JP2017025841A - Ejector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体を減圧すると共に、高速で噴出する作動流体の吸引作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタに関するものである。 The present invention relates to an ejector that is a momentum transporting pump that depressurizes a fluid and transports the fluid by a suction action of a working fluid ejected at a high speed.
冷媒を減圧させる減圧用空間、外部から冷媒を吸引する吸引用通路、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間が形成されたボデーと、減圧用空間および昇圧用空間の内部に配置され、ノズル通路とディフューザ通路を形成する通路形成部材と、通路形成部材に連動するダイヤフラムとを備えるエジェクタが特許文献1に開示されている。
A decompression space for depressurizing the refrigerant, a suction passage for sucking the refrigerant from the outside, and a pressurization space for mixing and increasing the pressure of the refrigerant injected from the decompression space and the suction refrigerant sucked from the suction passage are formed.
ボデーは、ダイヤフラムを保持するとともに、ダイヤフラムの一面側に感温媒体を封入する封入空間を形成する封入空間形成部を有している。ダイヤフラムおよび封入空間は、ボデーの内部に通路形成部材の軸線の周りを囲むように配置されている。封入空間には、感温媒体に対して吸引用通路を流通する吸引冷媒の温度が伝達されるとともに、吸引冷媒の温度変化に応じて感温媒体の圧力が変化するように、感温媒体が封入されている。 The body has a sealed space forming part that holds the diaphragm and forms a sealed space for sealing the temperature-sensitive medium on one surface side of the diaphragm. The diaphragm and the enclosure space are arranged inside the body so as to surround the axis of the passage forming member. In the enclosed space, the temperature of the temperature-sensitive medium is transmitted so that the temperature of the suction refrigerant flowing through the suction passage is transmitted to the temperature-sensitive medium, and the pressure of the temperature-sensitive medium changes according to the temperature change of the suction refrigerant. It is enclosed.
このような構成により、特許文献1のエジェクタでは、冷凍サイクルの負荷変動に応じて通路形成部材が変位し、ノズル通路およびディフューザ通路の通路面積が調整されることで、冷凍サイクルの負荷に見合ったエジェクタの作動を実現する。
With such an arrangement, in the ejector of
ところで、本発明者は、上記した特許文献1のエジェクタに用いられるダイヤフラムとして、以下に記載の構成のダイヤフラムJ251を検討した。以下では、これを検討例のダイヤフラムと呼ぶ。
By the way, this inventor examined the diaphragm J251 of the structure described below as a diaphragm used for the ejector of
図23に示すように、この検討例のダイヤフラムJ251は、円環状に形成されたものであり、受圧部J251aと、内周縁部J251bと、外周縁部J251cとを有している。受圧部J251aは、内周縁部J251bと外周縁部J251cとの間の部分であって、ダイヤフラムJ251のうち感温媒体の圧力を受ける部分である。 As shown in FIG. 23, the diaphragm J251 of this examination example is formed in an annular shape, and includes a pressure receiving portion J251a, an inner peripheral edge portion J251b, and an outer peripheral edge portion J251c. The pressure receiving portion J251a is a portion between the inner peripheral edge portion J251b and the outer peripheral edge portion J251c, and is a portion that receives the pressure of the temperature sensitive medium in the diaphragm J251.
図24に示すように、ダイヤフラムJ251は、その内周縁部J251bと外周縁部J251cのそれぞれが、上側保持面252dと下側保持面230dに挟まれることで保持される。上側保持面252dは、ダイヤフラムJ251の上面側に感温媒体の封入空間252aを形成する上側相手部材252bに設けられている。下側保持面230dは、ダイヤフラムJ251の下面側の空間253を形成する下側相手部材230に設けられている。
As shown in FIG. 24, the diaphragm J251 is held by sandwiching the inner peripheral edge J251b and the outer peripheral edge J251c between the
検討例のダイヤフラムJ251は、主としてゴム本体30で構成されている。このため、内周縁部J251bと外周縁部J251cは、ゴム本体30が圧縮されることで、ゴム本体30の弾力(反発力)が発生している。このゴム本体30の弾力を利用して、ダイヤフラムJ251と上側保持面252dとの間の隙間を埋めて密閉している。これにより、ダイヤフラムJ251と上側相手部材252bの接触界面からの感温媒体の漏れを抑制する。すなわち、感温媒体の界面漏れを抑制する。
The diaphragm J251 of the examination example is mainly composed of the rubber
検討例のダイヤフラムJ251は、感温媒体の透過を抑制するバリア膜40が一体化されている。バリア膜40は、ゴム本体30の内部に、ダイヤフラムJ251の受圧部J251aから内周縁部J251bおよび外周縁部J251cにわたって配置されている。
Diaphragm J251 of the examination example is integrated with a
図25に示すように、内周縁部J251bおよび外周縁部J251cでは、ダイヤフラムJ251のうち上側保持面252dと接触する接触面J72にバリア膜40の端部41が位置しており、バリア膜40の端部41が上側保持面252dに接触している。このため、気相状態の感温媒体がダイヤフラムJ251を透過しようとする場合の経路全域に対してバリア膜40が存在する。これにより、感温媒体が、ダイヤフラムJ251を透過して、封入空間252aの外部へ漏れ出すことを抑制する。すなわち、感温媒体の透過を抑制する。
As shown in FIG. 25, in the inner peripheral edge portion J251b and the outer peripheral edge portion J251c, the
このように、ダイヤフラムJ251の内周縁部251bおよび外周縁部251cからの感温媒体の漏れを抑制するためには、次の2点が必要である。
Thus, in order to suppress leakage of the temperature sensitive medium from the inner
(1)感温媒体の界面漏れを抑制するために、シール面圧を確保する。シール面圧とは、ダイヤフラムJ251の接触面J72が上側保持面252dを押す力(すなわち、面圧)であって、界面漏れを抑制するために必要な面圧である。
(1) In order to suppress the interface leakage of the temperature sensitive medium, the seal surface pressure is secured. The seal surface pressure is a force (that is, a surface pressure) by which the contact surface J72 of the diaphragm J251 presses the
(2)感温媒体の透過を抑制するために、バリア膜40を上側保持面252dに接触させる。
(2) In order to suppress the permeation of the temperature sensitive medium, the
しかし、検討例のダイヤフラムJ251では、下記の理由により、上記(1)を満たすことが困難な場合が生じることがわかった。 However, in the diaphragm J251 of the study example, it has been found that it may be difficult to satisfy the above (1) for the following reason.
バリア膜40は、合成樹脂等のゴム本体30よりも変形し難い材料で構成される。このため、ダイヤフラムJ251を上側保持面252dと下側保持面230dで挟んだ状態では、バリア膜40が上側保持面252dに対して突っ張ることとなる。この結果、上側保持面252dと下側保持面230dの締め付け力が同じであって、内周縁部J251bおよび外周縁部J251cがゴム本体単独で構成された場合と比較すると、ゴム本体の変形量が小さく、得られる弾力が小さくなってしまう。したがって、ダイヤフラムJ251の接触面J72の面圧が低くなり、シール面圧の確保が困難となる場合が生じてしまう。
The
特に、上記した特許文献1のエジェクタにおいては、製品の製造後であって、製品出荷前の保管の際に、保管場所が高温になって、感温媒体の圧力が冷凍サイクル使用時よりも高くなる。この場合に、シール面圧の確保が困難となる。
In particular, in the ejector of
なお、上記した問題は、ダイヤフラムJ251が環状である場合に、顕著となる。ダイヤフラムJ251が環状である場合、上側保持面252dと下側保持面230dに保持される縁部が内周側と外周側の両方にある。このため、上側保持面252dと下側保持面230dに保持される縁部が外周側しか存在しない場合と比較して、感温媒体の漏れが発生する箇所が多くなり、内周縁部251bおよび外周縁部251cでの感温媒体の漏れが大きな問題となる。
In addition, the above-mentioned problem becomes remarkable when the diaphragm J251 is cyclic | annular. When the diaphragm J251 is annular, the edges held by the
また、上記した問題は、エジェクタを小型化させるほど、顕著となる。ボデー全体を縮小した場合、ダイヤフラムの受圧部も同様に縮小できるが、ダイヤフラムの内周縁部や外周縁部については、ダイヤフラムと上側保持面との間のシールを確保する等の理由により、受圧部ほど縮小できない。このため、受圧部に対する内周縁部および外周縁部の割合が高まり、内周縁部および外周縁部での感温媒体の漏れが大きな問題となる。 Further, the above problem becomes more prominent as the ejector is made smaller. When the entire body is reduced, the pressure-receiving portion of the diaphragm can be reduced in the same manner, but the pressure-receiving portion is used for the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the diaphragm, for example, to secure a seal between the diaphragm and the upper holding surface. It cannot be reduced as much. For this reason, the ratio of the inner periphery part and the outer periphery part with respect to a pressure receiving part increases, and the leakage of the temperature sensitive medium in an inner periphery part and an outer periphery part becomes a big problem.
