JP4513896B2 - エジェクタおよびエジェクタの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから噴射される高速度の噴射流体によって流体を吸引するエジェクタ、および、このエジェクタの製造方法に関する。

従来、高圧流体を減圧膨張させるノズルから噴射される高速度の噴射流体の吸引作用によって、流体吸引口から流体を吸引するエジェクタが知られている。この種のエジェクタでは、噴射流体と流体吸引口から吸引された吸引流体とを混合し、昇圧部（ディフューザ部）にて混合流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換することによって、混合流体を昇圧することができる。

例えば、特許文献１には、エジェクタを冷媒減圧手段として用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルであるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。この特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、上述のエジェクタの昇圧作用によって、圧縮機の駆動動力を低減させて、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させている。
特開２００５−３０８３８０号公報

ところで、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、上述のＣＯＰ向上効果を得るためには、適用された冷凍サイクル装置内を循環する循環冷媒流量に応じて、エジェクタのノズルやディフューザ部等の各部位の寸法諸元を適切に設定しておく必要がある。さらに、エジェクタの各部位を製造する際には、極めて高い加工精度が要求される。

また、一般的に、蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器等のサイクル構成機器を別々に構成して、これらを冷媒配管を介して、あるいは、直接接続することによってサイクルを構成している。このことは、エジェクタ式冷凍サイクルにおいても同様である。

しかしながら、エジェクタを他のサイクル構成機器（外部機器）と接続する際に、例えば、ろう付けのように高温に加熱して接続すると、エジェクタの各部位に熱変形が生じるおそれがある。これに対して、例えば、ユニオンとナットとの締め付け等のような機械的締結によって接続することが考えられるが、このような機械的締結では、エジェクタの各部位がねじり応力によって変形してしまうおそれがある。

そして、このようなエジェクタの各部位に変形が生じると、エジェクタの性能（昇圧能力）が低下してしまう原因となる。

本発明は、上記点に鑑み、外部機器へ接続する際の各部位の変形に伴って生じる性能低下を抑制できるエジェクタを提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、外部機器へ接続する際の各部位の変形に伴う性能低下を抑制できるエジェクタの製造方法を提供することを第２の目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、高圧流体を減圧膨張させるノズル（１６１）と、ノズル（１６１）に接続されてエジェクタ機能体（１６０）を構成するとともに、ノズル（１６１）から噴射される高速度の噴射流体によって流体を吸引する流体吸引口（１６２ｂ）、および、噴射流体と流体吸引口（１６２ｂ）から吸引された吸引流体との混合流体を昇圧させる昇圧部（１６２ｄ）が形成されたボデー（１６２）と、エジェクタ機能体（１６０）のうち、ノズル（１６１）側を収容する管状の第１カバー（１６３）と、エジェクタ機能体（１６０）のうち、第１カバー（１６３）に収容される部位を除く側を収容する管状の第２カバー（１６４）とを備え、
第１カバー（１６３）の端部および第２カバー（１６４）の端部のうち少なくとも一方には、外部機器に接続される接続部（１６７ａ、１６７ｂ）が設けられており、第１カバー（１６３）には、エジェクタ機能体（１６０）および第２カバー（１６４）が固定されており、第２カバー（１６４）は、少なくともエジェクタ機能体（１６０）のうち昇圧部（１６２ｄ）側端部と非接触状態となるように固定されているエジェクタを特徴とする。

これによれば、第２カバー（１６４）が、少なくともエジェクタ機能体（１６０）のうち昇圧部（１６２ｄ）側端部と非接触状態となるように固定されているので、接続部（１６７ａ、１６７ｂ）を外部機器に接続する際に、第２カバー（１６４）が変形しても、エジェクタ機能体（１６０）の変形を抑制できる。その結果、エジェクタを外部機器へ接続する際の各部位の変形に伴う、エジェクタの性能低下を抑制できる。

なお、本請求項における外部機器とは、エジェクタに接続される機器そのもののみを意味するものではなく、エジェクタと外部機器との間を接続する流体配管、外部機器に予め接続された流体配管等を含む意味である。

また、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のエジェクタにおいて、接続部は、外部機器に対して機械的に締結される締結部材（１６７ａ、１６７ｂ）によって構成されていてもよい。

これによれば、具体的に、締結部材（１６７ａ、１６７ｂ）によってエジェクタを外部機器に対して機械的に締結して接続する際に、第２カバー（１６３）に応力がかかっても、エジェクタ機能体（１６０）に伝達される応力が緩和されるので、エジェクタ機能体（１６０）の変形を抑制できる。

