JP2017053574A - Ejector - Google Patents
Ejector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017053574A JP2017053574A JP2015179007A JP2015179007A JP2017053574A JP 2017053574 A JP2017053574 A JP 2017053574A JP 2015179007 A JP2015179007 A JP 2015179007A JP 2015179007 A JP2015179007 A JP 2015179007A JP 2017053574 A JP2017053574 A JP 2017053574A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- passage
- ejector
- space
- suction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
本発明は、流体を減圧するとともに、高速度で噴射される噴射流体の吸引作用によって流体を吸引するエジェクタに関する。 The present invention relates to an ejector that decompresses a fluid and sucks the fluid by a suction action of a jet fluid ejected at a high speed.
従来、特許文献1に、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用されて、冷媒を減圧するとともに、高速度で噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口から蒸発器出口側冷媒を吸引し、噴射冷媒と吸引冷媒(すなわち、蒸発器出口側冷媒)とを混合させて昇圧させるエジェクタが開示されている。 Conventionally, in Patent Document 1, applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus, the refrigerant is decompressed, and the evaporator outlet side refrigerant is sucked from the refrigerant suction port by the suction action of the injected refrigerant injected at a high speed, An ejector is disclosed in which an injection refrigerant and a suction refrigerant (that is, an evaporator outlet side refrigerant) are mixed to increase the pressure.
この特許文献1のエジェクタでは、ボデーの内部に略円錐形状の通路形成部材を配置し、ボデーと通路形成部材の円錐状側面との間に断面円環状の冷媒通路を形成している。そして、この冷媒通路のうち、冷媒流れ最上流側の部位を、高圧冷媒を減圧させて噴射するノズル通路として利用し、ノズル通路の冷媒流れ下流側の部位を、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させて昇圧させるディフューザ通路として利用している。 In the ejector disclosed in Patent Document 1, a substantially conical passage forming member is disposed inside the body, and an annular refrigerant passage is formed between the body and the conical side surface of the passage forming member. In this refrigerant passage, the portion on the most upstream side of the refrigerant flow is used as a nozzle passage for depressurizing and injecting the high-pressure refrigerant, and the portion on the downstream side of the refrigerant flow in the nozzle passage is mixed with the injected refrigerant and the suction refrigerant. This is used as a diffuser passage for boosting pressure.
さらに、特許文献1のエジェクタは、通路形成部材を変位させて冷媒通路の通路断面積を変化させる駆動機構を備えている。これにより、特許文献1のエジェクタでは、冷凍サイクル装置の負荷変動(換言すると、サイクルを循環する循環冷媒流量の変動)に応じて、冷媒通路の通路断面積を変化させて、エジェクタを適切に作動させようとしている。 Further, the ejector of Patent Document 1 includes a drive mechanism that changes the passage cross-sectional area of the refrigerant passage by displacing the passage formation member. Thereby, in the ejector of patent document 1, the passage sectional area of the refrigerant passage is changed according to the load fluctuation of the refrigeration cycle apparatus (in other words, fluctuation of the circulating refrigerant flow rate circulating in the cycle), and the ejector is operated appropriately. I am trying to let you.
より具体的には、特許文献1の駆動機構は、内部に感温媒体が封入される封入空間を形成する感温部(封入空間形成部材)、および感温媒体の圧力等に応じて変位するダイヤフラム(圧力応動部材)等を有している。そして、ダイヤフラムの変位を通路形成部材へ伝達することによって、冷媒通路の通路断面積を変化させている。 More specifically, the drive mechanism of Patent Document 1 is displaced according to a temperature sensing part (encapsulation space forming member) that forms an enclosed space in which the temperature sensitive medium is enclosed, a pressure of the temperature sensitive medium, and the like. It has a diaphragm (pressure responsive member). The passage sectional area of the refrigerant passage is changed by transmitting the displacement of the diaphragm to the passage forming member.
また、この駆動機構は、円環状に形成されており、軸方向一方側の面が吸引用通路の内壁面の一部を形成するように、ボデーの内部に固定されている。なお、吸引用通路とは、冷媒吸引口から吸引した吸引冷媒を流通させる冷媒通路である。これにより、特許文献1のエジェクタでは、蒸発器出口側冷媒の有する熱を感温媒体に伝達させ、蒸発器出口側冷媒の温度に応じて、冷媒通路の通路断面積を変化させようとしている。 The drive mechanism is formed in an annular shape, and is fixed inside the body so that the surface on one side in the axial direction forms part of the inner wall surface of the suction passage. The suction passage is a refrigerant passage through which the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port is circulated. Thereby, in the ejector of patent document 1, the heat which an evaporator exit side refrigerant | coolant has is transmitted to a temperature-sensitive medium, and it is going to change the passage cross-sectional area of a refrigerant path according to the temperature of an evaporator exit side refrigerant | coolant.
しかしながら、特許文献1のエジェクタのように、駆動機構がボデーの内部に固定されていると、ボデーを介して吸引用通路を流通する蒸発器出口側冷媒以外の冷媒の有する熱が、封入空間内の感温媒体に伝達されてしまう。例えば、ノズル通路の上流側へ流入する高温高圧冷媒の有する熱がボデーを介して感温媒体に伝達されてしまう。 However, when the drive mechanism is fixed inside the body as in the ejector of Patent Document 1, the heat of the refrigerant other than the evaporator outlet side refrigerant flowing through the suction passage through the body is contained in the enclosed space. It will be transmitted to the temperature sensitive medium. For example, the heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing into the upstream side of the nozzle passage is transferred to the temperature-sensitive medium via the body.
そのため、特許文献1のエジェクタでは、循環冷媒流量に応じて冷媒通路の通路断面積を適切に変化させることができなくなってしまうおそれがある。 Therefore, in the ejector of patent document 1, there exists a possibility that the passage cross-sectional area of a refrigerant passage cannot be changed appropriately according to the circulating refrigerant flow rate.
本発明は、上記点に鑑み、適用された冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて、冷媒通路の通路断面積を適切に変化させることのできるエジェクタを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an ejector that can appropriately change the cross-sectional area of the refrigerant passage in accordance with the load fluctuation of the applied refrigeration cycle apparatus.
