JP4110830B2

JP4110830B2 - Ejector type decompression device

Info

Publication number: JP4110830B2
Application number: JP2002144958A
Authority: JP
Inventors: 忠資堀田; 稲垣　　光夫; 敏夫平田; 裕嗣武内
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003336915A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機にて圧縮された高温・高圧の冷媒を放冷する放熱器、及び減圧された低温・低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機に適用されるエジェクタ方式の減圧装置、いわゆるエジェクタサイクル用のエジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エジェクタサイクルは、周知のごとく、エジェクタ内のノズルにて膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させて圧縮機の消費動力を低減するものであるが、エジェクタにおけるエネルギ変換効率、すなわちエジェクタ効率が低下すると、エジェクタにて吸入圧を十分に上昇させることができなくなるので、圧縮機の消費動力を十分に低減することができない。
【０００３】
一方、エジェクタ内のノズルは一種の固定絞りであるので、ノズルに流入する冷媒流量が変動すると、これに呼応してエジェクタ効率も変動してしまうため、エジェクタ効率を高く維持しながら、エジェクタサイクルを運転することが難しい。
【０００４】
因みに、可変流量エジェクタに関する発明として、特開平８−３３８３９８号公報があるが、この公報に記載のエジェクタはガスタービンコージェネレーション用のものであり、蒸気圧縮式冷凍機には適用できない。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規なエジェクタ方式の減圧装置を提供し、第２には、ノズルに流入する冷媒流量の変動に大きく影響されることなく、高いエジェクタ効率を維持しながらエジェクタサイクルを運転することができるエジェクタ方式の減圧装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、圧縮機にて圧縮された高温高圧の冷媒を放冷する放熱器（２０）、及び減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器（３０）を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機に適用されるエジェクタ方式の減圧装置であって、放熱器（２０）から流出した冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させて冷媒を噴射するノズル（４１）と、ノズル（４１）から噴射する冷媒流により蒸発器（３０）から冷媒を吸引しながら、ノズル（４１）から噴射する冷媒と蒸発器（３０）から吸引した冷媒とを混合する混合部（４２）と、混合部（４２）で混合された冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ（４３）とを備え、ノズル（４１）は、その冷媒通路の途中に通路断面積が最も縮小した喉部（４１ａ）を有するラバール式のノズルであり、ノズル（４１）には、少なくとも喉部（４１ａ）及び喉部（４１ａ）より後流側における冷媒通路断面積を可変制御する可変機構（４４）が設けられ、可変機構（４４）は、所定の冷媒吸引能力を維持するように、喉部（４１ａ）の通路断面積とノズル（４１）の出口での通路断面積との比を一定状態に保持したまま、冷媒通路断面積を可変制御し、可変機構（４４）は、断面が半円状に形成された２つのノズルボディ（４４ａ）と、ノズルボディ（４４ａ）間に配置された２つのプレート（４４ｂ、４４ｃ）とを有し、２つのプレート（４４ｂ、４４ｃ）のうち一方のプレート（４４ｂ）は、喉部（４１ａ）より上流側に設けられた支点（４４ｅ）を中心に、冷媒の流通方向と直交する方向に回転運動するように構成され、２つのプレート（４４ｂ、４４ｃ）のうち他方のプレート（４４ｃ）は、ノズルボディ（４４ａ）に固定され、可変機構（４４）は、一方のプレート（４４ｂ）の回転運動により冷媒通路断面積を可変制御することを特徴とする。
【０００７】
これにより、従来と異なる新規なエジェクタ方式の減圧装置を得ることができるとともに、ノズル（４１）に流入する冷媒流量の変動に大きく影響されることなく、高いエジェクタ効率を維持しながらエジェクタサイクルを運転することが可能となる。
【０００８】
また、喉部（４１ａ）の通路断面積のみならず、喉部（４１ａ）より後流側の通路断面積も含めて可変制御するので、喉部（４１ａ）の通路断面積のみを可変制御する場合に比べて、喉部（４１ａ）からノズル（４１）の出口側に架けて通路断面積が連続的に滑らかに変化する。したがって、冷媒流量の変化と共に冷媒通路断面積が変化しても、冷媒が急激に減圧や過膨張してしまうことを防止しながら冷媒を減圧加速することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、圧縮機にて圧縮された高温高圧の冷媒を放冷する放熱器（２０）、及び減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器（３０）を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機に適用されるエジェクタ方式の減圧装置であって、放熱器（２０）から流出した冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させて冷媒を噴射するノズル（４１）と、ノズル（４１）から噴射する冷媒流により蒸発器（３０）から冷媒を吸引しながら、ノズル（４１）から噴射する冷媒と蒸発器（３０）から吸引した冷媒とを混合する混合部（４２）と、混合部（４２）で混合された冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ（４３）とを備え、ノズル（４１）は、その冷媒通路の途中に通路断面積が最も縮小した喉部（４１ａ）を有するラバール式のノズルであり、ノズル（４１）には、少なくとも喉部（４１ａ）及び喉部（４１ａ）より後流側における冷媒通路断面積を可変制御する可変機構（４４）が設けられ、可変機構（４４）は、所定の冷媒吸引能力を維持するように、喉部（４１ａ）の通路断面積とノズル（４１）の出口での通路断面積との比を一定状態に保持したまま、冷媒通路断面積を可変制御し、可変機構（４４）は、断面が半円状に形成された２つのノズルボディ（４４ａ）と、ノズルボディ（４４ａ）間に配置された２つのプレート（４４ｂ、４４ｃ）とを有し、２つのプレート（４４ｂ、４４ｃ）は、喉部（４１ａ）より上流側に設けられた支点（４４ｅ）を中心に、冷媒の流通方向と直交する方向に回転運動するように構成され、可変機構（４４）は、２つのプレート（４４ｂ）の回転運動により冷媒通路断面積を可変制御することを特徴とする。
【００１２】
これにより、上記した請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、可変機構（４４）は、少なくとも冷媒圧力に関する物理量を検出し、この検出した物理量に基づいて冷媒通路断面積を可変制御することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、放熱器（２０）内の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる蒸気圧縮式冷凍機に、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のエジェクタ方式の減圧装置（４００）を用いたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
因みに、上記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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るエジェクタ方式の減圧装置を車両用空調装置用のエジェクタサイクルに適用したものであって、図１はエジェクタサイクルの模式図である。
【００１８】
図１中、圧縮機１０は走行用エンジンから動力を得て冷媒を吸入圧縮する周知の可変容量型の圧縮機であり、放熱器２０は圧縮機１０から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する高圧側熱交換器である。
