JP5104583B2

JP5104583B2 - Ejector

Info

Publication number: JP5104583B2
Application number: JP2008161363A
Authority: JP
Inventors: 繁次大石
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010001802A

Description

本発明は、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に関する。 The present invention relates to an ejector that sucks fluid from a fluid suction port by suction action of high-speed jet fluid ejected from a nozzle.

従来、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し、吸引された吸引流体と噴射流体とを昇圧部にて混合して昇圧させるエジェクタが知られている。例えば、特許文献１には、１組のストレート形状部とテーパ形状部を有する流体通路によって昇圧部を構成し、この昇圧部の各諸元を適切に設定することで、エジェクタ効率を向上できることが記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an ejector that sucks fluid from a fluid suction port by suction action of high-speed jet fluid jetted from a nozzle, and mixes the sucked suction fluid and jet fluid at a boosting unit to boost the pressure. . For example, in Patent Document 1, it is possible to improve the ejector efficiency by configuring the pressure-increasing portion by a fluid passage having a pair of straight shape portion and taper-shaped portion, and appropriately setting each specification of the pressure-increasing portion. Are listed.

なお、特許文献１におけるストレート形状部は、流体通路面積が略一定に形成された部位であり、ノズルから噴射される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させる混合部として機能する。一方、テーパ形状部は、流体通路面積が流体流れ方向へ向かって徐々に拡大するように形成された部位であり、混合部にて混合された混合流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ部として機能する。 In addition, the straight shape part in patent document 1 is a site | part in which the fluid channel | path area was formed substantially constant, and functions as a mixing part which mixes the injection fluid injected from a nozzle, and the suction fluid attracted | sucked from the fluid suction port. To do. On the other hand, the tapered portion is a portion formed so that the fluid passage area gradually increases in the fluid flow direction, and the diffuser portion converts the velocity energy of the mixed fluid mixed in the mixing portion into pressure energy. Function as.

さらに、特許文献２には、量産性の向上および製造コスト低減を狙ったエジェクタが開示されている。具体的には、この特許文献２のエジェクタでは、ノズル等のエジェクタ構成部品が接続・固定されるボデーに混合部（ストレート形状部）の一部を形成し、混合部の残りの部位とディフューザ部（テーパ形状部）を構成する管状部材を、ボデーに接続することによって昇圧部を構成している。 Furthermore, Patent Document 2 discloses an ejector aimed at improving mass productivity and reducing manufacturing costs. Specifically, in the ejector of Patent Document 2, a part of the mixing part (straight shape part) is formed on a body to which ejector components such as a nozzle are connected and fixed, and the remaining part of the mixing part and the diffuser part The pressure increasing part is configured by connecting the tubular member constituting the (tapered shape part) to the body.

そして、この管状部材を、金属配管を塑性加工によって形成することで、切削加工によって形成する場合に対して、エジェクタの量産性の向上および製造コストの低減を図っている。
特開２００３−０１４３１８号公報特開２００６−２３３８０７号公報 Then, by forming this tubular member by plastic working of the metal pipe, the mass productivity of the ejector is improved and the manufacturing cost is reduced as compared with the case of forming the tubular member by cutting.
JP 2003-014318 A JP 2006-233807 A

ところで、エジェクタのノズルへ流入する流体のノズル側流量Ｇｎｏｚは、エジェクタが適用される装置によって異なる。このため、特許文献１のように、エジェクタに高いエジェクタ昇圧性能を発揮させるためには、エジェクタが適用される装置に応じて、昇圧部の各諸元を適切に設定する必要がある。 By the way, the nozzle side flow rate Gnoz of the fluid flowing into the nozzle of the ejector differs depending on the device to which the ejector is applied. For this reason, as shown in Patent Document 1, in order for the ejector to exhibit high ejector boosting performance, it is necessary to appropriately set the specifications of the boosting unit in accordance with the device to which the ejector is applied.

例えば、ノズル側流量Ｇｎｏｚが少なくなる装置に適用されるエジェクタでは、混合部（ストレート形状部）の冷媒通路面積を小さく設定しなければならない。従って、特許文献２のようにボデーと管状部材とを接続することによって昇圧部を構成する場合、ノズル側流量Ｇｎｏｚの低下に応じて、混合部に接続される管状部材の入口側の冷媒通路面積を縮小させなければならない。 For example, in an ejector applied to an apparatus that reduces the nozzle-side flow rate Gnoz, the refrigerant passage area of the mixing portion (straight shape portion) must be set small. Accordingly, when the pressure increasing unit is configured by connecting the body and the tubular member as in Patent Document 2, the refrigerant passage area on the inlet side of the tubular member connected to the mixing unit according to the decrease in the nozzle-side flow rate Gnoz. Must be reduced.

しかしながら、管状部材は塑性加工によって製造されるので、管状部材の入口側の冷媒通路面積を縮小させると、管状部材の流体入口側にシワが発生する等の加工成形上の不具合が生じやすくなる。 However, since the tubular member is manufactured by plastic working, if the refrigerant passage area on the inlet side of the tubular member is reduced, problems in processing and molding such as wrinkles are likely to occur on the fluid inlet side of the tubular member.

本発明は、上記点に鑑み、ノズルへ流入する流体の流量によらず、量産性の向上および製造コストの低減を図ることができるエジェクタを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ejector capable of improving mass productivity and reducing manufacturing cost regardless of the flow rate of fluid flowing into a nozzle.

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流体を減圧させて噴射するノズル（１５１）と、ノズル（１５１）から噴射された噴射流体の流れによって流体を吸引する流体吸引口（１５２ｂ）、および、流体吸引口（１５２ｂ）から吸引された吸引流体と噴射流体とを混合して昇圧させる昇圧部（１５２ｅ、１５３ａ）が形成されたハウジング（１５２、１５３）とを備え、
昇圧部は、流体通路面積が一定に形成された複数のストレート形状部（１５２ｆ、１５２ｈ、１５３ｂ、１５３ｄ）、および、流体通路面積が流体の流れ方向に向かって徐々に拡大されるように形成された複数のテーパ形状部（１５２ｇ、１５３ｃ）を有する流体通路（１５２ｅ、１５３ａ）によって構成され、複数のストレート形状部（１５２ｆ、１５２ｈ、１５３ｂ、１５３ｄ）および複数のテーパ形状部（１５２ｇ、１５３ｃ）は、順次繰り返し配置されており、
ハウジングは、流体吸引口（１５２ｂ）および前記流体通路のうち上流側を構成する第１流体通路（１５２ｅ）が形成されたボデー部（１５２）、並びに、前記流体通路のうち下流側を構成する第２流体通路（１５３ａ）が形成された管状部材（１５３）を接続することによって構成されており、
ボデー部（１５２）は、金属材料に穴あけ加工を施すことにより第１流体通路（１５２ｅ）が形成されたものであり、
第１流体通路（１５２ｅ）には、少なくとも１つ以上のストレート形状部（１５２ｆ）、および、ストレート形状部（１５２ｆ）の下流側に設けられた少なくとも１つ以上のテーパ形状部（１５２ｇ）が配置されており、
管状部材（１５３）は、金属配管を塑性加工することによって第２流体通路（１５３ａ）が形成されたものであり、第２流体通路（１５３ａ）には、少なくとも１つ以上のテーパ形状部（１５３ｃ）が配置されているエジェクタを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the nozzle (151) that ejects the fluid while reducing the pressure, and the fluid suction port that sucks the fluid by the flow of the ejected fluid ejected from the nozzle (151). (152b), and a housing (152, 153) in which a pressure increasing part (152e, 153a) for mixing and increasing the pressure of the suction fluid sucked from the fluid suction port (152b) is formed,
The pressurizing part is formed such that a plurality of straight-shaped parts (152f, 152h, 153b, 153d) having a constant fluid passage area, and the fluid passage area is gradually enlarged in the fluid flow direction. The plurality of straight-shaped portions (152f, 152h, 153b, 153d) and the plurality of tapered-shaped portions (152g, 153c) are configured by the fluid passageway (152e, 153a) having a plurality of tapered-shaped portions (152g, 153c). , Are arranged repeatedly in sequence ,
The housing includes a fluid suction port (152b) and a body portion (152) formed with a first fluid passage (152e) that constitutes an upstream side of the fluid passage, and a second portion that constitutes a downstream side of the fluid passage. It is constituted by connecting a tubular member (153) in which two fluid passages (153a) are formed,
The body part (152) is formed with a first fluid passage (152e) by drilling a metal material.
At least one or more straight shape portions (152f) and at least one taper shape portion (152g) provided on the downstream side of the straight shape portions (152f) are disposed in the first fluid passageway (152e). Has been
The tubular member (153) has a second fluid passage (153a) formed by plastic processing of a metal pipe, and the second fluid passage (153a) has at least one tapered portion (153c). ) Is disposed .