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、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10)に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)、減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して冷媒吸引口(31b)から吸引した冷媒を流通させる吸引用通路(13b)、および減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と吸引用通路(13b)を介して吸引された吸引冷媒とを流入させる昇圧用空間(30e)が形成されたボデー(30)と、少なくとも一部が減圧用空間(30b)の内部、および昇圧用空間(30e)の内部に配置されるとともに、減圧用空間(30b)から離れるに伴って外径が拡大する円錐状に形成された通路形成部材(35)と、通路形成部材(35)を変位させる駆動機構(37)と、を備え、
ボデー(30)のうち減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、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(13a)であり、ボデー(30)のうち昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒および吸引冷媒を混合させて昇圧させる昇圧部として機能するディフューザ通路(13c)であり、
駆動機構(37)は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間(37a)内の圧力に応じて変形する圧力応動部材(371)を有するとともに、吸引用通路(13b)の内壁面の一部を形成するようにボデー(30)に固定されており、さらに、駆動機構(37)とボデー(30)との間には、吸引冷媒の一部を流通させるバイパス通路(13d)が形成されていることを特徴とする。
The present invention has been devised to achieve the above object, and in the invention described in claim 1, an ejector applied to the vapor compression refrigeration cycle apparatus (10),
A decompression space (30b) that decompresses the refrigerant, a suction passage (13b) that communicates with the downstream side of the refrigerant flow in the decompression space (30b) and distributes the refrigerant sucked from the refrigerant suction port (31b), and a decompression space A body (30) having a pressure increasing space (30e) into which the injected refrigerant injected from (30b) and the suction refrigerant sucked through the suction passage (13b) flow, and at least a part of which is for decompression A passage forming member (35) disposed in the space (30b) and in the pressure increasing space (30e) and having a conical shape whose outer diameter increases with distance from the pressure reducing space (30b). And a drive mechanism (37) for displacing the passage forming member (35),
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the decompression space (30b) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) serves as a nozzle that decompresses and injects the refrigerant. The functioning nozzle passage (13a) is a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the pressurizing space (30e) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35). , A diffuser passage (13c) that functions as a boosting unit that boosts the pressure by mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant,
The drive mechanism (37) includes a pressure responsive member (371) that deforms according to the pressure in the enclosed space (37a) in which a temperature-sensitive medium that changes in pressure with temperature change is enclosed, and the suction passage (13b). ) Is fixed to the body (30) so as to form a part of the inner wall surface, and further, a bypass passage through which a part of the suction refrigerant flows between the drive mechanism (37) and the body (30). (13d) is formed.
これによれば、駆動機構(37)が吸引用通路(13b)の内壁面の一部を形成するようにボデー(30)に固定されているので、吸引冷媒の有する熱を封入空間(37a)内の感温媒体へ伝達することができる。さらに、駆動機構(37)とボデー(30)との間にバイパス通路(13d)が形成されているので、バイパス通路(13d)を流通する冷媒によって、吸引冷媒以外の冷媒の有する熱が、ボデー(30)を介して感温媒体に伝達されてしまうことを抑制することができる。 According to this, since the drive mechanism (37) is fixed to the body (30) so as to form a part of the inner wall surface of the suction passage (13b), the heat of the suction refrigerant is contained in the enclosed space (37a). It can be transmitted to the temperature sensitive medium. Furthermore, since the bypass passage (13d) is formed between the drive mechanism (37) and the body (30), the heat of the refrigerant other than the suction refrigerant is reduced by the refrigerant flowing through the bypass passage (13d). Transmission to the temperature sensitive medium via (30) can be suppressed.
従って、吸引冷媒の温度に応じて、精度良く感温媒体の温度および圧力を変化させることができる。その結果、圧力応動部材(371)の変位を通路形成部材(35)に伝達することで、冷凍サイクル装置(10)の負荷変動に応じて、ノズル通路(13a)の通路断面積およびディフューザ通路(13c)の通路断面積を適切に変化させることができる。 Therefore, the temperature and pressure of the temperature sensitive medium can be accurately changed according to the temperature of the suction refrigerant. As a result, by transmitting the displacement of the pressure responsive member (371) to the passage forming member (35), the passage sectional area of the nozzle passage (13a) and the diffuser passage ( The passage sectional area of 13c) can be appropriately changed.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1〜図5を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ13は、図1の全体構成図に示すように、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、すなわちエジェクタ式冷凍サイクル10に適用されている。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10は、車両用空調装置に適用されて、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の冷却対象流体は、送風空気である。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described using FIGS. As shown in the overall configuration diagram of FIG. 1, the
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
Further, the
まず、エジェクタ式冷凍サイクル10において、圧縮機11は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。本実施形態の圧縮機11は、車両走行用の駆動力を出力するエンジン(内燃機関)とともにエンジンルーム内に配置されている。さらに、圧縮機11は、プーリ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機である。
First, in the
より具体的には、本実施形態では、圧縮機11として、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された斜板式の可変容量型圧縮機を採用している。この圧縮機11では、吐出容量を変化させるための図示しない吐出容量制御弁を有している。吐出容量制御弁は、後述する制御装置から出力される制御電流によって、その作動が制御される。
More specifically, in the present embodiment, a swash plate type variable displacement compressor configured such that the refrigerant discharge capacity can be adjusted by changing the discharge capacity is employed as the
圧縮機11の吐出口には、放熱器12の凝縮部12aの冷媒入口側が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12dにより送風される車室外空気(外気)を熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