【００１９】
なお、本実施形態では、冷媒としてフロンを採用しているので、放熱器２０内の冷媒圧力は冷媒の臨界圧力以下であり、冷媒は放熱器２０にて凝縮しながらエンタルピを低下させるが、冷媒を二酸化炭素として高圧側冷媒圧力、つまり圧縮機１０の吐出圧を臨界圧力以上してもよいことは言うまでもない。
【００２０】
因みに、高圧側冷媒圧力を臨界圧力以上とすると、放熱器２０内で冷媒が凝縮、つまり相変化することなくそのエンタルピが低下していく。
【００２１】
また、蒸発器３０は室内に吹き出す空気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷媒を蒸発させて室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交換器であり、エジェクタ４０は冷媒を減圧膨張させて蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるものである。なお、エジェクタ４０の詳細は後述する。
【００２２】
また、気液分離器５０はエジェクタ４０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離手段であり、気液分離器５０の気相冷媒流出口は圧縮機１０の吸引側に接続され、液相冷媒流出口は蒸発器３０側の流入側に接続される。
【００２３】
絞り６０は気液分離器５０から蒸発器３０に流れ込む冷媒を減圧する減圧器であり、本実施形態では、開度が固定された固定絞り又はキャピラリーチューブを採用している。
【００２４】
また、圧力センサ７１は高圧側冷媒圧力、つまりノズル４１にて減圧される前の冷媒圧力を検出する圧力検出手段であり、電子制御装置（ＥＣＵ）７０は、高圧側冷媒圧力、つまり圧力センサ７１の検出圧力が所定値となるように、後述する可変機構４４を制御する。
【００２５】
次に、エジェクタ４０について述べる。
【００２６】
図２はエジェクタ４０の構造を示す模式図であり、エジェクタ４０は、流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を等エントロピー的に減圧膨張させるノズル４１、ノズル４１から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル４１から噴射する冷媒流とを混合する混合部４２、及びノズル４１から噴射する冷媒と蒸発器３０から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３等からなるものである。
【００２７】
なお、混合部４２においては、ノズル４１から噴射する冷媒流の運動量と、蒸発器３０からエジェクタ４０に吸引される冷媒流の運動量との和が保存されるように混合するので、混合部４２においても冷媒の静圧が上昇する。
【００２８】
一方、ディフューザ４３においては、通路断面積を徐々に拡大することにより、冷媒の動圧を静圧に変換するので、エジェクタ４０においては、混合部４２及びディフューザ４３の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、混合部４２とディフューザ４３とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００２９】
また、本実施形態では、ノズル４１から噴出する冷媒の速度を音速以上まで加速するために、図２（ａ）に示すように、ノズル４１として通路途中に通路断面積が最も縮小した喉部４１ａを有するラバールノズル（流体工学（東京大学出版会）参照）を採用するとともに、喉部４１ａより上流側から喉部４１ａより後流側に至る冷媒通路断面積を可変制御する可変機構４４を設けている。
【００３０】
ここで、可変機構４４は、図２（ｂ）に示すように、断面が半円状に形成された２つのノズルボディ４４ａ、ノズルボディ４４ａ間に配置した２つのプレート４４ｂ、４４ｃ、及び２つのプレート４４ｂ、４４ｃのうち一方のプレート４４ｂを揺動させるアクチュエータ４４ｄ等により構成されている。
【００３１】
そして、一方のプレート４４ｂはヒンジピン４４ｅ（図２（ａ）参照）を支点にして回転運動（揺動）することができ、その回転角（揺動角）は、アクチュエータ４４ｄに設けられたクランクシャフト４４ｆの回転角度により決定される。他方のプレート４４ｃは、ピン４４ｇ（図２（ａ）参照）によりノズルボディ４４ａに固定されており揺動しない。
【００３２】
このため、本実施形態に係るノズル４１では、ノズル４１の冷媒通路の寸法のうち、冷媒の流通方向と直交する方向の寸法が可変制御されることにより冷媒通路断面積が可変制御されることとなる。
【００３３】
なお、アクチュエータ４４ｄは、前記したクランクシャフト４４ｆ及びサーボモータ４４ｈやステッピングモータ等の駆動手段を有して構成されており、クランクシャフト４４ｆの回転角は、サーボモータ４４ｈにより制御され、サーボモータ４４ｈはＥＣＵ７０により制御される。
【００３４】
また、Ｏリング４４ｊは、クランクシャフト４４ｆとキャップ４４ｉと隙間から冷媒がエジェクタ４０外に漏れ出ることを防止するゴム製のシール手段であり、キャップ４４ｉは、エジェクタボディ４４ｍに圧入又は溶接にて固定されている。
【００３５】
また、ノズルボディ４４ａは、プレート４４ｂ、４４ｃを挟んだ状態でエジェクタボディ４４ｍにしまりばめ程度で圧入されることによりエジェクタボディ４４ｍに固定されている。
【００３６】
そして、ノズルボディ４４ａと流入カバー４４ｎとの間にガスケット４４ｐを配置することによりエジェクタ４０に流入した高圧冷媒がノズル４１を迂回して流れてしまうことを防止するとともに、プレート４４ｂ、４４ｃとノズルボディ４４ａとの間にもガスケットを配置して、プレート４４ｂ、４４ｃとノズルボディ４４ａとの隙間から冷媒が流れることを防止している。
【００３７】
因みに、ガスケット４４ｐ及びプレート４４ｂ、４４ｃとノズルボディ４４ａとの間に配置されたガスケットは、金属製の薄板の表裏両面にゴムが被覆されたものである。
【００３８】
次に本実施形態に係るエジェクタサイクルの概略作動を述べる。
【００３９】
圧縮機１０から吐出した高圧の冷媒は、放熱器２０により冷却された後、ノズル４１に流れ込んで、等エントロピ的に減圧加速されてノズル４１から噴射される。
【００４０】
このとき、ノズル４１から噴射される高速冷媒の巻き込み作用により、蒸発器３０で蒸発した気相冷媒がエジェクタ４０に吸引される。そして、この吸引された冷媒とノズル４１から噴射された冷媒とは、両者の運動量が保存されるように混合部４２で混合された後、ディフューザ４３にて昇圧される。
【００４１】
そして、エジェクタ４０から流出した冷媒は、気液分離器５０に流入して気相冷媒と液相冷媒に分離され、気相冷媒は圧縮機１０に吸入され、液相冷媒は絞り６０を経由して蒸発器３０に流入し、室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。
【００４２】
次に、エジェクタ４０、つまり可変機構４４の制御作動について述べる。
【００４３】
前述したように、ＥＣＵ７０は、高圧側の冷媒圧力が所定圧力となるように可変機構４４を制御する。このため、例えば圧縮機１０の回転数が増大しノズル４１に流入する冷媒流量が増大すると、高圧側の冷媒圧力が上昇するので、ＥＣＵ７０は、ノズル４１の冷媒通路断面積が増大するように可変機構４４を作動させる（図３（ａ）参照）。
【００４４】
逆に、圧縮機１０の回転数が低下しノズル４１に流入する冷媒流量が減少すると、高圧側の冷媒圧力が低下するので、ＥＣＵ７０は、ノズル４１の冷媒通路断面積が縮小するように可変機構４４を作動させる（図３（ｂ）参照）。これにより、高圧側の冷媒圧力は、所定圧力、つまり略一定に制御される。
【００４５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００４６】
本実施形態によれば、ノズル４１の冷媒通路断面積を可変制御するので、ノズル４１に流入する冷媒流量の変動に大きく影響されることなく、高いエジェクタ効率を維持しながらエジェクタサイクルを運転することが可能となる。
【００４７】
ところで、一般的に、ノズル４１へ流入する冷媒の状態（冷媒の圧力及び温度、冷媒のエンタルピ）が一定ならば、ノズル４１を通過する冷媒流量は、喉部４１ａでの冷媒流速が音速になるときに最大となり、それ以上の冷媒流量は得られない。したがって、さらに冷媒流量を増大させる場合は喉部４１ａ断面積を拡大しなければならない。
【００４８】