本発明は上記点に鑑みて、ダイヤフラムの内周縁部および外周縁部における感温媒体の界面漏れ抑制と透過抑制とを両立させることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to achieve both the interface leakage suppression and the permeation suppression of the temperature-sensitive medium at the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the diaphragm.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
蒸気圧縮式の冷凍サイクル(10)に適用されるエジェクタであって、
冷媒流入口(211)から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間(222)、減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(231)、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間(232)が形成されたボデー(200)と、
少なくとも一部が減圧用空間の内部及び昇圧用空間の内部に配置され、ボデーのうち減圧用空間を形成する部位の内周面との間に、冷媒流入口から流入した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(224)を形成するとともに、ボデーのうち昇圧用空間を形成する部位の内周面との間に、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(232a)を形成する通路形成部材(240)と、
ボデーの内部に通路形成部材の軸線(X)の周りを囲むように配置され、通路形成部材の軸線方向の一方側に一面(72)を有し、軸線方向の他方側に他面(73)を有し、軸線方向から見たときの形状が内周縁部(251b)と外周縁部(251c)とを有する環状であって、通路形成部材と連動するダイヤフラム(251)とを備え、
ボデーは、ダイヤフラムを保持するとともに、ダイヤフラムの一面側に感温媒体を封入する封入空間(252a)を形成する封入空間形成部(230、252b)を有し、
封入空間には、感温媒体に対して吸引用通路を流通する吸引冷媒の温度が伝達されるとともに、吸引冷媒の温度変化に応じて感温媒体の圧力が変化するように、感温媒体が封入されており、
封入空間形成部は、内周縁部と外周縁部のぞれぞれの一面に接する第1保持面(252d)と、内周縁部と外周縁部のそれぞれの他面に接する第2保持面(230d)とを有し、第1保持面と第2保持面とが内周縁部および外周縁部を挟んで保持し、
ダイヤフラムは、ゴム材料で構成されたゴム本体(30)と、ゴム本体と一体化され、ゴム本体よりも感温媒体の透過度が低いバリア膜(40)とを有し、
バリア膜は、ダイヤフラムのうち封入空間に面する受圧部(251a)の全域に配置されるとともに、受圧部から内周縁部と外周縁部の両方に延びており、
内周縁部と外周縁部のそれぞれは、バリア膜が第1保持面に接触している部分(41)を含む第1部位(50)と、ゴム本体が第1保持面に接触している第2部位(60)とを有し、
第2部位は、内周縁部および外周縁部が第1保持面と第2保持面に挟まれていない自然状態で、第1部位から離れた位置において、内周縁部および外周縁部における一面と他面の少なくとも一方に突出部(61、62)を有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention described in
An ejector applied to a vapor compression refrigeration cycle (10),
From the decompression space (222) for decompressing the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (211), the suction passage (231) communicating with the downstream side of the refrigerant flow in the decompression space and sucking the coolant from the outside, and the decompression space A body (200) in which a pressurizing space (232) for mixing and injecting the jetted refrigerant and the suction refrigerant sucked from the suction passage is formed;
At least a portion is disposed inside the decompression space and the boosting space, and the refrigerant flowing from the refrigerant inlet is decompressed and injected between the body and the inner peripheral surface of the part forming the decompression space. A diffuser that functions as a diffuser that forms a nozzle passage (224) that functions as a nozzle that performs and boosts the pressure by mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant between the inner peripheral surface of a portion of the body that forms the pressure increasing space A passage forming member (240) forming a passage (232a);
It is arranged inside the body so as to surround the axis (X) of the passage forming member, and has one surface (72) on one side in the axial direction of the passage forming member and the other surface (73) on the other side in the axial direction. The shape when viewed from the axial direction is an annular shape having an inner peripheral edge (251b) and an outer peripheral edge (251c), and includes a diaphragm (251) that interlocks with the passage forming member,
The body has a sealed space forming part (230, 252b) that holds the diaphragm and forms a sealed space (252a) for sealing the temperature-sensitive medium on one surface side of the diaphragm,
In the enclosed space, the temperature of the temperature-sensitive medium is transmitted so that the temperature of the suction refrigerant flowing through the suction passage is transmitted to the temperature-sensitive medium, and the pressure of the temperature-sensitive medium changes according to the temperature change of the suction refrigerant. Is enclosed,
The enclosed space forming portion includes a first holding surface (252d) in contact with one surface of each of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, and a second holding surface in contact with the other surfaces of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion ( 230d), the first holding surface and the second holding surface are held across the inner peripheral edge and the outer peripheral edge,
The diaphragm has a rubber body (30) made of a rubber material, and a barrier film (40) that is integrated with the rubber body and has a lower temperature-sensitive medium permeability than the rubber body.
The barrier film is disposed over the entire area of the pressure receiving portion (251a) facing the enclosed space in the diaphragm, and extends from the pressure receiving portion to both the inner peripheral edge and the outer peripheral edge.
Each of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion includes a first portion (50) including a portion (41) in which the barrier film is in contact with the first holding surface, and a rubber body in contact with the first holding surface. 2 sites (60)
The second part is a natural state in which the inner peripheral edge part and the outer peripheral edge part are not sandwiched between the first holding surface and the second holding surface, and at a position away from the first part, It has a protrusion (61, 62) on at least one of the other surfaces.
請求項1に記載の発明では、第2部位を第1部位から離れた位置に設けたので、第2部位では、バリア膜の突っ張りの影響を受けずに、ゴム本体が圧縮される。このため、検討例のダイヤフラムと比較して、第1保持面に対する第2部位の接触面圧を大きくでき、シール面圧を確保できる。さらに、第1部位では、バリア膜が第1保持面に接触するので、感温媒体のダイヤフラムの透過を抑制できる。 In the first aspect of the invention, since the second part is provided at a position away from the first part, the rubber body is compressed in the second part without being affected by the tension of the barrier film. For this reason, compared with the diaphragm of the examination example, the contact surface pressure of the second part with respect to the first holding surface can be increased, and the seal surface pressure can be secured. Furthermore, since the barrier film is in contact with the first holding surface at the first portion, the transmission of the diaphragm of the temperature sensitive medium can be suppressed.
よって、請求項1に記載の発明によれば、ダイヤフラムの内周縁部および外周縁部における感温媒体の界面漏れ抑制と透過抑制とを両立させることができる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to achieve both the interface leakage suppression and the permeation suppression of the temperature sensitive medium at the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the diaphragm.
請求項4に記載の発明では、
蒸気圧縮式の冷凍サイクル(10)に適用されるエジェクタであって、
冷媒流入口(211)から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間(222)、減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(231)、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間(232)が形成されたボデー(200)と、
少なくとも一部が減圧用空間の内部及び昇圧用空間の内部に配置され、ボデーのうち減圧用空間を形成する部位の内周面との間に、冷媒流入口から流入した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(224)を形成するとともに、ボデーのうち昇圧用空間を形成する部位の内周面との間に、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(232a)を形成する通路形成部材(240)と、
ボデーの内部に通路形成部材の軸線(X)の周りを囲むように配置され、通路形成部材の軸線方向の一方側に一面(72)を有し、軸線方向の他方側に他面(73)を有し、軸線方向から見たときの形状が内周縁部(251b)と外周縁部(251c)とを有する環状であって、通路形成部材と連動するダイヤフラム(251)とを備え、
ボデーは、ダイヤフラムを保持するとともに、ダイヤフラムの一面側に感温媒体を封入する封入空間(252a)を形成する封入空間形成部(230、252b)を有し、
封入空間には、感温媒体に対して吸引用通路を流通する吸引冷媒の温度が伝達されるとともに、吸引冷媒の温度変化に応じて感温媒体の圧力が変化するように、感温媒体が封入されており、
封入空間形成部は、内周縁部と外周縁部のぞれぞれの一面側に接する第1保持面(252d)と、内周縁部と外周縁部のそれぞれの他面側に接する第2保持面(230d)とを有し、第1保持面と第2保持面とが内周縁部および外周縁部を挟んで保持し、
第1保持面のうち内周縁部に対向する部位の一部に、内周縁部の周方向に沿う環状の内周側ゴム部材(81)が設けられているとともに、第1保持面のうち外周縁部に対向する部位の一部に、外周縁部の周方向に沿う環状の外周側ゴム部材(82)が設けられており、
ダイヤフラムは、ゴム材料で構成されたゴム本体(30)と、ゴム本体と一体化され、ゴム本体よりも感温媒体の透過度が低いバリア膜(40)とを有し、
バリア膜は、ダイヤフラムの一面において、ダイヤフラムのうち封入空間に面する受圧部(251a)の全域に配置されるとともに、受圧部から内周縁部と外周縁部の両方に延びており、
内周側ゴム部材が第1保持面と内周縁部との間に挟まれた状態であって、バリア膜が第1保持面に接触した状態で、内周縁部が保持されており、
外周側ゴム部材が第1保持面と外周縁部との間に挟まれた状態であって、バリア膜が第1保持面に接触した状態で、外周縁部が保持されていることを特徴としている。
In the invention according to claim 4,
An ejector applied to a vapor compression refrigeration cycle (10),
From the decompression space (222) for decompressing the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (211), the suction passage (231) communicating with the downstream side of the refrigerant flow in the decompression space and sucking the coolant from the outside, and the decompression space A body (200) in which a pressurizing space (232) for mixing and injecting the jetted refrigerant and the suction refrigerant sucked from the suction passage is formed;
At least a portion is disposed inside the decompression space and the boosting space, and the refrigerant flowing from the refrigerant inlet is decompressed and injected between the body and the inner peripheral surface of the part forming the decompression space. A diffuser that functions as a diffuser that forms a nozzle passage (224) that functions as a nozzle that performs and boosts the pressure by mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant between the inner peripheral surface of a portion of the body that forms the pressure increasing space A passage forming member (240) forming a passage (232a);
It is arranged inside the body so as to surround the axis (X) of the passage forming member, and has one surface (72) on one side in the axial direction of the passage forming member and the other surface (73) on the other side in the axial direction. The shape when viewed from the axial direction is an annular shape having an inner peripheral edge (251b) and an outer peripheral edge (251c), and includes a diaphragm (251) that interlocks with the passage forming member,
The body has a sealed space forming part (230, 252b) that holds the diaphragm and forms a sealed space (252a) for sealing the temperature-sensitive medium on one surface side of the diaphragm,
In the enclosed space, the temperature of the temperature-sensitive medium is transmitted so that the temperature of the suction refrigerant flowing through the suction passage is transmitted to the temperature-sensitive medium, and the pressure of the temperature-sensitive medium changes according to the temperature change of the suction refrigerant. Is enclosed,
The enclosed space forming portion includes a first holding surface (252d) that contacts one surface side of each of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, and a second holding contact that contacts each other surface side of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion. A first holding surface and a second holding surface with the inner peripheral edge and the outer peripheral edge sandwiched therebetween,
An annular inner peripheral rubber member (81) along the circumferential direction of the inner peripheral edge is provided on a portion of the first holding surface facing the inner peripheral edge, and the outer side of the first holding surface is outside. An annular outer peripheral rubber member (82) along the circumferential direction of the outer peripheral edge is provided on a part of the portion facing the peripheral edge,
The diaphragm has a rubber body (30) made of a rubber material, and a barrier film (40) that is integrated with the rubber body and has a lower temperature-sensitive medium permeability than the rubber body.
The barrier film is disposed over the entire surface of the pressure receiving portion (251a) facing the sealed space in the diaphragm on one surface of the diaphragm, and extends from the pressure receiving portion to both the inner peripheral edge and the outer peripheral edge.
The inner peripheral rubber member is held in a state where the inner peripheral rubber member is sandwiched between the first holding surface and the inner peripheral edge, and the barrier film is in contact with the first holding surface,
The outer peripheral side rubber member is held between the first holding surface and the outer peripheral edge, and the outer peripheral edge is held in a state where the barrier film is in contact with the first holding surface. Yes.
請求項4に記載の発明では、ダイヤフラムとは別体の内周側ゴム部材と外周側ゴム部材とを用いているので、内周側ゴム部材と外周側ゴム部材は、バリア膜の突っ張りの影響を受けずに圧縮される。このため、検討例のダイヤフラムと比較して、第1保持面に対する内周側ゴム部材と外周側ゴム部材のそれぞれの接触面圧を大きくでき、シール面圧を確保できる。さらに、バリア膜が第1保持面に接触した状態で、内周縁部および外周縁部が保持されるので、感温媒体のダイヤフラムの透過を抑制できる。 In the invention according to claim 4, since the inner peripheral side rubber member and the outer peripheral side rubber member which are separate from the diaphragm are used, the inner peripheral side rubber member and the outer peripheral side rubber member are affected by the tension of the barrier film. It is compressed without receiving. For this reason, compared with the diaphragm of the examination example, each contact surface pressure of the inner peripheral side rubber member and the outer peripheral side rubber member with respect to the first holding surface can be increased, and the seal surface pressure can be secured. Furthermore, since the inner peripheral edge and the outer peripheral edge are held in a state where the barrier film is in contact with the first holding surface, it is possible to suppress the transmission of the diaphragm of the temperature sensitive medium.
