、
   前記ノズル（１５１）および前記ボデー（１５２）のうち少なくとも一方は、プレス加工により形成されており、
   前記プレス加工により形成された前記ノズル（１５１）あるいは前記ボデー（１５２）には、前記ノズル（１５１）の軸線方向に延びるとともに外周側に突出するリブ（１５１ｄ、１５２ｅ）が形成されており、
   さらに、前記プレス加工により形成された前記ノズル（１５１）あるいは前記ボデー（１５２）の前記軸線方向に垂直な断面うち、前記リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）が形成されている部位における断面を基準断面としたときに、
   前記基準断面における前記プレス加工により形成された前記ノズル（１５１）あるいは前記ボデー（１５２）は、複数の部材がつなぎ合わされることなく、連続した単一の部材によって形成されていることを特徴とするエジェクタ。
2. 前記基準断面における前記リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の形状は、外周側に向かって徐々に幅寸法（Ｗｎｏｚ、Ｗｂｄ）が縮小する形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ。
3. 前記ボデー（１５２）は、前記プレス加工により形成されており、
   前記ボデー（１５２）の内部には、前記ノズル（１５１）が収容される収容空間（１５２ａ）および前記昇圧部を形成する昇圧空間（１５２ｂ）が形成されており、
   前記収容空間（１５２ａ）の流体流れ下流側は、流体流れ方向に向かって前記軸線方向に垂直な断面績が徐々に縮小する形状に形成され、
   前記昇圧空間（１５２ｂ）の流体流れ上流側は、流体流れ方向に向かって前記軸線方向に垂直な断面績が徐々に縮小する形状に形成され、
   前記収容空間（１５２ａ）の流体流れ下流側と前記昇圧空間（１５２ｂ）の流体流れ上流側との接続部には、流体通路面積が一定となったストレート部（１５２ｄ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタ。
4. 前記ノズル（１５１）および前記ボデー（１５２）のうち少なくとも一方は、平板状金属を深絞り加工により円筒状とした母材（４１、４２）をプレス加工することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタ。
5. 前記ボデー（１５２）は、前記プレス加工により形成されており、
   前記流体吸引口（１５２ｃ）は、前記ボデー（１５２）を前記軸線方向から見たときに、前記ボデー（１５２）に形成された前記リブ（１５２ｅ）と重合しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ。
6. 前記ノズル（１５１）は、前記プレス加工により形成されており、
   前記ノズル（１５１）に形成された前記リブ（１５１ｄ）は、前記ボデー（１５２）を前記軸線方向から見たときに、前記軸線の中心と前記流体吸引口（１５２ｃ）の中心を結ぶ線と重合する位置に配置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つに記載のエジェクタ。
7. 前記ノズル（１５１）は、前記プレス加工により形成されており、
   前記ノズル（１５１）に形成された前記リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の最外周部は、前記ノズル（１５１）の最外周部よりも内周側に位置付けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ。
8. 前記ノズル（１５１）は、前記プレス加工により形成されており、
   前記ノズル（１５１）の流体噴射口（１５１ｃ）側に形成された前記リブ（１５１ｄ、１５２ｅ）の外周側へ向かう高さ寸法（Ｈｎｏｚ）は、流体流れ方向へ向かって徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタ。

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