The refrigerant inlet side of the
より具体的には、放熱器12は、凝縮部12a、レシーバ部12b、および過冷却部12cを有する、いわゆるサブクール型の凝縮器として構成されている。
More specifically, the
凝縮部12aは、圧縮機11から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン12dから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる熱交換部である。レシーバ部12bは、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冷媒容器である。過冷却部12cは、レシーバ部12bから流出した液相冷媒と冷却ファン12dから送風される外気とを熱交換させ、液相冷媒を過冷却する熱交換部である。
The
冷却ファン12dは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(すなわち、送風空気量)が制御される電動式送風機である。放熱器12の過冷却部12cの冷媒出口側には、エジェクタ13の冷媒流入口31aが接続されている。
The cooling
エジェクタ13は、放熱器12から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって後述する蒸発器14から流出した冷媒を吸引(輸送)して循環させる冷媒循環手段(冷媒輸送手段)としての機能も果たす。
The
さらに、本実施形態のエジェクタ13は、減圧させた冷媒の気液を分離する気液分離手段としての機能も果たす。つまり、本実施形態のエジェクタ13は、気液分離機能付きエジェクタ(すなわち、エジェクタモジュール)として構成されている。
Furthermore, the
エジェクタ13の具体的構成については、図2〜図4を用いて説明する。なお、図2における上下の各矢印は、エジェクタ式冷凍サイクル10を車両用空調装置に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、図3は、エジェクタ13の各冷媒通路の機能および後述する駆動機構37を説明するための模式的な一部拡大断面図であって、図2と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
A specific configuration of the
本実施形態のエジェクタ13は、図2に示すように、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー30を備えている。
As shown in FIG. 2, the
より具体的には、ボデー30は、角柱状あるいは円柱状の金属部材もしくは樹脂部材で形成されて、エジェクタ13の外殻を形成するハウジングボデー31を有している。さらに、ハウジングボデー31の内部には、略円柱状の空間が形成されている。そして、この空間内にノズルボデー32、ディフューザボデー33が固定されている。
More specifically, the
ハウジングボデー31には、冷媒流入口31a、冷媒吸引口31b、液相冷媒流出口31c、気相冷媒流出口31dといった複数の冷媒流入出口が形成されている。
The
冷媒流入口31aは、放熱器12から流出した冷媒を流入させる冷媒流入口である。冷媒吸引口31bは、後述する蒸発器14から流出した冷媒を吸引する冷媒流入口である。液相冷媒流出口31cは、ボデー30の内部に形成された気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を蒸発器14の冷媒入口側へ流出させる冷媒流出口である。気相冷媒流出口31dは、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入口側へ流出させる冷媒流出口である。
The
さらに、本実施形態では、気液分離空間30fと液相冷媒流出口31cとを接続する液相冷媒通路に、蒸発器14へ流入させる冷媒を減圧させる減圧手段としてのオリフィス30iを配置している。
Further, in the present embodiment, an
次に、ノズルボデー32は、図2に示すように、ハウジングボデー31の内部の上方側に配置されている。ノズルボデー32は、円環状の金属部材で形成されている。より具体的には、ノズルボデー32は、ハウジングボデー31内に形成された略円柱状の空間の内径と同程度の径の大径部32a、および大径部32aよりも径の小さい円筒状に形成された小径部32bを同軸上に結合させた形状に形成されている。
Next, as shown in FIG. 2, the
さらに、ノズルボデー32は、大径部32aの外周側がハウジングボデー31の内部に圧入されることによって、ハウジングボデー31に固定されている。なお、大径部32aとハウジングボデー31との間には、シール部材としてのO−リングが配置されており、大径部32aとハウジングボデー31との隙間から冷媒が漏れることはない。
Further, the
大径部32aの内部には、冷媒流入口31aから流入した冷媒を旋回させる旋回空間30aが形成されている。大径部32aの上方側には、円板状の金属プレート32cが配置されており、この金属プレート32cによって、旋回空間30aの上方側の開口部が閉塞されている。
A swirling
旋回空間30aは、略円柱状に形成されており、旋回空間30aの中心軸は、後述する通路形成部材35の中心軸CLと同軸上に配置されている。もちろん、旋回空間30aは、円錐台と円柱とを結合させた回転体形状等に形成されていてもよい。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。
The swirling
冷媒流入口31aと旋回空間30aとを接続する冷媒流入通路31eは、旋回空間30aの中心軸方向から見たときに旋回空間30aへ流入する冷媒を、旋回空間30aの内壁面に沿って流入させるように形成されている。これにより、冷媒流入通路31eから旋回空間30aへ流入した冷媒は、旋回空間30aの中心軸周りに旋回する。
The
ここで、旋回空間30a内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間30a内では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、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力となる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30a内の中心軸側の冷媒圧力の調整は、旋回空間30a内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することによって実現することができる。さらに、旋回流速の調整は、例えば、冷媒流入通路31eの通路断面積と旋回空間30aの軸方向垂直断面積との面積比を調整すること等によって行うことができる。なお、本実施形態の旋回流速とは、旋回空間30aの最外周部近傍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 in the swirling
また、小径部32bの内部には、旋回空間30aから流出した冷媒を減圧させて下流側へ流出させる減圧用空間30bが形成されている。減圧用空間30bは、2つの円錐台形状の空間の頂部側同士を結合させた回転体形状に形成されている。この減圧用空間30bの中心軸も、通路形成部材35の中心軸CLと同軸上に配置されている。
In addition, a
減圧用空間30bの内部には、通路形成部材35の頂部側が配置されている。通路形成部材35は、ボデー30の内部に冷媒通路を形成するとともに、中心軸CL方向に変位することによって、冷媒通路の通路断面積を変化させる機能を果たすものである。
The top side of the
より具体的には、通路形成部材35は、樹脂製の円錐状部材で形成されている。通路形成部材35の中心軸は、旋回空間30aや減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。このため、通路形成部材35は、減圧用空間30bから離れるに伴って(すなわち、冷媒流れ下流側へ向かって)、外径が徐々に拡大する略円錐形状に形成されている。
More specifically, the
さらに、ノズルボデー32の減圧用空間30bを形成する部位の内周面と通路形成部材35の頂部側(すなわち、鉛直方向上方側)の外周面との間に形成される冷媒通路としては、図3に示すように、先細部131および末広部132が形成される。
Further, as a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the part forming the
先細部131は、通路断面積が最も縮小した最小通路面積部30mよりも冷媒流れ上流側に形成されて、最小通路面積部30mに至るまでの通路断面積が徐々に縮小する冷媒通路である。末広部132は、最小通路面積部30mから冷媒流れ下流側に形成されて、通路断面積が徐々に拡大する冷媒通路である。
The tapered
この末広部132では、径方向から見たときに減圧用空間30bと通路形成部材35が重合(オーバーラップ)しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状(すなわち、円形状から同軸上に配置された小径の円形状を除いたドーナツ形状)となる。さらに、末広部132における通路断面積は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。
In the
本実施形態では、このような通路形状によって減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路をラバールノズルとして機能するノズル通路13aとしている。そして、このノズル通路13aにて、冷媒を減圧させるとともに、冷媒の流速を超音速となるように増速させて噴射している。
In the present embodiment, the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the
また、ノズルボデー32の大径部32aの底面側であって、小径部32bの外周側には、バイパス通路13dを形成するとともに、駆動機構37を収容するための円環状の溝部32dが形成されている。なお、バイパス通路13dおよび駆動機構37の詳細構成については後述する。
Further, on the bottom surface side of the
次に、ディフューザボデー33は、略円筒状の金属部材で形成されている。さらに、ディフューザボデー33は、図2に示すように、ハウジングボデー31の内部であって、ノズルボデー32の下方側に配置されている。ディフューザボデー33の中心部には、表裏(上下)を貫通する貫通穴33aが形成されている。この貫通穴33aも回転体形状に形成されており、その中心軸が通路形成部材35の中心軸CLと同軸上に配置されている。
Next, the
さらに、ディフューザボデー33は、その外周側がハウジングボデー31の内部に圧入されることによって、ハウジングボデー31に固定されている。なお、ディフューザボデー33とハウジングボデー31との間には、シール部材としてのO−リングが配置されており、ディフューザボデー33とハウジングボデー31との隙間から冷媒が漏れることはない。
Further, the
ディフューザボデー33の上面とこれに対向するノズルボデー32の大径部32aの底面との間には、冷媒吸引口31bから吸引した冷媒を流入させる吸引空間30cが形成されている。本実施形態では、ノズルボデー32の小径部32bの下方側先端部が、ディフューザボデー33の貫通穴33aの内部まで延びているため、吸引空間30cは、中心軸方向からみたときに、断面円環状に形成される。
A
さらに、貫通穴33aの内周面と小径部32bの下方側先端部の外周面との間には、吸引空間30cと減圧用空間30bの冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路30dが形成される。従って、本実施形態では、図3に示すように、吸引空間30cおよび吸引通路30dによって、冷媒吸引口31bから吸引された吸引冷媒(後述する蒸発器14出口側冷媒)を流通させる断面円環状の吸引用通路13bが形成されている。
Further, a
また、ディフューザボデー33の貫通穴33aのうち、吸引通路30d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30eが形成されている。昇圧用空間30eは、上述したノズル通路13aから噴射された噴射冷媒と吸引用通路13bから吸引された吸引冷媒とを流入させる空間である。