よって、請求項4に記載の発明によれば、ダイヤフラムの内周縁部および外周縁部における感温媒体の界面漏れ抑制と透過抑制とを両立させることができる。 Therefore, according to the invention described in claim 4, it is possible to achieve both the interface leakage suppression and the permeation suppression of the temperature sensitive medium at the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the diaphragm.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態は、車両用空調装置を構成する蒸気圧縮式の冷凍サイクル10に本発明のエジェクタ100を適用したものである。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
まず、本実施形態の冷凍サイクル10の全体構成および作動について説明する。冷凍サイクル10は、図1に示すように、圧縮機11、凝縮器12、エジェクタ100、および蒸発器13が、冷媒配管により接続されて形成されている。
First, the overall configuration and operation of the
圧縮機11は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。本実施形態の圧縮機11は、図示しない電磁クラッチおよびベルトを介して車両走行用のエンジンにより回転駆動されるようになっている。圧縮機11は、例えば、電磁式容量制御弁に図示しない制御装置からの制御信号が入力されることにより、吐出容量が可変される可変容量型圧縮機で構成される。なお、圧縮機11は、電動モータにより回転駆動される電動圧縮機で構成してもよい。電動圧縮機の場合、電動モータの回転数により吐出容量が可変される。
The
凝縮器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を、図示しない冷却ファンにより強制的に送風される車室外空気(外気)と熱交換させることで、高圧冷媒の熱を外気に放出して冷媒を凝縮液化するものである。
The
ここで、本実施形態では、いわゆるサブクール型の凝縮器を採用している。すなわち、本実施形態の凝縮器12は、高圧冷媒を外気と熱交換させて凝縮させる凝縮部12a、凝縮部12aから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄えるレシーバ12b、レシーバ12bから流出した液相冷媒を外気と熱交換させて過冷却する過冷却部12cを有して構成されている。なお、圧縮機11によって圧縮された冷媒の圧力が臨界圧力を越える場合、凝縮器12にて冷媒が凝縮液化しないことから、凝縮器12は、高圧冷媒の熱を外気に放出する放熱器として機能する。凝縮器12の冷媒流出側は、エジェクタ100の冷媒流入口211に接続されている。
Here, in this embodiment, a so-called subcool type condenser is employed. That is, the
エジェクタ100は、凝縮器12から流出した液相状態の高圧冷媒を減圧する減圧手段を構成すると共に、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、冷媒の循環を行う流体輸送用の冷媒循環手段を構成する。なお、エジェクタ100の具体的構成については後述する。
The
蒸発器13は、図示しない送風機によって空調装置の空調ケースに導入された外気、または車室内空気(内気)から吸熱して、その内部を流通する冷媒を蒸発させる熱交換器である。蒸発器13の冷媒流出側は、エジェクタ100の冷媒吸引口212に接続されている。
The
図示しない制御装置は、CPU、各種メモリ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。この制御装置には、乗員による操作パネルからの各種操作信号や各種センサ群からの検出信号等が入力され、これら入力信号を用いてメモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算・処理を実行して各種機器の作動を制御する。 A control device (not shown) includes a well-known microcomputer including a CPU, various memories, and its peripheral circuits. This control device receives various operation signals from the operation panel by the occupant, detection signals from various sensor groups, etc., and executes various calculations and processing based on the control program stored in the memory using these input signals. And control the operation of various devices.
また、本実施形態の冷凍サイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒、例えば、R134aを採用しており、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を越えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。勿論、亜臨界冷凍サイクルを構成する冷媒であれば、HFO系冷媒、例えば、R1234yf等を採用してもよい。
In the
次に、図2〜図7を用いて、本実施形態のエジェクタ100の具体的構成について説明する。なお、図2、図4における上下の各矢印は、エジェクタ100を車両に搭載した状態における天地方向を示している。また、図4中の一点鎖線Xは、後述の通路形成部材240の軸線を示している。
Next, a specific configuration of the
本実施形態のエジェクタ100は、図4に示すように、主な構成要素として、ボデー200、通路形成部材240、通路形成部材240を変位させる駆動手段250を備える。
As shown in FIG. 4, the
ボデー200は、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されている。このボデー200は、上下に延びる円柱状の部材と当該部材の径方向に角柱状の部材とを結合させた形状を有する金属製のハウジングボデー210を有し、その内部にノズルボデー220、ディフューザボデー230等を固定して構成されている。なお、ハウジングボデー210の外形状は、単に円柱形状や角柱形状に形成されていてもよい。
The
ハウジングボデー210は、図2に示すように、エジェクタ100の外殻を形成する部材である。ハウジングボデー210の外側には、その上端側に冷媒流入口211および冷媒吸引口212が形成され、下端側に液相流出口213および気相流出口214が形成されている。冷媒流入口211は、冷凍サイクル10の高圧側(凝縮器12)から高圧冷媒を流入させるものであり、冷媒吸引口212は、蒸発器13から流出した低圧冷媒を吸引するものである。また、液相流出口213は、後述する気液分離空間260にて分離された液相冷媒を蒸発器13の冷媒入口側へ流出させるものであり、気相流出口214は、気液分離空間260にて分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入側へ流出させるものである。
The
ノズルボデー220は、図4に示すように、ハウジングボデー210の内部における上端側に収容されている。より具体的には、ノズルボデー220は、後述する通路形成部材240の軸線Xの方向(上下方向)に直交する方向から見たときに、その一部が冷媒流入口211と重合(オーバラップ)するように、ハウジングボデー210の内部に収容されている。なお、ノズルボデー220は、Oリング等のシール部材を介在させた状態で、ハウジングボデー210の内部に圧入等の手段により固定されている。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態のノズルボデー220は、環状の金属部材で構成され、ハウジングボデー210の内部空間と適合する大きさに形成された胴部220a、および胴部220aの下端側に設けられて下方側へ向かって突出する筒状のノズル部220b等を有する。
The
ノズルボデー220の胴部220aには、その内部に冷媒流入口211から流入した高圧冷媒を旋回させる旋回空間221等が形成されている。ノズルボデー220のノズル部220bには、その内部に旋回空間221を旋回した冷媒が通過する減圧用空間222が形成されている。
The
旋回空間221は、その中心軸が鉛直方向(上下方向)に延びる回転体形状に形成された空間である。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の1つの直線(中心軸)周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間221は、略円柱形状に形成されている。勿論、旋回空間221は、円錐または円錐台と円柱とを結合させた形状等に形成されていてもよい。
The swirling
また、本実施形態の旋回空間221は、ハウジングボデー210およびノズルボデー220の胴部220aに形成された冷媒流入通路223を介して冷媒流入口211に接続されている。
Further, the swirling
冷媒流入通路223は、旋回空間221の中心軸方向から見たとき、旋回空間221の内壁面の接線方向に延びるように形成されている。これにより、冷媒流入通路223から旋回空間221に流入した冷媒は、旋回空間221の内壁面に沿って流れ、旋回空間221を旋回する。なお、冷媒流入通路223は、旋回空間221の中心軸方向から見たとき、旋回空間221の接線方向と完全に一致するように形成されている必要はない。すなわち、冷媒流入通路223は、旋回空間221に流入した冷媒が旋回空間221の内壁面に沿って流れる形状に形成されていれば、その他の方向の成分(例えば、旋回空間221の中心軸方向)を含んで構成されていてもよい。
The
ここで、旋回空間221内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間221内では、その中心軸側の冷媒圧力が外周側の冷媒圧力よりも低下する。そこで、本実施形態では、冷凍サイクル10の作動時に、旋回空間221内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、または、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生ずる)圧力まで低下させるようにしている。
Here, since centrifugal force acts on the refrigerant swirling in the swirling
このような旋回空間221の中心軸側における冷媒圧力の調整は、旋回空間221内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することで実現できる。具体的には、旋回流速の調整は、冷媒流入通路223における通路断面積と旋回空間221における中心軸に直交する方向の断面積との比率の調整等により行うことができる。なお、上述の旋回流速は、旋回空間221の最外周部付近における冷媒の旋回方向の流速を意味している。
Such adjustment of the refrigerant pressure on the central axis side of the swirling
減圧用空間222は、旋回空間221を旋回した高圧冷媒が流入するように、旋回空間221の下方側に形成されている。本実施形態の減圧用空間222は、その中心軸が旋回空間221と同軸となるように形成されている。
The
減圧用空間222は、下方側(冷媒流れ方向下流側)へ向かって流路断面積が連続的に小さくなる円錐台形状の穴(先細部222a)と、下方側へ向かって流路断面積が連続的に大きくなる円錐台形状の穴(末広部222b)とを結合させた形状に形成されている。なお、減圧用空間222における先細部222aと末広部222bとの接続箇所が、流路断面積が最も縮小されたノズル喉部(最小通路面積部)222cとなっている。
The
末広部222bでは、減圧用空間222の中心軸の径方向から見たときに、減圧用空間222と後述する通路形成部材240の上方側が重合(オーバラップ)しているので、中心軸に対して垂直な断面形状が円環状(ドーナツ状)となっている。
In the
本実施形態では、この通路形状によってノズルボデー220の減圧用空間222を形成する部位の内周面と、後述する通路形成部材240の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路がノズルとして機能するノズル通路224を構成している。
In the present embodiment, a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the portion of the
続いて、ディフューザボデー230は、ハウジングボデー210の内部におけるノズルボデー220の下方側に収容されている。より具体的には、ディフューザボデー230は、ハウジングボデー210の軸方向(上下方向)に直交する方向から見たときに、その一部が冷媒吸引口212と重合(オーバラップ)するように、ハウジングボデー210の内部に収容されている。なお、ディフューザボデー230は、Oリング等のシール部材を介在させた状態で、ハウジングボデー210の内部に圧入等の手段により固定されている。
Subsequently, the
