JP4367168B2 - Variable flow nozzle - Google Patents
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Description
本発明は、流体を減圧するとともに通過する流体の流量を調節できる流量可変ノズルに関するもので、ノズルから高速で噴出する作動流体の巻き込み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適用して有効である。 The present invention relates to a variable flow rate nozzle capable of reducing the pressure of a fluid and adjusting the flow rate of the fluid passing therethrough, and is applied to an ejector that is a momentum transporting pump that transports fluid by the entrainment action of a working fluid ejected from the nozzle at a high speed. It is effective.
従来、冷凍サイクルで冷媒減圧手段および冷媒循環手段として用いられるエジェクタ内のノズルとして、通過する冷媒の流量を調節できる流量可変ノズルを使用したものが特許文献1にて知られている。また、本出願人は先に特願2002−311260号の特許出願(以下先願例と称す)にて、冷媒流量を調節する弁手段として先端にテーパ形状を有するニードル弁を使用したものを提案している。
Conventionally, as a nozzle in an ejector used as a refrigerant decompression unit and a refrigerant circulation unit in a refrigeration cycle, a nozzle using a flow rate variable nozzle capable of adjusting a flow rate of a passing refrigerant is known in
この図21の特許文献1に記載の従来例のエジェクタ50では、圧縮機で高圧となった冷媒が流入口51を通って高圧空間18に流入する。その後、高圧冷媒はノズル52の絞り部52aで通路面積を絞られることにより、圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されて加速し、噴出口52bから噴出する。この噴出した高い速度の冷媒流の巻き込み作用により、蒸発器で蒸発した気相冷媒が気相冷媒流入口53から吸引される。
In the
また、従来例では通路面積を増減させる弁手段54a、54bをノズルの軸線方向(図21中左右方向)Rに変位させることにより、ノズル52の開度(冷媒が通過可能な流路面積)を変化させることができる。つまり、ノズル52を通過する冷媒の流量を増減させることができる。同様に、図22の先願例のエジェクタ55でも先端にテーパ形状19aを有するニードル弁19をノズルの軸線方向(図22中左右方向)Rに変位させて、ノズル52を通過する冷媒の流量を増減させることができる。
Further, in the conventional example, the valve means 54a, 54b for increasing / decreasing the passage area is displaced in the nozzle axial direction (left-right direction in FIG. 21) R, thereby opening the nozzle 52 (the passage area through which the refrigerant can pass). Can be changed. That is, the flow rate of the refrigerant passing through the
これらによると、圧縮機が高回転、つまりエジェクタ50、55に流入する冷媒が多い時にはノズル52の開度を大きくして、ノズル52を通過する冷媒量を増やすことができる。したがって、ノズル52、言い換えるとエジェクタ50、55の冷媒流れ下流側の蒸発器を流れる冷媒量が増えるため、ノズル52を通過する冷媒流量を増減できない場合に比べて、特にサイクルを流れる冷媒量が多い時の冷凍(冷房)能力を向上させることができる。
しかし、従来例(先願例)では弁手段54a、54b(ニードル弁19)はノズル52内において冷媒の最小の流路面積を有する喉部Bの流路断面積を変化させている。より詳しく述べると、従来例(先願例)のエジェクタ50(55)では、弁手段54a、54b(ニードル弁19)がノズル52の軸線方向Rに変位すると、喉部Bにおけるノズル52の内壁面と弁手段54a、54b(ニードル弁19)の外壁面との距離が変化する。つまり、ノズル52の軸線方向Rにおける実質的な流路断面積が変化する。
However, in the conventional example (prior application example), the valve means 54 a and 54 b (needle valve 19) change the flow passage cross-sectional area of the throat B having the smallest flow passage area of the refrigerant in the
そのため、ノズル52の開度が小さくなる、つまり喉部Bでの冷媒通路断面積が小さくなると、喉部Bよりも冷媒流れ下流側部位での通路断面積が喉部Bの通路断面積に比べて急激に増大してしまう。これにより、急拡大に伴う損失が発生し、ノズル効率が低下するという問題がある。
Therefore, when the opening of the
ノズル効率が低下するということは、ノズル52において冷媒の圧力エネルギーが充分に速度エネルギーに変換されなくなるということである。したがって、蒸発器で蒸発した気相冷媒の吸引が行えなくなり、冷凍サイクルが正常に作動しなくなってしまう。
The reduction in nozzle efficiency means that the pressure energy of the refrigerant is not sufficiently converted into velocity energy at the
なお、「発明が解決しようとする課題」内においてカッコ内は先願例の場合を示している。 In the “problem to be solved by the invention”, the parentheses indicate the case of the prior application example.
本発明は、上記点に鑑み、弁手段がノズルの軸線方向に変位することにより、通過する流体の流量を調節できる流量可変ノズルにおいて、弁手段がノズル開度を小さくした場合におけるノズル効率低下の軽減を目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a variable flow nozzle capable of adjusting the flow rate of fluid passing therethrough by displacing the valve means in the axial direction of the nozzle. For the purpose of mitigation.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、流量可変ノズルにおいて、流体噴出口(17a、20d)へ流れる高圧側流体の通路面積を縮小する絞り部(17b、20e)を有する複数のノズル(17、20)を備え、複数のノズル(17、20)は、複数のノズル(17、20)の軸線が一致するように配置されており、複数のノズル(17、20)のうち、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)は、軸線の軸線方向(R)に変位することにより、高圧側流体の通路面積の増減ができるようになっており、さらに、軸線方向(R)に変位することにより、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)の開度を増減するニードル弁(19)を備え、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)およびニードル弁(19)は、1つの変位手段(25、40)により変位量が制御されるようになっていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the variable flow rate nozzle, a plurality of throttle portions (17b, 20e) for reducing the passage area of the high-pressure side fluid flowing to the fluid ejection port (17a, 20d) are provided. Nozzles (17, 20), and the plurality of nozzles (17, 20) are arranged so that the axes of the plurality of nozzles (17, 20) coincide with each other. The nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid is configured to be able to increase or decrease the passage area of the high-pressure side fluid by being displaced in the axial direction (R) of the axis . A needle valve (19) that increases or decreases the opening degree of the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid by displacing in the axial direction (R) is provided. Nozzle (20 And the needle valve (19) is characterized in that the amount of displacement is adapted to be controlled by one of the displacement means (25, 40).