Further, in the through
昇圧用空間30eの内部には、通路形成部材35の下方側が配置されている。さらに、ディフューザボデー33の昇圧用空間30eを形成する部位の内周面と通路形成部材35の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。これにより、この冷媒通路では、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換することができる。
A lower side of the
そこで、本実施形態では、図3に示すように、昇圧用空間30eを形成するディフューザボデー33の内周面と通路形成部材35の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路を、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(昇圧部)として機能するディフューザ通路13cとしている。このディフューザ通路13cの中心軸に垂直な断面形状も円環状に形成されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the
次に、通路形成部材35を変位させる駆動手段である駆動機構37について説明する。本実施形態の駆動機構37は、図3に示すように、ダイヤフラム371、アッパーキャップ372、ロワーキャップ373等を有している。ダイヤフラム371、アッパーキャップ372、ロワーキャップ373は、中心軸CL方向から見たときに、いずれもノズルボデー21に形成された溝部32dと重合する程度の大きさの円環状に形成されている。
Next, a
アッパーキャップ372は、ダイヤフラム371とともに、封入空間37aを形成する封入空間形成部材である。より具体的には、アッパーキャップ372は、平板円環状の金属部材のダイヤフラム371側(図3では、下側)の面に円環状の凹み部を形成したものである。そして、凹み部の内部に封入空間37aが形成されている。このため、封入空間37aは、中心軸CL周りに円環状に形成されている。
The
封入空間37aは、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された空間である。より詳細には、エジェクタ式冷凍サイクル10を循環する冷媒と同等の組成の感温媒体が封入された空間である。従って、本実施形態の感温媒体としては、R134aを主成分とする媒体(例えば、R134aとヘリウムとの混合媒体)を採用することができる。さらに、感温媒体の封入密度は、後述するようにサイクルの通常作動時に通路形成部材35を適切に変位させることができるように設定されている。
The
ロワーキャップ373は、円筒状の金属部材の一端側(図3では、下側)に段差部を設けることによって形成されている。そして、内部にアッパーキャップ372およびダイヤフラム371を嵌め込むことによって、アッパーキャップ372とともにダイヤフラム371の外周側端部および内周側端部を挟み込むように固定する固定用部材としての機能を果たしている。
The
ダイヤフラム371は、封入空間37aの内圧と吸引用通路13d(具体的には、吸引空間30c)を流通する吸引冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材である。従って、ダイヤフラム371は弾性に富み、かつ耐圧性および気密性に優れる材質で形成されていることが望ましい。
The
このようなダイヤフラム371としては、例えば、基布(ポリエステル)入りのEPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)やHNBR(水素添加ニトリルゴム)等のゴム製の基材で形成されたものを採用することができる。
As such a
ダイヤフラム371の下方側には、図3に示すように、ダイヤフラム371の変位を通路形成部材35へ伝達するための、プレート部材375および複数の作動棒374が配置されている。プレート部材375は、平板円環状の金属部材で形成されている。プレート部材375は、ダイヤフラム371の下方側の面に接触するように配置されている。
As shown in FIG. 3, a
複数の作動棒374は、ダイヤフラム371と通路形成部材35とを連結する連結部としての機能を果たすもので、中心軸CL方向に延びる円柱状の金属部材で形成されている。複数の作動棒374は、ロワーキャップ373およびディフューザボデー33に形成されて中心軸CL方向に延びる貫通穴に挿入されている。
The plurality of actuating
作動棒374とディフューザボデー33の形成された貫通穴との隙間には、シール部材としてのO−リングが配置されており、作動棒374と貫通穴との隙間から冷媒が漏れることはない。
An O-ring as a seal member is disposed in the gap between the operating
そして、複数の作動棒374の両端部は球面状に加工されており、上方側端部は、プレート375の底面に当接し、下方側端部は、通路形成部材35のディフューザ通路13cの下流側の部位を形成する面に当接している。これにより、ダイヤフラム371の変位が、プレート375および複数の作動棒374を介して、通路形成部材35へ伝達される。
Further, both end portions of the plurality of actuating
複数の作動棒374は、ダイヤフラム371の変位を通路形成部材35へ適切に伝達するために、中心軸CL周りに等角度間隔で配置されていることが望ましい。なお、図1〜図3等では、図示の明確化のため、2本の作動棒374を中心軸CL周りに180°間隔で配置した例を図示しているが、3本の作動棒374を中心軸CL周りに120°間隔で配置してもよい。
The plurality of actuating
また、本実施形態では、図2、図3に示すように、ダイヤフラム371を挟み込んだ状態のアッパーキャップ372およびロワーキャップ373を、ノズルボデー32の溝部32d内に、圧入やかしめ等の手段で固定することによって、駆動機構37が形成されている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
このため、駆動機構37の底面(具体的には、ダイヤフラム371の底面およびプレート部材375の底面)は、吸引空間30cの内壁面の一部を形成している。従って、封入空間37aに封入された感温媒体には、吸引用通路13b(具体的には、吸引空間30c)を流通する冷媒の有する熱が、ダイヤフラム371およびプレート部材375を介して伝達される。
For this reason, the bottom surface of the drive mechanism 37 (specifically, the bottom surface of the
また、図2、図3に示すように、通路形成部材35の底面は、後述する支持部材41に支持されたコイルバネ40の荷重を受けている。コイルバネ40は、通路形成部材35に対して、上方側(通路形成部材35が最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小する側)に付勢する荷重を加える弾性部材である。従って、通路形成部材35は、作動棒374から受ける荷重とコイルバネ40から受ける荷重が釣り合うように変位する。
2 and 3, the bottom surface of the
より具体的には、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、封入空間37aに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間37aの内圧から吸引用通路13bを流通する冷媒の圧力を差し引いた圧力差が大きくなる。これにより、ダイヤフラム371が吸引用通路13b側へ変位して、通路形成部材35が作動棒374から受ける荷重が増加する。
More specifically, when the temperature (superheat degree) of the refrigerant on the outlet side of the
このため、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、通路形成部材35は、最小通路面積部30mにおける通路断面積を拡大させる方向(図2では、下方側)に変位する。
For this reason, when the temperature (superheat degree) of the
一方、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が低下すると、封入空間37aに封入された感温媒体の飽和圧力が低下し、封入空間37aの内圧から吸引用通路13bを流通する冷媒の圧力を差し引いた圧力差が小さくなる。これにより、ダイヤフラム371が封入空間37a側へ変位して、通路形成部材35が作動棒374から受ける荷重が減少する。
On the other hand, when the temperature (superheat degree) of the refrigerant on the outlet side of the
このため、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が低下すると、通路形成部材35は、最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小させる方向(図2では、上方側)に変位する。
For this reason, when the temperature (superheat degree) of the
本実施形態の駆動機構37では、このように蒸発器14出口側冷媒の過熱度に応じて通路形成部材35を変位させることによって、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度KSHに近づくように、最小通路面積部30mにおける通路断面積を調整している。
In the
また、駆動機構37の上面(具体的には、アッパーキャップ372の上面)とノズルボデー32の溝部32dの底面との間には、吸引冷媒(すなわち、蒸発器14出口側冷媒)の一部を流通させるバイパス通路13dが形成されている。バイパス通路13dは、図4の断面図に示すように、中心軸CL方向から見たときに、駆動機構37と重合する円環状に形成されている。バイパス通路13dの入口部である入口穴13eと出口部である出口穴13fは、中心軸CLに対して対象に配置されている。
Further, a part of the suction refrigerant (that is, the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14) is circulated between the upper surface of the drive mechanism 37 (specifically, the upper surface of the upper cap 372) and the bottom surface of the
さらに、ボデー30(具体的には、ノズルボデー32)に形成されたバイパス通路13dの入口穴13eには、吸引用通路13b内に突出する管状部材である導入管42が接続されている。導入管42の冷媒入口42a側の先端部は冷媒吸引口31b側に曲がられている。このため、導入管42の冷媒入口42aは、吸引冷媒の流れ方向に対向するように開口している。換言すると、導入管42の冷媒入口42aは、冷媒吸引口31bに向かって開口している。
Furthermore, an
次に、ハウジングボデー31の内部に形成された空間のうち、通路形成部材35の下方側には、図2に示すように、ディフューザ通路13cから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間30fが形成されている。この気液分離空間30fは、略円柱状の回転体形状の空間として形成されており、気液分離空間30fの中心軸も、通路形成部材35の中心軸CLと同軸上に配置されている。
Next, in the space formed inside the
さらに、気液分離空間30fでは、ディフューザ通路13cから流出した冷媒を中心軸CL周りに旋回させて、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する。また、この気液分離空間30fの内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。
Further, in the gas-