さらに、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載のエジェクタにおいて、第２カバー（１６４）は、エジェクタ機能体（１６０）の全体と非接触状態となるように固定されていてもよい。これにより、エジェクタを外部機器へ接続する際に、第２カバー（１６４）が変形したとしても、エジェクタ機能体（１６０）の変形を確実に防止できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、第２カバー（１６４）とボデー（１６２）との間に形成される隙間空間には、弾性部材（１７０、１７１）が配置されていることを特徴とする。

これによれば、エジェクタ機能体（１６０）から流出した冷媒が、第２カバー（１６４）とエジェクタ機能体（１６０）との隙間から漏れてしまうことを防止できるので、エジェクタの性能低下を抑制できる。さらに、接続部（１６７ａ、１６７ｂ）を介して外部機器に接続する際に、第２カバー（１６４）が変形したとしても、弾性部材（１７０、１７１）が変形を吸収して、エジェクタ機能体（１６０）の変形を抑制できる。

具体的には、請求項５に記載の発明のように、弾性部材は、エジェクタ機能体（１６０）のうち昇圧部（１６２ｄ）側端部に配置された円筒状のゴム（１７０）であり、ゴム（１７０）の内周面は、昇圧部（１６２ｄ）の内周面を流体流れ方向に延長させるように形成されていてもよい。また、請求項６に記載の発明のように、弾性部材は、Ｏリング（１７１）であってもよい。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタにおいて、第２カバー（１６４）は、外部機器に予め接続された配管であることを特徴とする。これによれば、外部機器に予め接続された配管内にエジェクタ機能体（１６０）を収容できるので、外部機器とエジェクタを容易に一体化して小型化できるとともに、エジェクタを外部機器に対して容易に接続できる。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタの製造方法であって、ノズル（１６１）とボデー（１６２）とを接続して、エジェクタ機能体（１６０）を構成する機能体構成工程と、エジェクタ機能体（１６０）のうちノズル（１６１）側を、第１カバー（１６３）に接続する第１接続工程と、第１接続工程の後に、第２カバー（１６４）が、少なくともエジェクタ機能体（１６０）のうち昇圧部（１６２ｄ）側端部と非接触状態となるように、第２カバー（１６４）を第１カバー（１６３）に接続する第２接続工程とを有することを特徴とする。

これによれば、具体的に、上述の特徴のエジェクタを製造することができる。従って、外部機器へ接続する際の各部位の変形に伴う性能低下を抑制できるエジェクタの製造方法を提供できる。

請求項９に記載の発明では、請求項８に記載のエジェクタの製造方法において、第２接続工程では、第１カバー（１６３）と第２カバー（１６４）とを非加熱的固定手段によって固定することを特徴とする。

これによれば、第１カバー（１６３）と第２カバー（１６４）とを固定する際に、エジェクタ機能体（１６０）が加熱されない。従って、エジェクタ機能体（１６０）の熱変形を抑制できるので、エジェクタの製造時にもエジェクタの各部位の変形に伴う性能低下を抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜３により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明のエジェクタ１６を備え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ている。図１は、このエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成図である。エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入して圧縮するもので、電磁クラッチ、ベルト等を介して車両走行用エンジン（図示せず）から駆動力が伝達されて回転駆動される。

この圧縮機１１としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機、あるいは、電磁クラッチの断続により圧縮機作動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のいずれを採用してもよい。また、圧縮機１１として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。

圧縮機１１の冷媒吐出側には、放熱器１２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１２ａにより送風される外気（車室外空気）とを熱交換させて、高圧冷媒を冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン１２ａは、図示しない空調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。

なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成している。従って、放熱器１２は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。

放熱器１２の出口側には、受液器１２ｂが接続されている。この受液器１２ｂは、放熱器１２から流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を溜めておく気液分離器である。なお、本実施形態では、放熱器１２と受液器１２ｂとを一体的に構成しているが、もちろん、放熱器１２と受液器１２ｂとを別体に構成してもよい。

受液器１２ａの液相冷媒出口には周知の温度式膨張弁で構成された膨張弁１３が接続されている。この膨張弁１３は受液器１２ａから流出した高圧液相冷媒を気液二相状態の中間圧冷媒に減圧膨張させる減圧手段であるとともに、膨張弁１３下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段でもある。