これによると、複数のノズル(17、20)の軸線が一致するように配置されているため、軸線の軸線方向(R)に変位できる高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)が増減する流体の通路面積は、図22の先願例のように1つの弁手段(ニードル弁)で流体の通路面積を増減させる場合に比べて小さくなる。 According to this, since the axes of the plurality of nozzles (17, 20) are arranged so as to coincide with each other, the nozzle (20 located on the most upstream side of the flow of the high-pressure fluid that can be displaced in the axial direction (R) of the axis. The passage area of the fluid that increases or decreases is smaller than when the fluid passage area is increased or decreased by one valve means (needle valve) as in the prior application example of FIG.
そのため、噴出口(17a、20d)、(図22では喉部に該当する)から噴出する流体の流路断面積が同一とすると、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)が増減する流体の通路面積が小さい本発明の方が、特に微小開度では流体の流路断面積の拡大の度合が小さくなる。したがって、通路面積の拡大に伴うエネルギー損失(ノズル効率の低下)を軽減することができる。
また、請求項2に記載の発明では、請求項1の流量可変ノズルにおいて、複数のノズルは、2つのノズル(17、20)であり、複数のノズルのうち、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)は、他方のノズル(17)の内部空間に位置しており、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(17a)が軸線の軸先方向(R)に変位することにより、他方のノズル(17)の流体噴射口(20d)の開度の増減ができるようになっていることを特徴としている。
Therefore, if the cross-sectional area of the fluid ejected from the ejection ports (17a, 20d) (corresponding to the throat in FIG. 22) is the same, the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure fluid In the present invention in which the passage area of the fluid with increasing and decreasing is smaller, the degree of expansion of the fluid cross-sectional area of the fluid becomes smaller particularly at a small opening. Therefore, the energy loss (decrease in nozzle efficiency) accompanying the expansion of the passage area can be reduced.
In the invention according to claim 2, in the variable flow rate nozzle according to
また、請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の流量可変ノズルを用いたエジェクタであって、流入口(10a)から高圧側流体が流入する高圧空間(18)と、低圧側流体が流入する第2流入口(21a)を有する空間であって、内部に流体噴出口(17a、20d)が配置され、流体噴出口(17a、20d)から高速で噴出する高圧側流体の巻き込み作用によって第2流入口(21a)から低圧側流体が吸引される吸入空間(22)と、吸入空間よりも流体流れ下流側部位に配置され、高圧側流体と低圧側流体が混合する混合部(23)と、混合部(23)よりも流体流れ下流側部位に配置され、流体流れ下流側方向に向かって徐々に流体の通路面積が増えていくディフューザ部(24)とを備えたエジェクタを特徴としている。
Further, in the invention according to claim 3, a ejector with variable flow nozzle according to
これにより、請求項1または2で述べた流量可変ノズルをエジェクタの構成部品として使用できる。加えて、エジェクタとして以下の作用効果を発揮することができる。絞り部(17a、20d)で流体通路を縮小することにより流体を減圧できる。また、流体噴出口(17a、20d)から高速で噴出する作動流体の巻き込み作用によって吸引空間(22)の第2流入口(21a)から低圧側流体を吸引し、輸送をする運動量輸送式ポンプ作用を発揮できる。さらに、流体の通路面積が増えていくディフューザ部(24)で流体を昇圧することができる。
This allows use flow rate variable nozzle described in
また、請求項4に記載の発明では、エジェクタにおいて、流入口(10a)から高圧側流体が流入する高圧空間(18)と、高圧空間(18)よりも内部の圧力が低い低圧空間(10c)と、高圧空間(18)から流体噴出口(17a、20d)へ流れる高圧側流体の通路面積を縮小する絞り部(17b、20e)を有する複数のノズル(17、20)と、複数のノズル(17、20)のうち、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)に流体噴出口(17a、20d)側へ向かって荷重を加える荷重手段(41)と、複数のノズル(17、20)の軸線方向(R)に変位することにより、複数のノズル(17、20)のうち、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)の開度を増減するニードル弁(19)と、低圧側流体が流入する第2流入口(21a)を有する空間であって、内部に流体噴出口(17a、20d)が配置され、流体噴出口(17a、20d)から高速で噴出する高圧側流体の巻き込み作用によって第2流入口(21a)から低圧側流体が吸引される吸入空間(22)とを備え、
複数のノズル(17、20)は、複数のノズル(17、20)の軸線が一致するように配置されており、荷重手段(41)の荷重により、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)は、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)が可変できる流体通路を閉じており、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)の一方は高圧空間(18)、他方は低圧空間(10c)に配置されていることを特徴としている。
In the invention described in claim 4, in the ejector, in the ejector, the high pressure space (18) into which the high pressure side fluid flows from the inflow port (10a), and the low pressure space (10c) in which the internal pressure is lower than that of the high pressure space (18). A plurality of nozzles (17, 20) having throttle portions (17b, 20e) for reducing the passage area of the high-pressure fluid flowing from the high-pressure space (18) to the fluid jets (17a, 20d), and a plurality of nozzles ( 17, 20), load means (41) for applying a load toward the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid toward the fluid outlet (17 a, 20 d), and a plurality of nozzles ( 17, 20) needles that increase or decrease the degree of opening of the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid among the plurality of nozzles (17, 20) by displacing in the axial direction (R). Valve (19), low This is a space having the second inlet (21a) into which the side fluid flows, the fluid outlets (17a, 20d) being disposed therein, and the high-pressure side fluid ejected at a high speed from the fluid outlets (17a, 20d) A suction space (22) through which the low-pressure side fluid is sucked from the second inlet (21a) by the entrainment action,
The plurality of nozzles (17, 20) are arranged so that the axes of the plurality of nozzles (17, 20) coincide with each other, and are positioned on the most upstream side of the flow of the high-pressure fluid by the load of the load means (41). nozzle (20) to a nozzle located at the most upstream side of the flow of the high pressure side fluid (20) is closed variable can fluid passage, a nozzle located at the most upstream side of the flow of the high pressure side fluid (20) One is characterized in that it is disposed in the high-pressure space (18) and the other is disposed in the low-pressure space (10c) .
これによると、高圧空間(18)の圧力が急激に上昇した場合には、高圧空間(18)と低圧空間(10c)の圧力差が、荷重手段(41)が高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)に加える荷重よりも大きくなる。これにより、高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)が流体通路を開く方向に力を受ける。したがって、高圧空間(18)で異常に高圧となった流体が吸入空間(22)に噴出して高圧空間(18)の圧力を低下させることができ、異常高圧による部品の破損を防止することができる。 According to this, when the pressure in the high-pressure space (18) suddenly increases, the pressure difference between the high-pressure space (18) and the low-pressure space (10c) causes the load means (41) to be the most upstream of the flow of the high-pressure side fluid. It becomes larger than the load applied to the nozzle (20) located on the side . Thereby, the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid receives a force in the direction of opening the fluid passage. Therefore, the fluid having an abnormally high pressure in the high-pressure space (18) can be ejected into the suction space (22) and the pressure in the high-pressure space (18) can be reduced, thereby preventing parts from being damaged due to the abnormal high pressure. it can.
