JP4600200B2 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents
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Description
分岐通路(16)に設けられた絞り機構(17)と、
分岐通路(16)において絞り機構(17)の下流側に設けられた蒸発器(18)とを備え、
絞り機構(17)をキャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)により構成し、
さらに、キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)と圧縮機(11)の吸入配管(25)との間で熱交換を行う熱交換構造(24)を備え、
熱交換構造(24)は、少なくともキャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)の入口直後から下流側へ向かって流れる冷媒と圧縮機(11)の吸入配管(25)を流れる吸入冷媒とを熱交換させる構成となっているエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
さらに、本発明では、キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)と圧縮機(11)の吸入配管(25)との間で熱交換を行う熱交換構造(24)を備え、熱交換構造(24)は、少なくともキャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)の入口直後から下流側へ向かって流れる冷媒と圧縮機(11)の吸入配管(25)を流れる吸入冷媒とを熱交換させる構成となっている。
これによると、キャピラリーチューブと圧縮機吸入配管(25)との熱交換により、キャピラリーチューブ内の減圧過程の冷媒を冷却できる。その結果、キャピラリチューブでの減圧過程において冷媒の乾き度が小さくなり、液相冷媒の割合が増加する。
これにより、キャピラリチューブでの減圧過程では、後述の図8の実線bに示すように、キャピラリーチューブ内の冷媒が等比体積線に沿った変化をするため、キャピラリーチューブ内にて冷媒が急激に膨張することを抑制できる。そのため、キャピラリーチューブ内を冷媒が流れ易くなり、所定の減圧量における蒸発器(18)の冷媒流量を増加させることができる。
さらに、上記の熱交換により蒸発器(18)入口の冷媒乾き度を低下させ、液冷媒の割合を増加させるので、蒸発器(18)の冷却性能を向上させることができる。
この複数のキャピラリチューブ(17a、17b、17c)を流路切替手段(21)にて切替使用するようになっている。
図1は本発明の第1実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクル10を車両用冷蔵装置に適用した例を示す。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機11は、プーリ12、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。
このキャピラリチューブ17は、図2に示すように分岐通路16を構成する高圧配管16aの内径により形成される通路面積Adおよび低圧配管16bの内径により形成される通路面積よりも十分小さい通路面積Asを持つ小径の配管にて構成される。
具体的には、車両用冷蔵装置の庫内空気を電動送風機20により吸入して冷却ユニット19に送風し、冷却ユニット19にて送風空気を冷却して車両用冷蔵装置の庫内へ吹き出し庫内空間(冷却対象空間)を冷却する。
図5は第2実施形態であり、低温側の第2蒸発器18の上流側に配置される絞り機構として、絞り量が異なる複数本のキャピラリーチューブ17a、17b、17cを用い、この複数本のキャピラリーチューブ17a、17b、17cを1つの流路切替弁21によって切替使用するようになっている。
図6、図7は第3実施形態であり、キャピラリーチューブ17自体が内部熱交換器24の一部を構成するようになっている。
図9は第4実施形態であり、上記第3実施形態において第2実施形態による絞り量が異なる複数本のキャピラリーチューブ17a、17b、17cを用い、この複数本のキャピラリーチューブ17a、17b、17cを1つの流路切替弁21によって切替使用するようにしたものである。複数本のキャピラリーチューブ17a、17b、17cおよび流路切替弁21は第2実施形態と同じでよい。
上述の各実施形態では、キャピラリーチューブ17、17a、17b、17cの下流側の所定領域17xのみを吸入配管25から引き離して吸入配管25との間で熱交換しない構成にしているが、第5実施形態では、図11(a)に示すように、キャピラリーチューブ17の下流側の所定領域17xおよび上流側の所定領域17yの両方を吸入配管25から引き離して吸入配管25との間で熱交換しない構成にしている。
図12は第6実施形態であり、図12(a)は図7(a)の内部熱交換器24の構成において吸入配管25およびキャピラリーチューブ17の外表面全体を断熱材27により被覆したものである。断熱材27は例えば樹脂系の多孔質発泡材等が好適であり、吸入配管25およびキャピラリーチューブ17の外表面に接着等により固定される。
図13は第7実施形態であり、冷蔵装置の断熱箱体28に設けられる断熱材28a自体を利用して、第6実施形態と同様の効果を発揮するようにしている。