具体的には、膨張弁１３は、後述する第１蒸発器１７出口側冷媒通路に配置された感温部１３ａを有しており、第１蒸発器１７出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて第１蒸発器１７出口側冷媒の過熱度を検出し、第１蒸発器１７出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度（冷媒流量）を調整する。

膨張弁１３の下流側には、膨張弁１３にて減圧膨張された中間圧冷媒の流れを分岐する分岐部１４が接続されている。分岐部１４は、３つの流入出口を有する三方継手構造のもので、流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、２つを冷媒流出口としたものである。このような分岐部１４は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。

さらに、分岐部１４の一方の冷媒流出口には、分岐部１４と後述するエジェクタ１６のノズル１６１側とを接続する第１冷媒配管１５ａが接続され、他方の冷媒流出口には、分岐部１４とエジェクタ１６の冷媒吸引口１６２ｂ側とを接続する第２冷媒配管１５ｂが接続されている。

エジェクタ１６は、第１冷媒配管１５ａを介して流入した冷媒を減圧する減圧手段の機能を果たすとともに、ノズル１６１から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段としての機能を果たす。ここで、図２によりエジェクタ１６の詳細構成を説明する。なお、図２は、エジェクタ１６の軸方向断面図である。

本実施形態のエジェクタ１６は、ノズル１６１およびボデー１６２を一体的に接続することで構成されたエジェクタ機能体１６０、エジェクタ機能体１６０を収容する第１、第２カバー１６３、１６４等を有して構成されている。

ノズル１６１は、略円筒状の金属（例えば、真鍮、ステンレス合金）で形成されており、第１冷媒配管１５ａを介して流入する冷媒の通路面積を小さく絞って、冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。本実施形態では、ノズル１６１を冷媒通路の途中に通路面積が最も縮小した喉部を有するラバールノズルで構成している。もちろん、ノズル１６１を先細ノズルで構成してもよい。

ボデー１６２は、略円筒状の金属（例えば、アルミニウム）で形成された管状部材である。ボデー１６２には、冷媒流れ方向に向かって、固定部１６２ａ、冷媒吸引口（流体吸引口）１６２ｂ、混合部１６２ｃ、そして、ディフューザ部１６２ｄが形成されている。さらに、ボデー１６２の内径は、上記各部位の機能に応じて変化している。

固定部１６２ａは、ノズル１６１を圧入して支持固定する部位である。従って、固定部１６２ａにおけるボデー１６２の内径は、ノズル１６１の外径に対して、僅かに小さい径になっている。そして、固定部１６２ａにノズル１６１が圧入固定されることによって、ノズル１６１およびボデー１６２が接続されて、エジェクタ機能体１６０が構成される。

冷媒吸引口１６２ｂは、ボデー１６２の内外を貫通するように設けられた貫通穴である。ノズル１６１の冷媒噴射口１６１ａと連通するように配置されている。そして、この冷媒吸引口１６２ｂから、後述する第２蒸発器１９から流出した冷媒が吸引される。なお、冷媒吸引口１６２ｂから混合部１６２ｃに至るボデー１６２の内径は、ノズル１６１の先端形状に沿って先細るように、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。

混合部１６２ｃは、ノズル１６１の冷媒噴射口１６１ａから噴射された噴射冷媒と、冷媒吸引口１６２ｂから吸引された吸引冷媒を混合する混合空間である。この混合部１６２ｃにおけるボデー１６２の内径は略一定となっている。

ディフューザ部１６２ｄにおけるボデー１６２の内径は、冷媒流れ方向に向かって徐々に拡大しており、ディフューザ部１６２ｄの冷媒通路面積も冷媒流れ方向に向かって徐々に大きくなるように形成される。これにより、ディフューザ部１６２ｄは、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する作用を果たす。なお、ボデー１６２の外径は、内径の変化に対応して変化している。

第１、第２カバー１６３、１６４は、金属（例えば、アルミニウム、銅）製の円筒状の管状部材である。この第１、第２カバー１６３、１６４としては、冷媒配管に拡管加工、穴あけ加工等を施したものを採用してもよい。そして、第１、第２カバー１６３、１６４内にエジェクタ機能体１６０が収容された状態では、図２に示すように、第１カバー１６３はエジェクタ機能体１６０のノズル１６１側を収容している。