そして、本実施形態では、喉部４１ａの通路断面積のみならず、喉部４１ａより後流側の通路断面積も含めて可変制御するので、喉部４１ａの通路断面積のみを可変制御する場合に比べて、喉部４１ａからノズル４１の出口側に架けて通路断面積が連続的に滑らかに変化する。したがって、冷媒流量の変化と共に冷媒通路断面積が変化しても、冷媒は急激な減圧や過膨張することなく減圧加速されて混合部４２内に噴射される。
【００４９】
したがって、本実施形態によれば、喉部４１ａの流路断面積を変化させてノズル４１を通過する冷媒流量を調整することにより、ノズル４１に流入する冷媒流量の変動に大きく影響されることなく、高いエジェクタ効率を維持しながらエジェクタサイクルを運転することが可能となるとともに、喉部４１ａからノズル４１の出口までの通路断面積も同時に調節するので、広い流量範囲で冷媒を滑らかに減圧加速させることができ、ノズル４１から高速（音速以上）の冷媒を噴射させることができる。
【００５０】
延いては、エジェクタ４０のポンプ能力（冷媒吸引能力）を高めることができるので、十分な量の冷媒を蒸発器３０に循環させることができるので、蒸発器３０の吸熱能力を高めることができ、エジェクタサイクルの成績係数を向上させることができる。
【００５１】
ところで、ノズル４１へ流入する冷媒の状態及びノズル４１から流出する冷媒の状態を冷媒流量によらず略一定となるようにノズル４１の通路断面積を制御する場合には、喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比を一定状態に保持したまま、冷媒通路断面積を可変制御することが望ましい。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、プレート４４ｂをヒンジピン４４ｅを支点にして揺動させることによりノズル４１の通路断面積を変化させるので、喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比を一定状態に保持したまま、冷媒通路断面積を可変制御することができる。延いては、常にノズル４１から高速な冷媒を噴射させることができるので、常にエジェクタ４０のポンプ能力を高く維持することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
第１実施形態では、プレート４４ｂのみを揺動させてノズル４１の通路断面積を流量に応じて可変制御したが、本実施形態は、図４、５に示すように、プレート４４ｂに連動してプレート４４ｃも揺動させることにより、ノズル４１の通路断面積を流量に応じて可変制御するものである。なお、プレート４４ｃを揺動させるアクチュエータ４４ｄは、プレート４４ｂを揺動させるアクチュエータ４４ｄと同じ機構のものである。
【００５４】
なお、本実施形態では、冷媒流量が最小流量から増大していくときに、先ず、プレート４４ｂのみを揺動させた後、プレート４４ｃを揺動させたが（図５（ｂ）参照）、本実施形態はこれに限定されるものではなく、常に両プレート４４ｂ、４４ｃを同時に揺動させて冷媒通路断面積を可変制御してもよい。
【００５５】
（第１参考例）
上述の実施形態では、プレート４４ｂの揺動支点となるヒンジピン４４ｅを喉部４１ａより上流側に設けていたが、本参考例では、図６、７に示すように、ヒンジピン４４ｅを喉部４１ａより下流側に設けたものである。
【００５６】
ところで、ノズル４１へ流入する冷媒の状態及びノズル４１から流出する冷媒の状態を冷媒流量によらず略一定となるようにノズル４１の通路断面積を制御する場合には、第１実施形態で述べたように、喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比を一定状態に保持したまま、冷媒通路断面積を可変制御することが望ましいが、ノズル４１へ流入する冷媒の状態及びノズル４１から流出する冷媒の状態が流量により変動する場合には、喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比を変化させながら、冷媒通路断面積を可変制御することが望ましい。
【００５７】
つまり、ノズル４１へ流入する冷媒の状態、ノズル４１から流出する冷媒の状態及び冷媒流量によって、最適な喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比が存在するので、理想的には、ノズル４１へ流入する冷媒の状態、ノズル４１から流出する冷媒の状態及び冷媒流量に基づいて、最適な喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比をＥＣＵ７０が決定し、この最適な断面積比となるように可変機構４４を制御することが望ましい。
【００５８】
これに対して、本参考例では、図７に示すように、プレート４４ｂが揺動すると、喉部４１ａの通路断面積とノズル４１の出口での通路断面積との比を変化させながら、冷媒通路断面積を可変制御することができるので、エジェクタサイクルを効率よく運転することができる。
【００５９】
（第２参考例）
本参考例は、第１参考例の変形例である。具体的には、第１参考例では、プレート４４ｂのみを揺動させてノズル４１の通路断面積を流量に応じて可変制御したが、本参考例は、図８、９に示すように、プレート４４ｂに連動してプレート４４ｃも揺動させることにより、ノズル４１の通路断面積を流量に応じて可変制御するものである。なお、プレート４４ｃを揺動させるアクチュエータ４４ｄは、プレート４４ｂを揺動させるアクチュエータ４４ｄと同じ機構のものである。
【００６０】
なお、本参考例では、冷媒流量が最小流量から増大していくときに、先ず、プレート４４ｂのみを揺動させた後、プレート４４ｃを揺動させたが（図９（ｂ）参照）、本参考例はこれに限定されるものではなく、常に両プレート４４ｂ、４４ｃを同時に揺動させて冷媒通路断面積を可変制御してもよい。
【００６１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば給湯器、冷蔵庫、冷凍庫及び空調装置等のその他のエジェクタサイクルにも適用することができる。
【００６２】
また、上述の実施形態では、冷媒圧力に関する物理量として、高圧側の冷媒圧力を圧力センサ７１で検出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷媒圧力に関する物理量として、冷媒温度や冷媒流量等を検出して可変機構４４を制御してもよい。
【００６３】
また、上述の実施形態では、高圧側の冷媒圧力が所定圧力となるように可変機構４４を制御したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
また、上述の実施形態では、電気的なアクチュエータ４４ｄによりノズル４１の冷媒通路を可変制御したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷媒圧力や流量等を機械的に感知し、機械的に冷媒通路を可変制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るエジェクタの模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るエジェクタの作動説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るエジェクタの模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るエジェクタの作動説明図である。
【図６】第１参考例に係るエジェクタの模式図である。
【図７】第１参考例に係るエジェクタの作動説明図である。
【図８】第２参考例に係るエジェクタの模式図である。
【図９】第２参考例に係るエジェクタの作動説明図である。
【符号の説明】
４０…エジェクタ、４１…ノズル、４１ａ…喉部、４２…混合部、
４３…ディフィーザ、４４…可変機構、４４ｂ…可動プレート、