図4、5に示すように、本実施形態のディフューザボデー230は、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴230aが形成されると共に、その貫通穴230aの外周側に後述する駆動手段を収容するための溝部230bが形成された環状の金属部材で構成されている。なお、貫通穴230aは、その中心軸が旋回空間221、および減圧用空間222と同軸となるように形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図4に示すように、ディフューザボデー230の上面と、これと対向するノズルボデー220の下面との間には、冷媒吸引口212から流入した冷媒を滞留させる吸引空間231aが形成されている。なお、本実施形態では、ノズルボデー220の下方側の先端部がディフューザボデー230の貫通穴230aの内部に位置付けられているため、吸引空間231aは、旋回空間221および減圧用空間222の中心軸の方向から見たとき、断面円環状に形成されている。
As shown in FIG. 4, a
また、ディフューザボデー230の貫通穴230aのうち、ノズルボデー220の下方側が挿入される範囲、すなわち、径方向から見たときにディフューザボデー230とノズルボデー220とが重合する範囲では、冷媒通路断面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。
In the range where the lower side of the
これにより、貫通穴230aの内周面とノズルボデー220の下方側の外周面との間には、吸引空間231aと減圧用空間222の冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路231bが形成される。つまり、本実施形態では、吸引空間231aおよび吸引通路231bによって、中心軸の外周側から内周側へ向かって吸引冷媒が流れる吸引部(吸引用通路)231が形成されることになる。さらに、この吸引部231の中心軸に垂直な断面形状も、円環状となっている。
As a result, a
また、ディフューザボデー230の貫通穴230aのうち、吸引通路231bの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間232が形成されている。この昇圧用空間232は、上述したノズル通路224から噴射された噴射冷媒と吸引部231から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧させる空間である。
Further, in the through
本実施形態の昇圧用空間232は、冷媒の流れ方向下流側(下方側)に向かって、その径方向の断面積が拡大するように形成されている。なお、昇圧用空間232は、下方側に向かって断面積が拡大する円錐台形状(ラッパ状)の空間を構成している。
The pressurizing
昇圧用空間232の内部には、後述する通路形成部材240の下方側が配置されている。そして、昇圧用空間232内における通路形成部材240の円錐状側面の広がり角度は、昇圧用空間232の円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっている。これにより、昇圧用空間232の内周面と、後述する通路形成部材240の外周面との間に形成される冷媒通路は、その冷媒通路面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。
Inside the pressurizing
本実施形態では、昇圧用空間232の内周面と、通路形成部材240の外周面との間に形成される冷媒通路をディフューザとして機能するディフューザ通路232aとし、噴射冷媒および吸引冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換させている。なお、ディフューザ通路232aの中心軸に対して垂直な断面形状は、円環状に形成されている。
In the present embodiment, the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the pressurizing
続いて、通路形成部材240は、ノズルボデー220の内周面との間にノズル通路224を形成すると共に、ディフューザボデー230の内周面との間にディフューザ通路232aを形成する部材である。本実施形態の通路形成部材240は、略円錐状の金属部材で構成されている。このため、通路形成部材240の外周面と通路形成部材240の中心軸(軸線X)の最短距離は減圧用空間222から離れるに伴って大きくなっている。通路形成部材240は、少なくとも一部が減圧用空間222、および昇圧用空間232の双方に位置するようにハウジングボデー210の内部に収容されている。なお、通路形成部材240は、その中心軸Xが減圧用空間222、および昇圧用空間232と同軸となるように配置されている。
Subsequently, the
通路形成部材240における減圧用空間222の内周面と対向する部位は、減圧用空間222の内周面との間に環状のノズル通路224が形成されるように、減圧用空間222の末広部222bの内周面に沿う曲面を有する。
A portion of the
また、通路形成部材240における昇圧用空間232の内周面と対向する部位は、昇圧用空間232の内周面との間に環状のディフューザ通路232aが形成されるように、昇圧用空間232の内周面に沿う曲面を有する。
Further, the portion of the
ここで、前述のように、昇圧用空間232が円錐台形状の空間を構成するように形成され、通路形成部材240が昇圧用空間232の内周面に沿う曲面を有する。このため、ディフューザ通路232aは、通路形成部材240の軸線Xの方向(中心軸方向)に対して交差する方向に拡がるように形成されている。つまり、ディフューザ通路232aは、冷媒流れ上流側から下流側に向けて通路形成部材240の軸線Xから遠ざかるような冷媒通路となっている。これにより、通路形成部材240の軸方向(ノズル部の軸線Xの方向)への寸法の拡大を抑制して、エジェクタ100全体としての体格の大型化を抑制可能となる。
Here, as described above, the boosting
また、通路形成部材240には、図7に示すように、ディフューザ通路232aの冷媒流れ下流側となる部位に、ディフューザ通路232aから流出した冷媒に気液分離用の旋回力を付与する固定翼241が配設されている。固定翼241は、後述の作動棒254aと干渉しない位置に配設されている。なお、便宜上、図7以外の図面では、固定翼241の図示を省略している。
Further, as shown in FIG. 7, the
続いて、通路形成部材240をその軸線Xの方向に変位させて、ノズル通路224およびディフューザ通路232aの冷媒流路面積を変更する駆動手段250について、図4〜図6を用いて説明する。
Next, a
駆動手段250は、蒸発器13から流出した低圧冷媒の過熱度(温度および圧力)が所望の範囲となるように、通路形成部材240の変位量を制御するように構成されている。
The drive means 250 is configured to control the amount of displacement of the
図4に示すように、本実施形態の駆動手段250は、外部の雰囲気温度の影響を受けないように、ボデー200内部に収容されている。この駆動手段250は、圧力応動部材である薄板状のダイヤフラム251等を有して構成されている。
As shown in FIG. 4, the drive means 250 of this embodiment is accommodated in the
図4、5に示すように、本実施形態のダイヤフラム251は、ディフューザボデー230に形成された円環状の溝部230b内に配置可能なように、軸線Xの方向から見たときの形状が円環状とされている。ダイヤフラム251は、通路形成部材240と干渉しないように、通路形成部材240の軸線Xの周りを囲むように配設されている。ダイヤフラム251は、通路形成部材240の軸線Xの方向の一方側である上側に一面72を有し、軸線Xの方向の他方側である下側に他面73を有している。なお、ダイヤフラム251の具体的構成については後述する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図6に示すように、本実施形態のダイヤフラム251は、受圧部251aと、内周縁部251bと、外周縁部251cとを有している。受圧部251aは、ダイヤフラム251のうち後述する封入空間252aに面する部分である。内周縁部251bおよび外周縁部251cの双方が、ディフューザボデー230の溝部230bに設けられた下側保持面230dと、当該溝部230bを閉塞する環状の蓋部材252bに設けられた上側保持面252dとで挟んで保持されている。下側保持面230dおよび上側保持面252dは、内周縁部251bと外周縁部251cのそれぞれを上下方向両側から挟んで保持する面である。上側保持面252dは、内周縁部251bおよび外周縁部251cの一面(すなわち、上面)72と接している。下側保持面230dは、内周縁部251bおよび外周縁部251cの他面(すなわち、下面)73と接している。この状態で、かしめ等の手段によりダイヤフラム251がディフューザボデー230に固定されている。
As shown in FIG. 6, the
換言すると、ダイヤフラム251は、ディフューザボデー230の溝部230bと蓋部材252bとで形成される環状の空間を上下の2つの空間に仕切るように固定されている。 ダイヤフラム251により仕切られた2つの空間のうち上方側の空間は、蒸発器13から流出した冷媒の温度に応じて圧力が変化する気液混相状態の感温媒体が封入される封入空間252aを構成している。
In other words, the
したがって、本実施形態では、ボデー200のうちディフューザボデー230および蓋部材252bが、ダイヤフラム251を挟んで保持するとともに、ダイヤフラム251の一面側に封入空間252aを形成する封入空間形成部を構成している。また、本実施形態では、上側保持面252d、下側保持面230dが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第1保持面、第2保持面に対応している。
Therefore, in the present embodiment, the
封入空間252aには、主として冷凍サイクル10を循環する冷媒と同一の冷媒で組成された感温媒体(例えば、R134a)が、予め定めた密度となるように封入されている。なお、感温媒体は、例えば、サイクルを循環する冷媒とヘリウムガスとの混合流体を採用してもよい。
A temperature-sensitive medium (for example, R134a) composed mainly of the same refrigerant as the refrigerant circulating in the
図4に示すように、本実施形態の封入空間252aは、ダイヤフラム251の形状に適合する環状の空間を構成しており、通路形成部材240と干渉しないように、通路形成部材240の軸線Xの周りを囲むように形成されている。
As shown in FIG. 4, the
より具体的には、本実施形態の封入空間252aは、ディフューザボデー230における吸引部231と隣接する位置であって、吸引部231およびディフューザ通路232aによって囲まれる位置に配置されている。これにより、封入空間252a内の感温媒体には、吸引部231を流通する吸引冷媒の温度が伝達され、封入空間252aの内圧が、吸引部231を流通する吸引冷媒の温度に応じた圧力となる。
More specifically, the
一方、ダイヤフラム251により仕切られた2つの空間のうち、下方側の空間は、ディフューザボデー230に形成された連通路230cを介して、蒸発器13から流出した冷媒を導入させる導入空間253を構成している。この導入空間253は、感温媒体の圧力に対抗するように、ダイヤフラム251に対して吸引部(吸引用通路)231内の吸引冷媒の圧力を作用させる圧力室である。
On the other hand, of the two spaces partitioned by the
従って、封入空間252aに封入された感温媒体には、蓋部材252bおよびダイヤフラム251を介して、蒸発器13から流出した冷媒、すなわち、吸引部231を流通する吸引冷媒の温度が伝達される。
Therefore, the temperature of the refrigerant flowing out of the
ここで、駆動手段250により精度の高い過熱度制御を実現するためには、感温媒体の温度を蒸発器13から流出した冷媒の温度に近づけること(温度差を縮小すること)が重要となる。また、感温媒体は、温度変化に伴って圧力変化する媒体であるが、感温媒体の圧力は、感温媒体の最も低い温度の飽和圧力に近似される。 Here, in order to realize highly accurate superheat control by the driving means 250, it is important to bring the temperature of the temperature sensitive medium close to the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 13 (to reduce the temperature difference). . The temperature-sensitive medium is a medium that changes in pressure as the temperature changes. However, the pressure of the temperature-sensitive medium is approximated to the saturation pressure at the lowest temperature of the temperature-sensitive medium.