これによれば、ボデー部（１５２）の第１流体通路（１５２ｅ）に形成された少なくとも１つ以上のストレート形状部（１５２ｆ）によって、ノズル（１５１）から噴射される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させるための適切な形状の混合部を構成できる。
さらに、複数のストレート形状部（１５２ｆ、１５２ｈ、１５３ｂ、１５３ｄ）および複数のテーパ形状部（１５２ｇ、１５３ｃ）を順次繰り返し配置した流体通路（１５２ｅ、１５３ａ）によって昇圧部を形成しているので、昇圧部の流体通路面積を、流体の流れ方向に向かって段階的に拡大させることができる。 According to this, the ejected fluid ejected from the nozzle (151) and the fluid suction port by the at least one straight shape portion (152f) formed in the first fluid passage (152e) of the body portion (152). An appropriately shaped mixing unit for mixing the sucked suction fluid can be configured.
Further, the pressure increasing portion is formed by the fluid passage (152e, 153a) in which the plurality of straight shape portions (152f, 152h, 153b, 153d) and the plurality of taper shape portions (152g, 153c) are sequentially arranged. The fluid passage area of the portion can be expanded stepwise in the fluid flow direction.

特に、請求項１に記載の発明では、ボデー部（１５２）の金属材料に穴あけ加工をすることにより、ボデー部（１５２）の第１流体通路（１５２ｅ）のうち上流側に位置するストレート形状部（１５２ｆ）において十分小さな冷媒通路面積を設定できる。そして、ボデー部（１５２）の第１流体通路（１５２ｅ）のうちストレート形状部（１５２ｆ）の下流側にはテーパ形状部（１５２ｇ）が設けられているので、このテーパ形状部（１５２ｇ）のテーパ角度を調整することで、テーパ形状部（１５２ｇ）の出口側の冷媒通路面積を拡大することができる。これにより、管状部材（１５３）に形成される第２流体通路（１５３ａ）の入口側の冷媒通路面積を塑性加工が可能な冷媒通路面積となるように拡大することができるので、管状部材（１５３）の全部を金属配管への塑性加工によって良好に形成することが可能となる。
その結果、ノズルへ流入する流体の流量によらず、エジェクタの量産性の向上および製造コストの低減を図ることができる。なお、本請求項１における「流体通路面積が一定」とは、流体通路面積が完全に一定であることのみを意味するものではなく、製造誤差の都合で微小に変化している略一定のものも含む意味である。 In particular, in the first aspect of the present invention, a straight-shaped portion located upstream of the first fluid passage (152e) of the body portion (152) by drilling a metal material of the body portion (152). In (152f), a sufficiently small refrigerant passage area can be set. And since the taper-shaped part (152g) is provided in the downstream of the straight-shaped part (152f) among the 1st fluid passages (152e) of the body part (152), the taper of this taper-shaped part (152g). By adjusting the angle, the area of the refrigerant passage on the outlet side of the tapered portion (152g) can be enlarged. As a result, the refrigerant passage area on the inlet side of the second fluid passage (153a) formed in the tubular member (153) can be expanded so as to be a refrigerant passage area that can be plastically processed, so that the tubular member (153) ) Can be satisfactorily formed by plastic working into metal piping.
As a result, it is possible to improve the mass productivity of the ejector and reduce the manufacturing cost regardless of the flow rate of the fluid flowing into the nozzle. The term “the fluid passage area is constant” in claim 1 does not only mean that the fluid passage area is completely constant, but is substantially constant that is slightly changed due to manufacturing errors. It also includes the meaning.

また、請求項１に記載の発明では、前述した通り、第２流体通路（１５３ａ）には、少なくとも１つ以上のテーパ形状部（１５３ｃ）が配置されているので、第２流体通路（１５３ａ）に配置されたテーパ形状部（１５３ｃ）をディフューザ部として機能させて流体を十分に昇圧することができる。 In the first aspect of the invention, as described above , since at least one or more tapered portions (153c) are arranged in the second fluid passage (153a), the second fluid passage (153a). The taper-shaped portion (153c) arranged in the above can function as a diffuser portion to sufficiently raise the fluid pressure.

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、第１流体通路（１５２ｅ）のうち、管状部材（１５３）との接続部側には、テーパ形状部（１５２ｇ）が配置され、第２流体通路（１５３ａ）のうち、ボデー部（１５２）との接続部側には、前記ストレート形状部（１５３ｂ）が配置されていてもよい。 Further, as in the invention described in claim 2 , in the ejector described in claim 1 , in the first fluid passageway (152e), the tapered portion (152g) is formed on the connection portion side with the tubular member (153). ) And the straight-shaped portion (153b) may be disposed on the side of the second fluid passage (153a) connected to the body portion (152).

また、請求項３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、第１流体通路（１５２ｅ）のうち、管状部材（１５３）との接続部側には、ストレート形状部（１５２ｈ）が配置され、第２流体通路（１５３ａ）のうち、ボデー部（１５２）との接続部側には、ストレート形状部（１５３ｂ）が配置されていてもよい。 It is preferable as defined in claim 3, in the ejector according to claim 1, of the first fluid passage (152e), the connecting portion side of the tubular member (153) is a straight shaped portion (152h ) And a straight-shaped portion (153b) may be disposed on the side of the second fluid passage (153a) that is connected to the body portion (152).

なお、この欄および特許請求の範囲に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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
図１〜３により、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明のエジェクタ１５を備えるエジェクタ式冷凍サイクル１０を、水道水を加熱して台所や風呂等に給湯するヒートポンプ式給湯機１に適用している。図１は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１の全体構成図である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the ejector-type refrigeration cycle 10 including the ejector 15 of the present invention is applied to a heat pump water heater 1 that heats tap water and supplies hot water to a kitchen or a bath. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a heat pump type water heater 1 according to the present embodiment.

ヒートポンプ式給湯機１は、貯湯タンク２１内の給湯水を循環させる水循環回路２０、および、給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクルとしてのエジェクタ式冷凍サイクル１０を備えている。従って、本実施形態における流体は、エジェクタ式冷凍サイクル１０を循環する冷媒となる。また、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。 The heat pump hot water heater 1 includes a water circulation circuit 20 that circulates hot water in the hot water storage tank 21 and an ejector refrigeration cycle 10 as a heat pump cycle for heating the hot water. Therefore, the fluid in the present embodiment is a refrigerant that circulates in the ejector refrigeration cycle 10. In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant, and a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant is configured.

まず、水循環回路２０について説明する。貯湯タンク２１は、断熱構造を有して高温の給湯水を長時間保温するための温水タンクであり、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成されている。 First, the water circulation circuit 20 will be described. The hot water storage tank 21 is a hot water tank that has a heat insulating structure and retains hot hot water for a long time, and is formed of a metal (for example, stainless steel) having excellent corrosion resistance.

貯湯タンク２１に貯留された給湯水は、貯湯タンク２１の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク２１内の下部に設けられた給水口から水道水が給水されるようになっている。 Hot water stored in the hot water storage tank 21 is discharged from a hot water outlet provided in the upper part of the hot water storage tank 21 and mixed with cold water from a tap water at a temperature control valve (not shown) to adjust the temperature, and then a kitchen, a bath, etc. Hot water is supplied. In addition, tap water is supplied from a water supply port provided in the lower part of the hot water storage tank 21.

水循環回路２０には、給湯水を循環させる電動ポンプ２２が配置されている。この電動ポンプ２２は、図示しない制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。そして、制御装置が電動ポンプ２２を作動させると、給湯水は、電動ポンプ２２→後述する水−冷媒熱交換器１２の水側通路１２ａ→貯湯タンク２１→電動ポンプ２２の順に循環する。 The water circulation circuit 20 is provided with an electric pump 22 for circulating hot water. The operation of the electric pump 22 is controlled by a control signal output from a control device (not shown). When the control device activates the electric pump 22, the hot water is circulated in the order of the electric pump 22 → the water-side passage 12 a of the water-refrigerant heat exchanger 12 described later → the hot water storage tank 21 → the electric pump 22.