なお、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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係るエジェクタを車両用空調装置の冷凍サイクルに適用したものであり、図1は本実施形態に係る冷凍サイクルの模式図である。図1中、11は冷媒を吸入圧縮する圧縮機11である。この圧縮機11で高圧状態となった冷媒は放熱器12に流入する。放熱器12では冷媒が室外空気へ放熱する、言い換えると冷媒が室外空気により冷却される。
(First embodiment)
In the present embodiment, the ejector according to the present invention is applied to a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, and FIG. 1 is a schematic diagram of the refrigeration cycle according to the present embodiment. In FIG. 1, 11 is a
冷却された冷媒は、エジェクタ13に流入する。エジェクタ13は放熱器12から流出する冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換することにより、後述する蒸発器16にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、冷媒の膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機11の吸入圧を上昇させている。このエジェクタ13についての詳細は後述する。
The cooled refrigerant flows into the
エジェクタ13から流出した冷媒は、気液分離器14に流入する。気液分離器14では、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ており、分離された気相冷媒は圧縮機11に吸引されて再び圧縮され、一方、分離された液相冷媒は蒸発器16側に吸引される。
The refrigerant that has flowed out of the
蒸発器16は、液相冷媒が室内に吹き出す空気と熱交換して蒸発することにより冷房能力を発揮するものである。なお、気液分離器14と蒸発器16との間に配置される第1減圧器15は、気液分離器14から蒸発器16側に吸引される液相冷媒を減圧する絞り(減圧)手段であり、この第1減圧器15により蒸発器16内の圧力(蒸発圧力)を確実に低下させている。
The evaporator 16 exhibits cooling capability by heat-exchanging the liquid-phase refrigerant with the air blown into the room and evaporating. The
次に、図2を使用して本発明に係るエジェクタ13の全体構造について説明すると、エジェクタ13の冷媒上流側ボデー10には、上流側ボデー10内部の高圧空間18へ前述した放熱器12通過後の高圧冷媒が流入する流入口10aと、メインノズル部17とが形成されている。このメインノズル部17には、冷媒が噴出する噴出口17aが備えられている。
Next, the overall structure of the
また、高圧空間18と噴出口17aとの間の部位には、高圧空間18から噴出口17aに向かって高圧冷媒の通路面積が縮小するテーパ形状の絞り部17bが形成されている。この絞り部17bは、中心軸に対して軸対称形状となっている。
Further, a tapered
さらに、上流側ボデー10内にはメインノズル部17の軸線方向Rに変位することにより、メインノズル部17を通過する冷媒の流量を調整するニードル弁19が配置されている。このニードル弁19は略針形状の棒状部材であり、噴出口方向R1側の部位には、噴出口側端部19bに向かって断面が小さくなるテーパ部19aが形成されている。一方、噴出口と反対方向R2側の部位にはネジ部26が配置されている。このネジ部26は、ニードル弁19と一体に固定されており、外周面にはネジ山が形成されている。そして、ネジ部26は、ニードル弁19の変位手段であるステッピングモータ25のロータ25aに形成された凹ネジ部に嵌まっている。なお、ニードル弁19の噴出口側部位に配置されているサブノズル20については後述する。
Further, a
ところで、エジェクタ13の冷媒下流側ボデー21内には、上流側ボデー10と下流側ボデー21が組み合わさった状態において、噴出口17aが位置する吸入空間22が形成されている。また、下流側ボデー21には蒸発器16で蒸発した気相冷媒が吸入空間22に流入する気相冷媒流入口21aが配置されている。そして、下流側ボデー21内において、吸入空間22の冷媒流れ下流側には略一定断面の通路断面を有する混合部23が形成されており、さらに混合部23の冷媒流れ下流側には冷媒流れ下流側方向に向かって徐々に通路断面積が増えていくディフューザ部24が形成されている。
By the way, in the refrigerant | coolant
次に図3、4を使用してサブノズル20の詳細を説明すると、サブノズル20は前述の高圧空間18のうち、メインノズル部17の内部空間に位置している。サブノズル20は内部に空間20bを有するサブノズル本体部20aを備えている。このサブノズル本体部20aには、高圧冷媒が高圧空間18から内部空間20bへ流入するサブ流入口20cと、内部空間20bから高圧冷媒が噴出するサブ噴出口20dと、高圧冷媒が内部空間20bからサブ噴出口20dへ流れるに従い、その通路面積が縮小するテーパ形状のサブ絞り部20eとが形成されている。また、サブノズル本体部20aの外周部位のうち、メインノズル部17の噴出口17a側の部位にはメインノズル部17の絞り部17bに対応した外側テーパ部20fが形成されている。
Next, the details of the sub-nozzle 20 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The sub-nozzle 20 is located in the internal space of the
なお、サブノズル本体部20aの外周面であって、サブ流入口20cと直交方向の部位は、ノズル部17の内面と微小の隙間を有して嵌合する形状になっており、サブノズル20の軸線がノズル部17の軸線Rに確実に一致するようになっている。また、サブノズル本体部20aの外面とノズル部17の内面は微小の隙間を有しているため、サブノズル20は当然にノズル軸線方向Rに変位(摺動)可能である。
Note that the outer peripheral surface of the sub-nozzle
ところで、サブノズル内部空間20bには前述したニードル弁19が配置されている。このニードル弁19のテーパ部19aは、サブノズル20のサブ絞り部20eに対応した形状となっている。また、ニードル弁19には噴出口側段付部19eと、噴出口と反対側段付部19fとの2つの段付部が形成されている。これらの段付部19e、19fの間の部位には、サブノズル20の底部20gが軸線方向Rに摺動可能に配置されている。
By the way, the
次に、図5を使用してメインノズル部17の噴出口17a、サブノズル20のサブ噴出口20dおよびニードル弁19のテーパ部19aのより詳細な形状について説明する。ニードル弁19のテーパ部19aはθ1のテーパ角度で形成されており、このテーパ部19aに対応するサブノズル20のサブ絞り部20eは、θ2のテーパ角度で形成されている。また、サブノズル20の外側テーパ部20fはθ3のテーパ角度で形成されており、この外側テーパ部20fに対応するメインノズル部17の絞り部17bはθ4のテーパ角度で形成されている。
Next, more detailed shapes of the
本実施形態では、θ1<θ2<θ3<θ4という大小関係になっており、さらにθ2−θ1<θ4−θ3となっている。さらに、メインノズル部17の噴出口17aの直径φD1、ニードル弁19のテーパ部19aの最大直径φD2、およびサブ噴出口20dの直径φD3の大小関係は、φD3<φD2<φD1となっている。なお、ニードル弁19のテーパ部19a、サブノズル20のサブ絞り部20e、外側テーパ部20f、メインノズル部17の絞り部17b、噴出口17a、およびサブ噴出口20dは中心軸線が一致するように配置されている。