気液分離空間30fの中心部には、気液分離空間30fに対して同軸上に配置されて、上方側へ向かって延びる円筒状のパイプ31fが設けられている。そして、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、パイプ31fの外周側に一時的に滞留して、液相冷媒流出口31cから流出する。
At the center of the gas-
パイプ31fの内部には、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒をハウジングボデー31の気相冷媒流出口31dへ導く気相冷媒流出通路31gが形成されている。さらに、パイプ31fの内部には、前述したコイルバネ40を支持する支持部材41が配置されている。
A gas-phase
このコイルバネ40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35の振動を減衰させる振動緩衝部材としての機能も果たしている。さらに、支持部材41は、支持部材41を中心軸方向(上下方向)に変位させる調整ねじ41aに連結されている。従って、調整ねじ41aにて、コイルバネ40が通路形成部材35に付勢する荷重を調整することで、狙いの基準過熱度KSHを変更することができる。
The
次に、エジェクタ13の液相冷媒流出口31cには、図1に示すように、蒸発器14の冷媒入口側が接続されている。蒸発器14は、エジェクタ13にて減圧された低圧冷媒と送風ファン14aから車室内へ送風される送風空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。
Next, as shown in FIG. 1, the refrigerant inlet side of the
送風ファン14aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。蒸発器14の出口側には、エジェクタ13の冷媒吸引口31bが接続されている。さらに、エジェクタ13の気相冷媒流出口31dには圧縮機11の吸入側が接続されている。
The
次に、図示しない制御装置は、CPU、ROMおよびRAM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る。この制御装置は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、上述の各種電気式のアクチュエータ11、12d、14a等の作動を制御する。
Next, a control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on a control program stored in the ROM. Then, the operation of the above-described various
また、制御装置には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、蒸発器温度センサ、出口側温度センサ、出口側圧力センサ等の複数の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。 The control device is connected to a plurality of air conditioning control sensor groups such as an inside air temperature sensor, an outside air temperature sensor, a solar radiation sensor, an evaporator temperature sensor, an outlet side temperature sensor, and an outlet side pressure sensor. The detected value is input.
より具体的には、内気温センサは、車室内温度を検出する内気温検出手段である。外気温センサは、外気温を検出する外気温検出手段である。日射センサは、車室内の日射量を検出する日射量検出手段である。蒸発器温度センサは、蒸発器14の吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する蒸発器温度検出手段である。出口側温度センサは、放熱器12出口側冷媒の温度を検出する出口側温度検出手段である。出口側圧力センサは、放熱器12出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力検出手段である。
More specifically, the inside air temperature sensor is an inside air temperature detecting means for detecting the temperature inside the vehicle. The outside air temperature sensor is outside air temperature detecting means for detecting outside air temperature. The solar radiation sensor is a solar radiation amount detecting means for detecting the amount of solar radiation in the passenger compartment. The evaporator temperature sensor is an evaporator temperature detecting means for detecting the temperature of the blown air (evaporator temperature) of the
さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。 Furthermore, an operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input to the control device. The As various operation switches provided on the operation panel, there are provided an air conditioning operation switch for requesting air conditioning in the vehicle interior, a vehicle interior temperature setting switch for setting the vehicle interior temperature, and the like.
なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。 Note that the control device of the present embodiment is configured integrally with control means for controlling the operation of various control target devices connected to the output side of the control device. The configuration (hardware and software) for controlling the operation constitutes the control means of each control target device.
例えば、本実施形態では、圧縮機11の吐出容量制御弁の作動を制御することによって、圧縮機11の冷媒吐出能力を制御する構成が吐出能力制御手段を構成している。もちろん、吐出能力制御手段を制御装置に対して、別体の制御装置で構成してもよい。
For example, in this embodiment, the structure which controls the refrigerant | coolant discharge capability of the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図5のモリエル線図を用いて説明する。まず、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)されると、制御装置が圧縮機11の電動モータ、冷却ファン12d、送風ファン14a等を作動させる。これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described using the Mollier diagram of FIG. First, when the operation switch of the operation panel is turned on (ON), the control device operates the electric motor of the
圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒(図5のa点)は、放熱器12の凝縮部12aへ流入し、冷却ファン12dから送風された外気と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮部12aにて凝縮した冷媒は、レシーバ部12bにて気液分離される。レシーバ部12bにて気液分離された液相冷媒は、過冷却部12cにて冷却ファン12dから送風された外気と熱交換し、さらに放熱して過冷却液相冷媒となる(図5のa点→b点)。
The high-temperature and high-pressure refrigerant (point a in FIG. 5) discharged from the
放熱器12の過冷却部12cから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタ13の減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の外周面との間に形成されるノズル通路13aにて等エントロピ的に減圧されて噴射される(図5のb点→c点)。この際、減圧用空間30bの最小通路面積部30mにおける通路断面積は、蒸発器14出口側冷媒(図5のh点)の過熱度が基準過熱度KSHに近づくように調整される。
The supercooled liquid-phase refrigerant that has flowed out of the supercooling portion 12c of the
そして、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器14から流出した冷媒(図5のh点)が、冷媒吸引口31bおよび吸引用通路13b(より詳細には、吸引空間30cおよび吸引通路30d)を介して吸引される。ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒および吸引用通路13b等を介して吸引された吸引冷媒は、ディフューザ通路13cへ流入して合流する(図5のc点→d点、h1点→d点)。
Then, the refrigerant (point h in FIG. 5) that has flowed out of the
ここで、本実施形態の吸引用通路13bは、冷媒流れ方向に向かって通路断面積が徐々に縮小する形状に形成されている。このため、吸引用通路13bを通過する吸引冷媒は、その圧力を低下させながら(図5のh点→h1点)、流速を増加させる。これにより、吸引冷媒と噴射冷媒との速度差を縮小し、ディフューザ通路13cにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失(混合損失)を減少させている。
Here, the
ディフューザ通路13cでは冷媒通路断面積の拡大により、冷媒の運動エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する(図5のd点→e点)。ディフューザ通路13cから流出した冷媒は気液分離空間30fにて気液分離される(図5のe点→f点、e点→g点)。
In the
気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、オリフィス30iにて減圧されて(図5のg点→g1点)、蒸発器14へ流入する。蒸発器14へ流入した冷媒は、送風ファン14aによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する(図5のg1点→h点)。これにより、送風空気が冷却される。
The liquid-phase refrigerant separated in the gas-