この際、エジェクタ機能体１６０のノズル１６１の外周壁面は、第１カバー１６３の内周壁面に圧入固定されており、ノズル１６１の外周壁面および第１カバー１６３の内周壁面は隙間無く接触している。従って、第１カバー１６３の内周壁面とエジェクタ機能体１６０の外周壁面との隙間から冷媒が漏れることはない。

また、第１カバー１６３のうち第２カバー１６４側端部には、エジェクタ機能体１６０の外周壁面の外径よりも大きい内径を有する拡管部１６３ａが形成されている。この拡管部１６３ａの内周壁面には、第２カバー１６４の外周壁面に設けられた第２ネジ部１６４ｂに螺合される第１ネジ部１６３ｂが形成されている。

一方、第２カバー１６４は、エジェクタ機能体１６０の中間部（冷媒吸引口１６２ｂ周辺）側からボデー１６２側を収容している。つまり、第２カバー１６４は、第１カバー１６３に収容される部位を除く部位側を収容している。

この際、第２カバー１６４の内周壁面とエジェクタ機能体１６０（より具体的には、ボデー１６２）の外周壁面との間には隙間空間が形成されており、第２カバー１６４は、エジェクタ機能体１６０の全体に対して非接触な状態で、第１カバー１６３に固定されている。

より具体的には、前述の如く、第２カバー１６４のうち第１カバー１６３側端部の外周壁面には、第１ネジ部１６３ｂと螺合される第２ネジ部１６４ｂが形成されている。そして、第１ネジ部１６３ｂと第２ネジ部１６４ｂとを締め付けることによって、第１カバー１６３と第２カバー１６４が接続され、互いに固定される。

なお、第１カバー１６３と第２カバー１６４との間にはＯリング１６５が介在しており、第１カバー１６３と第２カバー１６４との間の隙間から冷媒が漏れることを防止している。

さらに、第２カバー１６４の円筒壁面には、エジェクタ機能体１６０の冷媒吸引口１６２ｂと連通するように、その内外を貫通する貫通穴１６４ａが形成されている。この貫通穴１６４には、前述の第２冷媒配管１５ｂがろう付け、スポット溶接等の接合手段によって接合されている。

また、第１、第２カバー１６３、１６４の端部には、それぞれ、エジェクタ式冷凍サイクル１０を構成する他の構成機器（外部機器）に接続される接続部を構成する締結部材である第１、第２ユニオン１６７ａ、１６７ｂが設けられている。

なお、これらの第１、第２ユニオン１６７ａ、１６７ｂは、第１、第２カバー１６３、１６４の端部に対して、ろう付け、溶接、接着等の接合手段により接合してもよいし、第１、第２カバー１６３、１６４の端部を直接加工して形成してもよい。

ここで、図３により、第１カバー１６３の接続部を構成する第１ユニオン１６７ａを例として、外部機器とユニオンの具体的な接続態様を説明する。この第１ユニオン１６７ａには、前述した外部機器としての第１冷媒配管１５ａが接続される。なお、図３は、接続された状態の第１冷媒配管１５ａおよび第１ユニオン１６７ａの拡大断面図である。

図３に示すように、第１冷媒配管１５ａの先端部の外周側には、第１ユニオン１６７ａの外周側に形成されたネジ部に螺合されるナット１５０が、回転可能に配置されている。さらに、第１冷媒配管１５ａの先端部の外周には、ナット１５０が第１冷媒配管１５ａから抜け落ちてしまうことを防止する抜け止め部１５１が、全周に亘って設けられている。

そして、第１ユニオン１６７ａ内に第１冷媒配管１５ａの先端部を嵌合した状態で、ナット１５０を第１ユニオン１６７ａのネジ部に締め付けることによって、第１冷媒配管１５ａがエジェクタ１６に接続される。この際、第１ユニオン１６７ａと抜け止め部１５１との間には、Ｏリング１５２が介在しており、第１冷媒配管１５ａと第１ユニオン１６７ａとの間の隙間から冷媒が漏れることを防止している。

また、図１に示すように、エジェクタ１６の流出口側には、第３冷媒配管１５ｃを介して、第１蒸発器１７が接続されている。つまり、第２ユニオン１６７ｂには、外部機器としての第３冷媒配管１５ｃが接続されている。

第１蒸発器１７は、エジェクタ１６から流出した低圧冷媒と送風ファン１７ａによって送風された室内送風空気とを熱交換させて、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。送風ファン１７ａは、図示しない空調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。さらに、第１蒸発器１７の出口側には、圧縮機１１の冷媒吸入側が接続されている。