In the present embodiment, the magnitude relationship is θ1 <θ2 <θ3 <θ4, and θ2−θ1 <θ4−θ3. Furthermore, the magnitude relationship among the diameter φD1 of the
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明すると、圧縮機11が起動すると、気液分離器14から気相冷媒が圧縮機11に吸入され、圧縮された冷媒が放熱器12に吐出される。そして、放熱器12にて冷却された冷媒は、エジェクタ13の流入口10aから高圧空間18に流入する。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. When the
ここで、ニードル弁19がメインノズル部17を全閉状態から全開状態にする作動を図8、および図3、6、7を使用して説明する。ステップモータ25が制御信号を受けてロータ25aを回転させると、ネジ部26でロータ25aの回転力がノズル軸線方向Rの直線変位力に変換され、ニードル弁19が変位する。
Here, an operation in which the
図3のメインノズル部17全閉状態から、ニードル弁19が噴出口と反対方向R2に変位するとサブノズル20のサブ絞り部20eとニードル弁19のテーパ部19aとの間の距離が徐々に大きくなる。つまり、ノズル部19bを通過する冷媒流量(=ノズル開度)が大きくなっていく(図8中、点a→点b)。点bは、テーパ部19aがサブノズル20を全開にしている状態(図6)である。
When the
さらに、ニードル弁19を噴出口と反対方向R2に変位させるとニードル弁19の噴出口と反対側段付部19fがサブノズル20の底部20gに接して変位させるため、サブノズル20も反対方向R2に変位する。この時、冷媒は高圧空間18→サブ流入口20c→サブ噴出口20dの流れに加えて、高圧空間18→メインノズル部17とサブノズル20との間の空間18a→噴出口17aを流れる。つまり、サブノズル20の外側テーパ部20fとメインノズル部17の絞り部17bとの間の距離が徐々に大きくなるため、間の空間18aを通って噴出口17aから吹出す冷媒の量(=ノズル開度)が大きくなっていく(図8中、点b→点d)。
Further, when the
この時、当然にサブノズル20の開度は全開となっている(点b→点f)。なお、点c→点eはサブノズル20の外側テーパ部20fによるメインノズル部17の絞り部17bの開度を単独で示したものである。メインノズル17を通過する冷媒の量(=ノズル開度)は図8中の点c→eと点b→fとを足したもの、つまり点b→dとなる。点dは、外側テーパ部20fがノズル部17を全開にしている状態(図7)である。なお、サブノズル20の底部20gは冷媒の圧力により常に図中左方向(R1方向)に向かって力を受けている。
At this time, naturally, the opening degree of the
ところで、高圧空間18の冷媒は、ニードル弁19の変位によりノズル部17の開度が全閉状態(開度0%)でなくなると噴出口17aへ向かって流れる(図6、図7中矢印A)。この時冷媒は、絞り部17bまたはサブ絞り部20eにより通路面積を絞られることにより減圧膨張される。言い換えると、その圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されている。
By the way, the refrigerant in the high-
そして、絞り部17bまたはサブ絞り部20eを通過した冷媒は噴出口17aから吸引空間22へ高速度で噴出する。この時、蒸発器16で気相となった冷媒が、高速度の噴出流により気相冷媒流入口21aから吸引される。噴出口17aから噴出した冷媒と気相冷媒流入口21aから吸引された気相冷媒は混合部23で混合しながらディフューザ部24へ流れる。そして、ディフューザ部24で冷媒の動圧が静圧に変換されて気液分離器14に戻る。一方、エジェクタ13により蒸発器16内の冷媒が吸引されるため、蒸発器16には気液分離器14から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は、室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。
Then, the refrigerant that has passed through the
次に、第1実施形態による作用効果を列挙すると、(1)サブノズル20とニードル弁19でメインノズル17の噴出口17aの開度を増減するため、それぞれの弁手段19、20が増減する冷媒通路面積を小さくできる。したがって、特にそれぞれの弁手段19、20の最小開度付近における冷媒の流路面積が拡大する度合を小さくでき、ノズル効率の低下を軽減することができる。
Next, the functions and effects of the first embodiment are listed. (1) The sub-nozzle 20 and the
より詳しく説明すると、図8に示すようにニードル弁19はノズル17の噴出口17aの開度を0%〜所定開度まで増減し、サブノズル20は所定開度〜100%まで増減する。一例としてニードル弁19の場合を考えると、図5のようにニードル弁19はサブノズル20のサブ噴出口20dを開閉している。
More specifically, as shown in FIG. 8, the
比較のため、図22の先願例の喉部Bの直径を本実施形態のメインノズル17の噴出口17aと同一のφD1と仮定し、さらに冷媒の噴出流の直径は噴出口直径と同じと仮定する。そして、先願例の冷媒がニードル弁19の最小開度(テーパ部19aとサブ絞り部20eとの距離がΔd)となっている時には、冷媒の流路断面積がΔd(正確にはΔdから計算される面積)からφD1(φD1で計算される面積、以下同じ)に拡大する。一方、本実施形態では、冷媒の流路断面積がΔdからφD3に拡大する。この時、φD3<φD1の寸法関係になっているため、本実施形態では先願例に比べて最小開度付近における冷媒の流路面積が拡大する度合を小さくでき、ノズル効率の低下を軽減することができる。
For comparison, it is assumed that the diameter of the throat B in the prior application example of FIG. 22 is the same φD1 as the
(2)サブノズル20のサブ噴出口20dを開閉するニードル弁19のテーパ角度θ2を小さくしたため、ノズル開度をより精密に制御することができる。
(2) Since the taper angle θ2 of the
本実施形態のニードル弁19はφD3の直径のサブ噴出口20dを開閉している。したがって、ニードル弁19が軸線方向Rに変位可能な変位量が一定とすると、先願例のように1つのニードル弁19でメインノズル17の噴出口17aの開閉を行う場合に比べて、軸線方向Rの変位に対する冷媒の通路面積の増減の割合を小さくすることができる。つまり、ニードル弁19のテーパ角度θ1を小さくして、より精密にノズル開度を制御することができる。これにより、ニードル弁19のハンチング(境界近傍の制御で発生する制御の振動)を防止することができる。
The
また、本実施形態のようにニードル弁19のテーパ角θ1、サブノズル20のサブ絞り部テーパ角θ2、外側テーパ角θ3、およびメインノズル17の絞り部テーパ角θ4を、θ2−θ1<θ4−θ3とすれば、変位あたりの冷媒の通路面積の増減を全閉に近い部分では小さく、全開に近い部分では大きくすることができる。
Further, as in this embodiment, the taper angle θ1 of the
(3)また、メインノズル17の噴出口17aをニードル弁19のテーパ部19aの最大直径φD2よりも大きくできるため、最大開度時の冷媒の流量を多くすることができる。
(3) Moreover, since the
図22の先願例のようにニードル弁19のテーパ部19aのみで喉部Bを開度0%とするには、テーパ部19aの最大直径が喉部Bの直径よりも小さくなっていなければならない。つまり、喉部Bの直径はテーパ部19aの最大直径により制限されてしまう。
In order to make the throat B open at 0% only by the tapered
しかし、本実施形態では、2つの弁手段19、20でメインノズル17の噴出口17a(直径φD1)を開閉するため、ニードル弁19はφD1よりも直径の小さいサブノズル20のサブ噴出口20d(直径φD3)を開閉すればよい。それには、ニードル弁19のテーパ部19aの最大直径φD2をφD3よりも大きくすればよい。