そこで、本実施形態では、感温媒体の温度を、吸引空間231a内の吸引冷媒の温度に近づけるために、蓋部材252bから吸引空間231a側に向かって突出する感温筒252cを蓋部材252bの上部に配設している。封入空間252a、蓋部材252bおよび感温筒252cが、吸引部231を流通する吸引冷媒の温度を検知する感温部252を構成している。なお、感温筒252cを省略して、封入空間252aと蓋部材252bのみによって感温部252を構成してもよい。
Therefore, in the present embodiment, in order to bring the temperature of the temperature-sensitive medium close to the temperature of the suction refrigerant in the
また、本実施形態の駆動手段250は、ダイヤフラム251の変位を通路形成部材240へ伝達する伝達部材254を有する。この伝達部材254を介して、ダイヤフラム251は、通路形成部材240と連結されている。これにより、ダイヤフラム251と通路形成部材240は連動する。
In addition, the driving
本実施形態の伝達部材254は、一端部が通路形成部材240に接触するように配設された円柱状の複数の作動棒254a、および各作動棒254aの他端部およびダイヤフラム251の双方に接触するように配設されたプレート部材254bを有して構成されている。
The
作動棒254aは、ディフューザボデー230の貫通穴230aの径方向外側に形成された貫通孔を貫通すると共に、一端側が通路形成部材240の下方側の外周に接触し、他端側がプレート部材254bに接触するように配設されている。
The
各作動棒254aは、ダイヤフラム251の変位が通路形成部材240に正確に伝達されるように、ディフューザボデー230の周方向に均等に配置することが望ましい。なお、作動棒254aとディフューザボデー230における作動棒254aが挿入される貫通穴との間に形成される隙間には、Oリング等のシール部材によってシールされている。これにより、作動棒254aが変位した際に、この隙間から冷媒が漏れ難いようになっている。
It is desirable that the operating
ここで、作動棒254aを通路形成部材240やプレート部材254bに対して溶接等により固定すると、ダイヤフラム251の反りや、感温媒体の圧力のばらつき等に起因して作動棒254aの軸が通路形成部材240の軸線Xに対して傾いてしまう。そして、作動棒254aの軸が通路形成部材240の軸線Xに対して傾くと、吸引部231を流通する冷媒の過熱度(温度および圧力)によらず、通路形成部材240が変位してしまう可能性がある。
Here, when the
そこで、本実施形態の作動棒254aは、プレート部材254bに接触する部位、および通路形成部材240に接触する部位の双方が、各部材240、254bに対する接触位置および接触角度が変更可能に構成されている。
Therefore, the
具体的には、作動棒254aは、プレート部材254bに接触する部位、および通路形成部材240に接触する部位の双方が、各部材240、254bに対する接触位置および接触角度が変更可能なように曲面形状(本実施形態では半球形状)となっている。
Specifically, the
これにより、ダイヤフラム251の反りや、感温媒体の圧力のばらつき等に起因して作動棒254aの軸が通路形成部材240の軸方向に対して傾いてしまうことを抑制できる。なお、作動棒254aにおける各部材240、254bに接触する部位は、半球形状に限らず、R形状等の曲面形状としてもよい。また、作動棒254aは、各部材240、254bのうち、一方に接触する部位だけが、各部材240、254bに対する接触位置および接触角度が変更可能に構成されていてもよい。
Thereby, it can suppress that the axis | shaft of the action |
プレート部材254bは、ダイヤフラム251と作動棒254aとを連結する部材であり、ダイヤフラム251における外周縁部と内周縁部との間の中間部を支持するようにダイヤフラム251に隣接して配置されている。なお、本実施形態のプレート部材254bは、ダイヤフラム251における他面73、すなわち、導入空間253側の面73を支持するように配置されている。
The
本実施形態のプレート部材254bは、ダイヤフラム251の変位を作動棒254aに適切に伝達するために、通路形成部材240の軸方向から見たときにダイヤフラム251と重なり合うように環状に形成されている(図5参照)。
In order to appropriately transmit the displacement of the
また、本実施形態のプレート部材254bは、ダイヤフラム251よりも剛性が高くなるように、金属材料により構成されている。ダイヤフラム251と作動棒254aとの間に、プレート部材254bを介在させることで、各作動棒254aの寸法のばらつきやダイヤフラム251の反り等に起因して、ダイヤフラム251から通路形成部材240へ伝達される力が変化してしまうことを抑制できる。
Further, the
また、駆動手段250は、通路形成部材240に対して荷重をかけるコイルバネ255、および通路形成部材240に対して作用するコイルバネ255の荷重を調整する荷重調整部材256を有する。
The
コイルバネ255は、通路形成部材240の底面に対してノズル通路224、ディフューザ通路232aの冷媒通路面積を縮小する側に荷重をかけるものである。なお、コイルバネ255は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材240の振動を減衰させる緩衝部材としての機能を果たしている。
The
また、荷重調整部材256は、コイルバネ255に連結された調整棒256a、および調整棒256aを上下に変位させる調整ネジ256bで構成されている。なお、荷重調整部材256は、コイルバネ255により通路形成部材240に作用させる荷重を調整することで、通路形成部材240の開弁圧を調整して、狙いの過熱度を微調整する手段として機能する。
The
このように構成される駆動手段250は、蒸発器13から流出した冷媒の温度および圧力に応じて、ダイヤフラム251が通路形成部材240を変位させることにより、蒸発器13出口側の冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように調整される。
In the driving means 250 configured in this manner, the
例えば、蒸発器13から流出した冷媒の温度および圧力が高く、冷凍サイクル10の負荷が高い場合、ノズル通路224およびディフューザ通路232aの冷媒通路面積が大きくなるように、ダイヤフラム251が通路形成部材240を変位させる。これにより、冷凍サイクル10内を循環する冷媒流量が増加する。
For example, when the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the
一方、蒸発器13から流出した冷媒の温度および圧力が低く、冷凍サイクル10の負荷が低い場合、ノズル通路224およびディフューザ通路232aの冷媒通路面積が小さくなるように、ダイヤフラム251が通路形成部材240を変位させる。これにより、冷凍サイクル10内を循環する冷媒流量が減少する。
On the other hand, when the temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the
なお、本実施形態では、駆動手段250のダイヤフラム251および感温部252を通路形成部材240の軸線Xの周りを囲むように環状に形成している。これによれば、ダイヤフラム251における冷媒の圧力を受ける面積を充分に確保できるので、吸引部231を流通する冷媒の圧力変化に応じて、ノズル通路224およびディフューザ通路232aを適切に変化させることができる。この結果、冷凍サイクル10の負荷に応じた冷媒流量を流すことが可能となり、冷凍サイクル10の負荷に見合ったエジェクタ100の作動を引き出すことができる。
In the present embodiment, the
また、駆動手段250のダイヤフラム251および感温部252を通路形成部材240の軸線Xの周りを囲むように環状に形成することで、ボデー200における通路形成部材240と干渉しない内部スペースを、駆動手段250を配設するスペースとして有効活用することが可能となる。この結果、エジェクタ100全体としての体格の大型化を抑制可能となる。
Further, the
続いて、エジェクタ100における通路形成部材240の下方側の構成について説明する。通路形成部材240とハウジングボデー210内部の底面との間には、ディフューザ通路232aから流出した混合冷媒の気液分離する気液分離空間260が形成されている。この気液分離空間260は、略円柱状の空間であり、その中心軸が、旋回空間221、減圧用空間222、昇圧用空間232の中心軸と同軸となっている。
Next, the configuration on the lower side of the
また、ハウジングボデー210の内部空間の底面には、気液分離空間260に同軸上に配置され、通路形成部材240側(上方側)に向かって延びる円筒状のパイプ261が設けられている。このパイプ261の内部には、気液分離空間260にて分離された気相冷媒をハウジングボデー210に形成された気相流出口214へ導く気相側流出通路262が形成されている。
In addition, a
また、気液分離空間260にて分離された液相冷媒は、パイプ261の外周側に貯留される。なお、ハウジングボデー210におけるパイプ261の外周側の空間は、液相冷媒を貯留する貯液空間270を構成している。また、ハウジングボデー210における貯液空間270に対応する部位には、貯液空間270に貯留された液相冷媒を液相流出口213へ導く液相側流出通路271が形成されている。
Further, the liquid phase refrigerant separated in the gas-
次に、上記構成に基づく、本実施形態の作動について説明する。乗員により空調作動スイッチ等が投入されると、制御装置からの制御信号により圧縮機11の電磁クラッチが通電され、電磁クラッチ等を介して、圧縮機11に車両走行用のエンジンから回転駆動力が伝達される。そして、制御装置から圧縮機11の電磁式容量制御弁に対して制御信号が入力され、圧縮機11の吐出容量が所望の量に調整されて、圧縮機11がエジェクタ100の気相流出口214から吸入した気相冷媒を圧縮して吐出する。
Next, the operation of the present embodiment based on the above configuration will be described. When an air conditioning operation switch or the like is turned on by the occupant, the electromagnetic clutch of the
圧縮機11から吐出された高温高圧の気相冷媒は、凝縮器12の凝縮部12aに流入し、外気により冷却されて凝縮液化した後、レシーバ12bにて気液が分離される。その後、レシーバ12bにて分離された液相冷媒は、過冷却部12cに流入して過冷却される。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
凝縮器12の過冷却部12cから流出した液相冷媒は、エジェクタ100の冷媒流入口211に流入する。エジェクタ100の冷媒流入口211に流入した高圧冷媒は、図7に示すように、冷媒流入通路223を介してエジェクタ100内部の旋回空間221に流入する。そして、旋回空間221に流入した高圧冷媒は、旋回空間221の内壁面に沿って流れ、旋回空間221を旋回する旋回流となる。このような旋回流は、遠心力の作用によって、旋回中心付近の圧力を冷媒が減圧沸騰する圧力まで低下させることで、旋回中心側がガス単相、その周りが液単相の二層分離状態となる。
The liquid-phase refrigerant that has flowed out of the supercooling
そして、旋回空間221を旋回するガス単相および液単相の冷媒は、気液混相状態の冷媒として、旋回空間221の中心軸と同軸となる減圧用空間222に流入し、ノズル通路224にて減圧膨脹される。この減圧膨脹時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されることで、気液混相状態の冷媒は、ノズル通路224から高速度となって噴出される。
Then, the gas single-phase and liquid single-phase refrigerants swirling in the swirling
この点について詳述すると、ノズル通路224では、ノズル部220bの先細部222aの内壁面側から冷媒が剥離する際に生ずる壁面沸騰、およびノズル通路224中心側の冷媒のキャビテーションにより生じた沸騰核による界面沸騰により、冷媒の沸騰が促進される。これにより、ノズル通路224に流入した冷媒は、気相と液相が均質に混合した気液混相状態となる。
This point will be described in detail. The
そして、ノズル部220bのノズル喉部222c付近で気液混相状態となった冷媒の流れに閉塞(チョーキング)が生じ、このチョーキングにより音速に到達した気液混相状態の冷媒が、ノズル部220bの末広部222bにて加速されて噴出される。
Then, the refrigerant flowing in the gas-liquid mixed phase in the vicinity of the
このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって気液混相状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路224におけるエネルギ変換効率(ノズル効率に相当)の向上を図ることができる。
Thus, the energy conversion efficiency (corresponding to the nozzle efficiency) in the
なお、本実施形態のノズル通路224は、旋回空間221と同軸となる略円環状に形成されていることから、ノズル通路224では、図8の太実線矢印で示すように、通路形成部材240の周囲を旋回して流れる。