４４ｄ…アクチュエータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a radiator that cools the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor and an evaporator that evaporates the low-pressure and low-pressure refrigerant that has been decompressed, and moves the heat on the low temperature side to the high temperature side The present invention relates to an ejector-type decompression device applied to a vapor compression refrigerator to be operated, that is, an ejector for a so-called ejector cycle.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As is well known, the ejector cycle converts the expansion energy into pressure energy at the nozzle in the ejector to increase the suction pressure of the compressor to reduce the power consumption of the compressor. , i.e. when the error injector efficiency decreases, so it is impossible to increase sufficiently the suction pressure in the ejector, it is impossible to sufficiently reduce the power consumption of the compressor.
[0003]
On the other hand, since the nozzle in the ejector is a kind of fixed throttle, if the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle fluctuates, the ejector efficiency also fluctuates accordingly, so that the ejector cycle is maintained while maintaining the ejector efficiency high. It is difficult to drive.
[0004]
Incidentally, as an invention related to a variable flow rate ejector, there is JP-A-8-338398, but the ejector described in this publication is for gas turbine cogeneration and cannot be applied to a vapor compression refrigerator.
[0005]
In view of the above points, the present invention firstly provides a novel ejector-type decompression device different from the conventional one, and secondly, it is not greatly affected by fluctuations in the flow rate of refrigerant flowing into the nozzle, and is high. An object of the present invention is to provide an ejector-type decompression device capable of operating an ejector cycle while maintaining ejector efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention described in claim 1, a radiator (20) that cools a high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by a compressor, and a low-temperature and low-pressure refrigerant that is decompressed This is an ejector-type decompression device that is applied to a vapor compression refrigerator that has an evaporator (30) that evaporates the heat and moves the heat on the low-temperature side to the high-temperature side, and the refrigerant that flows out of the radiator (20) A nozzle (41) that converts pressure energy into velocity energy to decompress and expand the refrigerant to inject the refrigerant, and a nozzle (41) while sucking the refrigerant from the evaporator (30) by the refrigerant flow injected from the nozzle (41). ) And the refrigerant sucked from the evaporator (30) are mixed, and the velocity energy of the refrigerant mixed in the mixer (42) is converted into pressure energy to change the pressure of the refrigerant. Increase the pressure The nozzle (41) is a Laval type nozzle having a throat portion (41a) whose passage cross-sectional area is most reduced in the middle of the refrigerant passage. The nozzle (41) includes at least a throat A variable mechanism (44) that variably controls the refrigerant passage cross-sectional area on the wake side from the portion (41a) and the throat (41a), and the variable mechanism (44) maintains a predetermined refrigerant suction capacity. The refrigerant passage sectional area is variably controlled while the ratio of the passage sectional area of the throat (41a) and the passage sectional area at the outlet of the nozzle (41) is kept constant , and the variable mechanism (44) It has two nozzle bodies (44a) formed in a semicircular shape and two plates (44b, 44c) arranged between the nozzle bodies (44a), and one of the two plates (44b, 44c) Plate (44b) The rotary plate is configured to rotate about a fulcrum (44e) provided upstream from the throat (41a) in a direction perpendicular to the refrigerant flow direction, and the other of the two plates (44b, 44c). The plate (44c) is fixed to the nozzle body (44a), and the variable mechanism (44) variably controls the refrigerant passage cross-sectional area by the rotational movement of one plate (44b) .