However, in this embodiment, since the two valve means 19 and 20 open and close the
一方、噴出口17aはサブノズル20の外側テーパ部20fで開度調節されるため、噴出口17aの直径φD1は外側テーパ部20fの最大直径よりも小さければよい。一般的に、外側テーパ部20fの最大直径はニードルテーパ部19aの最大直径よりも大きいため、噴出口17aの直径φD1をニードルテーパ部19aの最大直径φD2よりも大きくできる。したがって、ノズル17が全開時の冷媒の流量を多くすることができ、冷凍サイクルの冷凍能力を向上することができる。
On the other hand, since the opening degree of the
(4)ニードル弁19に噴出口側段付部19eと噴出口と反対側段付部19fとを配置し、これらの間の部位にサブノズル20の底部20gを軸線方向Rに摺動可能に配置したため、1つの変位手段(モータ25)でニードル弁19とサブノズル20を変位させることができる。
(4) The
より具体的に説明すると、ニードル弁19が図6のサブノズル20閉、ニードル弁19開の状態で、ニードル弁19がさらに図中左(R2)方向に変位すると、サブノズル20の底部20gが噴出口側段付部19eに接して、サブノズル20がニードル弁19と共に変位する(図8中の領域C)。したがって、1つの変位手段(モータ25)でニードル弁19とサブノズル20を変位させることができる。
More specifically, when the
(第2実施形態)
第1実施形態では、本発明に係るエジェクタを車両用空調装置の冷凍サイクルに適用した例を示したが、本実施形態では本発明に係るエジェクタを給湯用のヒートポンプサイクルに適用している。本実施形態では、冷媒として二酸化炭素(CO2)を使用しており、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界サイクルである。
(Second Embodiment)
Although the example which applied the ejector which concerns on this invention to the refrigerating cycle of a vehicle air conditioner was shown in 1st Embodiment, the ejector which concerns on this invention is applied to the heat pump cycle for hot water supply in this embodiment. In the present embodiment, carbon dioxide (CO2) is used as the refrigerant, and this is a supercritical cycle in which the refrigerant pressure on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
図10は、本実施形態のヒートポンプサイクルを示しており、第1実施形態における放熱器に換えて、冷媒の熱により水循環経路30の水を加熱する水冷媒熱交換器31が配置されている。水冷媒熱交換器31で加熱されて温水となった水は、水循環経路30に配置された水ポンプ32によりタンク33に送られる。
FIG. 10 shows the heat pump cycle of the present embodiment, and a water
タンク33は、水冷媒熱交換器31で加熱前の冷水と、加熱後の温水が流入して蓄えられるようになっており、温水はお湯としてユーザー等に給湯される。一方、冷水は水ポンプ32により水冷媒熱交換器31に送られて前述のように加熱される。
The
なお、本実施形態のエジェクタ13は、第1実施形態と同様の構造を有しているため、当然に第1実施形態の効果(1)〜(4)を発揮することができる。
In addition, since the
ところで、給湯用ヒートポンプサイクルは水冷媒熱交換器31に流入する水の温度により、サイクルバランスが図11に示すように変化する。図11(b)のように流入水温度が高い場合には、ノズル17に流入する冷媒の密度が小さくなるとともに、水の加熱に寄与するエンタルピ差Qが小さくなる。したがって、水の加熱に必要な加熱能力を確保するために冷媒をより多く流さなければならず大きな冷媒通路(開度100%での噴出口17a)の面積が必要とされる。
By the way, in the hot water supply heat pump cycle, the cycle balance changes as shown in FIG. 11 depending on the temperature of the water flowing into the water-
逆に、冬季等には図11(a)のようにノズル17に流入する冷媒密度が大きく冷媒流量も小さいため、小さな冷媒通路面積(ノズル17の開度が小さい状態)が必要とされる。さらに,ニードル弁19の軸線方向Rへの移動に対する冷媒通路面積の変化率が大きいとサイクルのハンチングを招いてしまうので、冷媒通路面積の小さな冬季においては冷媒通路面積のより精密な制御が必要となる。これらをまとめると、図12中実線で示すような要求特性となる。
On the other hand, since the density of the refrigerant flowing into the
この要求特性は、本実施形態のノズル17の効果(1)(図8参照)と一致する。つまり、本実施形態のノズル17は前述の要求特性を満たしている、言いかえるとヒートポンプサイクルを最適に作動させることができる。なお、先願例の可変ノズル52では、図12中の点線のような特性を示すため、要求を満たすことができない。
This required characteristic coincides with the effect (1) (see FIG. 8) of the
(第3実施形態)
本実施形態は、第1、第2実施形態とほぼ同様の構成のエジェクタ13において、サブノズル20の本体部20aの噴出口と反対側方向R2の端部に突起部20hを配置したものである。この突起部20hは上流側ボデー10の段付部10bに突き当たるようになっている。図13を使用して、より詳しく説明するとサブノズル本体部20aは、周りを流れる高圧冷媒の動圧やサブノズル20の噴出口側の端部外面に作用する低圧の影響で常に図中右方向R1に力を受けるため、噴出口17aを閉塞する方向に移動する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, in the
しかし、本実施形態では突起部20hが上流側ボデー10の段付部10bに接触した点で図中右方向R1への変位が止まる。この時、サブノズル20の外側テーパ部20fと、ノズル17の絞り部17bとの間に隙間があるため、噴出口17aは全閉にはならない。
However, in the present embodiment, the displacement in the right direction R1 in the figure stops at the point where the protruding
図14は、ニードル弁の変位量とノズルの開度との関係を示しており、サブノズル20の外側テーパ部20fと、ノズル17の絞り部17bとの間に隙間(ノズル開度)が図14のように必要最小開度よりも小さければ,必要な流量の制御が可能であることが分かる。
FIG. 14 shows the relationship between the displacement amount of the needle valve and the opening of the nozzle, and there is a gap (nozzle opening) between the outer tapered
ところで、噴出口17aを全閉とするためにはサブノズル20、メインノズル17等を高精度で加工する必要があるため、量産時にコストアップの要因となる。しかし、本実施形態では噴出口17aが全閉となる必要がないため,加工精度がゆるくなりサブノズル20、メインノズル17等を低コスト化することができる。
By the way, in order to fully close the
なお、第3実施形態においても第1実施形態の(1)〜(4)の効果を発揮できる。 In addition, also in 3rd Embodiment, the effect of (1)-(4) of 1st Embodiment can be exhibited.