一方、第２冷媒配管１５ｂには、固定絞り１８および第２蒸発器１９が配置されている。固定絞り１８は、第２蒸発器１９に流入する冷媒を減圧する減圧手段であり、本実施形態では、キャピラリチューブを採用している。もちろん、固定絞り１８をオリフィスで構成してもよい。

第２蒸発器１９は、固定絞り１８から流出した冷媒と送風ファン１７ａによって送風された室内送風空気とを熱交換させて、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。ここで、第１蒸発器１７は送風ファン１７ａによって送風された空気の流れ方向の上流側（風上側）に配置され、第２蒸発器１９は空気の流れ方向の下流側（風下側）に配置されている。

つまり、送風ファン１７ａより送風された空気は、矢印１００方向に流れ、まず、第１蒸発器１７でエジェクタ１６から流出した冷媒と熱交換して冷却され、次に第２蒸発器１９で固定絞り１８から流出した冷媒と熱交換して冷却される。また、第２蒸発器１９の出口側は、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６２ｂ側に接続されている。

次に、上記構成のエジェクタ式冷凍サイクル１０の作動を説明する。車両走行用エンジンから圧縮機１１に駆動力が伝達されると、圧縮機１１が冷媒を吸入して、圧縮して吐出する。圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器１２にて冷却されて凝縮し、受液器１２ｂにて気液分離される。

受液器１２ｂにて分離された高圧液相冷媒は、膨張弁１３にて減圧膨張される。この際、膨張弁１３では、第１蒸発器１７の出口冷媒（圧縮機吸入冷媒）の過熱度が所定値となるように弁開度（冷媒流量）が調整される。膨張弁１３にて減圧膨張された中間圧冷媒は、分岐部１４にて第１冷媒配管１５ａへ流入する冷媒流れと第２冷媒配管１５ｂへ流入する冷媒流れとに分流される。

第１冷媒配管１５ａを介して、エジェクタ１６に流入した冷媒は、ノズル１６１で等エントロピ的に減圧膨張されて、冷媒噴射口１６１ａから冷媒が高速度の冷媒流となって噴射される。そして、この噴射冷媒の吸引作用により、第２蒸発器１９流出冷媒が、吸引口側配管１６６を介して、冷媒吸引口１６２ｂから吸引される。

ノズル１６１から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１６２ｂより吸引された吸引冷媒は、混合部１６２ｃにて混合されて、ディフューザ部１６２ｄへ流入する。ディフューザ部１６２ｄでは、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されて冷媒の圧力が上昇する。ディフューザ部１６２ｄから流出した冷媒は、第１蒸発器１７に流入する。

第１蒸発器１７では、流入した低圧冷媒が送風ファン１７ａから送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。そして、第１蒸発器１７から流出した気相冷媒は、圧縮機１１に吸入されて、再び圧縮される。

一方、第２冷媒配管１５ｂに流入した冷媒流れは、固定絞り１８で等エンタルピ的に減圧膨張されて、第２蒸発器１９へ流入する。第２蒸発器１９へ流入した冷媒は、送風ファン１７ａから送風された第１蒸発器１７通過後の室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が、さらに冷却されて室内へ送風される。

そして、第２蒸発器１９から流出した冷媒は、吸引口側配管１６６を介して、冷媒吸引口１６２ｂからエジェクタ１６内へ吸引される。

以上の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、送風ファン１７ａから送風された送風空気を第１蒸発器１７→第２蒸発器１９の順に通過させて同一の冷却対象空間を冷却できる。

この際、ディフューザ部１６２ｄの昇圧作用によって第１蒸発器１７の冷媒蒸発温度を第２蒸発器１９の冷媒蒸発温度よりも上昇させることができるので、第１蒸発器１７および第２蒸発器１９の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。

さらに、第１蒸発器１７下流側を圧縮機１１吸入側に接続しているので、ディフューザ部１６２ｄで昇圧された冷媒を圧縮機１１に吸入させることができる。その結果、圧縮機１１の吸入圧を上昇させて、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるので、ＣＯＰを向上させることができる。

次に、本実施形態のエジェクタ１６の製造方法について説明する。まず、ノズル１６１とボデー１６２とを接続して、エジェクタ機能体１６０を形成する機能体構成工程を行う。具体的には、ボデー１６２の固定部１６２ａの内部にノズル１６１を圧入することで、ノズル１６１とボデー１６２とを接続する。