[0007]
As a result, a new ejector-type decompression device different from the conventional one can be obtained, and the ejector cycle can be operated while maintaining high ejector efficiency without being greatly affected by fluctuations in the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle (41). It becomes possible to do.
[0008]
In addition, not only the passage cross-sectional area of the throat (41a) but also the passage cross-sectional area on the wake side from the throat (41a) is variably controlled. Therefore, only the passage cross-sectional area of the throat (41a) is variably controlled. Compared to the case, the passage cross-sectional area continuously and smoothly changes from the throat (41a) to the outlet side of the nozzle (41). Therefore, even if the refrigerant passage cross-sectional area changes with the change in the refrigerant flow rate, the refrigerant can be accelerated under reduced pressure while preventing the refrigerant from suddenly depressurizing or overexpanding.
[0011]
In invention of Claim 2 , it has the radiator (20) which cools the high temperature / high pressure refrigerant | coolant compressed with the compressor, and the evaporator (30) which evaporates the decompressed low temperature / low pressure refrigerant | coolant, An ejector-type decompression device applied to a vapor compression refrigerator that moves low-temperature heat to a high-temperature side, and converts the pressure energy of the refrigerant flowing out of the radiator (20) into velocity energy to decompress the refrigerant. From the nozzle (41) that injects the refrigerant by being expanded, and from the refrigerant and the evaporator (30) that are injected from the nozzle (41) while sucking the refrigerant from the evaporator (30) by the refrigerant flow that is injected from the nozzle (41). A mixing unit (42) for mixing the sucked refrigerant, and a diffuser (43) for increasing the pressure of the refrigerant by converting the velocity energy of the refrigerant mixed in the mixing unit (42) into pressure energy, and a nozzle ( 4 ) Is a Laval nozzle having a throat portion (41a) whose passage cross-sectional area is reduced most in the middle of the refrigerant passage. The nozzle (41) includes at least a throat portion (41a) and a throat portion (41a). A variable mechanism (44) for variably controlling the refrigerant passage cross-sectional area on the wake side is provided. The refrigerant passage sectional area is variably controlled while maintaining the ratio of the passage sectional area at the outlet of (41) to a constant state, and the variable mechanism (44) has two nozzle bodies each having a semicircular section. (44a) and two plates (44b, 44c) disposed between the nozzle bodies (44a), and the two plates (44b, 44c) are provided upstream of the throat (41a). Centering on the fulcrum (44e) Is configured to rotational motion in a direction perpendicular to the flow direction of, the variable mechanism (44) is characterized by variably controlling the refrigerant passage sectional area by the rotational movement of the two plates (44b).
[0012]
Thereby, the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained.
[0013]
The invention according to claim 3 is characterized in that the variable mechanism (44) detects at least a physical quantity related to the refrigerant pressure and variably controls the refrigerant passage cross-sectional area based on the detected physical quantity.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, an ejector-type decompression device according to any one of the first to fifth aspects is used in a vapor compression refrigerator in which the pressure in the radiator (20) is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. (400) is used.
[0015]
The invention according to claim 5 is characterized in that carbon dioxide is used as the refrigerant.
[0016]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In this embodiment, the ejector-type decompression device according to the present invention is applied to an ejector cycle for a vehicle air conditioner, and FIG. 1 is a schematic diagram of the ejector cycle.
[0018]
In FIG. 1, a compressor 10 is a well-known variable capacity compressor that obtains power from a traveling engine and sucks and compresses refrigerant. A radiator 20 exchanges heat between refrigerant discharged from the compressor 10 and outdoor air. And a high-pressure side heat exchanger that cools the refrigerant.
[0019]
In the present embodiment, since chlorofluorocarbon is used as the refrigerant, the refrigerant pressure in the radiator 20 is lower than the critical pressure of the refrigerant, and the refrigerant reduces enthalpy while condensing in the radiator 20, Needless to say, carbon dioxide may be used as the high-pressure side refrigerant pressure, that is, the discharge pressure of the compressor 10 may be equal to or higher than the critical pressure.
[0020]
Incidentally, if the high-pressure side refrigerant pressure is set to be equal to or higher than the critical pressure, the refrigerant condenses in the radiator 20, that is, its enthalpy decreases without phase change.
[0021]
The evaporator 30 is a low-pressure side heat exchanger that cools the air blown into the room by evaporating the liquid phase refrigerant by evaporating the liquid phase refrigerant by exchanging heat between the air blown into the room and the liquid phase refrigerant. Is for expanding the refrigerant under reduced pressure and sucking the vapor-phase refrigerant evaporated in the evaporator 30 and converting the expansion energy into pressure energy to increase the suction pressure of the compressor 10. Details of the ejector 40 will be described later.
[0022]
The gas-liquid separator 50 is a gas-liquid separator that stores the refrigerant by flowing the refrigerant flowing out from the ejector 40 into the vapor-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant. The 50 gas-phase refrigerant outlets are connected to the suction side of the compressor 10 and the liquid-phase refrigerant outlets are connected to the inflow side on the evaporator 30 side.
[0023]
The throttle 60 is a decompressor that depressurizes the refrigerant flowing from the gas-liquid separator 50 to the evaporator 30. In this embodiment, a fixed throttle or a capillary tube with a fixed opening degree is employed.
[0024]
The pressure sensor 71 is pressure detection means for detecting the high-pressure side refrigerant pressure, that is, the refrigerant pressure before being reduced by the nozzle 41, and the electronic control unit (ECU) 70 is the high-pressure side refrigerant pressure, that is, the pressure sensor 71. The later-described variable mechanism 44 is controlled so that the detected pressure becomes a predetermined value.
[0025]
Next, the ejector 40 will be described.