一方、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒は気相冷媒流出口31dから流出して、圧縮機11へ吸入され再び圧縮される(図5のf点→a点)。
On the other hand, the gas-phase refrigerant separated in the gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、以上の如く作動して、車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。
The
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、ディフューザ通路13cにて昇圧された冷媒を圧縮機11へ吸入させている。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10によれば、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機11の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。
In the
また、本実施形態のエジェクタ13によれば、旋回空間30aにて冷媒を旋回させることで、旋回空間30a内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させることができる。これにより、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、旋回空間30a内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。
Further, according to the
このように二相分離状態となった冷媒がノズル通路13aへ流入することで、ノズル通路13aの先細部131では、円環状の冷媒通路の外周側壁面から冷媒が剥離する際に生じる壁面沸騰および円環状の冷媒通路の中心軸側の冷媒のキャビテーションによって生じた沸騰核による界面沸騰によって冷媒の沸騰が促進される。これにより、ノズル通路13aの最小通路面積部30mへ流入する冷媒が、気相と液相が均質に混合した気液混合状態となる。
As the refrigerant in the two-phase separation state flows into the
そして、最小通路面積部30mの近傍で気液混合状態の冷媒の流れに閉塞(チョーキング)が生じ、このチョーキングによって音速に到達した気液混合状態の冷媒が末広部132にて加速されて噴射される。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、気液混合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13aにおけるエネルギ変換効率を向上させることができる。
Then, the flow of refrigerant in the gas-liquid mixed state is choked in the vicinity of the minimum
また、本実施形態のエジェクタ13では、駆動機構37を備えているので、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じて通路形成部材35を変位させて、ノズル通路13aの通路断面積(最小通路面積部30mにおける通路断面積)、およびディフューザ通路13cの通路断面積を調整することができる。これにより、サイクルを循環する冷媒の循環流量に応じて、最小通路面積部30mにおける通路断面積等を適切に変化させて、エジェクタ13を適切に作動させることができる。
Further, since the
また、本実施形態のエジェクタ13では、駆動機構37がボデー30の内部に固定されており、さらに、駆動機構37の底面が吸引空間30cの内壁面の一部を形成している。従って、封入空間37a内の感温媒体が外気温の影響を受けにくく、吸引冷媒の有する熱を感温媒体へ伝達させやすい。
In the
その一方で、金属製のボデー30(具体的には、ノズルボデー32)を介して、蒸発器14出口側冷媒(吸引冷媒)以外の冷媒(例えば、ノズル通路13aへ流入する高温高圧冷媒)の有する熱が、封入空間37a内の感温媒体に伝達されてしまうおそれがある。
On the other hand, a refrigerant (for example, a high-temperature and high-pressure refrigerant flowing into the
このような熱伝達が生じてしまうと、感温媒体の温度が蒸発器14出口側冷媒の温度と異なる値になってしまうので、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じて、ノズル通路13aおよびディフューザ通路13cの通路断面積を適切に変化させることができなくなってしまう。
If such heat transfer occurs, the temperature of the temperature sensitive medium becomes a value different from the temperature of the refrigerant on the outlet side of the
これに対して、本実施形態のエジェクタ13では、駆動機構37の上面とノズルボデー32の溝部32dの底面との間にバイパス通路13dが形成されている。従って、バイパス通路13dを流通する吸引冷媒によって、吸引冷媒以外の冷媒の有する熱が、ボデー30(具体的には、ノズルボデー32)を介して感温媒体へ伝達されてしまうことを抑制することができる。
On the other hand, in the
従って、吸引冷媒の温度に応じて、精度良く感温媒体の温度および圧力を変化させることができる。その結果、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じて、ノズル通路13aおよびディフューザ通路13cの通路断面積を適切に変化させることができる。
Therefore, the temperature and pressure of the temperature sensitive medium can be accurately changed according to the temperature of the suction refrigerant. As a result, the passage cross-sectional areas of the
また、本実施形態のエジェクタ13では、バイパス通路13dの入口穴13eに、導入管42が接続されており、導入管42の冷媒入口42aが、冷媒吸引口31bに向かって開口している。これによれば、冷媒吸引口31bを介して吸引用通路13bへ流入する吸引冷媒の動圧を利用して、吸引冷媒の一部を確実にバイパス通路13dへ流入させることができる。
Further, in the
また、本実施形態のエジェクタ13では、バイパス通路13dの入口穴13eをノズルボデー32に形成しているので、バイパス通路13dに対して容易に導入管42を接続することができる。
Moreover, in the
また、本実施形態のエジェクタ13では、中心軸CL方向から見たときに、バイパス通路13dの入口穴13eと出口穴13fが、中心軸CLに対して対象に配置されている。
Further, in the
従って、バイパス通路13dへ流入した吸引冷媒がいずれかの流路に偏って流れてしまうことがなく、図4の太実線矢印に示すように、駆動機構37の上面の略全域に亘って均等に流れる。これにより、ノズルボデー32を介して吸引冷媒以外の冷媒の有する熱が、感温媒体へ伝達されてしまうことを良好に抑制することができる。
Therefore, the suction refrigerant flowing into the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図6に示すように、バイパス通路13dの出口穴13fの配置態様を変更した例を説明する。なお、図6は、第1実施形態で説明した図4に対応する模式的な断面図である。図6では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
(Second Embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the arrangement | positioning aspect of the
より具体的には本実施形態の出口穴13fは、複数(具体的には、3つ)の箇所に設けられており、それぞれの出口穴13fの通路断面積を変更することによって、図6の太実線矢印に示すように、バイパス通路13dへ流入した吸引冷媒が駆動機構37の上面の略全域に亘って均等に流れるようにしている。
More specifically, the outlet holes 13f of the present embodiment are provided at a plurality of (specifically, three) locations. By changing the cross-sectional area of each
本実施形態の複数の出口穴13fは、中心軸CL方向から見たときに、等角度間隔に配置されている。さらに、入口穴13eと入口穴13eから最も離れた出口穴13fは、第1実施形態と同様に、中心軸CLに対して対象に配置されている。入口穴13eから最も離れた出口穴13fの通路断面積は、他の出口穴13fの通路断面積をよりも大きく形成されている。
The plurality of
その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、第1実施形態と同様に、COPを向上させることができる。また、本実施形態のエジェクタ13によれば、第1実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じて、冷媒通路の通路断面積を適切に変化させることができる。
Other configurations and operations of the
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図7に示すように、バイパス通路13dの形状を変更した例を説明する。なお、図7は、第1実施形態で説明した図4に対応する模式的な断面図である。
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example in which the shape of the
より具体的には、本実施形態のバイパス通路13dは、中心軸CL方向から見たときに、駆動機構37に重合する円弧状に形成されている。そして、入口穴13eがバイパス通路13dの周方向一端側に配置されている。また、出口穴13fがバイパス通路13dの周方向他端側に配置されている。これにより、本実施形態では、図7の太実線矢印に示すように、バイパス通路13dへ流入した吸引冷媒が、駆動機構37の上面の略全域に亘って円弧状に流れるようにしている。
More specifically, the
その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ13によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Other configurations and operations of the
(第4実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図8に示すように、駆動機構37の外径を拡大し、バイパス通路13dの入口穴13eおよび出口穴13fを駆動機構37のロワーキャップ373に形成した例を説明する。なお、図8は、第1実施形態で説明した図3に対応する模式的な断面図である。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the outer diameter of the
このため、本実施形態の導入管42は、ロワーキャップ373に固定されている。さらに、本実施形態では、導入管42として、少なくともゴム製のダイヤフラム371よりも熱伝導率の高い材質(具体的には、ナノカーボンチューブ、銅)で形成されたものを採用している。
For this reason, the
その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ13によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Other configurations and operations of the