次に、エジェクタ式冷凍サイクル１０について説明する。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、圧縮して吐出するもので、本実施形態では、吐出容量が固定された圧縮機構１１ａを電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機を採用している。この圧縮機構１１ａとしては、具体的に、スクロール型、ベーン型、ローリングピストン型等の各種圧縮機構を採用できる。 Next, the ejector refrigeration cycle 10 will be described. In the ejector refrigeration cycle 10, the compressor 11 sucks refrigerant, compresses it, and discharges it. In this embodiment, the electric compressor 11 drives a compression mechanism 11a having a fixed discharge capacity by an electric motor 11b. Is adopted. Specifically, various compression mechanisms such as a scroll type, a vane type, and a rolling piston type can be employed as the compression mechanism 11a.

電動モータ１１ｂは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機構１１ａの冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態の電動モータ１１ｂは、圧縮機構１１ａの冷媒吐出能力を変更する吐出能力変更手段を構成している。 The operation (rotation speed) of the electric motor 11b is controlled by a control signal output from the control device, and either an AC motor or a DC motor may be adopted. And the refrigerant | coolant discharge capability of the compression mechanism 11a is changed by this rotation speed control. Therefore, the electric motor 11b of the present embodiment constitutes a discharge capacity changing unit that changes the refrigerant discharge capacity of the compression mechanism 11a.

圧縮機１１の吐出側には、水−冷媒熱交換器１２の冷媒側通路１２ｂが接続されている。水−冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒側通路１２ｂと給湯水が通過する水側通路１２ａとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器である。 A refrigerant side passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 is connected to the discharge side of the compressor 11. The water-refrigerant heat exchanger 12 is a heat exchanger configured to include a refrigerant side passage 12b through which a high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 passes and a water side passage 12a through which hot water passes. This is a heat radiator that radiates the amount of heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 to the hot water supply.

なお、前述の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器１２の冷媒側通路１２ｂでは、冷媒（二酸化炭素）は凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。 As described above, since the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment constitutes a supercritical refrigeration cycle, the refrigerant (carbon dioxide) is condensed in the refrigerant side passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12. Without dissipating heat in the supercritical state.

水−冷媒熱交換器１２の冷媒側通路１２ｂ出口側には、冷媒側通路１２ｂから流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部１３が接続されている。分岐部１３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ている。このような三方継手は、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。 A branch portion 13 for branching the flow of the high-pressure refrigerant flowing out from the refrigerant side passage 12b is connected to the outlet side of the refrigerant side passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12. The branch portion 13 has a three-way joint structure having three inflow / outflow ports, and one of the inflow / outflow ports is a refrigerant inflow port, and two are refrigerant outflow ports. Such a three-way joint may be constituted by joining pipes having different pipe diameters, or may be constituted by providing a plurality of refrigerant passages having different passage diameters in a metal block or a resin block.

さらに、分岐部１３の一方の冷媒流出口には、分岐部１３と後述するエジェクタ１５のノズル１５１入口側とを接続する第１冷媒配管１４ａが接続され、他方の冷媒流出口には、分岐部１３と後述する電気式膨張弁１７入口側とを接続する第２冷媒配管１４ｂが接続されている。なお、第１冷媒配管１４ａは、エジェクタ１５の駆動流が流通する駆動流側配管である。 Further, a first refrigerant pipe 14a that connects the branch portion 13 and a nozzle 151 inlet side of an ejector 15 described later is connected to one refrigerant outlet of the branch portion 13, and a branch portion is connected to the other refrigerant outlet. A second refrigerant pipe 14b is connected to 13 and an electric expansion valve 17 inlet side described later. The first refrigerant pipe 14a is a drive flow side pipe through which the drive flow of the ejector 15 flows.

エジェクタ１５は、冷媒減圧手段の機能を果たすとともに、ノズル１５１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運動量輸送式ポンプとしての機能を果たすものである。このエジェクタ１５の詳細構成については図２により説明する。図２は、エジェクタ１５の軸方向断面図である。 The ejector 15 functions as a refrigerant decompression unit, and also functions as a momentum transport pump that circulates the refrigerant by the suction action of the injection refrigerant injected from the nozzle 151. The detailed configuration of the ejector 15 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an axial sectional view of the ejector 15.

図２に示すように、本実施形態のエジェクタ１５は、ノズル１５１、ボデー部１５２、管状部材１５３、ニードル１５４、駆動部１５５等を有して構成されている。まず、ノズル１５１は、第１冷媒配管１４ａを介して内部へ流入した冷媒を、等エントロピ的に減圧させて噴射するもので、略円柱状の金属（例えば、ステンレス鋼）に切削加工を施すことによって形成されている。 As shown in FIG. 2, the ejector 15 of this embodiment includes a nozzle 151, a body part 152, a tubular member 153, a needle 154, a driving part 155, and the like. First, the nozzle 151 is an isentropic decompression jet that injects the refrigerant that has flowed into the inside through the first refrigerant pipe 14a, and performs cutting on a substantially cylindrical metal (for example, stainless steel). Is formed by.

具体的には、ノズル１５１は、径の異なる２つの円筒部材を同軸状に結合した形状に形成されており、径の大きい側の大径部１５１ａの外周面が、ボデー部１５２に圧入固定されている。さらに、大径部１５１ａには、第１冷媒配管１４ａを介して流入する冷媒を、ノズル１５１内に形成された冷媒通路１５１ｃへ流入させるノズル流入口１５１ｄが設けられている。 Specifically, the nozzle 151 is formed in a shape in which two cylindrical members having different diameters are coaxially coupled, and the outer peripheral surface of the large-diameter portion 151 a on the larger diameter side is press-fitted and fixed to the body portion 152. ing. Furthermore, the large-diameter portion 151a is provided with a nozzle inlet 151d that allows the refrigerant flowing in through the first refrigerant pipe 14a to flow into the refrigerant passage 151c formed in the nozzle 151.

この冷媒通路１５１ｃは、大径部１５１ａ側から小径部１５１ｂ側へ冷媒を流すように形成されている。冷媒通路１５１ｃのうち下流側（小径部１５１ｂ側）の部位は、ノズル１５１の軸方向に延びて、その冷媒通路面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小するように形成されている。これにより、冷媒通路１５１ｃを流通する冷媒が減圧されて、冷媒通路１５１ｃの最下流部に形成された冷媒噴射口１５１ｅから矢印１００方向へ噴射される。 The refrigerant passage 151c is formed so that the refrigerant flows from the large diameter portion 151a side to the small diameter portion 151b side. A portion of the refrigerant passage 151c on the downstream side (small diameter portion 151b side) extends in the axial direction of the nozzle 151 and is formed so that the refrigerant passage area gradually decreases in the refrigerant flow direction. Thereby, the refrigerant | coolant which distribute | circulates the refrigerant path 151c is pressure-reduced, and is injected to the arrow 100 direction from the refrigerant | coolant injection port 151e formed in the most downstream part of the refrigerant path 151c.

また、冷媒通路１５１ｃの内部には、ノズル１５１の軸方向に変位して冷媒通路１５１ｃの冷媒通路面積を変化させるニードル１５４が配置されている。このニードル１５４は、ノズル１５１と同軸状に延びる針状部材であって、円柱状の金属（例えば、ステンレス鋼）に切削加工を施すことによって形成されている。 A needle 154 that is displaced in the axial direction of the nozzle 151 and changes the refrigerant passage area of the refrigerant passage 151c is disposed inside the refrigerant passage 151c. The needle 154 is a needle-like member extending coaxially with the nozzle 151, and is formed by cutting a cylindrical metal (for example, stainless steel).

さらに、ニードル１５４の冷媒噴射口１５１ｅ側の端部には冷媒の噴射方向に向かって先細るテーパ形状の先端部が形成されており、この先端部は冷媒噴射口１５１ｅよりも下流側へ至る範囲まで延びている。従って、ニードル１５４を変位させると、冷媒通路１５１ｃの冷媒通路面積のみならず、冷媒噴射口１５１ｅの開口面積も変化する。一方、ニードル１５４の反対側の端部は駆動部１５５に連結されている。 Further, a tapered tip end portion that tapers in the coolant injection direction is formed at an end portion of the needle 154 on the coolant injection port 151e side, and this tip portion extends to the downstream side of the coolant injection port 151e. It extends to. Therefore, when the needle 154 is displaced, not only the refrigerant passage area of the refrigerant passage 151c but also the opening area of the refrigerant injection port 151e changes. On the other hand, the opposite end of the needle 154 is connected to the drive unit 155.