[0026]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the ejector 40. The ejector 40 converts the pressure energy of the flowing high-pressure refrigerant into velocity energy, and ejects the refrigerant from the nozzle 41, which isentropically decompressed and expanded from the nozzle 41. Mixing unit 42 that mixes the refrigerant flow ejected from nozzle 41 while sucking the gas-phase refrigerant evaporated in evaporator 30 by the refrigerant flow at a speed, and the refrigerant ejected from nozzle 41 and the refrigerant sucked from evaporator 30 And a diffuser 43 that increases the pressure of the refrigerant by converting velocity energy into pressure energy.
[0027]
In the mixing unit 42, since the sum of the momentum of the refrigerant flow injected from the nozzle 41 and the momentum of the refrigerant flow sucked into the ejector 40 from the evaporator 30 is preserved, the mixing unit 42 However, the static pressure of the refrigerant increases.
[0028]
On the other hand, in the diffuser 43, the dynamic pressure of the refrigerant is converted into a static pressure by gradually increasing the passage cross-sectional area. Therefore, in the ejector 40, the refrigerant pressure is increased by both the mixing unit 42 and the diffuser 43. . Therefore, the mixing unit 42 and the diffuser 43 are collectively referred to as a boosting unit.
[0029]
Further, in the present embodiment, in order to accelerate the rate of refrigerant ejected from the nozzle 41 to above sonic velocity, as shown in FIG. 2 (a), the throat portion 41a which cross-sectional area in the middle passage as a nozzle 41 is the most reduced while adopting a Laval nozzle (fluidics (University of Tokyo Press) reference) having, in the variable mechanism 44 that variably controls the refrigerant passage path cross-sectional area leading to the downstream side of the throat portion 41a is provided from the throat portion 41a from the upstream side Yes.
[0030]
Here, as shown in FIG. 2B, the variable mechanism 44 includes two nozzle bodies 44a having a semicircular cross section, two plates 44b and 44c disposed between the nozzle bodies 44a, and two Of the plates 44b and 44c, an actuator 44d that swings one of the plates 44b is formed.
[0031]
One plate 44b can rotate (swing) with a hinge pin 44e (see FIG. 2A) as a fulcrum, and its rotation angle (swing angle) is a crankshaft provided in the actuator 44d. It is determined by the rotation angle of 44f. The other plate 44c is fixed to the nozzle body 44a by a pin 44g (see FIG. 2A) and does not swing.
[0032]
For this reason, in the nozzle 41 according to the present embodiment, the refrigerant passage cross-sectional area is variably controlled by variably controlling the dimension of the refrigerant passage of the nozzle 41 in the direction orthogonal to the refrigerant flow direction. Become.
[0033]
The actuator 44d includes driving means such as the crankshaft 44f, the servomotor 44h, and the stepping motor described above. The rotation angle of the crankshaft 44f is controlled by the servomotor 44h, and the servomotor 44h It is controlled by the ECU 70.
[0034]
The O-ring 44j is a rubber sealing means for preventing refrigerant from leaking out of the ejector 40 from the gap between the crankshaft 44f and the cap 44i. The cap 44i is fixed to the ejector body 44m by press-fitting or welding. Has been.
[0035]
Further, the nozzle body 44a is fixed to the ejector body 44m by being press-fitted into the ejector body 44m with an interference fit with the plates 44b and 44c sandwiched therebetween.
[0036]
By disposing the gasket 44p between the nozzle body 44a and the inflow cover 44n, the high-pressure refrigerant flowing into the ejector 40 is prevented from flowing around the nozzle 41, and the plates 44b and 44c and the nozzle body A gasket is also arranged between the nozzle 44a and the refrigerant to prevent the refrigerant from flowing through the gap between the plates 44b and 44c and the nozzle body 44a.
[0037]
Incidentally, the gasket 44p and the gaskets disposed between the plates 44b and 44c and the nozzle body 44a are obtained by covering the front and back surfaces of a metal thin plate with rubber.
[0038]
Next, a schematic operation of the ejector cycle according to this embodiment will be described.
[0039]
The high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 is cooled by the radiator 20, flows into the nozzle 41, isentropically depressurized, and is injected from the nozzle 41.
[0040]
In this case, the entrainment action of the high-speed refrigerant jetted from the nozzle 41, the gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator 30 is sucked into the ejector 40. Then, the sucked refrigerant and the refrigerant injected from the nozzle 41 are mixed by the mixing unit 42 so as to preserve the momentum of both, and then the pressure is increased by the diffuser 43.
[0041]
The refrigerant flowing out of the ejector 40 flows into the gas-liquid separator 50 and is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant, the gas phase refrigerant is sucked into the compressor 10, and the liquid phase refrigerant passes through the throttle 60. Then, it flows into the evaporator 30 and absorbs heat from the air blown into the room to evaporate.
[0042]
Next, the control operation of the ejector 40, that is, the variable mechanism 44 will be described.
[0043]
As described above, the ECU 70 controls the variable mechanism 44 so that the refrigerant pressure on the high pressure side becomes a predetermined pressure. For this reason, for example, when the rotation speed of the compressor 10 increases and the refrigerant flow rate flowing into the nozzle 41 increases, the refrigerant pressure on the high-pressure side increases, so the ECU 70 is variable so that the refrigerant passage cross-sectional area of the nozzle 41 increases. The mechanism 44 is actuated (see FIG. 3A).
[0044]
Conversely, when the rotational speed of the compressor 10 decreases and the refrigerant flow rate flowing into the nozzle 41 decreases, the refrigerant pressure on the high-pressure side decreases, so the ECU 70 can change the refrigerant passage cross-sectional area of the nozzle 41 so that the refrigerant passage cross-sectional area decreases. 44 is operated (see FIG. 3B). Thereby, the refrigerant pressure on the high pressure side is controlled to a predetermined pressure, that is, substantially constant.
[0045]
Next, features of the present embodiment will be described.
[0046]
According to the present embodiment, since the refrigerant passage cross-sectional area of the nozzle 41 is variably controlled, the ejector cycle is operated while maintaining high ejector efficiency without being greatly affected by fluctuations in the refrigerant flow rate flowing into the nozzle 41. Is possible.