(第4実施形態)
上述の第1〜第3実施形態では、ニードル弁19を変位させる変位手段としてステッピングモータ25を使用した例を示したが、本実施形態では、図15に示すように変位手段としてリニアソレノイド40を使用している。例えば冷媒としてCO2を用い、ベルト駆動式コンプレッサを使ったカーエアコンにおいては、エンジン回転数によってベルト駆動式コンプレッサの回転数が変動するため、ステッピングモータ25よりも応答性の良いリニアソレノイド40が必要となる場合がある。本実施形態では、サブノズル20のサブ噴出口20dの開度を調整するニードル弁19の制御をリニアソレノイド40の電磁力によって行っている。
(Fourth embodiment)
In the above-described first to third embodiments, the example in which the stepping
図15に本実施形態の全体構成図を示す。本実施形態では、ニードル弁19の変位手段として第1〜第3実施形態のステッピングモータ25に換えてリニアソレノイド40が配置されており、メインノズル17等は第1実施形態とほぼ同様の構成である。リニアソレノイド40は、コイル40a、ヨーク40b、プランジャ40c、磁束漏洩部40d、キャップ40e、コイルバネ40fから成り、ニードル弁19はプランジャ40cに圧入されている。
FIG. 15 shows an overall configuration diagram of the present embodiment. In this embodiment, a
次に本実施形態においてノズル17が全閉でニードル弁19のみを制御する場合に、ニードル弁19にかかる力のバランスを図16に示す。プランジャ40cには、常にコイルバネ40fによる弾性力Fkが図中の右方向に働いている。サイクル停止時には、ニードル弁19に弾性力Fkのみが働くため、サブ噴出口20dおよび噴出口17aが全閉状態になるまでニードル弁19は右方向に変位する。
Next, in this embodiment, when the
サイクルが始動しコイル40aに電流が流れると、プランジャ40cに図中左方向に電磁力Fsが発生する。弾性力Fkは小さく設定されているためすぐにFs>Fkとなり、プランジャ40c、つまりニードル弁19が左方向に変位するため、サブ噴出口20dが開き冷媒が流れる。冷媒が流れ始めるとノズル17の噴出口17aの前後で圧力差が発生する。高圧側の圧力をPH、低圧側の圧力をPLとすると、ニードル弁19には圧力差(PH−PL)による力Fpが図中右方向に働く。これらの釣り合いFs=Fp+Fkが成り立つようにリニアソレノイド40の電磁力Fsを制御する。なお、ノズル17の作動については第1実施形態と同様である。
When the cycle starts and a current flows through the
次に本実施形態における作用効果を説明すると、リニアソレノイド40によりニードル弁19を変位させているため、ステッピングモータ25に比べて速い応答でニードル弁19を制御することができる。さらに、本実施形態のようにニードル弁19とサブノズル20とで噴出口17aの開度を制御するため、変位に要する電磁力を小さくすることができる。
Next, the function and effect of this embodiment will be described. Since the
図16に示すように、本案での必要電磁力Fsは、Fs=(PH−PL)・S+Fkである。ここで、Sはサブノズル20のサブ噴出口20dの開度面積を示す。一方、先願例のように1つのニードル弁19で噴出口(先願例では喉部B)の開度を調節する場合の必要電磁力Fs’は、Fs’=(PH−PL)・S’+Fkである。ここで、S’は先願例の喉部Bの面積であり、説明を簡単にするためにノズルの開度100%の時の冷媒通路面積を一致させるため、本実施形態の噴出口17aの面積と同一と仮定する。
As shown in FIG. 16, the necessary electromagnetic force Fs in the present plan is Fs = (PH−PL) · S + Fk. Here, S indicates the opening area of the sub-jet 20 d of the sub-nozzle 20. On the other hand, the necessary electromagnetic force Fs ′ when adjusting the opening of the jet nozzle (throat B in the prior application example) with one
本実施形態では低流量時におけるノズル開度の制御をニードル弁19のみで行うことができるが、先願例のようにニードル弁19のみで喉部B(噴出口17a)の可変制御を行う場合には、必要な最大流量に対応できる喉部B(噴出口17a)面積を持つように設計しなければならない。補足すると、カーエアコンにおける冷媒流量の特徴は流量範囲が広いことである。一般的な走行条件の時の流量に比べてクールダウン条件では大きな冷媒流量が必要とされるため、大流量を流すためには喉部B(噴出口17a)面積を大きくする必要がある。
In the present embodiment, the nozzle opening degree can be controlled only by the
したがって、S<S’となる。つまりFs<Fs’となり、本実施形態の必要電磁力Fsの方が先願例の必要電磁力Fs’よりも小さくなる。これにより、本実施形態ではより小さなリニアソレノイド40でニードル弁19を変位させることができ、ソレノイド40で消費される電力も少なくすることができる。なお、高圧側冷媒圧PHと低圧冷媒圧力PLの差が同じと仮定して比較している。
Therefore, S <S ′. That is, Fs <Fs ′, and the required electromagnetic force Fs of the present embodiment is smaller than the required electromagnetic force Fs ′ of the prior application example. Thereby, in this embodiment, the
また、本実施形態においても第1実施形態の(1)〜(4)の作用効果を発揮することができる。 Moreover, also in this embodiment, the effect of (1)-(4) of 1st Embodiment can be exhibited.