駆動部１５５は、ニードル１５４を駆動変位させるモータアクチュエータであって、コイル１５５ａ、ロータ１５５ｂ、キャン１５５ｃ、ガイド１５５ｄおよびワッシャ１５５ｅを有して構成されている。コイル１５５ａは、制御装置より出力される制御信号によって、ロータ１５５ｂをニードル１５４の軸周りに回転させる回転磁力を発生させるものである。 The drive unit 155 is a motor actuator that drives and displaces the needle 154, and includes a coil 155a, a rotor 155b, a can 155c, a guide 155d, and a washer 155e. The coil 155a generates a rotating magnetic force that rotates the rotor 155b around the axis of the needle 154 by a control signal output from the control device.

ガイド１５５ｄはノズル１５１に圧入固定され、ガイド１５５ｄの内径部にはニードル１５４が摺動可能な状態で挿入されている。ニードル１５４の駆動部側の端部は、ワッシャ１５５ｅを介してロータ１５５ｂに結合されている。 The guide 155d is press-fitted and fixed to the nozzle 151, and a needle 154 is slidably inserted into the inner diameter portion of the guide 155d. The end of the needle 154 on the drive unit side is coupled to the rotor 155b via a washer 155e.

また、ロータ１５５ｂの円筒部内側にはニードル１５４の駆動機構の一部としての雌ネジが形成されており、この雌ネジがガイド１５５ｄの外周に形成された雄ネジに螺合されている。これにより、ロータ１５５ｂが回転されるとロータ１５５ｂおよびニードル１５４が軸方向に移動するようになっている。ボデー部１５２の軸方向一端側には、ロータ１５５ｂを覆う非磁性体金属製のカップ状のキャン１５５ｃが溶接されている。 Further, a female screw as a part of the drive mechanism of the needle 154 is formed inside the cylindrical portion of the rotor 155b, and this female screw is screwed to a male screw formed on the outer periphery of the guide 155d. Thereby, when the rotor 155b is rotated, the rotor 155b and the needle 154 move in the axial direction. A cup-shaped can 155c made of a non-magnetic metal that covers the rotor 155b is welded to one end of the body portion 152 in the axial direction.

次に、ボデー部１５２は、前述のノズル１５１、駆動部１５５等が固定されるとともに、その内部に冷媒を流入出させる各種開口穴、および、これらの開口穴から流入した冷媒を流通させる各種冷媒通路等が形成されたもので、加工性、耐食性に優れ、かつ、溶接性、ろう付け性に適した円柱状の金属（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５等のステンレス鋼）にプレス加工、切削加工および穴あけ加工を施すことによって形成されている。 Next, the body portion 152 is fixed with the nozzle 151, the drive portion 155, and the like, and various opening holes through which the refrigerant flows in and out, and various refrigerants through which the refrigerant flowing from these opening holes flows. Pressed, cut and drilled in a cylindrical metal (for example, stainless steel such as SUS304, SUS305, etc.) that is formed with a passage and has excellent workability and corrosion resistance and is suitable for weldability and brazing. It is formed by processing.

各種開口穴としては、第１冷媒配管１４ａとノズル１５１のノズル流入口１５１ｄとを連通させる冷媒流入口１５２ａ、後述する吸引側蒸発器１８下流側冷媒を吸引する冷媒吸引口１５２ｂ、および、冷媒吸引口１５２ｂから吸引された吸引冷媒とノズル１５１ｅの冷媒噴射口１５１ｅから噴射された噴射冷媒との混合冷媒を流出させる冷媒流出口１５２ｃが形成されている。 The various opening holes include a refrigerant inlet 152a that communicates the first refrigerant pipe 14a and the nozzle inlet 151d of the nozzle 151, a refrigerant suction port 152b that sucks downstream refrigerant, which will be described later, and a refrigerant suction port. A refrigerant outlet 152c is formed through which a mixed refrigerant of the suction refrigerant sucked from the port 152b and the jet refrigerant jetted from the refrigerant jet port 151e of the nozzle 151e flows out.

冷媒流入口１５２ａは、ノズル１５１の大径部１５１ａの外周側に配置され、ノズル１５１の軸方向に対して垂直方向に開口している。そして、この冷媒流入口１５２ａには、前述の第１冷媒配管１４ａが接続されている。 The refrigerant inlet 152 a is disposed on the outer peripheral side of the large diameter portion 151 a of the nozzle 151 and opens in a direction perpendicular to the axial direction of the nozzle 151. The first refrigerant pipe 14a is connected to the refrigerant inlet 152a.

冷媒吸引口１５２ｂは、ノズル１５１の小径部１５１ｂの外周側に配置され、ノズル１５１の軸方向に対して垂直方向に開口している。従って、冷媒吸引口１５２ｂから吸引される吸引流体の流れ方向と噴射冷媒の噴射方向とは、垂直に交わることになる。さらに、この冷媒吸引口１５２ｂには、吸引側蒸発器１８出口側に接続された吸引流側配管である第３冷媒配管１４ｃが接続されている。 The refrigerant suction port 152 b is disposed on the outer peripheral side of the small diameter portion 151 b of the nozzle 151 and opens in a direction perpendicular to the axial direction of the nozzle 151. Therefore, the flow direction of the suction fluid sucked from the refrigerant suction port 152b and the injection direction of the injection refrigerant intersect perpendicularly. Further, a third refrigerant pipe 14c that is a suction flow side pipe connected to the outlet side of the suction side evaporator 18 is connected to the refrigerant suction port 152b.

冷媒流出口１５２ｃは、ノズル１５１に対して同軸上に配置され、ノズル１５１の軸方向に開口している。そして、冷媒流出口１５２ｃには、管状部材１５３が接続されている。なお、第１冷媒配管１４ａ、第３冷媒配管１４ｃ、管状部材１５３は、金属（例えば、銅）製の配管で構成されており、ボデー部１５２に対して、ろう付け等の手段により接合されている。 The refrigerant outlet 152 c is disposed coaxially with the nozzle 151 and opens in the axial direction of the nozzle 151. A tubular member 153 is connected to the refrigerant outlet 152c. In addition, the 1st refrigerant | coolant piping 14a, the 3rd refrigerant | coolant piping 14c, and the tubular member 153 are comprised by piping made from metal (for example, copper), and are joined with respect to the body part 152 by means, such as brazing. Yes.

また、各種冷媒通路としては、冷媒吸引口１５２ｂから吸引された吸引冷媒をノズル１５１の冷媒噴射口１５１ｅ側へ導く吸引通路１５２ｄ、および、この吸引通路１５２ｄと連続的に設けられて混合冷媒を冷媒流出口１５２ｃへ導く第１冷媒通路１５２ｅが形成されている。 In addition, as various refrigerant passages, a suction passage 152d that guides the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 152b to the refrigerant injection port 151e side of the nozzle 151, and a suction passage 152d that is continuously provided with the suction passage 152d, the mixed refrigerant is used as the refrigerant. A first refrigerant passage 152e leading to the outflow port 152c is formed.

さらに、この第１冷媒通路１５２ｅは、冷媒通路面積が一定に形成された第１ストレート形状部１５２ｆ、第１ストレート形状部１５２ｆの下流側であって、流体通路面積が冷媒の流れ方向に向かって徐々に拡大されるように形成された第１テーパ形状部１５２ｇを有して構成されている。 Further, the first refrigerant passage 152e is on the downstream side of the first straight shape portion 152f, the first straight shape portion 152f having a constant refrigerant passage area, and the fluid passage area is directed toward the flow direction of the refrigerant. The first tapered portion 152g is formed so as to be gradually enlarged.

第１ストレート形状部１５２ｆは、混合冷媒を混合させる混合部としての機能を果たす。さらに、第１ストレート形状部１５２ｆの冷媒通路面積は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０においてサイクルを循環する冷媒の流量、すなわちノズル１５１へ流入するノズル側流量Ｇｎｏｚに対して、エジェクタ１５が高いエジェクタ昇圧性能を発揮できるように設定されている。 The first straight shape portion 152f functions as a mixing portion that mixes the mixed refrigerant. Further, the refrigerant passage area of the first straight shape portion 152f is higher in the ejector 15 than the flow rate of the refrigerant circulating in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, that is, the nozzle-side flow rate Gnoz flowing into the nozzle 151. It is set so that the ejector boosting performance can be demonstrated.