[0047]
By the way, generally, if the state of the refrigerant flowing into the nozzle 41 (refrigerant pressure and temperature, refrigerant enthalpy) is constant, the refrigerant flow rate passing through the nozzle 41 becomes the sonic velocity of the refrigerant flow rate at the throat 41a. Sometimes it becomes maximum and no more refrigerant flow is available. Therefore, when the refrigerant flow rate is further increased, the cross-sectional area of the throat portion 41a must be enlarged.
[0048]
In this embodiment, not only the passage cross-sectional area of the throat portion 41a but also the passage cross-sectional area on the wake side of the throat portion 41a is variably controlled. Therefore, only the passage cross-sectional area of the throat portion 41a is variably controlled. In contrast, the passage cross-sectional area continuously and smoothly changes from the throat 41a to the outlet side of the nozzle 41. Therefore, even if the refrigerant passage cross-sectional area changes with the change in the refrigerant flow rate, the refrigerant is accelerated under reduced pressure without being suddenly depressurized or overexpanded and injected into the mixing unit 42.
[0049]
Therefore, according to the present embodiment, by adjusting the flow rate of the refrigerant passing through the nozzle 41 by changing the flow path cross-sectional area of the throat portion 41a, the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle 41 is not greatly affected. The ejector cycle can be operated while maintaining high ejector efficiency, and the passage cross-sectional area from the throat 41a to the outlet of the nozzle 41 is also adjusted at the same time, so that the refrigerant is smoothly decompressed and accelerated over a wide flow rate range. It is possible to inject a high-speed (sonic speed or higher) refrigerant from the nozzle 41.
[0050]
As a result, since the pump capacity (refrigerant suction capacity) of the ejector 40 can be increased, a sufficient amount of refrigerant can be circulated to the evaporator 30, so that the heat absorption capacity of the evaporator 30 can be increased. it is possible to improve the coefficient of performance of the ejector cycle.
[0051]
By the way, when the passage cross-sectional area of the nozzle 41 is controlled so that the state of the refrigerant flowing into the nozzle 41 and the state of the refrigerant flowing out of the nozzle 41 become substantially constant regardless of the refrigerant flow rate, the passage of the throat 41a is cut off. while maintaining the ratio between the passage cross sectional area at the outlet area and the nozzle 41 at a constant state, it is desirable to variably control the refrigerant passing path cross-sectional area.
[0052]
On the other hand, in this embodiment, the passage cross-sectional area of the nozzle 41 is changed by swinging the plate 44b with the hinge pin 44e as a fulcrum, so the passage cross-sectional area of the throat portion 41a and the passage at the outlet of the nozzle 41 are changed. while maintaining the ratio of the cross-sectional area constant state, it is possible to variably control the refrigerant passing path cross-sectional area. As a result, since the high-speed refrigerant can always be injected from the nozzle 41, the pumping capacity of the ejector 40 can always be kept high.
[0053]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, only the plate 44b is swung and the passage cross-sectional area of the nozzle 41 is variably controlled according to the flow rate. However, in the present embodiment, as shown in FIGS. The plate 44c is also swung to variably control the passage cross-sectional area of the nozzle 41 according to the flow rate. The actuator 44d that swings the plate 44c has the same mechanism as the actuator 44d that swings the plate 44b.
[0054]
In the present embodiment, when the refrigerant flow rate increases from the minimum flow rate, only the plate 44b is first swung and then the plate 44c is swung (see FIG. 5B). The embodiment is not limited to this, and the refrigerant passage cross-sectional area may be variably controlled by always swinging both plates 44b and 44c simultaneously.
[0055]
(First Reference Example )
In the above-described embodiment, the hinge pin 44e serving as the swing fulcrum of the plate 44b is provided on the upstream side of the throat portion 41a. However, in this reference example , as shown in FIGS. It is provided on the downstream side.
[0056]
By the way, when the passage cross-sectional area of the nozzle 41 is controlled so that the state of the refrigerant flowing into the nozzle 41 and the state of the refrigerant flowing out from the nozzle 41 are substantially constant regardless of the refrigerant flow rate, it will be described in the first embodiment. as, while maintaining the ratio between the passage cross sectional area at the outlet of the passage cross-sectional area and the nozzle 41 of the throat portion 41a in a predetermined state, but the refrigerant passing path cross-sectional area it is desirable to variably control the inflow to the nozzle 41 If the state of the refrigerant flowing out of the state and the nozzle 41 of the refrigerant varies due to flow rate, while varying the ratio between the passage cross sectional area at the outlet of the passage cross-sectional area and the nozzle 41 of the throat portion 41a, the refrigerant passing path It is desirable to variably control the cross-sectional area.
[0057]
That is, there is an optimum ratio of the passage sectional area of the throat portion 41a and the passage sectional area at the outlet of the nozzle 41 depending on the state of the refrigerant flowing into the nozzle 41, the state of the refrigerant flowing out of the nozzle 41, and the refrigerant flow rate. Ideally, based on the state of the refrigerant flowing into the nozzle 41, the state of the refrigerant flowing out from the nozzle 41, and the refrigerant flow rate, the optimum passage sectional area of the throat portion 41a and the passage sectional area at the outlet of the nozzle 41 are It is desirable for the ECU 70 to determine the ratio and to control the variable mechanism 44 so as to obtain this optimum sectional area ratio.
[0058]
On the other hand, in this reference example , as shown in FIG. 7, when the plate 44b swings, the ratio of the passage cross-sectional area of the throat portion 41a and the passage cross-sectional area at the outlet of the nozzle 41 is changed. it is possible to variably control the passing path cross-sectional area, it is possible to operate the ejector cycle efficiently.
[0059]
( Second reference example )
This reference example is a modification of the first reference example . Specifically, in the first reference example , only the plate 44b is swung and the passage cross-sectional area of the nozzle 41 is variably controlled according to the flow rate. However, in this reference example , as shown in FIGS. By swaying the plate 44c in conjunction with 44b, the passage cross-sectional area of the nozzle 41 is variably controlled according to the flow rate. The actuator 44d that swings the plate 44c has the same mechanism as the actuator 44d that swings the plate 44b.