上記の各実施形態では、第2蒸発器18の絞り機構としてキャピラリーチューブ17のみを設ける場合について説明したが、第8実施形態では図14に示すように第2蒸発器18の絞り機構として、キャピラリーチューブ17と別の絞り機構30とを組み合わせている。キャピラリーチューブ17に対して別の絞り機構30を組み合わせても、キャピラリーチューブ17による減圧過程においては前述の作用効果を同様に得ることができる。
(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述べるごとく種々変形可能である。
14b…冷媒吸引口、14d…昇圧部(ディフューザ部)、15…第1蒸発器、
16…分岐通路、17、17a〜17c…キャピラリーチューブ(絞り機構)、
18…第2蒸発器、24…内部熱交換器、25…吸入配管。
Claims (10)
- 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(13)と、
前記放熱器(13)出口側の冷媒を減圧膨張させるノズル部(14a)、前記ノズル部(14a)から噴出する高速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(14b)、および前記高速度の冷媒流と前記冷媒吸引口(14b)からの吸引冷媒とを混合した冷媒流の速度を減速して圧力を上昇させる昇圧部(14d)を有するエジェクタ(14)と、
前記エジェクタ(14)の上流側で分岐され前記冷媒吸引口(14b)に接続される分岐通路(16)と、
前記分岐通路(16)に設けられた絞り機構(17、17a、17b、17c)と、
前記分岐通路(16)において前記絞り機構(17、17a、17b、17c)の下流側に設けられた蒸発器(18)とを備え、
前記絞り機構をキャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)により構成し、
さらに、前記キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)と前記圧縮機(11)の吸入配管(25)との間で熱交換を行う熱交換構造(24)を備え、
前記熱交換構造(24)は、少なくとも前記キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)の入口直後から下流側へ向かって流れる冷媒と前記圧縮機(11)の吸入配管(25)を流れる吸入冷媒とを熱交換させる構成となっていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。 - 前記エジェクタ(14)の下流側に第1蒸発器(15)が接続され、
前記分岐通路(16)の蒸発器は、前記第1蒸発器(15)よりも冷媒蒸発温度が低い第2蒸発器(18)を構成することを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 - 前記キャピラリチューブとして、絞り量が異なる複数のキャピラリチューブ(17a、17b、17c)を用い、
前記複数のキャピラリチューブ(17a、17b、17c)を切替使用する流路切替手段(21)を備え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式冷凍サイクル。 - 前記流路切替手段(21)は、前記分岐通路(16)の蒸発器(18)の出口冷媒の過熱度に応じて前記複数のキャピラリチューブ(17a、17b、17c)を切替使用することを特徴とする請求項3に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記熱交換構造(24)は、前記キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)のうち下流側の所定領域(17x)を、前記吸入配管(25)から引き離して前記吸入配管(25)と熱交換しない構成としたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記熱交換構造(24)は、前記吸入配管(25)の外周面上に前記キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)を配置する構造であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記熱交換構造(24)は、前記吸入配管(25)の内部に前記キャピラリチューブ(17、17a、17b、17c)を配置する構造であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記熱交換構造(24)と周囲雰囲気との間を断熱する断熱手段(27、28a)を備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記断熱手段は、前記吸入配管(25)の外周側に被覆される断熱材(27)であることを特徴とする請求項8に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記分岐通路(16)の蒸発器(18)により冷却される冷却対象空間(29)を構成する断熱箱体(28)を有し、前記断熱箱体(28)の断熱材(28a)中に前記熱交換構造(24)を埋設し、
前記断熱材(28a)により前記断熱手段を構成することを特徴とする請求項8に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
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