また、本実施形態のエジェクタ13では、入口穴13eをロワーキャップ373に形成しているので、入口穴13eを流通する蒸発器14出口側冷媒の有する熱を感温媒体に伝達しやすい。さらに、比較的熱伝導率の高い材質で形成された導入管42を、ロワーキャップ373に設けられた入口穴13eに接続しているので、導入管42を感温筒として機能させて、蒸発器14出口側冷媒の有する熱を感温媒体に伝達しやすくなる。その結果、より一層、適切に冷媒通路の通路断面積を変化させることができる。
Moreover, in the
(第5実施形態)
本実施形態では、第4実施形態に対して、図9に示すように、駆動機構37の内径を拡大し、バイパス通路13dの入口穴13eをロワーキャップ373のうち封入空間37aの内周側の部位に形成した例を説明する。なお、図9は、第1実施形態で説明した図3に対応する模式的な断面図である。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the inner diameter of the
さらに、本実施形態では、ロワーキャップ373のうち封入空間37aの外周側の部位に、バイパス通路13d側から中心軸CL方向に凹んだスリット溝32fを形成している。スリット溝32fは、バイパス通路13dへ流入した蒸発器14出口側冷媒を流入させる空間を形成しており、中心軸CL方向から見たときに円環状に形成されている。
Further, in the present embodiment, a
その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第4実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ13によれば、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
Other configurations and operations of the
さらに、本実施形態のエジェクタ13では、封入空間37aの外周側に円環状にスリット溝32fが形成されている。従って、スリット溝32fへ流入した吸引冷媒によって、ボデー30を介して吸引冷媒以外の冷媒の有する熱が、感温媒体へ伝達されてしまうことを、より効果的に抑制することができる。その結果、より一層、適切に冷媒通路の通路断面積を変化させることができる。
Further, in the
(第6実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図10に示すように、駆動機構37の配置態様を変更した例を説明する。なお、図10は、第1実施形態で説明した図3に対応する模式的な断面図である。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, an example in which the arrangement of the
より具体的には、本実施形態では、ノズルボデー32に形成された溝部32dが廃止されている。そして、ディフューザボデー33の上面(すなわち、ノズルボデー32に対向する面)に、バイパス通路13dを形成するとともに、駆動機構37を収容するための円環状の溝部33cが形成されている。
More specifically, in this embodiment, the
さらに、本実施形態では、図10に示すように、ダイヤフラム371を挟み込んだ状態のアッパーキャップ372およびロワーキャップ373を、ディフューザボデー33の溝部33c内に、圧入やかしめ等の手段で固定することによって、駆動機構37が形成されている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, by fixing the
このため、駆動機構37の上面(具体的には、アッパーキャップ372の上面)は、吸引空間30cの内壁面の一部を形成している。従って、封入空間37aに封入された感温媒体には、吸引用通路13b(具体的には、吸引空間30c)を流通する冷媒の有する熱が、アッパーキャップ372を介して伝達される。
For this reason, the upper surface of the drive mechanism 37 (specifically, the upper surface of the upper cap 372) forms part of the inner wall surface of the
また、本実施形態では、駆動機構37の底面(具体的には、ダイヤフラム371の底面およびプレート部材375の底面)とディフューザボデー33の溝部33cの底面との間に、バイパス通路13dが形成されている。
In the present embodiment, a
ディフューザボデー33には、第1実施形態と同様の入口穴13eおよび出口穴13fが形成されている。この入口穴13eには、第1時実施形態と同様の導入管42が接続されている。従って、本実施形態の導入管42には、下方側から上方側へ延びて、吸引用通路13b内に突出している。
The
その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Other configurations and operations of the
つまり、本実施形態のエジェクタ13では、駆動機構37の底面とディフューザボデー33の溝部33cの底面との間にバイパス通路13dが形成されている。従って、バイパス通路13dを流通する吸引冷媒によって、吸引冷媒以外の冷媒の有する熱が、ボデー30(具体的には、ディフューザボデー33)を介して感温媒体へ伝達されてしまうことを抑制することができる。
That is, in the
(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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第4〜第6実施形態で説明したエジェクタに、第2、第3実施形態で説明したの出口穴13fやバイパス通路13dを適用してもよい。また、例えば、第6実施形態で説明したエジェクタ13のディフューザボデー33に、第5実施形態で説明したスリット溝32fと同様の機能を果たすスリット溝を設けてもよい。
(1) The means disclosed in each of the above embodiments may be appropriately combined within a practicable range. For example, the
(2)第5実施形態で説明したスリット溝32fの形状は、中心軸CL方向に凹んだ形状に限定されない。吸引冷媒以外の冷媒の有する熱が、ボデー30を介して感温媒体へ伝達されてしまうことを抑制可能であれば、封入空間37aの周囲の一部に形成されていてもよい。
(2) The shape of the
(3)エジェクタ13の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
(3) The configuration of the
例えば、圧力応動部材はゴム製のダイヤフラム371に限定されない。薄板状の金属で形成された金属製のダイヤフラムを採用してもよい。また、上述の実施形態で説明した、ゴム製のダイヤフラム371に、感温媒体の透過性の低い樹脂製のバリア膜を設けてもよい。
For example, the pressure responsive member is not limited to the
また、エジェクタ13に、ディフューザ通路13cを流れる冷媒の旋回流れを促進する旋回促進手段を追加してもよい。
Further, a swirl promoting means for promoting the swirl flow of the refrigerant flowing through the
これによれば、ディフューザ通路13c内に螺旋状の冷媒流路を形成することができるので、ディフューザ通路13c内の冷媒流路が短くなってエジェクタ13の昇圧性能が低下してしまうことを抑制できる。さらに、気液分離空間30fへ流入する冷媒の旋回流れを促進させて、気液分離空間30fにおける気液分離性能を向上させることができる。
According to this, since the spiral refrigerant flow path can be formed in the
このような旋回促進手段としては、通路形成部材35およびディフューザボデー33のディフューザ通路を形成する部位に整流板を配置することによって構成してもよいし、当該部位に溝部を設けることによって構成してもよい。旋回流促進手段として、整流板を配置する場合は、作動棒374の下方側端部を整流板の上方側端部に連結あるいは当接させるようにしてもよい。
Such swirl promoting means may be configured by arranging a rectifying plate in a portion where the diffuser passage of the
また、ハウジングボデー31の気液分離空間30fの底面を形成する部位に、気液分離空間30fと気相冷媒流出通路31gとを連通させるオイル戻し穴を形成してもよい。そして、このオイル戻し穴を介して、液相冷媒に溶け込んだ冷凍機油を、圧縮機11の吸入側へ戻すようにすればよい。
Further, an oil return hole that allows the gas-
(4)エジェクタ式冷凍サイクル10を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
(4) Each component apparatus which comprises the ejector
例えば、上述の実施形態では、圧縮機11として、エンジン駆動式の可変容量型圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機11として、電磁クラッチの断続により圧縮機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を採用してもよい。さらに、固定容量型圧縮機構と電動モータとを備え、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機を採用してもよい。電動圧縮機では、電動モータの回転数を調整することによって、冷媒吐出能力を制御することができる。
For example, in the above-described embodiment, an example in which an engine-driven variable displacement compressor is employed as the
また、上述の実施形態では、放熱器12として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部12aのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。さらに、通常の放熱器とともに、この放熱器にて放熱した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える受液器(レシーバ)を一体化させたレシーバ一体型の凝縮器を採用してもよい。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which employ | adopted the subcool type heat exchanger as the
また、上述の実施形態では、冷媒としてR134aあるいはR1234yf等を採用可能であることを説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R600a、R410A、R404A、R32、R407C、HFO−1234ze、HFO−1234zd等を採用することができる。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated that R134a or R1234yf etc. were employable as a refrigerant | coolant, a refrigerant | coolant is not limited to this. For example, R600a, R410A, R404A, R32, R407C, HFO-1234ze, HFO-1234zd, and the like can be employed. Or you may employ | adopt the mixed refrigerant | coolant etc. which mixed multiple types among these refrigerant | coolants.