[0060]
In this reference example , when the refrigerant flow rate increases from the minimum flow rate, only the plate 44b is first swung and then the plate 44c is swung (see FIG. 9B). The reference example is not limited to this, and both plates 44b and 44c may always be simultaneously swung to variably control the refrigerant passage cross-sectional area.
[0061]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the vehicle air conditioner. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other ejector cycles such as a water heater, a refrigerator, a freezer, and an air conditioner. be able to.
[0062]
In the above-described embodiment, the high pressure side refrigerant pressure is detected by the pressure sensor 71 as the physical quantity related to the refrigerant pressure. However, the present invention is not limited to this, and the physical quantity related to the refrigerant pressure includes the refrigerant temperature and the refrigerant. The variable mechanism 44 may be controlled by detecting the flow rate or the like.
[0063]
In the above-described embodiment, the variable mechanism 44 is controlled so that the refrigerant pressure on the high-pressure side becomes a predetermined pressure, but the present invention is not limited to this.
[0064]
In the above-described embodiment, the refrigerant passage of the nozzle 41 is variably controlled by the electric actuator 44d. However, the present invention is not limited to this, and mechanically senses the refrigerant pressure, flow rate, etc. Alternatively, the refrigerant passage may be variably controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an ejector cycle according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram ejector's according to a first embodiment of the present invention.
3 is an operation explanatory view ejector's according to a first embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram ejector's according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an operation explanatory view ejector's according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram ejector's according to the first exemplary embodiment.
7 is an operation explanatory view ejector's according to the first exemplary embodiment.
8 is a schematic diagram ejector's according to the second embodiment.
9 is an operation explanatory view ejector's according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
40 ... ejector, 41 ... nozzle, 41a ... throat part, 42 ... mixing part,
43 ... Diffuser, 44 ... Variable mechanism, 44b ... Movable plate,
44d: Actuator.

Claims

It has a radiator (20) that cools the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor, and an evaporator (30) that evaporates the decompressed low-temperature and low-pressure refrigerant, and moves the low-temperature heat to the high-temperature side. An ejector-type decompression device applied to a vapor compression refrigerator
A nozzle (41) for converting the pressure energy of the refrigerant flowing out of the radiator (20) into velocity energy and decompressing and expanding the refrigerant to inject the refrigerant;
A mixing unit that mixes the refrigerant injected from the nozzle (41) and the refrigerant sucked from the evaporator (30) while sucking the refrigerant from the evaporator (30) by the refrigerant flow injected from the nozzle (41). (42)
A diffuser (43) for increasing the pressure of the refrigerant by converting the velocity energy of the refrigerant mixed in the mixing section (42) into pressure energy;
The nozzle (41) is a Laval type nozzle having a throat portion (41a) whose passage cross-sectional area is most reduced in the middle of the refrigerant passage,
The nozzle (41) is provided with a variable mechanism (44) that variably controls at least the throat portion (41a) and the refrigerant passage cross-sectional area on the wake side from the throat portion (41a),
The variable mechanism (44) maintains a constant ratio of the passage sectional area of the throat (41a) and the passage sectional area at the outlet of the nozzle (41) so as to maintain a predetermined refrigerant suction capability. And variably controlling the refrigerant passage cross-sectional area ,
The variable mechanism (44) includes two nozzle bodies (44a) having a semicircular cross section and two plates (44b, 44c) disposed between the nozzle bodies (44a).
Of the two plates (44b, 44c), one plate (44b) rotates around a fulcrum (44e) provided upstream from the throat (41a) in a direction perpendicular to the refrigerant flow direction. Configured to exercise,
The other plate (44c) of the two plates (44b, 44c) is fixed to the nozzle body (44a),
The ejector type decompression device, wherein the variable mechanism (44) variably controls the cross-sectional area of the refrigerant passage by the rotational movement of the one plate (44b) .

It has a radiator (20) that cools the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor, and an evaporator (30) that evaporates the decompressed low-temperature and low-pressure refrigerant, and moves the low-temperature heat to the high-temperature side. An ejector-type decompression device applied to a vapor compression refrigerator
A nozzle (41) for converting the pressure energy of the refrigerant flowing out of the radiator (20) into velocity energy and decompressing and expanding the refrigerant to inject the refrigerant;
A mixing unit that mixes the refrigerant injected from the nozzle (41) and the refrigerant sucked from the evaporator (30) while sucking the refrigerant from the evaporator (30) by the refrigerant flow injected from the nozzle (41). (42)
A diffuser (43) for increasing the pressure of the refrigerant by converting the velocity energy of the refrigerant mixed in the mixing section (42) into pressure energy;
The nozzle (41) is a Laval type nozzle having a throat portion (41a) whose passage cross-sectional area is most reduced in the middle of the refrigerant passage,
The nozzle (41) is provided with a variable mechanism (44) that variably controls at least the throat portion (41a) and the refrigerant passage cross-sectional area on the wake side from the throat portion (41a),
The variable mechanism (44) maintains a constant ratio of the passage sectional area of the throat (41a) and the passage sectional area at the outlet of the nozzle (41) so as to maintain a predetermined refrigerant suction capability. And variably controlling the refrigerant passage cross-sectional area ,
The variable mechanism (44) includes two nozzle bodies (44a) having a semicircular cross section and two plates (44b, 44c) disposed between the nozzle bodies (44a).
The two plates (44b, 44c) are configured to rotate in a direction perpendicular to the refrigerant flow direction, with a fulcrum (44e) provided upstream from the throat (41a) as a center.
The ejector type decompression device, wherein the variable mechanism (44) variably controls the cross-sectional area of the refrigerant passage by the rotational movement of the two plates (44b) .

The variable mechanism (44), at least detecting a physical quantity relating to the refrigerant pressure, wherein the refrigerant passage sectional area on the basis of the detected physical quantity to claim 1 or 2, characterized in that said variably controlling Ejector type decompression device.

The ejector-type decompression device (400) according to any one of claims 1 to 3 is used for a vapor compression refrigerator in which the pressure in the radiator (20) is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. Vapor compression refrigerator.

The vapor compression refrigerator according to claim 4 , wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.