JP4760843B2 - エジェクタ装置およびエジェクタ装置を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクル - Google Patents
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Description
内部に円断面の流体通路(143)が形成され、流体通路(143)の途中で通路断面積が最も縮小した喉部(144)と、喉部(144)から下流側に向かうほど通路断面積が拡大する末広部(145)とを有し、喉部(144)に流入する気液二相の流体を減圧して末広部(145)下流側先端の噴出口(142)から噴出するノズル(140)、を備えるエジェクタ装置であって、
ノズル(140)の軸方向断面における末広部(145)の形状は、流体を等エントロピ減圧させた際に圧力−エンタルピ線図上に描かれる等エントロピ線の傾きに対応するように、流体流通方向における中間部(147)の通路壁面の第1拡がり角度(θ1)よりも、中間部(147)から噴出口(142)までの出口部(148)の通路壁面の第2拡がり角度(θ2)が大きくなっており、中間部(147)は、通路壁面の第1拡がり角度(θ1)が一定であることを特徴としている。
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のエジェクタ装置を用いた蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、
流体は冷媒であり、
エジェクタ装置(14)は、ノズル(140)で気液二相状態の冷媒を減圧膨張させ、ノズル(140)で減圧膨張されて噴射される高速度冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(14b)と、ノズル(140)から噴射される高速度冷媒流と冷媒吸引口(14b)からの吸引冷媒とを混合し、混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部(14c、14d)とを有し、
エジェクタ装置(14)から導出された冷媒もしくは冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒の少なくともいずれかを蒸発させる蒸発器(15、18)と、
蒸発器(15、18)で蒸発した冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機(11)から吐出された冷媒から放熱して冷却する放熱用熱交換器(12)と、
圧縮機(11)、放熱用熱交換器(12)、エジェクタ装置(14)、および蒸発器(15、18)を接続して、放熱用熱交換器(12)の下流側の冷媒をエジェクタ装置(14)のノズル(140)に導入するとともに、圧縮機(11)が吐出した後再び吸入される前の冷媒の一部をエジェクタ装置(14)の冷媒吸引口(14b)に導く冷媒配管(16、20)と、を備えることを特徴としている。
図1は、本発明を適用した第1の実施形態におけるエジェクタ装置であるエジェクタ14の概略構造を示す断面図であり、図2は、エジェクタ14のノズル140の構成を示す断面図である。また、図3は、エジェクタ14を用いた蒸気圧縮式の冷凍サイクル10の概略構成を示す模式図である。
次に、第2の実施形態について図7および図8に基づいて説明する。
本発明は、前述の第1、第2の実施形態で例示したようなノズルばかりでなく、ニードル弁体を有し冷媒流量を可変するノズルにも適用することが可能である。
11 圧縮機
12 凝縮器(放熱用熱交換器)
14 エジェクタ(エジェクタ装置)
14b 冷媒吸引口
14c 混合部(実質的な昇圧部の一部)
14d ディフューザ部(昇圧部、実質的な昇圧部の一部)
15 第1蒸発器(蒸発器)
16 冷媒分岐配管(冷媒配管の一部)
18 第2蒸発器(蒸発器)
20 冷媒循環配管(冷媒配管の一部)
140、240、340、440、540、640、740 ノズル
142 噴出口
143、543、643、743 流体通路
144 喉部
145 末広部
146 導入部
147 中間部
148 出口部
540A、640A 本体部
540B、640B ニードル弁体
5401 内面(本体部の内面)
5402 外面(ニードル弁体の外面)
θ1 中間部の拡がり角度(第1拡がり角度)
θ2 出口部の拡がり角度(第2拡がり角度)
θin 導入部の拡がり角度(第3拡がり角度)
Claims (8)
- 内部に円断面の流体通路(143)が形成され、前記流体通路(143)の途中で通路断面積が最も縮小した喉部(144)と、前記喉部(144)から下流側に向かうほど通路断面積が拡大する末広部(145)とを有し、前記喉部(144)に流入する気液二相の流体を減圧して前記末広部(145)下流側先端の噴出口(142)から噴出するノズル(140)、を備えるエジェクタ装置であって、
前記ノズル(140)の軸方向断面における前記末広部(145)の形状は、前記流体を等エントロピ減圧させた際に圧力−エンタルピ線図上に描かれる等エントロピ線の傾きに対応するように、流体流通方向における中間部(147)の通路壁面の第1拡がり角度(θ1)よりも、前記中間部(147)から前記噴出口(142)までの出口部(148)の通路壁面の第2拡がり角度(θ2)が大きくなっており、
前記中間部(147)は、前記第1拡がり角度(θ1)が一定であることを特徴とするエジェクタ装置。 - 前記出口部(148)では、下流側に向かって前記第2拡がり角度(θ2)が漸次増大していることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ装置。
- 前記出口部(148)では、前記第2拡がり角度(θ2)が一定であることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ装置。
- 前記第1拡がり角度(θ1)が0.75°であるときに、前記第1拡がり角度(θ1)に対する前記噴出口(142)における前記第2拡がり角度(θ2)の比が1.33以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のエジェクタ装置。
- 前記末広部(145)は、前記中間部(147)の通路壁面の第1拡がり角度(θ1)よりも、前記喉部(144)から前記中間部(147)までの導入部(146)の通路壁面の第3拡がり角度(θin)が大きくなっていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のエジェクタ装置。
- 前記導入部(146)では、下流側に向かって前記第3拡がり角度(θin)が漸次減少していることを特徴とする請求項5に記載のエジェクタ装置。
- 前記導入部(146)では、前記第3拡がり角度(θin)が一定であることを特徴とする請求項5に記載のエジェクタ装置。
- 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のエジェクタ装置を用いた蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、
前記流体は冷媒であり、
前記エジェクタ装置(14)は、前記ノズル(140)で気液二相状態の冷媒を減圧膨張させ、前記ノズル(140)で減圧膨張されて噴射される高速度冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(14b)と、前記高速度冷媒流と前記冷媒吸引口(14b)からの吸引冷媒とを混合し、混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部(14c、14d)とを有し、
前記エジェクタ装置(14)から導出された冷媒もしくは前記冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒の少なくともいずれかを蒸発させる蒸発器(15、18)と、
前記蒸発器(15、18)で蒸発した冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒から放熱して冷却する放熱用熱交換器(12)と、
前記圧縮機(11)、前記放熱用熱交換器(12)、前記エジェクタ装置(14)、および前記蒸発器(15、18)を接続して、前記放熱用熱交換器(12)の下流側の冷媒を前記ノズル(140)に導入するとともに、前記圧縮機(11)が吐出した後再び吸入する前の冷媒の一部を前記冷媒吸引口(14b)に導く冷媒配管(16、20)と、を備えることを特徴とするエジェクタ装置を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクル。
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