(5)上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル10を、車両用空調装置に適用した例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル10の適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。
(5) In the above-described embodiment, the example in which the
また、上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタ13を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10の放熱器12を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器14を送風空気を冷却する利用側熱交換器としている。これに対して、蒸発器14を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として用い、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する利用側熱交換器として用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
10 エジェクタ式冷凍サイクル
13 エジェクタ
13a、13b ノズル通路、吸引用通路、ディフューザ通路
13c、13d ディフューザ通路、バイパス通路
30 ボデー
35 通路形成部材
37 駆動機構
37a 封入空間
371 ダイヤフラム(圧力応動部材)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)、前記減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して冷媒吸引口(31b)から吸引した冷媒を流通させる吸引用通路(13b)、および前記減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路(13b)を介して吸引された吸引冷媒とを流入させる昇圧用空間(30e)が形成されたボデー(30)と、
少なくとも一部が前記減圧用空間(30b)の内部、および前記昇圧用空間(30e)の内部に配置されるとともに、前記減圧用空間(30b)から離れるに伴って外径が拡大する円錐状に形成された通路形成部材(35)と、
前記通路形成部材(35)を変位させる駆動機構(37)と、を備え、
前記ボデー(30)のうち前記減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、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(13a)であり、
前記ボデー(30)のうち前記昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合させて昇圧させる昇圧部として機能するディフューザ通路(13c)であり、
前記駆動機構(37)は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間(37a)内の圧力に応じて変形する圧力応動部材(371)を有するとともに、前記吸引用通路(13b)の内壁面の一部を形成するように前記ボデー(30)に固定されており、
さらに、前記駆動機構(37)と前記ボデー(30)との間には、前記吸引冷媒の一部を流通させるバイパス通路(13d)が形成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 apparatus (10),
A decompression space (30b) for decompressing the refrigerant, a suction passage (13b) communicating with the downstream side of the refrigerant flow in the decompression space (30b) and circulating the refrigerant sucked from the refrigerant suction port (31b), and the decompression A body (30) in which a pressurizing space (30e) into which the injected refrigerant injected from the use space (30b) and the suction refrigerant sucked through the suction passage (13b) flow is formed;
At least a portion is disposed in the decompression space (30b) and in the pressurization space (30e), and has a conical shape whose outer diameter increases with distance from the decompression space (30b). A formed passage forming member (35);
A drive mechanism (37) for displacing the passage forming member (35),
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the decompression space (30b) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) depressurizes and injects the refrigerant. A nozzle passage (13a) that functions as a nozzle to
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the pressurizing space (30e) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) is the injection refrigerant and the suction A diffuser passage (13c) that functions as a boosting unit that mixes and boosts the refrigerant;
The drive mechanism (37) includes a pressure responsive member (371) that is deformed according to the pressure in the enclosed space (37a) in which a temperature-sensitive medium whose pressure changes with temperature change is enclosed, and the suction passage. (13b) is fixed to the body (30) so as to form part of the inner wall surface;
Further, an ejector characterized in that a bypass passage (13d) through which a part of the suction refrigerant flows is formed between the drive mechanism (37) and the body (30).
前記管状部材(42)の冷媒入口(42a)は、前記吸引冷媒の流れ方向に対向するように開口していることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ。 A tubular member (42) protruding into the suction passage (13b) is connected to the inlet portion (13e) of the bypass passage (13d),
The ejector according to claim 1, wherein the refrigerant inlet (42a) of the tubular member (42) is opened so as to face the flow direction of the suction refrigerant.
さらに、前記中心軸(CL)方向から見たときに、前記バイパス通路(13d)の入口部(13e)と出口部(13f)は、前記中心軸(CL)に対して対象に配置されてい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。 When viewed from the central axis (CL) direction of the passage forming member (35), the drive mechanism (37) and the bypass passage (13d) are formed in an annular shape overlapping each other,
Furthermore, when viewed from the direction of the central axis (CL), the inlet portion (13e) and the outlet portion (13f) of the bypass passage (13d) are arranged with respect to the central axis (CL). The ejector according to any one of claims 1 to 3, wherein:
さらに、前記中心軸(CL)方向から見たときに、前記バイパス通路(13d)の出口部(13f)は複数の箇所に設けられてい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。 When viewed from the central axis (CL) direction of the passage forming member (35), the drive mechanism (37) and the bypass passage (13d) are formed in an annular shape overlapping each other,
Furthermore, when viewed from the direction of the central axis (CL), the outlet portions (13f) of the bypass passage (13d) are provided at a plurality of locations. Ejector described in one.
前記中心軸(CL)方向から見たときに、前記バイパス通路(13d)は、少なくとも一部が前記駆動機構(37)に重合する円弧状に形成されており、
さらに、前記バイパス通路(13d)の入口部(13e)は、前記バイパス通路(13d)の周方向一端側に配置されており、前記バイパス通路(13d)の出口部(13e)は、前記バイパス通路(13d)の周方向他端側に配置されてい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。 When viewed from the central axis (CL) direction of the passage forming member (35), the drive mechanism (37) is formed in an annular shape,
When viewed from the direction of the central axis (CL), the bypass passage (13d) is formed in an arc shape at least partially overlapping the drive mechanism (37),
Furthermore, the inlet portion (13e) of the bypass passage (13d) is disposed on one end side in the circumferential direction of the bypass passage (13d), and the outlet portion (13e) of the bypass passage (13d) The ejector according to any one of claims 1 to 3, wherein the ejector is disposed on the other circumferential end side of (13d).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015179007A JP2017053574A (en) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Ejector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015179007A JP2017053574A (en) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Ejector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017053574A true JP2017053574A (en) | 2017-03-16 |
Family
ID=58317648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015179007A Pending JP2017053574A (en) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Ejector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017053574A (en) |
-
2015
- 2015-09-11 JP JP2015179007A patent/JP2017053574A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6248499B2 (en) | Ejector refrigeration cycle | |
WO2016143290A1 (en) | Ejector and ejector-type refrigeration cycle | |
JP6512071B2 (en) | Ejector type refrigeration cycle | |
WO2017135092A1 (en) | Ejector | |
WO2016185664A1 (en) | Ejector, and ejector-type refrigeration cycle | |
JP6561919B2 (en) | Ejector | |
JP2017031975A (en) | Ejector | |
JP6485550B2 (en) | Ejector | |
JP6481679B2 (en) | Ejector | |
JP6365408B2 (en) | Ejector | |
JP6500697B2 (en) | Ejector | |
JP6399009B2 (en) | Ejector and ejector refrigeration cycle | |
WO2018047563A1 (en) | Ejector | |
JP2017053574A (en) | Ejector | |
JP6380122B2 (en) | Ejector | |
JP6398883B2 (en) | Ejector | |
JP2017089963A (en) | Ejector type refrigeration cycle | |
JP6582950B2 (en) | Ejector | |
JP6638607B2 (en) | Ejector | |
JP2017032272A (en) | Ejector | |
JP6572745B2 (en) | Ejector refrigeration cycle | |
JP2017190707A (en) | Ejector | |
JP2017002872A (en) | Ejector | |
WO2017033724A1 (en) | Ejector | |
JP6511997B2 (en) | Ejector |