In addition, since the
また、ノズル通路224から噴出される冷媒の吸引作用により、蒸発器13流出冷媒が冷媒吸引口212を介して吸引部231に吸引される。そして、吸引部231に吸引された低圧冷媒およびノズル通路224から噴出された噴出冷媒との混合冷媒が、冷媒流れ下流側に向かって冷媒流路面積が拡大するディフューザ通路232aに流入し、速度エネルギが圧力エネルギに変換されることで昇圧される。
Further, the refrigerant flowing out of the
なお、本実施形態のディフューザ通路232aは、図9に示すように、旋回空間221を旋回する冷媒と同じ方向に冷媒が旋回するように、通路形成部材240の中心軸方向に直交する方向の断面形状が環状に形成されている。このように、ディフューザ通路232aにおける冷媒の流れを通路形成部材240の中心軸周りを旋回する流れとすれば、冷媒を昇圧させるための流路を螺旋状に形成することができる。これにより、ディフューザ通路232aを通路形成部材240の軸方向に拡大することなく、冷媒を昇圧させるための冷媒通路の長さを充分に確保することができるので、エジェクタ100の通路形成部材240の中心軸方向への拡大を抑制可能となる。
As shown in FIG. 9, the
ディフューザ通路232aから流出した冷媒は、固定翼241に流入して旋回力が付与されるため、気液分離空間260の内部で遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。
Since the refrigerant that has flowed out of the
気液分離空間260にて分離された気相冷媒は、気相側流出通路262および気相流出口214を介して、圧縮機11の吸入側に吸引され、再び圧縮される。この際、圧縮機11に吸入される冷媒の圧力は、エジェクタ100のディフューザ通路232aにて昇圧されているので、圧縮機11の駆動力を低減することが可能となる。
The gas-phase refrigerant separated in the gas-
また、気液分離空間260にて分離された液相冷媒は、貯液空間270に貯留され、エジェクタ100の冷媒吸引作用により、液相側流出通路271および液相流出口213を介して、蒸発器13に流入する。蒸発器13では、低圧の液相冷媒が、空調ケース内を流れる空気から吸熱して蒸発気化する。そして、蒸発器13から流出した気相冷媒は、エジェクタ100の冷媒吸引口212を介して吸引部231に吸引され、ディフューザ通路232aに流入する。このとき、上述の通り、蒸発器13から流出した気相冷媒の過熱度が所望の範囲となるように、駆動手段250によって通路形成部材240の変位量が調整される。
Further, the liquid phase refrigerant separated in the gas-
次に、ダイヤフラム251の具体的構成について説明する。
Next, a specific configuration of the
図6に示すように、ダイヤフラム251は、封入空間252aの内圧と導入空間253へ導入された冷媒の圧力との圧力差に応じて変形すると共に、封入空間252aに感温媒体を封入し続ける必要がある。また、ダイヤフラム251は、常に冷媒に接しているため、冷媒の圧力に対する耐性等を確保する必要がある。このため、ダイヤフラム251は、弾性、強靭性、耐圧性、ガスバリア性、シール性に優れた材料で構成することが望ましい。
As shown in FIG. 6, the
そこで、図10、11に示すように、本実施形態のダイヤフラム251は、検討例のダイヤフラムJ251と同様に、ダイヤフラム251の外形をなすゴム本体30と、気相状態の感温媒体の透過を抑制するバリア膜40とが一体化された構成となっている。なお、図10は、下側保持面230dと上側保持面252dに挟まれて保持される前の状態のダイヤフラム251の断面図を示している。図4に示すエジェクタ100を分解したときのダイヤフラム251の状態も、図10に示すダイヤフラム251の状態と同じである。図10に示すダイヤフラム251の状態は、下側保持面230dと上側保持面252dに挟まれていな自然状態を示している。図11は、下側保持面230dと上側保持面252dに挟まれて保持された状態のダイヤフラム251の断面図を示している。ただし、図11は、作動棒254aおよびプレート部材254bが無い状態を示している。
Therefore, as shown in FIGS. 10 and 11, the
ゴム本体30は、ゴム材料で構成されている。そのゴム材料としては、EPDM(エチレンプロピレンゴム)やHNBR(水素添加ニトリルゴム)等の合成ゴムが挙げられる。
The
また、バリア膜40は、ゴム本体30よりも感温媒体の透過度が低いバリア材をダイヤフラム251よりも薄い膜状に形成したものである。このようなバリア材としては、例えば、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)、PI(ポリイミド)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、PA(ポリアミド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PVA(ポリビニルアルコール)等の合成樹脂が挙げられる。バリア材は、ゴム本体30よりも透過度が1/1000以下であることが好ましい。バリア材は、用いる感温媒体の種類に応じて、その感温媒体の透過度が低いものが適宜選択して用いられる。
The
図10、11に示すように、バリア膜40は、ゴム本体30の内部において、受圧部251aの全域に配置されているとともに、受圧部251aから内周縁部251bおよび外周縁部251cの両方に延びている。換言すると、バリア膜40は、内周縁部251bから受圧部251aを通って外周縁部251cまで連続している。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
そして、図13に示すように、内周縁部251bは、バリア膜40の端部41が上側保持面252dに接触している部分を含む第1部位50と、ゴム本体30が上側保持面252dに接触している第2部位60とを備えている。なお、以下では、内周縁部251bについて説明するが、外周縁部251cも、内周縁部251bと同じ構造である。
As shown in FIG. 13, the inner
第1部位50は、下側保持面230dと上側保持面252dに挟まれて保持された状態において、内周縁部251bにおける感温媒体の透過を抑制するための部位である。第1部位50は、第2部位60よりも封入空間252aから離れた側に位置している。
The
第1部位50は、図12に示す自然状態で、内周縁部251bの上面72においてバリア膜40がゴム本体30から露出している部位である。ここで、内周縁部251bの上面72とは、図13に示すように、内周縁部251bが下側保持面230dと上側保持面252dに挟まれた状態において、上側保持面252dに接する面である。本実施形態では、封入空間252aから離れた側の端部71を境として、上側保持面252dに接する面が内周縁部251bの上面72であり、下側保持面230dに接する面が内周縁部251bの下面73である。
The
より具体的には、第1部位50は、図12に示す自然状態で、下側保持面230dと上側保持面252dに平行な方向DR1対して、平行に延びた形状ではなく、斜めに延びた形状である。すなわち、第1部位50は、封入空間252aに近い側から封入空間252aから離れた側に向かうとともに、上側保持面252d側から下側保持面230d側に向かって延びた形状である。なお、図12において、内周縁部251bの上側が上側保持面252d側であり、内周縁部251bの下側が下側保持面230d側であり、内周縁部251bの左側が封入空間252aに近い側であり、内周縁部251bの右側が封入空間252aから離れた側である。
More specifically, in the natural state shown in FIG. 12, the
換言すると、第1部位50は、図13に示す挟まれた状態で、上側保持面252dに接触する上面側接触面51、52と、下側保持面230dに接触する下面側接触面53とを有している。上面側接触面51、52、下面側接触面53が、それそれ、特許請求の範囲に記載の一面側接触面、他面側接触面に対応している。
In other words, the
上面側接触面51、52は、図12に示す自然状態で、第1面51と、第1面51よりも封入空間252aから離れた側に位置する第2面52とを有している。上面側接触面51、52は、第2面52が第1面51よりも内周縁部251bの下面73側(すなわち、下側保持面230d側)に位置するように屈曲している。第2面52において、バリア膜40の端部41がゴム本体30から露出している。
The upper surface side contact surfaces 51 and 52 have the
下面側接触面53は、図12に示す自然状態で、封入空間252aから離れるに伴って第1面51から離れるように、第1面51に対して傾斜している。下面側接触面53は、上側保持面252dと下側保持面230dに垂直な方向DR2に対して傾斜している。上側保持面252dと下側保持面230dに垂直な方向DR2が、上側保持面252dと下側保持面230dがダイヤフラム251を挟む方向である。
The lower surface
このように、下面側接触面53が傾斜しているため、内周縁部251bが上側保持面252dと下側保持面230dに挟まれると、第1部位50は上側保持面252d側に倒れる。これにより、図13に示すように、第2面52が上側保持面252dに接触し、バリア膜40の端部41が上側保持面252dに接触する。
Thus, since the lower surface
第2部位60は、図13に示すように、第1部位50よりも封入空間252aに近い側に位置している。第2部位60では、上側保持面252dに接触する接触面の表層がゴム本体30で構成されている。第2部位60では、内周縁部251bが下側保持面230dと上側保持面252dに挟まれて保持された状態において、少なくとも上側保持面252dに接触するゴム本体30の弾力を利用して、ダイヤフラム251と上側保持面252dとの間の隙間を埋めて密閉する。このように、第2部位60は、感温媒体の界面漏れを抑制する界面漏れ抑制部として機能する部位である。
As shown in FIG. 13, the
第2部位60は、図12に示す自然状態で、第1部位50から離れた位置において、内周縁部251bの下面73に下側保持面230d側に向かって突出する突出部61を有している。これにより、図13に示す挟まれた状態において、上側保持面252dに対する第2部位60の接触面圧を大きくすることができる。
In the natural state shown in FIG. 12, the
このような構成のダイヤフラム251は、プレフォーミングにて成型される。例えば、ダイヤフラム251の外形と同じキャビティを有する上型と下型とを準備する。そして、上型の内部において、図10に示す形状の第1ゴム層31を未加硫ゴムのプレフォームとして予め成型する。同様に、下型の内部において、図10に示す形状の第2ゴム層32を未加硫ゴムのプレフォームとして予め成型する。第1ゴム層31は、ゴム本体30のうちバリア膜40よりも上側の部位である。第2ゴム層32は、ゴム本体30のうちバリア膜40よりも下側の部位である。その後、上型と下型とを重ね合わせて、第1ゴム層31と第2ゴム層32の間にバリア膜40を挟んだ状態で、これらを熱加硫することにより一体化させる。これにより、上記した構成のダイヤフラム251が成型される。
The
以上の説明の通り、本実施形態では、ダイヤフラム251の内周縁部251bおよび外周縁部251cにおいて、バリア膜40が上側保持面251dに接触している第1部位50と、ゴム本体30が上側保持面251dに接触している第2部位60とを分けている。
As described above, in the present embodiment, in the inner
これによれば、第1部位50では、バリア膜40が上側保持面251dに接触しているので、感温媒体のダイヤフラム251の透過を抑制できる。第2部位60では、バリア膜40が露出している部分から離れているので、バリア膜40の突っ張りの影響を受けずに、ゴム本体30が圧縮される。このため、検討例のダイヤフラムJ251と比較して、ダイヤフラム251の接触面圧を大きくでき、シール面圧を確保することが可能となる。
According to this, in the 1st site |
よって、本実施形態によれば、ダイヤフラム251の内周縁部251bおよび外周縁部251cにおける感温媒体の界面漏れ抑制と透過抑制とを両立させることが可能である。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to achieve both interface leakage suppression and permeation suppression of the temperature-sensitive medium at the inner
また、本実施形態では、第1部位50の上面側接触面51、52は、自然状態で、第2面52が第1面51よりもダイヤフラム251の下面73側に位置するように屈曲している。第2面52において、バリア膜40の端部41がゴム本体30から露出している。第1部位50の下面側接触面53は、自然状態で、封入空間252aから離れるに伴って第1面51から離れるように、第1面51に対して傾斜している。
In the present embodiment, the upper surface side contact surfaces 51 and 52 of the
これによれば、内周縁部251bおよび外周縁部251cが上側保持面252dと下側保持面230dに挟まれる際に、第1部位50が上側保持面252d側に倒れることで、バリア膜40の端部41が上側保持面252dに接触する。このため、ダイヤフラム251を成型する際に、内周縁部251bおよび外周縁部251cの内部におけるバリア膜40の形状を、予め、上側保持面252d側に屈曲した形状としなくてもよい。したがて、上記したダイヤフラム251の成型を容易に行うことができる。
According to this, when the inner
(第2実施形態)