次に、エジェクタ機能体１６０のうちノズル１６１側を第１カバー１６３に接続する第１接続工程を行う。具体的には、第１カバー１６３の内部にノズル１６１を圧入する。さらに、第１接続工程の後に、第２カバー１６４を第１カバー１６３に接続する第２接続工程を行う。

具体的には、第１カバー１６３の第１ネジ部１６３ｂと第２カバー１６４の第２ネジ部１６４ｂとを締め付けることによって、第２カバー１６４がエジェクタ機能体（１６０）の全体と非接触状態となるように、第２カバー１６４を第１カバー１６３に接続する。従って、第２接続工程では、第１カバー１６３と第２カバー１６４とを加熱を伴うことのない固定手段（非加熱的固定手段）によって固定している。

これにより、エジェクタ機能体１６０のノズル１６１側が第１カバー１６３内に収容され、エジェクタ機能体１６０の中間部（冷媒吸引口１６２ｂ周辺）側からボデー１６２側が第２カバー１６４を収容されて、エジェクタ１６が製造される。

本実施形態では、上記の如く製造されたエジェクタ１６を採用しているので、以下のような優れた効果を得ることができる。

まず、本実施形態のエジェクタ１６では、第１、第２カバー１６３、１６４に第１、第２ユニオン１６７ａ、１６７ｂを設けているので、エジェクタと外部機器との組付性を向上できる。さらに、第１、第２ユニオン１６７ａ、１６７ｂを第１、第３冷媒配管１５ａ、１５ｃに接続する際に、第２カバー１６４が変形したとしても、エジェクタ機能体１６０の変形を抑制できる。

つまり、第１、第３冷媒配管１５ａ、１５ｃのナットをそれぞれ第１、第２ユニオン１６７ａ、１６７ｂに締め付ける際に、第２カバー１６４にねじり応力がかかり、第２カバー１６４が変形したとしても、第２カバー１６４がエジェクタ機能体１６０の全体と非接触状態になっているので、エジェクタ機能体１６０には、ねじり応力が伝達されない。

その結果、エジェクタ機能体１６０の変形を確実に防止でき、エジェクタ１６を外部機器へ接続する際の各部位の変形に伴う、エジェクタ１６の性能低下を確実に抑制できる。

また、ノズル１６１とボデー１６２とを接続してエジェクタ機能体１６０を構成しているので、ノズル１６１およびボデー１６２を、それぞれ独立して仕様変更することができる。従って、エジェクタ１６の仕様変更を容易に行うこともできる。

また、エジェクタ機能体１６０（具体的には、ボデー１６２）の外周側と第２カバー１６４の内周側との間に、隙間空間が形成されているので、エジェクタの軽量化を図ることができる。

また、エジェクタ１６を製造する際に、非加熱的固定手段によって、第２カバー１６４を第１カバー１６３に固定しているので、エジェクタ機能体１６０が加熱されない。従って、エジェクタ機能体１６０の熱変形を抑制できるので、エジェクタの製造時にもエジェクタの各部位の変形に伴う性能低下を抑制できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態のエジェクタ１６に対して、図４に示すように、第２カバー１６４とエジェクタ機能体１６０のうちディフューザ部１６２ｄ側端部との間に形成される隙間に、弾性部材であるゴム１７０を追加した例を説明する。

なお、図４は、本実施形態におけるエジェクタ１６の軸方向断面図である。また、図４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、以下の図面においても同様である。

より具体的には、ゴム１７０は、冷媒、潤滑油に対する耐食性が強いゴム材料（例えば、イソプレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム）で形成されており、略円筒状に形成されている。さらに、このゴム１７０の外周面は第２カバー１６４に弾性的に密着している。

一方、ゴム１７０の内周面のうち、冷媒流れ上流側の内周面は、ボデー１６２のディフューザ部１６２ｄの外周面に弾性的に密着し、さらに、冷媒流れ下流側の内周面は、ディフューザ部１６２ｄの内周面を延長させるように、ディフューザ部１６２ｄの内周面に滑らかにつながって、冷媒の流れ方向に向かって徐々に広がる円錐面状に形成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

本実施形態のエジェクタ１６では、ゴム１７０によって、エジェクタ機能体１６０から流出した冷媒が、第２カバー１６４とエジェクタ機能体１６０との隙間から漏れることを防止できる。さらに、エジェクタ１６を外部機器に接続する際に、第２カバー１６４が変形したとしても、エジェクタ機能体１６０の変形を抑制できる。