また、第１テーパ形状部１５２ｇは、混合部にて混合された混合冷媒の流速を減速して冷媒圧力を上昇させる、すなわち速度エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ部として機能する。 The first taper-shaped part 152g functions as a diffuser part that decelerates the flow rate of the mixed refrigerant mixed in the mixing part and increases the refrigerant pressure, that is, converts speed energy into pressure energy.

管状部材１５３は、その内部に、ボデー１５２の第１冷媒通路１５２ｅを延長させるように形成された第２冷媒通路１５３ａが形成されたもので、金属配管（銅配管）にスウェージング加工、縮管あるいは拡管といった塑性加工を施すことによって形成されたものである。 The tubular member 153 is formed with a second refrigerant passage 153a formed so as to extend the first refrigerant passage 152e of the body 152. The tubular member 153 is formed by swaging the metal pipe (copper pipe). Alternatively, it is formed by performing plastic working such as pipe expansion.

具体的には、第２冷媒通路１５３ａは、第１冷媒通路１５２ｅの第１テーパ形状部１５２ｇの最下流側と同等の冷媒通路面積を有する第２ストレート形状部１５３ｂ、この第２ストレート形状部１５３ｂの下流側に配置されて冷媒通路面積を徐々に拡大させる第２テーパ形状部１５３ｃ、さらに、第２テーパ形状部１５３ｃの最下流側と同等の冷媒通路面積を有する第３ストレート形状部１５３ｄを有して構成されている。 Specifically, the second refrigerant passage 153a includes a second straight shape portion 153b having a refrigerant passage area equivalent to the most downstream side of the first tapered shape portion 152g of the first refrigerant passage 152e, and the second straight shape portion 153b. A second taper-shaped portion 153c that is disposed on the downstream side of the second taper to gradually increase the refrigerant passage area, and further has a third straight-shaped portion 153d having a refrigerant passage area equivalent to the most downstream side of the second taper-shaped portion 153c. Configured.

第２、第３ストレート形状部１５３ｂ、１５３ｅは、それぞれ下流側に混合冷媒を導く冷媒通路としての機能を果たし、第２テーパ形状部１５３ｄは、第１テーパ形状部１５２ｇと同様に、混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ部として機能する。さらに、図１に示すように、管状部材１５３の出口側には、流出側蒸発器１６が接続されている。 The second and third straight-shaped portions 153b and 153e each function as a refrigerant passage that guides the mixed refrigerant to the downstream side, and the second tapered portion 153d is similar to the first tapered-shaped portion 152g. It functions as a diffuser section that converts velocity energy into pressure energy. Further, as shown in FIG. 1, an outlet side evaporator 16 is connected to the outlet side of the tubular member 153.

従って、本実施形態では、ボデー部１５２および管状部材１５３によって、特許請求の範囲に記載されたハウジングが構成され、このハウジング内に、第１ストレート形状部１５２ｆ→第１テーパ形状部１５２ｇ→第２ストレート形状部１５３ｂ→第２テーパ形状部１５３ｃ→第３ストレート形状部１５３ｄの順に冷媒が流れる冷媒通路が形成される。 Therefore, in the present embodiment, the body portion 152 and the tubular member 153 form a housing described in the claims, and the first straight shape portion 152f → the first taper shape portion 152g → the second portion is formed in the housing. A refrigerant passage through which the refrigerant flows is formed in the order of straight shape portion 153b → second taper shape portion 153c → third straight shape portion 153d.

そして、本実施形態では、ストレート形状部とテーパ形状部とが交互に順次繰り返されるように配置された冷媒通路によって、吸引流体と噴射流体とを混合して昇圧させる昇圧部が形成されている。また、管状部材１５３の出口側（具体的には、第３ストレート形状部１５３ｄの出口側）には、流出側蒸発器１６が接続されている。 And in this embodiment, the pressure | voltage rise part which mixes and raises a suction fluid and a jet fluid is formed by the refrigerant path arrange | positioned so that a straight-shaped part and a taper-shaped part may be repeated alternately. The outflow side evaporator 16 is connected to the outlet side of the tubular member 153 (specifically, the outlet side of the third straight shape portion 153d).

流出側蒸発器１６は、管状部材１５３から流出した冷媒と送風ファン１６ａより送風された室外空気とを熱交換させることによって、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１６ａは、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。流出側蒸発器１６の出口側には、圧縮機１１の冷媒吸入口が接続されている。 The outflow-side evaporator 16 is a heat-absorbing heat exchanger that evaporates the refrigerant and exerts an endothermic effect by exchanging heat between the refrigerant flowing out of the tubular member 153 and the outdoor air blown from the blower fan 16a. The blower fan 16a is an electric blower in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. A refrigerant suction port of the compressor 11 is connected to the outlet side of the outflow side evaporator 16.

次に、分岐部１３にて分岐された他方の冷媒が流れる第２冷媒配管１４ｂには、電気式膨張弁１７が接続されている。電気式膨張弁１７は、第２冷媒配管１４ｂへ流入した冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。電気式膨張弁１７は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。 Next, an electric expansion valve 17 is connected to the second refrigerant pipe 14b through which the other refrigerant branched at the branch portion 13 flows. The electric expansion valve 17 is a decompression unit that decompresses and expands the refrigerant flowing into the second refrigerant pipe 14b. The operation of the electric expansion valve 17 is controlled by a control signal output from the control device.

電気式膨張弁１７の下流側には、吸引側蒸発器１８が接続されている。吸引側蒸発器１８は、電気式膨張弁１７にて減圧膨張された冷媒と、送風ファン１６ａから送風された流出側蒸発器１６通過後の室外空気とを熱交換させることによって、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。吸引側蒸発器１８の出口側には、前述の第３冷媒配管１４ｃを介して、エジェクタ１５の冷媒吸引口１５２ｂが接続されている。 A suction side evaporator 18 is connected to the downstream side of the electric expansion valve 17. The suction-side evaporator 18 evaporates the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant decompressed and expanded by the electric expansion valve 17 and the outdoor air that has been blown from the blower fan 16a and has passed through the outflow-side evaporator 16. This is an endothermic heat exchanger that exerts an endothermic effect. A refrigerant suction port 152b of the ejector 15 is connected to the outlet side of the suction side evaporator 18 via the third refrigerant pipe 14c described above.

なお、本実施形態では、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８をフィンアンドチューブ構造の熱交換器で構成し、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８の熱交換フィンを共通化している。そして、エジェクタ１５から流出した冷媒を流通させるチューブ構成と、電気式膨張弁１７から流出した冷媒を流通させるチューブ構成とを互いに独立に設けることで、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を一体構造に構成している。 In this embodiment, the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 are constituted by a heat exchanger having a fin-and-tube structure, and the heat exchange fins of the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 are shared. Yes. And the tube structure which distribute | circulates the refrigerant | coolant which flowed out from the ejector 15 and the tube structure which distribute | circulates the refrigerant | coolant which flowed out from the electric expansion valve 17 are provided mutually independently, and the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 are provided. It is constructed as a unitary structure.

そのため、上述の送風ファン１６ａにて送風された室外空気は、矢印２００に示す方向に流れ、まず、流出側蒸発器１６にて吸熱され、次に吸引側蒸発器１８にて吸熱されるようになっている。 Therefore, the outdoor air blown by the blower fan 16a described above flows in the direction indicated by the arrow 200, and is first absorbed by the outflow side evaporator 16 and then absorbed by the suction side evaporator 18. It has become.

つまり、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８は、それぞれの内部を通過する冷媒と熱交換する室外空気の流れ方向（矢印２００方向）に対して直列に配置されている。もちろん、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を２つの別体の蒸発器で構成し、空気流れ方向（矢印２００方向）に直列に配置してもよい。 That is, the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 are arranged in series with respect to the flow direction of the outdoor air (in the direction of the arrow 200) that exchanges heat with the refrigerant passing through the inside. Of course, the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 may be constituted by two separate evaporators and arranged in series in the air flow direction (direction of arrow 200).

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成され、その出力側には、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ、エジェクタ１５の駆動部１５５、送風ファン１６ａ、電気式膨張弁１７、電動ポンプ２２等の各種アクチュエータが接続され、これらの機器の作動を制御する。 Next, an outline of the electric control unit of the present embodiment will be described. The control device includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and peripheral circuits thereof. The output side includes an electric motor 11b of the compressor 11, a drive unit 155 of the ejector 15, a blower fan 16a, Various actuators such as an electric expansion valve 17 and an electric pump 22 are connected to control the operation of these devices.