(第5実施形態)
図17、18、19に示すように本実施形態のサブノズル20は、上述の第1〜第4実施形態におけるサブノズル20とは違いサブノズル底部外空間10c内に配置されたサブコイルバネ41がサブノズル20に加える力Fskにより、通常はメインノズル17の絞り部17bに押し付けられている。さらに、サブノズル20の本体部20aが高圧空間18とサブノズル底部外空間10cとを隔離している。この本体部20aには、サブノズル20の内部空間20bに高圧冷媒が流入する流入口20iが配置されている。
(Fifth embodiment)
As shown in FIGS. 17, 18, and 19, the sub-nozzle 20 of this embodiment differs from the sub-nozzle 20 in the first to fourth embodiments described above in that the
なお、ニードル弁19は、高圧空間18、サブノズル底部外空間10c、プランジャが位置するプランジャ空間43に位置している。そして、高圧空間18とサブノズル底部外空間10cの間では、サブノズル本体部10aに形成された孔に摺動可能に配置されている。また、サブノズル底部外空間10cとプランジャ空間43との間では、上流側ボデー10に形成された孔に摺動可能に配置されている。そして、この孔にはサブノズル底部外空間10cとプランジャ空間43との間の密封性を、より高めるためにOリング44が配置されている。
The
また、本実施形態ではニードル弁19に掛かる圧力差を噴出口側と噴出口の反対側とでほぼ一定にするために、高圧空間18とプランジャ空間43とを連通する通路45が形成されている。
In the present embodiment, a
ところで、噴出口17aから冷媒流れ下流側の部品構成は、第1〜第4実施形態とほぼ同構成であるが、本実施形態のエジェクタ13には吸入空間21とサブノズル底部外空間10cとを連通する連通路42が配置されている。
By the way, although the component structure of the refrigerant | coolant flow downstream from the
次に本実施形態の作動および作用効果について説明すると、サイクルが正常に動作している場合にはサブノズル20は、サブコイルバネ41によりノズル17に押し付けられている。そして、ソレノイド40により、ニードル弁19が軸線方向Rに変位してサブ噴出口20dの開度を調節している。
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described. When the cycle is operating normally, the
一方、蒸発器16の熱負荷が急に大きくなった時などには、冷媒循環量を増やすために圧縮機11が異常に高回転となるため、高圧側の冷媒経路が異常に高圧となり、部品が破損したりする場合がある。また、ニードル弁19の開度が小さい場合に高圧冷媒の流量が異常に多くなると、高圧側の冷媒が異常に高くなる場合もある。
On the other hand, when the heat load of the
しかし、本実施形態では高圧空間18の圧力PHが急激に上昇した場合には、図20に示すようにサブノズル20に図中右方向に向かって加わる力Fskよりも、図中左方向に向かって加わる力、高圧空間18の圧力PHとサブノズル底部外空間10cの圧力PLとの差(PH−PL)の方が大きくなる。したがって、サブノズル20は図中左方向に変位して噴出口17aを開く。
However, in the present embodiment, when the pressure PH in the
この時、高圧空間18の冷媒はサブ流入口20cからメインノズル部17とサブノズル20との間の空間18aを通り、噴出口17aから噴出する。つまり、サブノズル20を異常高圧時におけるリリーフ弁として用いることができる。これにより、高圧側圧力の異常な上昇を確実に回避することができる。
At this time, the refrigerant in the high-
(他の実施形態)
上述の第5実施形態では、吸入空間21とサブノズル底部外空間10cとを単に連通路42で連通させた例を示したが、連通路42に圧力調整手段、例えば電磁弁等を配置してサブノズル底部外空間10cの圧力を調整してもよい。
(Other embodiments)
In the fifth embodiment described above, an example in which the
また、上述の第1〜第5実施形態では、メインノズル17が上流側ボデー10と一体に形成されている例を示したが、メインノズル17を別体に形成し、その後上流側ボデー10と一体に固定するものであってもよい。
In the first to fifth embodiments described above, the example in which the
また、上述の第1〜第5実施形態では、ノズル17、20が2つの例を示したがノズル17、20は2つ以上であってもよい。
In the above-described first to fifth embodiments, two
また、上述の第1〜第5実施形態では、ノズル17、20の絞り部17b、20eが図2に代表される断面において、直線の例を示したが、ノズル軸線に二次曲線(軸線に近づく漸近線)的に近づく曲線であってもよい。この時のテーパ角度は、ある断面における曲線の接線と軸線との角度となる。なお、ニードル弁19のテーパ部19aの形状についても同様に曲線であってもよい。この時、テーパ角度θ1については絞り部の場合と同様である。
In the first to fifth embodiments described above, the throttling
また、本発明のエジェクタは上述の第1〜第5実施形態に示した、冷凍サイクル、ヒートポンプサイクルの以外のサイクルにも適用可能である。さらに、本発明のノズルは上述の実施形態以外の流路、例えば単なる円筒管にも配置可能である。 Moreover, the ejector of this invention is applicable also to cycles other than the refrigerating cycle and heat pump cycle which were shown to the above-mentioned 1st-5th embodiment. Furthermore, the nozzle of the present invention can be disposed in a flow path other than the above-described embodiment, for example, a simple cylindrical tube.
また、上述の第1〜第5実施形態において、冷媒は二酸化炭素CO2、代替フロンHFC134aなど種々使用可能である。 In the first to fifth embodiments described above, various refrigerants such as carbon dioxide CO2 and alternative chlorofluorocarbon HFC134a can be used.
また、上述の第1〜第5実施形態では、メインノズル17が先細ノズルの例を示したが、メインノズル17は末広型ノズルであってもよい。
In the first to fifth embodiments, the
また、上述の第1〜第5実施形態で述べた噴出口の直径φD1、φD3の大小関係は一例であり、サブノズル20、ニードル弁19の変位により、冷媒の通路面積を増減させて冷媒通過量を変化させているため、噴出口の大小関係はこれに限られるものではない。
Further, the magnitude relationship between the diameters φD1 and φD3 of the jet nozzles described in the first to fifth embodiments is merely an example, and the passage amount of the refrigerant is increased or decreased by the displacement of the
10a…流入口、10c…サブノズル底部外空間(低圧空間)、
17…メインノズル部(ノズル)、17a…流体噴出口、17b…絞り部、
18…高圧空間、19…ニードル弁、20…サブノズル、
20d…サブ噴出口(流体噴出口)、20e…サブ絞り部(絞り部)、
21a…気相冷媒流入口(第2流入口)、22…吸入空間、23…混合部、
24…ディフューザ部、25…ステッピングモータ(変位手段)、
40…リニアソレノイド(変位手段)、41…サブコイルバネ(荷重手段)、
R…ノズルの軸線方向。
10a ... Inlet, 10c ... Sub nozzle bottom outer space (low pressure space),
17 ... main nozzle part (nozzle), 17a ... fluid outlet, 17b ... throttle part,
18 ... High pressure space, 19 ... Needle valve, 20 ... Sub nozzle,
20d: Sub outlet (fluid outlet), 20e ... Sub throttle part (squeezing part),
21a ... Gas phase refrigerant inlet (second inlet), 22 ... Suction space, 23 ... Mixing section,
24 ... Diffuser part, 25 ... Stepping motor (displacement means),
40 ... Linear solenoid (displacement means), 41 ... Sub coil spring (load means),
R: Nozzle axial direction.