また、ゴム１７０の内周面がディフューザ部１６２ｄの内周面を延長させるように形成されているので、エジェクタの性能（昇圧能力）を向上できる。

（第３実施形態）
第２実施形態では、弾性部材としてゴム１７０を採用した例を説明したが、本実施形態では、図５に示すように、弾性部材としてＯリング１７１を採用している。なお、図５は、本実施形態におけるエジェクタ１６の軸方向断面図である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態のエジェクタでは、Ｏリング１７１によって、簡素な構成で、エジェクタ機能体１６０から流出した冷媒が、第２カバー１６４とエジェクタ機能体１６０との隙間から漏れることを防止できる。

（第４実施形態）
第１実施形態では、エジェクタ機能体１６０のノズル１６１の外周壁面を、第１カバー１６３の内周壁面に圧入固定したが、本実施形態では、図６に示すように、ボデー１６２の固定部１６２ａをノズル１６１全体を覆うように構成して、エジェクタ機能体１６０のボデー１６２の外周壁面を第１カバー１６３の内周壁面に圧入固定している。

なお、図６は、本実施形態におけるエジェクタ１６の軸方向断面図である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態のようにエジェクタ１６を構成しても、第１実施形態と全く同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のエジェクタ１６に対して、第２、第３実施形態と同様の弾性部材（ゴム１７０、Ｏリング１７１）を設けてもよい。

（第５実施形態）
本実施形態では、図７に示すように、第２カバー１６４を第１蒸発器１７入口側に予め接続された配管によって構成している。このため、本実施形態の第２カバー１６４の端部には、第２ユニオン１６７ｂは接合されていない。さらに、エジェクタ１６と第１蒸発器１７とを接続する第３冷媒配管１５ｃも廃止されている。なお、図７は、エジェクタ１６および第１蒸発器１７の断面図である。

より具体的には、本実施形態の第１蒸発器１７は、周知のタンクアンドチューブ型熱交換器で構成されており、冷媒の集合・分配を行うタンク１７ａ、タンク１７ａに連通するように接続される複数のチューブ１７ｂ、および、隣接するチューブ１７ｂ間に配置されて熱交換を促進する波状のコルゲートフィン１７ｃを有して構成されている。

そして、本実施形態の第２カバー１６４は、タンク１７ａに予めろう付け接合によって第１蒸発器１７に接続されており、第１蒸発器１７の入口配管としての機能を兼ねている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、タンク１７ａに接合された配管内にエジェクタ機能体１６０を収容できるので、外部機器とエジェクタ１６を容易に一体化（ユニット化）して小型化できるとともに、エジェクタ１６を外部機器に対して容易に接続できる。

また、外部機器とエジェクタ１６の一体化（ユニット化）はこれに限定されず、本実施形態に対して、さらに、分岐部１４、固定絞り１８、第２蒸発器１９を一体化してもよい。

（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、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、第２カバー１６４がエジェクタ機能体１６０の全体と非接触状態となるように、第１カバー１６３に固定された例を説明したが、第２カバー１６４は、少なくともエジェクタ機能体１６０のディフューザ部１６２ｄ側端部と非接触状態となるように第１カバー１６３に固定されていればよい。

例えば、第２カバー１６４が、エジェクタ機能体１６０のうちノズル１６１側の外周周辺と接触している程度であれば、外部機器へ接続する際に、第２カバー１６４が変形しても、エジェクタ機能体１６０の変形抑制効果を得ることができる。

（２）上述の実施形態では、第１カバー１６３と第２カバー１６４とを接続する際に、第１カバー１６３に拡管部１６３ａを設けて、第１カバー１６３の拡管部１６３ａの内側に第２カバー１６４を固定しているが、もちろん、第２カバー１６４に拡管部を設けて、第２カバー１６４の拡管部の内側に第１カバー１６３を固定するようにしてもよい。

（３）上述の実施形態の第２接続工程では、第１カバー１６３の第１ネジ部１６３ｂと第２カバー１６４の第２ネジ部１６４ｂとを締め付けることによって、第２カバー１６４を第１カバー１６３に接続しているが、非加熱的固定手段であれば他の手段を採用してもよい。例えば、圧入、かしめ、接着等の固定手段を採用してもよい。