また、制御装置の入力側には、水−冷媒熱交換器１２の水側通路１２ａ出口側の給湯水温度を検出する給湯水温度センサ、送風ファン１６ａにより送風される室外空気温度（外気温）を検出する室外空気温度センサ等の各種制御用のセンサ群が接続される。さらに、制御装置の入力側には、図示しない操作パネルが接続され、給湯機作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等が制御装置へ入力される。 Further, on the input side of the control device, a hot water temperature sensor that detects the temperature of the hot water at the outlet side of the water passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12, and the outdoor air temperature (outside temperature) blown by the blower fan 16a. A group of sensors for various controls such as an outdoor air temperature sensor for detecting the above is connected. Further, an operation panel (not shown) is connected to the input side of the control device, and an operation signal for hot water heater operation / stop, a hot water supply temperature setting signal for the water heater, and the like are input to the control device.

次に、上記の構成における本実施形態のヒートポンプ式給湯機１の作動を説明する。ヒートポンプ式給湯機１に外部から電源が供給された状態で、操作パネルの給湯機作動信号が制御装置に入力されると、制御装置が予めそのＲＯＭ内に記憶されたプログラムを実行する。これにより、上述の各種アクチュエータ１１ｂ、１５５、１６ａ、１７、２２が作動する。 Next, the operation of the heat pump type water heater 1 of the present embodiment in the above configuration will be described. When the hot water heater operation signal of the operation panel is input to the control device in a state where power is supplied to the heat pump hot water heater 1 from the outside, the control device executes a program stored in the ROM in advance. Thereby, the above-mentioned various actuators 11b, 155, 16a, 17, and 22 are operated.

圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は、水−冷媒熱交換器１２の冷媒側通路１２ｂに流入して、電動ポンプ２２によって貯湯タンク２１の下方側から水側通路１２ａに流入した給湯水と熱交換する。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は貯湯タンク２１の上方側に貯留される。 The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the refrigerant-side passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12, and the hot water supplied from the lower side of the hot water storage tank 21 into the water-side passage 12a by the electric pump 22. Exchange heat with. Thereby, the hot water is heated, and the heated hot water is stored on the upper side of the hot water storage tank 21.

水−冷媒熱交換器１２から流出した高圧冷媒は分岐部１３へ流入し、分岐部１３にて分岐された一方の冷媒は、第１冷媒配管１４ａを介して、エジェクタ１５のノズル１５１に流入する。ノズル１５１に流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧されて冷媒噴射口１５１ｅから高速度の噴射冷媒となって噴射される。 The high-pressure refrigerant that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 12 flows into the branch portion 13, and one refrigerant branched at the branch portion 13 flows into the nozzle 151 of the ejector 15 via the first refrigerant pipe 14a. . The refrigerant that has flowed into the nozzle 151 is decompressed in an isentropic manner and is injected as a high-speed injection refrigerant from the refrigerant injection port 151e.

この際、エジェクタ１５の駆動部１５５は、制御装置から出力される制御信号によって、圧縮機１１吸入冷媒の過熱度が予め定めた値となるように、エジェクタ１５の冷媒通路１５１ｃおよび冷媒噴射口１５１ｅの冷媒通路面積を変化させてノズル側流量Ｇｎｏｚを調整する。これにより、圧縮機１１への液バックの問題を回避できる。 At this time, the drive unit 155 of the ejector 15 causes the refrigerant passage 151c and the refrigerant injection port 151e of the ejector 15 so that the superheat degree of the refrigerant sucked by the compressor 11 becomes a predetermined value by a control signal output from the control device. The nozzle side flow rate Gnoz is adjusted by changing the refrigerant passage area. Thereby, the problem of the liquid back to the compressor 11 can be avoided.

そして、噴射冷媒の吸引作用により、冷媒吸引口１５２ｂから吸引側蒸発器１８流出冷媒が吸引される。そして、第１冷媒通路１５２ｅの第１ストレート形状部１５２ｆにおいて、冷媒噴射口１５１ｅから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１５２ｂから吸引された吸引冷媒が混合されて、第１テーパ形状部１５２ｇへ流入する。 Then, the refrigerant flowing out of the suction side evaporator 18 is sucked from the refrigerant suction port 152b by the suction action of the injection refrigerant. Then, in the first straight shape portion 152f of the first refrigerant passage 152e, the injection refrigerant injected from the refrigerant injection port 151e and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 152b are mixed and flow into the first taper shape portion 152g. To do.

テーパ形状部１５２ｇでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。第１テーパ形状部１５２ｇから流出した冷媒は、管状部材１５３へ流入し、第２ストレート形状部１５３ｂを通過して、第２テーパ形状部１５３ｃへ流入する。第２テーパ形状部１５３ｃでは、第１テーパ形状部１５２ｇと同様に、冷媒の圧力が上昇する。 In the taper-shaped portion 152g, the speed energy of the refrigerant is converted into pressure energy by expanding the passage area, so that the pressure of the refrigerant rises. The refrigerant that has flowed out of the first tapered portion 152g flows into the tubular member 153, passes through the second straight portion 153b, and flows into the second tapered portion 153c. In the 2nd taper-shaped part 153c, the pressure of a refrigerant | coolant rises similarly to the 1st taper-shaped part 152g.

この際、本実施形態では、第１ストレート形状部１５２ｆの冷媒通路面積等のエジェクタ１５の寸法諸元が、サイクルを循環する冷媒流量に対して、適切に設定されているので、エジェクタ１５が高いエジェクタ昇圧性能を発揮できる。さらに、第１テーパ形状部１５２ｇのみならず、第２テーパ形状部１５３ｃにおいても冷媒を昇圧できるので、エジェクタ１５の昇圧部における昇圧量を十分に確保できる。 At this time, in the present embodiment, the dimensions of the ejector 15 such as the refrigerant passage area of the first straight shape portion 152f are appropriately set with respect to the flow rate of the refrigerant circulating in the cycle. Ejector boosting performance can be demonstrated. Furthermore, since the refrigerant can be boosted not only in the first tapered portion 152g but also in the second tapered portion 153c, a sufficient amount of pressure can be secured in the boosting portion of the ejector 15.

そして、エジェクタ１５の管状部材１５３（具体的には、第３ストレート形状部１５３ｄ）から流出した冷媒は、流出側蒸発器１６へ流入して、送風ファン１６ａから送風された室外空気から吸熱して蒸発する。流出側蒸発器１６から流出した冷媒は圧縮機１１に吸入され、再び圧縮される。 The refrigerant flowing out of the tubular member 153 (specifically, the third straight shape portion 153d) of the ejector 15 flows into the outflow side evaporator 16 and absorbs heat from the outdoor air blown from the blower fan 16a. Evaporate. The refrigerant flowing out from the outflow side evaporator 16 is sucked into the compressor 11 and compressed again.

一方、分岐部１３にて分岐された他方の冷媒は、電気式膨張弁１７にて減圧膨張されて、吸引側蒸発器１８へ流入する。吸引側蒸発器１８へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風されて流出側蒸発器１６にて冷却された外気から吸熱して蒸発する。さらに、吸引側蒸発器１８から流出した冷媒は、冷媒吸引口１５２ｂからエジェクタ１５内へ吸引される。 On the other hand, the other refrigerant branched at the branch portion 13 is decompressed and expanded by the electric expansion valve 17 and flows into the suction-side evaporator 18. The refrigerant that has flowed into the suction side evaporator 18 absorbs heat from the outside air that is blown from the blower fan 16 a and cooled by the outflow side evaporator 16, and evaporates. Further, the refrigerant flowing out from the suction side evaporator 18 is sucked into the ejector 15 from the refrigerant suction port 152b.

この際、電気式膨張弁１７は、制御装置から出力される制御信号によって、サイクルの高圧側冷媒圧力が目標高圧に近づくように、絞り通路面積（弁開度）を変化させる。なお、目標高圧は、水−冷媒熱交換器１２の冷媒側通路１２ｂ流出冷媒の温度に基づいてサイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される値である。これにより、高いＣＯＰを発揮させながら、エジェクタ式冷凍サイクル１０を運転することができる。 At this time, the electric expansion valve 17 changes the throttle passage area (valve opening) so that the high-pressure side refrigerant pressure of the cycle approaches the target high pressure by the control signal output from the control device. The target high pressure is a value that is determined so that the coefficient of performance (COP) of the cycle becomes substantially maximum based on the temperature of the refrigerant flowing out of the refrigerant side passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12. Thereby, the ejector-type refrigeration cycle 10 can be operated while exhibiting a high COP.