図14、15に示すように、本実施形態は、第1実施形態に対して、ダイヤフラム251の内周縁部251bおよび外周縁部251cの構造を変更したものであり、その他の構成については、第1実施形態と同じである。図14、15は、それぞれ、図12、13に対応している。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 14 and 15, the present embodiment is obtained by changing the structure of the inner
図14に示すように、本実施形態では、第2部位60は、上面72に上側保持面252d側に向かって突出する突出部62を有している。突出部62の突出先端面63の表層はゴム本体30によって構成されている。突出先端面63は、図15に示すように、上側保持面252dに接触する。このため、第2部位60では、ゴム本体30が上側保持面252dに接触している。
As shown in FIG. 14, in the present embodiment, the
このように、第2部位60は、上面72に突出部62を有する形状であってもよい。これによっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, the
なお、第2部位60は、上面72と下面73の両方に突出部61、62を有する形状であってもよい。要するに、第2部位60は、上面72と下面73の少なくとも一方に突出部を有する形状であればよい。
The
(第3実施形態)
図16、17に示すように、本実施形態は、第1実施形態に対して、ダイヤフラム251の内周縁部251bおよび外周縁部251cの構造を変更したものであり、その他の構成については、第1実施形態と同じである。図16、17は、それぞれ、図12、13に対応している。
(Third embodiment)
As shown in FIGS. 16 and 17, the present embodiment is obtained by changing the structure of the inner
本実施形態では、図16に示すように、第1部位50は、保持された状態のときに上側保持面232d側となる上面72に、上側保持面232d側に向かって突出する突出部54を有している。第1部位50の内部では、突出部54の突出先端面55に向かって、バリア膜40が延びている。突出先端面55において、バリア膜40の端部41が露出している。図17に示すように、突出先端面55が上側保持面252dに接触する。このため、第1部位50では、バリア膜40の端部41が上側保持面252dに接触している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the
図16に示すように、第2部位60は、第2実施形態と同様に、上面72に上側保持面232d側に向かって突出する突出部62を有している。突出部62の突出先端面63の表層はゴム本体30によって構成されている。図17に示すように、突出先端面63が上側保持面252dに接触する。このため、第2部位60では、ゴム本体30が上側保持面252dに接触している。また、本実施形態では、上側保持面252dに対する第2部位60の面圧を大きくするために、図16に示す自然状態において、第2部位60の突出部62の突出高さを、第1部位50の突出部54の突出高さよりも高く設定している。
As shown in FIG. 16, the
本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
(第4実施形態)
図18、19に示すように、本実施形態は、第1実施形態に対して、ダイヤフラム251の内周縁部251bおよび外周縁部251cの構造を変更したものであり、その他の構成については、第1実施形態と同じである。図18、19は、それぞれ、図12、13に対応している。
(Fourth embodiment)
As shown in FIGS. 18 and 19, the present embodiment is obtained by changing the structure of the inner
本実施形態では、第3実施形態に対して、第1部位50と第2部位60の位置が入れ替わっている。すなわち、第2部位60は、第1部位50よりも封入空間252aから離れた側に位置している。このようにしても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the positions of the
(第5実施形態)
図20、21、22に示すように、本実施形態は、第1実施形態に対して、ダイヤフラム251および上側保持面252dの構造を変更したものであり、その他の構成については、第1実施形態と同じである。
(Fifth embodiment)
As shown in FIGS. 20, 21, and 22, the present embodiment is obtained by changing the structure of the
図20に示すように、本実施形態では、上側保持面252dのうち内周縁部251bに対向する部位の一部に、内周側ゴム部材81が設けられているとともに、上側保持面252dのうち外周縁部251cに対向する部位の一部に、外周側ゴム部材82が設けられている。
As shown in FIG. 20, in the present embodiment, an inner
具体的には、図21、22に示すように、上側保持面252dのうち内周縁部251bに対向する部位の一部に、設置溝252eが形成されている。設置溝252eは、内周側ゴム部材81を保持するゴム保持部であり、内周側ゴム部材81は、設置溝252eに保持されている。上側保持面252dの外周側ゴム部材82の保持構造についても同様である。
Specifically, as shown in FIGS. 21 and 22, an
また、内周側ゴム部材81の平面形状は、内周縁部251bの周方向に沿う円環形状である。外周側ゴム部材82の平面形状は、外周縁部251cの周方向に沿う円環形状である。
The planar shape of the inner
図20に示すように、ダイヤフラム251は、ゴム本体30よりも封入空間252a側にバリア膜40が積層された構造である。すなわち、バリア膜40は、ダイヤフラム251の封入空間252a側の表面72に位置している。また、バリア膜40は、受圧部251aの全域に配置されるとともに、受圧部251aから内周縁部251bと外周縁部251cの両方に延びている。したがって、内周縁部251bおよび外周縁部251cの封入空間252a側の表面72にバリア膜40が位置している。
As shown in FIG. 20, the
そして、内周側ゴム部材81が上側保持面252dと内周縁部251bとの間に挟まれた状態であって、バリア膜40が上側保持面252dに接触した状態で、内周縁部251bが上側保持面252dと下側保持面230dとに挟まれて保持されている。同様に、外周側ゴム部材82が上側保持面252dと外周縁部251cとの間に挟まれた状態であって、バリア膜40が上側保持面252dに接触した状態で、外周縁部251cが上側保持面252dと下側保持面230dとに挟まれて保持されている。
The inner
このように、本実施形態では、ダイヤフラム251とは別体の内周側ゴム部材81と外周側ゴム部材82とを用いているので、内周側ゴム部材81と外周側ゴム部材82は、バリア膜40の突っ張りの影響を受けずに圧縮される。このため、本実施形態によれば、検討例のダイヤフラムJ251と比較して、上側保持面252dに対する内周側ゴム部材81と外周側ゴム部材82のそれぞれの接触面圧を大きくでき、シール面圧を確保できる。
Thus, in this embodiment, since the inner peripheral
さらに、本実施形態では、図22に示すように、内周縁部251bのうちバリア膜40が内周側ゴム部材81を介さずに上側保持面252dと対向する部位は、バリア膜40の表面42が上側保持面252dに接した状態となる。同様に、外周縁部251cのうちバリア膜40が外周側ゴム部材82を介さずに上側保持面252dと対向する部位は、バリア膜40の表面42が上側保持面252dに接した状態となる。このため、感温媒体のダイヤフラム251の透過を防止できる。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 22, the portion of the inner
よって、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。 Therefore, also in this embodiment, there exists an effect similar to 1st Embodiment.
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope described in the claims as follows.
(1)第1、第2実施形態では、第1部位50において、バリア膜40の端部41がゴム本体30から露出していたが、バリア膜40の端部以外の部分がゴム本体30から露出していてもよい。
(1) In the first and second embodiments, the
(2)上記各実施形態では、蓋部材252bは金属材料で構成され、バリア膜40は合成樹脂で構成されていたが、蓋部材252bおよびバリア膜40は、ゴム本体30よりも感温媒体の透過度が低い他の材料で構成されていてもよい。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記各実施形態では、ダイヤフラム251は、ゴム本体30とバリア膜40とを有していたが、補強部材を有していてもよい。補強部材としては、ポリエステル等の合成樹脂製繊維の織物として構成された基布が挙げられる。
(3) In each of the above embodiments, the
(4)上記各実施形態では、ダイヤフラム251が円環状であったが、環状であれば、他の形状であってもよい。
(4) In each of the above embodiments, the
(5)上記各実施形態では、ディフューザボデー230と蓋部材252bが、ダイヤフラム251を挟んで保持するとともに、ダイヤフラム251の一面側に封入空間252aを形成する封入空間形成部を構成していたが、ディフューザボデー230とは別体の部材が封入空間形成部を構成してもよい。すなわち、下側保持面230dが設けられた部分を、ディフューザボデー230と別体の部材で構成してもよい。
(5) In each of the above embodiments, the
(6)上記各実施形態では、ノズルボデー220の胴部220aに、旋回空間221が形成されていたが、旋回空間221が形成されていなくてもよい。この場合、冷媒流入口211から流入した冷媒が減圧用空間222に流入する。
(6) In each of the above embodiments, the
(7)上記各実施形態では、通路形成部材240として、軸方向の断面形状が二等辺三角形となるものを採用しているが、これに限定されない。通路形成部材240は、例えば、軸方向の断面形状が、頂点を挟む二辺が内周側に凸となる形状や二辺が外周側に凸となる形状、あるいは断面形状が半円形状となるものを採用してもよい。
(7) In each of the above embodiments, the
(8)上記各実施形態では、ボデー200、通路形成部材240等を構成する要素を金属材料で構成する例について説明したが、これに限定されない。耐圧性や耐熱性等が問題とならない範囲で、各構成要素を金属材料以外(例えば、樹脂)により構成してもよい。
(8) In each of the above embodiments, the example in which the elements constituting the
(9)上記各実施形態では、車両用空調装置の冷凍サイクル10に本発明のエジェクタ100を適用する例について説明したが、これに限定されず、例えば、据置型空調装置等に用いられるヒートポンプサイクルに本発明のエジェクタ100を適用してもよい。
(9) In each of the above embodiments, the example in which the
(10)上記各実施形態では、冷凍サイクル10の冷媒としてHFC系冷媒を採用したが、二酸化炭素等の他の冷媒を採用してもよい。
(10) In each of the above embodiments, an HFC-based refrigerant is employed as the refrigerant of the
(11)上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 (11) In each of the above-described embodiments, the elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Needless to say.
(12)上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。 (12) In each of the above-described embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, the specific number is clearly specified when clearly indicated as essential. It is not limited to the specific number except when limited to.
(13)上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。 (13) In each of the above-described embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless specifically stated or limited in principle to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to shape, positional relationship, and the like.