Claims (4)
前記複数のノズル(17、20)は、前記複数のノズル(17、20)の軸線が一致するように配置されており、
前記複数のノズル(17、20)のうち、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)は、前記軸線の軸線方向(R)に変位することにより、前記高圧側流体の通路面積の増減ができるようになっており、
さらに、前記軸線方向(R)に変位することにより、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)の開度を増減するニードル弁(19)を備え、
前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)および前記ニードル弁(19)は、1つの変位手段(25、40)により変位量が制御されるようになっていることを特徴とする流量可変ノズル。 A plurality of nozzles (17, 20) having throttle portions (17b, 20e) for reducing the passage area of the high-pressure side fluid flowing to the fluid ejection ports (17a, 20d);
The plurality of nozzles (17, 20) are arranged such that the axes of the plurality of nozzles (17, 20) coincide with each other,
Among the plurality of nozzles (17, 20), the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid is displaced in the axial direction (R) of the axis, thereby The passage area can be increased or decreased ,
And a needle valve (19) that increases or decreases the opening degree of the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure fluid by displacing in the axial direction (R),
The displacement amount of the nozzle (20) and the needle valve (19) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid is controlled by one displacement means (25, 40). Variable flow nozzle.
前記複数のノズルのうち、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)は、他方のノズル(17)の内部空間に位置しており、Among the plurality of nozzles, the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid is located in the internal space of the other nozzle (17),
前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(17a)が前記軸線の軸先方向(R)に変位することにより、前記他方のノズル(17)の流体噴射口(20d)の開度の増減ができるようになっていることを特徴とする請求項1の流量可変ノズル。When the nozzle (17a) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid is displaced in the axial direction (R) of the axis, the opening of the fluid injection port (20d) of the other nozzle (17) The flow rate variable nozzle according to claim 1, wherein the flow rate can be increased or decreased.
流入口(10a)から前記高圧側流体が流入する高圧空間(18)と、
低圧側流体が流入する第2流入口(21a)を有する空間であって、内部に前記流体噴出口(17a、20d)が配置され、前記流体噴出口(17a、20d)から高速で噴出する前記高圧側流体の巻き込み作用によって前記第2流入口(21a)から前記低圧側流体が吸引される吸入空間(22)と、
前記吸入空間(22)よりも流体流れ下流側部位に配置され、前記高圧側流体と前記低圧側流体が混合する混合部(23)と、
前記混合部(23)よりも流体流れ下流側部位に配置され、流体流れ下流側方向に向かって徐々に流体の通路面積が増えていくディフューザ部(24)とを備えることを特徴とするエジェクタ。 An ejector using the flow rate variable nozzle according to claim 1 or 2 ,
A high-pressure space (18) into which the high-pressure side fluid flows from the inflow port (10a);
A space having a second inlet (21a) into which a low-pressure side fluid flows, wherein the fluid outlets (17a, 20d) are disposed therein, and the fluid outlets (17a, 20d) are ejected at a high speed. A suction space (22) through which the low-pressure side fluid is sucked from the second inflow port (21a) by the entrainment action of the high-pressure side fluid;
A mixing section (23) disposed in a downstream portion of the fluid flow with respect to the suction space (22) to mix the high-pressure side fluid and the low-pressure side fluid;
An ejector comprising: a diffuser portion (24) disposed in a downstream portion of the fluid flow with respect to the mixing portion (23) and gradually increasing a passage area of the fluid toward the downstream side of the fluid flow.
前記高圧空間(18)よりも内部の圧力が低い低圧空間(10c)と、
前記高圧空間(18)から流体噴出口(17a、20d)へ流れる高圧側流体の通路面積を縮小する絞り部(17b、20e)を有する複数のノズル(17、20)と、
前記複数のノズル(17、20)のうち、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)に前記流体噴出口(17a、20d)側へ向かって荷重を加える荷重手段(41)と、
前記複数のノズル(17、20)の軸線方向(R)に変位することにより、前記複数のノズル(17、20)のうち、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)の開度を増減するニードル弁(19)と、
低圧側流体が流入する第2流入口(21a)を有する空間であって、内部に前記流体噴出口(17a、20d)が配置され、前記流体噴出口(17a、20d)から高速で噴出する前記高圧側流体の巻き込み作用によって前記第2流入口(21a)から前記低圧側流体が吸引される吸入空間(22)とを備え、
前記複数のノズル(17、20)は、前記複数のノズル(17、20)の軸線が一致するように配置されており、
前記荷重手段(41)の荷重により、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)は、前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)が可変できる流体通路を閉じており、
前記高圧側流体の流れの最上流側に位置するノズル(20)の一方は前記高圧空間(18)、他方は前記低圧空間(10c)に配置されていることを特徴とするエジェクタ。 A high-pressure space (18) into which the high-pressure side fluid flows from the inflow port (10a);
A low pressure space (10c) having an internal pressure lower than that of the high pressure space (18);
A plurality of nozzles (17, 20) having throttle portions (17b, 20e) for reducing the passage area of the high-pressure fluid flowing from the high-pressure space (18) to the fluid ejection ports (17a, 20d);
Load means (41) for applying a load to the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure fluid among the plurality of nozzles (17, 20) toward the fluid outlet (17a, 20d). )When,
By displacing in the axial direction (R) of the plurality of nozzles (17, 20), the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid among the plurality of nozzles (17, 20). A needle valve (19) to increase or decrease the opening of
A space having a second inlet (21a) into which a low-pressure side fluid flows, wherein the fluid outlets (17a, 20d) are disposed therein, and the fluid outlets (17a, 20d) are ejected at a high speed. A suction space (22) through which the low-pressure side fluid is sucked from the second inlet (21a) by the entrainment action of the high-pressure side fluid;
The plurality of nozzles (17, 20) are arranged such that the axes of the plurality of nozzles (17, 20) coincide with each other,
The load of the load means (41), the nozzle (20) located on the most upstream side of the flow of the high pressure side fluid can nozzle (20) is a variable which is located on the most upstream side of the flow of the high pressure side fluid fluid The passage is closed,
One of the nozzles (20) located on the most upstream side of the flow of the high-pressure side fluid is disposed in the high-pressure space (18), and the other is disposed in the low-pressure space (10c).
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