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８にて冷媒に吸熱作用を発揮させる際に、流出側蒸発器１６における冷媒蒸発圧力をエジェクタ１５の昇圧部で昇圧した後の圧力として、一方、吸引側蒸発器１８は冷媒吸引口１５２ｂに接続されるので、吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力をノズル１５１減圧直後の最も低い圧力とすることができる。 Further, in the ejector type refrigeration cycle 10 of the present embodiment, when the refrigerant exerts an endothermic effect in the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18, the refrigerant evaporation pressure in the outflow side evaporator 16 is increased. On the other hand, since the suction-side evaporator 18 is connected to the refrigerant suction port 152b, the refrigerant evaporation pressure in the suction-side evaporator 18 can be set to the lowest pressure immediately after the pressure reduction of the nozzle 151. .

従って、流出側蒸発器１６における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。その結果、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発温度と送風ファン１６ａから送風された外気との温度差を確保して、効率的に冷媒に吸熱作用を発揮させることができる。 Accordingly, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the suction-side evaporator 18 can be made lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the outflow side evaporator 16. As a result, the temperature difference between the refrigerant evaporation temperature in the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 and the outside air blown from the blower fan 16a can be secured, and the refrigerant can efficiently exhibit the endothermic effect.

さらに、本実施形態では、第１〜第３ストレート形状部１５２ｆ、１５３ｂ、１５３ｄ、および第１、第２テーパ形状部１５２ｇ、１５３ｃを順次繰り返し配置した冷媒通路によって昇圧部を形成しているので、昇圧部を形成する流体通路の流体通路面積を、流体の流れ方向に向かって段階的に拡大させることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the first to third straight shape portions 152f, 153b, and 153d and the first and second taper shape portions 152g and 153c are sequentially and repeatedly formed, the pressure increasing portion is formed. The fluid passage area of the fluid passage forming the pressurizing section can be expanded stepwise in the fluid flow direction.

従って、ボデー１５２の第１テーパ形状部１５２ｇのテーパ角度を調整することで、第１テーパ形状部１５２ｇの出口側の冷媒通路面積、すなわち管状部材１５３の第２ストレート形状部１５３ｂの冷媒通路面積を、管状部材１５３を塑性加工で成形できる程度の面積に拡大することができる。その結果、管状部材１５３の全部を塑性加工で成形することが可能となり、エジェクタの量産性の向上および製造コストの低減を図ることができる。 Therefore, by adjusting the taper angle of the first tapered portion 152g of the body 152, the refrigerant passage area on the outlet side of the first tapered portion 152g, that is, the refrigerant passage area of the second straight shape portion 153b of the tubular member 153 is increased. The tubular member 153 can be expanded to an area that can be molded by plastic working. As a result, the entire tubular member 153 can be molded by plastic working, and the mass productivity of the ejector can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

さらに、エジェクタ１５の昇圧部を、ボデー部１５２と管状部材１５３とを接続することによって形成される冷媒通路によって構成しているので、ボデー部１５２に形成された流体通路の第１ストレート形状部１５２ｆによって、適切な形状の混合部を構成できる。 Further, since the pressure increasing portion of the ejector 15 is constituted by a refrigerant passage formed by connecting the body portion 152 and the tubular member 153, the first straight shape portion 152 f of the fluid passage formed in the body portion 152. Thus, an appropriately shaped mixing section can be configured.

さらに、本実施形態では、第１テーパ形状部１５２ｇのテーパ角度を調整して、第１テーパ形状部１５２ｇの出口側の冷媒通路面積を拡大しているので、本実施形態の管状部材１５３は、サイクルを循環する循環冷媒流量（ノズル側流量Ｇｎｏｚ）が異なるエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用されるエジェクタに転用することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the taper angle of the first tapered portion 152g is adjusted to increase the refrigerant passage area on the outlet side of the first tapered portion 152g, so the tubular member 153 of the present embodiment is It can be diverted to an ejector applied to the ejector refrigeration cycle 10 having a different circulating refrigerant flow rate (nozzle side flow rate Gnoz) circulating in the cycle.

このことを、図３の断面図を用いて説明する。なお、図３は、循環冷媒流量が本実施形態よりも多いエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用される比較用エジェクタ１５’の軸方向断面図であり、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。 This will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. FIG. 3 is a sectional view in the axial direction of a comparative ejector 15 ′ applied to the ejector-type refrigeration cycle 10 having a circulating refrigerant flow rate higher than that of the present embodiment, and is the same as or equivalent to that of the first embodiment. The code | symbol is attached | subjected. The same applies to the following drawings.

図３から明らかなように、循環冷媒流量の多いエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用する場合は、ボデー部の第１ストレート形状部１５２ｆの冷媒通路面積を本実施形態よりも拡大して、第１テーパ形状部１５２ｇを廃止する。そして、本実施形態と全く同様の管状部材１５３を接続すれば、第１ストレート形状部１５２ｆと第２ストレート形状部１５３ｂを１つのストレート形状部として混合部を形成できる。 As apparent from FIG. 3, when applied to the ejector-type refrigeration cycle 10 having a large circulating refrigerant flow rate, the refrigerant passage area of the first straight shape portion 152 f of the body portion is enlarged as compared with the present embodiment, and the first taper. The shape part 152g is abolished. And if the same tubular member 153 as this embodiment is connected, a mixing part can be formed by using the first straight shape part 152f and the second straight shape part 153b as one straight shape part.

上記の如く、本実施形態の管状部材１５３は、循環冷媒流量の異なるエジェクタ式冷凍サイクル１０に流用可能であり、より一層、エジェクタの製造コストの低減を図ることができる。 As described above, the tubular member 153 of the present embodiment can be used for the ejector refrigeration cycle 10 having a different circulating refrigerant flow rate, and the manufacturing cost of the ejector can be further reduced.

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、ボデー部１５２の流体通路１５２ｅのうち、管状部材１５３との接続部側に、テーパ形状部１５２ｇを配置した例を説明したが、本実施形態では、図４の断面図に示すように、流体通路１５２ｅのテーパ形状部１５２ｇの下流側に、さらに、ボデー側第２ストレート形状部１５２ｈを配置している。 (Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the example in which the tapered portion 152g is disposed on the connection portion side with the tubular member 153 in the fluid passage 152e of the body portion 152 has been described. In the present embodiment, the cross section of FIG. As shown in the drawing, a body-side second straight shape portion 152h is further arranged on the downstream side of the tapered shape portion 152g of the fluid passage 152e.

これによれば、ボデー側第２ストレート形状部１５２ｈと、管状部材１５３の第２ストレート形状部１５３ｂによって、１つのストレート形状部を形成できる。さらに、ストレート形状部同士を接続するので、テーパ形状部とストレート形状部とを接続する場合に対して、それぞれの冷媒通路の直径寸法管理が容易となり、接続部における冷媒通路に段差が生じることも抑制できる。 According to this, one straight shape portion can be formed by the body side second straight shape portion 152h and the second straight shape portion 153b of the tubular member 153. Furthermore, since the straight-shaped portions are connected to each other, the diameter dimension control of each refrigerant passage is easy with respect to the case where the tapered-shaped portion and the straight-shaped portion are connected, and a step is generated in the refrigerant passage at the connecting portion. Can be suppressed.

従って、第１実施形態と同様の効果を得られるだけでなく、冷媒が冷媒通路の段差を通過する際に生じる運動エネルギの損失を低減して、昇圧部の昇圧能力の低下を抑制できる。 Therefore, not only the same effect as in the first embodiment can be obtained, but also the loss of kinetic energy that occurs when the refrigerant passes through the step of the refrigerant passage can be reduced, and the decrease in the pressure increase capability of the pressure increase unit can be suppressed.

（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。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.

（１）上述の実施形態では、ボデー部１５２に１つのテーパ形状部１５２ｇを形成し、管状部材１５３側に１つのテーパ形状部１５３ｃを形成し、昇圧部が２つのテーパ形状部を有する冷媒通路によって構成される例を説明したが、テーパ形状部の数はこれに限定されず、例えば、図５の断面図に示すように、３つ以上設けてもよい。 (1) In the above-described embodiment, one tapered portion 152g is formed on the body portion 152, one tapered portion 153c is formed on the tubular member 153 side, and the pressure increasing portion has two tapered portions. However, the number of tapered portions is not limited to this, and for example, three or more may be provided as shown in the cross-sectional view of FIG.