30 ゴム本体
40 バリア膜
50 第1部位
60 第2部位
230d 下側保持面
251 ダイヤフラム
251a ダイヤフラムの受圧部
251b ダイヤフラムの内周縁部
251c ダイヤフラムの外周縁部
252a 感温媒体の封入空間
252b 蓋部材
252d 上側保持面
30
Claims (4)
冷媒流入口(211)から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間(222)、前記減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(231)、および前記減圧用空間から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間(232)が形成されたボデー(200)と、
少なくとも一部が前記減圧用空間の内部及び前記昇圧用空間の内部に配置され、前記ボデーのうち前記減圧用空間を形成する部位の内周面との間に、前記冷媒流入口から流入した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(224)を形成するとともに、前記ボデーのうち前記昇圧用空間を形成する部位の内周面との間に、前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(232a)を形成する通路形成部材(240)と、
前記ボデーの内部に前記通路形成部材の軸線(X)の周りを囲むように配置され、前記通路形成部材の軸線方向の一方側に一面(72)を有し、前記軸線方向の他方側に他面(73)を有し、前記軸線方向から見たときの形状が内周縁部(251b)と外周縁部(251c)とを有する環状であって、前記通路形成部材と連動するダイヤフラム(251)とを備え、
前記ボデーは、前記ダイヤフラムを保持するとともに、前記ダイヤフラムの一面側に感温媒体を封入する封入空間(252a)を形成する封入空間形成部(230、252b)を有し、
前記封入空間には、前記感温媒体に対して前記吸引用通路を流通する前記吸引冷媒の温度が伝達されるとともに、前記吸引冷媒の温度変化に応じて前記感温媒体の圧力が変化するように、前記感温媒体が封入されており、
前記封入空間形成部は、前記内周縁部と前記外周縁部のぞれぞれの前記一面に接する第1保持面(252d)と、前記内周縁部と前記外周縁部のそれぞれの前記他面に接する第2保持面(230d)とを有し、前記第1保持面と前記第2保持面とが前記内周縁部および前記外周縁部を挟んで保持し、
前記ダイヤフラムは、ゴム材料で構成されたゴム本体(30)と、前記ゴム本体と一体化され、前記ゴム本体よりも感温媒体の透過度が低いバリア膜(40)とを有し、
前記バリア膜は、前記ダイヤフラムのうち前記封入空間に面する受圧部(251a)の全域に配置されるとともに、前記受圧部から前記内周縁部と前記外周縁部の両方に延びており、
前記内周縁部と前記外周縁部のそれぞれは、前記バリア膜が前記第1保持面に接触している部分(41)を含む第1部位(50)と、前記ゴム本体が前記第1保持面に接触している第2部位(60)とを有し、
前記第2部位は、前記内周縁部および前記外周縁部が前記第1保持面と前記第2保持面に挟まれていない自然状態で、前記第1部位から離れた位置において、前記内周縁部および前記外周縁部における前記一面と前記他面の少なくとも一方に突出部(61、62)を有することを特徴とするエジェクタ。 An ejector applied to a vapor compression refrigeration cycle (10),
A decompression space (222) for decompressing the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (211), a suction passage (231) communicating with the refrigerant flow downstream side of the decompression space and sucking the coolant from the outside, and the decompression space A body (200) having a pressurizing space (232) formed by mixing and injecting the refrigerant injected from the space and the refrigerant sucked from the suction passage;
Refrigerant that has flowed from the refrigerant inlet between at least a part of the decompression space and the pressurization space, and an inner peripheral surface of a portion of the body forming the decompression space. A nozzle passage (224) that functions as a nozzle that injects under reduced pressure and mixes the injection refrigerant and the suction refrigerant with the inner peripheral surface of a portion of the body that forms the pressurizing space. A passage forming member (240) for forming a diffuser passage (232a) functioning as a diffuser for boosting the pressure,
The body is disposed so as to surround the axis (X) of the passage forming member, and has one surface (72) on one side in the axial direction of the passage forming member, and the other on the other side in the axial direction. A diaphragm (251) having a surface (73) and having an inner peripheral edge portion (251b) and an outer peripheral edge portion (251c) as viewed from the axial direction, the ring being interlocked with the passage forming member And
The body has an enclosure space forming portion (230, 252b) that holds the diaphragm and forms an enclosure space (252a) that encloses a temperature sensitive medium on one surface side of the diaphragm.
The temperature of the suction refrigerant flowing through the suction passage is transmitted to the temperature-sensitive medium in the enclosed space, and the pressure of the temperature-sensitive medium changes according to the temperature change of the suction refrigerant. In addition, the temperature sensitive medium is enclosed,
The enclosed space forming portion includes a first holding surface (252d) in contact with the one surface of each of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, and the other surfaces of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, respectively. A second holding surface (230d) in contact with the first holding surface and the second holding surface, sandwiching the inner peripheral edge and the outer peripheral edge,
The diaphragm has a rubber main body (30) made of a rubber material, and a barrier film (40) that is integrated with the rubber main body and has a lower temperature-sensitive medium permeability than the rubber main body.
The barrier film is disposed over the entire area of the pressure receiving portion (251a) facing the enclosed space in the diaphragm, and extends from the pressure receiving portion to both the inner peripheral edge and the outer peripheral edge,
Each of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion includes a first portion (50) including a portion (41) where the barrier film is in contact with the first holding surface, and the rubber main body is the first holding surface. A second part (60) in contact with
In the natural state where the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion are not sandwiched between the first holding surface and the second holding surface, the second portion has the inner peripheral edge portion at a position away from the first portion. And an ejector having protrusions (61, 62) on at least one of the one surface and the other surface of the outer peripheral edge.
前記一面側接触面は、前記自然状態で、第1面(51)と前記第1面よりも前記封入空間から離れた側に位置する第2面(52)とを有し、前記第2面が前記第1面よりも前記ダイヤフラムの他面側に位置するように屈曲しており、
前記他面側接触面は、前記自然状態で、前記第1面に対して前記封入空間から離れるに伴って前記第1面から離れるように傾斜しており、
前記バリア膜は、前記第2面において前記ゴム本体から露出していることを特徴とする請求項2に記載のエジェクタ。 The first part has one surface side contact surface (51, 52) that contacts the first holding surface, and another surface side contact surface (53) that contacts the second holding surface,
The one-surface-side contact surface has a first surface (51) and a second surface (52) located on a side farther from the enclosed space than the first surface in the natural state, and the second surface Is bent so as to be located on the other surface side of the diaphragm from the first surface,
The other surface-side contact surface is inclined so as to be separated from the first surface as it is away from the enclosed space with respect to the first surface in the natural state.
The ejector according to claim 2, wherein the barrier film is exposed from the rubber body on the second surface.
冷媒流入口(211)から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間(222)、前記減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(231)、および前記減圧用空間から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間(232)が形成されたボデー(200)と、
少なくとも一部が前記減圧用空間の内部及び前記昇圧用空間の内部に配置され、前記ボデーのうち前記減圧用空間を形成する部位の内周面との間に、前記冷媒流入口から流入した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(224)を形成するとともに、前記ボデーのうち前記昇圧用空間を形成する部位の内周面との間に、前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(232a)を形成する通路形成部材(240)と、
前記ボデーの内部に前記通路形成部材の軸線(X)の周りを囲むように配置され、前記通路形成部材の軸線方向の一方側に一面(72)を有し、前記軸線方向の他方側に他面(73)を有し、前記軸線方向から見たときの形状が内周縁部(251b)と外周縁部(251c)とを有する環状であって、前記通路形成部材と連動するダイヤフラム(251)とを備え、
前記ボデーは、前記ダイヤフラムを保持するとともに、前記ダイヤフラムの一面側に感温媒体を封入する封入空間(252a)を形成する封入空間形成部(230、252b)を有し、
前記封入空間には、前記感温媒体に対して前記吸引用通路を流通する前記吸引冷媒の温度が伝達されるとともに、前記吸引冷媒の温度変化に応じて前記感温媒体の圧力が変化するように、前記感温媒体が封入されており、
前記封入空間形成部は、前記内周縁部と前記外周縁部のぞれぞれの前記一面側に接する第1保持面(252d)と、前記内周縁部と前記外周縁部のそれぞれの前記他面側に接する第2保持面(230d)とを有し、前記第1保持面と前記第2保持面とが前記内周縁部および前記外周縁部を挟んで保持し、
前記第1保持面のうち前記内周縁部に対向する部位の一部に、前記内周縁部の周方向に沿う環状の内周側ゴム部材(81)が設けられているとともに、前記第1保持面のうち前記外周縁部に対向する部位の一部に、前記外周縁部の周方向に沿う環状の外周側ゴム部材(82)が設けられており、
前記ダイヤフラムは、ゴム材料で構成されたゴム本体(30)と、前記ゴム本体と一体化され、前記ゴム本体よりも感温媒体の透過度が低いバリア膜(40)とを有し、
前記バリア膜は、前記ダイヤフラムの前記一面において、前記ダイヤフラムのうち前記封入空間に面する受圧部(251a)の全域に配置されるとともに、前記受圧部から前記内周縁部と前記外周縁部の両方に延びており、
前記内周側ゴム部材が前記第1保持面と前記内周縁部との間に挟まれた状態であって、前記バリア膜が前記第1保持面に接触した状態で、前記内周縁部が保持されており、
前記外周側ゴム部材が前記第1保持面と前記外周縁部との間に挟まれた状態であって、前記バリア膜が前記第1保持面に接触した状態で、前記外周縁部が保持されていることを特徴とするエジェクタ。 An ejector applied to a vapor compression refrigeration cycle (10),
A decompression space (222) for decompressing the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (211), a suction passage (231) communicating with the refrigerant flow downstream side of the decompression space and sucking the coolant from the outside, and the decompression space A body (200) having a pressurizing space (232) formed by mixing and injecting the refrigerant injected from the space and the refrigerant sucked from the suction passage;
Refrigerant that has flowed from the refrigerant inlet between at least a part of the decompression space and the pressurization space, and an inner peripheral surface of a portion of the body forming the decompression space. A nozzle passage (224) that functions as a nozzle that injects under reduced pressure and mixes the injection refrigerant and the suction refrigerant with the inner peripheral surface of a portion of the body that forms the pressurizing space. A passage forming member (240) for forming a diffuser passage (232a) functioning as a diffuser for boosting the pressure,
The body is disposed so as to surround the axis (X) of the passage forming member, and has one surface (72) on one side in the axial direction of the passage forming member, and the other on the other side in the axial direction. A diaphragm (251) having a surface (73) and having an inner peripheral edge portion (251b) and an outer peripheral edge portion (251c) as viewed from the axial direction, the ring being interlocked with the passage forming member And
The body has an enclosure space forming portion (230, 252b) that holds the diaphragm and forms an enclosure space (252a) that encloses a temperature sensitive medium on one surface side of the diaphragm.
The temperature of the suction refrigerant flowing through the suction passage is transmitted to the temperature-sensitive medium in the enclosed space, and the pressure of the temperature-sensitive medium changes according to the temperature change of the suction refrigerant. In addition, the temperature sensitive medium is enclosed,
The enclosed space forming portion includes a first holding surface (252d) in contact with the one surface side of each of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, and each of the other of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion. A second holding surface (230d) in contact with the surface side, the first holding surface and the second holding surface are held across the inner peripheral edge and the outer peripheral edge,
An annular inner peripheral rubber member (81) along the circumferential direction of the inner peripheral edge is provided on a portion of the first holding surface facing the inner peripheral edge, and the first holding surface An annular outer peripheral rubber member (82) along the circumferential direction of the outer peripheral edge is provided on a part of the surface facing the outer peripheral edge,
The diaphragm has a rubber main body (30) made of a rubber material, and a barrier film (40) that is integrated with the rubber main body and has a lower temperature-sensitive medium permeability than the rubber main body.
The barrier film is disposed over the entire area of the pressure receiving portion (251a) facing the sealed space in the one surface of the diaphragm, and both the inner peripheral edge and the outer peripheral edge from the pressure receiving portion. Extending to
The inner peripheral edge is held in a state where the inner peripheral rubber member is sandwiched between the first holding surface and the inner peripheral edge, and the barrier film is in contact with the first holding surface. Has been
The outer peripheral edge is held in a state in which the outer peripheral rubber member is sandwiched between the first holding surface and the outer peripheral edge, and the barrier film is in contact with the first holding surface. Ejector characterized by that.
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WO2018159320A1 (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 株式会社デンソー | Ejector module |
-
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- 2015-07-24 JP JP2015146927A patent/JP2017025841A/en active Pending
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WO2018159320A1 (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 株式会社デンソー | Ejector module |
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