さらに、エジェクタ機能体１６０に熱変形が生じなければ、加熱を伴う固定手段を採用してもよい。具体的には、スポット溶接による固定を採用できる。

（４）上述の各実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を採用してもよい。さらに、本発明のエジェクタを高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルに適用してもよい。

（５）上述の各実施形態では、本発明のエジェクタ１６を備え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、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、エジェクタ式冷凍サイクル１０を、定置用の冷凍サイクル装置等に適用してもよい。また、本発明のエジェクタ１６の適用は、エジェクタ式冷凍サイクル１０に限定されない。

第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態のエジェクタの断面図である。 第１実施形態のエジェクタの一部拡大断面図である。 第２実施形態のエジェクタの断面図である。 第３実施形態のエジェクタの断面図である。 第４実施形態のエジェクタの断面図である。 第５実施形態のエジェクタおよび第１蒸発器の断面図である。

符号の説明

１６０ エジェクタ機能体
１６１ ノズル
１６２ ボデー
１６２ｂ 流体吸引口
１６２ｄ ディフューザ部
１６３、１６４ 第１、第２カバー
１６７ａ、１６７ｂ 第１、第２ユニオン
１７０ ゴム
１７１ Ｏリング

Claims (9)

1. 高圧流体を減圧膨張させるノズル（１６１）と、
   前記ノズル（１６１）に接続されてエジェクタ機能体（１６０）を構成するとともに、前記ノズル（１６１）から噴射される高速度の噴射流体によって流体を吸引する流体吸引口（１６２ｂ）、および、前記噴射流体と前記流体吸引口（１６２ｂ）から吸引された吸引流体との混合流体を昇圧させる昇圧部（１６２ｄ）が形成されたボデー（１６２）と、
   前記エジェクタ機能体（１６０）のうち、前記ノズル（１６１）側を収容する管状の第１カバー（１６３）と、
   前記エジェクタ機能体（１６０）のうち、前記第１カバー（１６３）に収容される部位を除く側を収容する管状の第２カバー（１６４）とを備え、
   前記第１カバー（１６３）の端部および前記第２カバー（１６４）の端部のうち少なくとも一方には、外部機器に接続される接続部（１６７ａ、１６７ｂ）が設けられ、
   前記第１カバー（１６３）には、前記エジェクタ機能体（１６０）および前記第２カバー（１６４）が固定されており、
   前記第２カバー（１６４）は、少なくとも前記エジェクタ機能体（１６０）のうち前記昇圧部（１６２ｄ）側端部と非接触状態となるように固定されていることを特徴とするエジェクタ。
2. 前記接続部は、前記外部機器に対して機械的に締結される締結部材（１６７ａ、１６７ｂ）によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ。
3. 前記第２カバー（１６４）は、前記エジェクタ機能体（１６０）の全体と非接触状態となるように固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタ。
4. 前記第２カバー（１６４）と前記ボデー（１６２）との間に形成される隙間空間には、弾性部材（１７０、１７１）が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。
5. 前記弾性部材は、前記エジェクタ機能体（１６０）のうち前記昇圧部（１６２ｄ）側端部に配置された円筒状のゴム（１７０）であり、
   前記ゴム（１７０）の内周面は、前記昇圧部（１６２ｄ）の内周面を流体流れ方向に延長させるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエジェクタ。
6. 前記弾性部材は、Ｏリング（１７１）であることを特徴とする請求項４に記載のエジェクタ。
7. 前記第２カバー（１６４）は、前記外部機器に予め接続された配管であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ。
8. 請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタの製造方法であって、
   前記ノズル（１６１）と前記ボデー（１６２）とを接続して、前記エジェクタ機能体（１６０）を構成する機能体構成工程と、
   前記エジェクタ機能体（１６０）のうち前記ノズル（１６１）側を、前記第１カバー（１６３）に接続する第１接続工程と、
   前記第１接続工程の後に、前記第２カバー（１６４）が少なくとも前記エジェクタ機能体（１６０）のうち前記昇圧部（１６２ｄ）側端部と非接触状態となるように、前記第２カバー（１６４）を前記第１カバー（１６３）に接続する第２接続工程とを有することを特徴とするエジェクタの製造方法。
9. 前記第２接続工程では、前記第１カバー（１６３）と前記第２カバー（１６４）とを非加熱的固定手段によって固定することを特徴とする請求項８に記載のエジェクタの製造方法。

Images