なお、図５では、第１実施形態に対して、管状部材１５３側に第３テーパ形状部１５３ｅおよび第４ストレート形状部１５３ｆを追加しているが、もちろん、ボデー１５２側に複数のテーパ形状部を形成してもよい。 In FIG. 5, the third taper-shaped portion 153e and the fourth straight-shaped portion 153f are added to the tubular member 153 side with respect to the first embodiment, but of course, a plurality of taper-shaped portions are provided on the body 152 side. May be formed.

（２）上述の実施形態では、ボデー部１５２と管状部材１５３とを接続することによって、ハウジングを構成しているが、もちろんボデー部１５２と管状部材１５３を一部材で構成してもよい。この場合は、管状部材１５３に相当する部位を管状に形成しておき、このうち塑性加工が可能な冷媒通路面積となる範囲の部位についてのみ、塑性加工で形成すればよい。 (2) In the above-described embodiment, the housing is configured by connecting the body portion 152 and the tubular member 153, but the body portion 152 and the tubular member 153 may of course be configured as a single member. In this case, a portion corresponding to the tubular member 153 may be formed in a tubular shape, and only a portion within a range of a refrigerant passage area capable of plastic working may be formed by plastic working.

（３）上述の実施形態では、通常運転時に、流出側蒸発器１６の出口側冷媒の過熱度が予め定めた目標過熱度となるようにノズル１５１の冷媒通路面積が変更され、サイクルの高圧側冷媒圧力が目標高圧となるように電気式膨張弁１７の絞り通路面積が変更される例を説明したが、もちろんこの逆であってもよい。 (3) In the above-described embodiment, during normal operation, the refrigerant passage area of the nozzle 151 is changed so that the superheat degree of the outlet side refrigerant of the outflow side evaporator 16 becomes a predetermined target superheat degree, and the high pressure side of the cycle Although the example in which the throttle passage area of the electric expansion valve 17 is changed so that the refrigerant pressure becomes the target high pressure has been described, of course, the reverse may be possible.

つまり、流出側蒸発器１６の出口側冷媒の過熱度が予め定めた目標過熱度となるように電気式膨張弁１７の絞り通路面積が変更され、サイクルの高圧側冷媒圧力が目標高圧となるようにノズル１５１の絞り通路面積が変更されるようになっていてもよい。 That is, the throttle passage area of the electric expansion valve 17 is changed so that the degree of superheat of the outlet side refrigerant of the outlet evaporator 16 becomes a predetermined target degree of superheat so that the high pressure side refrigerant pressure of the cycle becomes the target high pressure. Further, the throttle passage area of the nozzle 151 may be changed.

（４）上述の実施形態では、冷媒として二酸化炭素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、通常のフロン系冷媒等を採用してもよい。また、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルとして構成してもよい。 (4) In the above-described embodiment, an example in which carbon dioxide is employed as the refrigerant has been described, but the type of refrigerant is not limited to this. For example, a hydrocarbon refrigerant, a normal chlorofluorocarbon refrigerant, or the like may be employed. The ejector refrigeration cycle of the present invention may be configured as a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant.

（５）上述の実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１の形式はこれに限定されない。例えば、エンジン等を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機を採用してもよい。また、圧縮機構として、固定容量型圧縮機構のみならず、可変容量型圧縮機構を採用してもよい。 (5) In the above-described embodiment, an example in which an electric compressor is employed as the compressor 11 has been described. However, the format of the compressor 11 is not limited thereto. For example, you may employ | adopt the engine drive type compressor which uses an engine etc. as a drive source. Further, as the compression mechanism, not only a fixed displacement compression mechanism but also a variable displacement compression mechanism may be employed.

（６）上述の実施形態では、ノズル１５１として、冷媒通路面積を変更可能に構成された、いわゆる可変ノズルを採用したエジェクタ１５について説明したが、冷媒通路面積が固定された固定ノズルを採用するエジェクタ１５であってもよい。 (6) In the above-described embodiment, the ejector 15 that employs a so-called variable nozzle configured to change the refrigerant passage area as the nozzle 151 has been described. However, the ejector that employs a fixed nozzle with a fixed refrigerant passage area. It may be 15.

（７）上述の実施形態では、本発明のエジェクタ１５をヒートポンプ式給湯機１のエジェクタ式冷凍サイクル１０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、定置型の空調装置、車両用空調装置等に適用してもよい。この場合、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を室内送風空気を冷却する室内側熱交換器とし、放熱器を高圧冷媒と大気とを熱交換させる室外側熱交換器としてもよい (7) In the above-described embodiment, the example in which the ejector 15 of the present invention is applied to the ejector refrigeration cycle 10 of the heat pump type hot water heater 1 has been described, but the application of the present invention is not limited thereto. For example, the present invention may be applied to a stationary air conditioner, a vehicle air conditioner, and the like. In this case, the outflow side evaporator 16 and the suction side evaporator 18 may be indoor heat exchangers that cool the indoor blown air, and the radiator may be an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure refrigerant and the atmosphere.

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。It is a whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 1st Embodiment. 第１実施形態のエジェクタの断面図である。It is sectional drawing of the ejector of 1st Embodiment. 比較用エジェクタの断面図である。It is sectional drawing of the ejector for a comparison. 第２実施形態のエジェクタの断面図である。It is sectional drawing of the ejector of 2nd Embodiment. 他の実施形態のエジェクタの断面図である。It is sectional drawing of the ejector of other embodiment.

Explanation of symbols

１５エジェクタ
１５１ノズル
１５２ボデー部
１５２ｂ冷媒吸引口
１５２ｅ第１冷媒通路
１５２ｆ第１ストレート形状部
１５２ｇ第１テーパ形状部
１５３管状部材
１５３ａ第２冷媒通路
１５３ｂ第２ストレート形状部
１５３ｄ第３ストレート形状部
１５３ｃ第２テーパ形状部 15 Ejector 151 Nozzle 152 Body Part 152b Refrigerant Suction Port 152e First Refrigerant Passage 152f First Straight Shaped Part 152g First Taper Shaped Part 153 Tubular Member 153a Second Refrigerant Passage 153b Second Straight Shaped Part 153d Third Straight Shaped Part 153c First 2 taper shape part

Claims

A nozzle (151) for jetting the fluid under reduced pressure;
The fluid suction port (152b) that sucks fluid by the flow of the jet fluid ejected from the nozzle (151), and the suction fluid sucked from the fluid suction port (152b) and the jet fluid are mixed to increase the pressure. A booster (152e, 153a) formed with a housing (152, 153),
The pressurizing unit is formed with a plurality of straight-shaped portions (152f, 152h, 153b, 153d) having a constant fluid passage area, and the fluid passage area is gradually enlarged in the fluid flow direction. Constituted by a fluid passageway (152e, 153a) having a plurality of tapered portions (152g, 153c),
The plurality of straight shape portions (152f, 152h, 153b, 153d) and the plurality of taper shape portions (152g, 153c) are sequentially and repeatedly arranged ,
The housing includes a body portion (152) in which a first fluid passage (152e) constituting an upstream side of the fluid suction port (152b) and the fluid passage is formed, and a downstream side of the fluid passage. The second fluid passage (153a) is formed by connecting the tubular member (153) formed,
The body portion (152) has the first fluid passage (152e) formed by drilling a metal material,
The first fluid passageway (152e) includes at least one or more straight shape portions (152f) and at least one or more taper shape portions (on the downstream side of the straight shape portion (152f)). 152g) is arranged,
In the tubular member (153), the second fluid passage (153a) is formed by plastic processing of a metal pipe, and the second fluid passage (153a) includes at least one taper. An ejector, wherein the shape portion (153c) is disposed .

In the first fluid passage (152e), the tapered portion (152g) is disposed on the connection portion side with the tubular member (153),
The second of the fluid passages (153a), the connecting portion between the body portion (152), an ejector according to claim 1, wherein the straight-shaped portion (153b) is disposed.

In the first fluid passage (152e), the straight-shaped portion (152h) is disposed on the connection portion side with the tubular member (153),
The second of the fluid passages (153a), the connecting portion between the body portion (152), an ejector according to claim 1, wherein the straight-shaped portion (153b) is disposed.