JP5962596B2 - Ejector refrigeration cycle - Google Patents

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Description

本発明は、エジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。
するエジェクタに関する。
The present invention relates to an ejector-type refrigeration cycle including an ejector.
It relates to ejectors.

従来、エジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ejector-type refrigeration cycle that is a vapor compression refrigeration cycle apparatus including an ejector is known.

この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部から噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用によって蒸発器から流出した冷媒を吸引し、エジェクタのディフューザ部(昇圧部)にて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒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冷媒を昇圧させ、圧縮機の吸入側へ流出させている。   In this type of ejector-type refrigeration cycle, the refrigerant flowing out of the evaporator is sucked by the suction action of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle part of the ejector, and the jet refrigerant and suction are sucked by the diffuser part (pressure booster) of the ejector. By converting the kinetic energy of the mixed refrigerant with the refrigerant into pressure energy, the mixed refrigerant is boosted and discharged to the suction side of the compressor.

これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機の吸入冷媒圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)を向上させている。   Thereby, in the ejector type refrigeration cycle, the power consumption of the compressor is reduced and the coefficient of performance of the cycle (in comparison with the normal refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant evaporation pressure in the evaporator and the suction refrigerant pressure in the compressor are substantially equal) COP) is improved.

さらに、このようなエジェクタ式冷凍サイクルの具体的構成として、例えば、特許文献1には、2つの蒸発器を備え、冷媒蒸発圧力の高い側の蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させ、噴射冷媒の吸引作用によって冷媒蒸発圧力の低い側の蒸発器から流出した冷媒を吸引するサイクル構成のものが開示されている。   Furthermore, as a specific configuration of such an ejector-type refrigeration cycle, for example, Patent Document 1 includes two evaporators, and the refrigerant that has flowed out of the evaporator having the higher refrigerant evaporation pressure flows into the nozzle portion of the ejector. A cycle configuration is disclosed in which the refrigerant flowing out of the evaporator having the lower refrigerant evaporation pressure is sucked by the suction action of the injected refrigerant.

特開2012−149790号公報JP 2012-149790 A

ところが、本発明者らの検討によれば、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルを実際に作動させると、エジェクタのディフューザ部に所望の冷媒昇圧性能を発揮させることができず、エジェクタを備えることによるCOP向上効果を充分に得られないことがあった。   However, according to the study by the present inventors, when the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1 is actually operated, the diffuser portion of the ejector cannot exhibit the desired refrigerant pressurization performance, and is provided with an ejector. In some cases, the COP improvement effect could not be sufficiently obtained.

そこで、本発明者らがその原因について調査したところ、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルのように蒸発器から流出した気相冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させる構成では、(a)噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒が、乾き度の高い気液二相冷媒になってしまうこと、(b)ノズル部内に形成される冷媒通路にて気相冷媒を減圧させながら凝縮させていることが原因であると判った。   Then, when the present inventors investigated the cause, in the structure which makes the gaseous-phase refrigerant | coolant which flowed out of the evaporator flow in to the nozzle part of an ejector like the ejector-type refrigeration cycle of patent document 1, (a) The reason is that the mixed refrigerant with the suction refrigerant becomes a gas-liquid two-phase refrigerant with high dryness, and (b) the vapor phase refrigerant is condensed while being decompressed in the refrigerant passage formed in the nozzle part. It was found that.

以下に、その理由を説明する。まず、(a)噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒が、乾き度の高い気液二相冷媒になってしまうことによって、エジェクタのディフューザ部が所望の冷媒昇圧性能を発揮できなくなってしまう理由について説明する。   The reason will be described below. First, (a) the reason why the diffuser part of the ejector cannot exhibit the desired refrigerant boosting performance because the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant becomes a gas-liquid two-phase refrigerant with high dryness. explain.

その理由は、混合冷媒が比較的乾き度xの高い気液二相冷媒(例えば、乾き度xが0.8以上の気液二相冷媒)になっていると、この気液二相冷媒がディフューザ部近傍あるいはディフューザ部内で衝撃波を発生させてしまい、エジェクタのディフューザ部における冷媒昇圧性能が不安定になってしまうからである。   The reason is that if the mixed refrigerant is a gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively high dryness x (for example, a gas-liquid two-phase refrigerant having a dryness x of 0.8 or more), the gas-liquid two-phase refrigerant is This is because a shock wave is generated in the vicinity of the diffuser part or in the diffuser part, and the refrigerant pressure increase performance in the diffuser part of the ejector becomes unstable.

この衝撃波は、気液二相状態となっている二相流体の流速が、二相音速αh以上(超音速状態)から二相音速αhより低い値(亜音速状態)へ移行する際に発生するものである。   This shock wave is generated when the flow velocity of the two-phase fluid in the gas-liquid two-phase state shifts from the two-phase sound velocity αh or higher (supersonic state) to a value lower than the two-phase sound velocity αh (subsonic state). Is.

ここで、二相音速αhは、気相流体と液相流体が混合した気液混合状態の流体の音速であって、以下数式F1で定義される。
αh=[P/{α×(1−α)×ρl}]0.5 …(F1)
なお、数式F1中のαはボイド率であって、単位体積あたりに含まれるボイド(気泡)の容積割合を示している。より詳細には、ボイド率αは以下数式F2で定義される。
α=x/{x+(ρg/ρl)×(1−x)} …(F2)
また、数式F1、F2中のρgは気相流体密度、ρlは液相流体密度、Pは二相流体の圧力である。
Here, the two-phase sound velocity αh is a sound velocity of a fluid in a gas-liquid mixed state in which a gas phase fluid and a liquid phase fluid are mixed, and is defined by the following formula F1.
αh = [P / {α × (1−α) × ρl}] 0.5 (F1)
Note that α in the formula F1 is a void ratio, and indicates a volume ratio of voids (bubbles) contained per unit volume. More specifically, the void ratio α is defined by the following formula F2.
α = x / {x + (ρg / ρl) × (1−x)} (F2)
Further, ρg in the formulas F1 and F2 is a gas phase fluid density, ρl is a liquid phase fluid density, and P is a pressure of a two-phase fluid.

この衝撃波によってエジェクタのディフューザ部における冷媒昇圧性能が不安定になってしまう原因を、図20、図21を用いて説明する。なお、図20、図21の上段には、一般的なエジェクタの軸方向断面を模式的に図示しているが、図示の明確化のため、後述する実施形態で説明するエジェクタ18と同一または均等の機能を果たす部位には、エジェクタ18と同一の符号を付している。   The reason why the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion of the ejector becomes unstable due to the shock wave will be described with reference to FIGS. 20 and 21. FIG. 20 and FIG. 21, the axial section of a typical ejector is schematically shown in the upper part, but for the sake of clarity, the same or equivalent ejector 18 described in the embodiments described later is used. The same reference numerals as those of the ejector 18 are given to the portions that perform the above functions.

まず、エジェクタ18のノズル部18aへ比較的乾き度xが低くなっている気液二相冷媒(例えば、乾き度xが0.5以下となっている気液二相冷媒)を流入させる。この場合は、ノズル部18aにて冷媒が等エントロピ的に膨張することにより、ノズル部18aの冷媒噴射口18cから噴射される直前の冷媒の乾き度xは、ノズル部18aへ流入させた冷媒の乾き度xよりも低い値となる。   First, a gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively low dryness x (for example, a gas-liquid two-phase refrigerant having a dryness x of 0.5 or less) is caused to flow into the nozzle portion 18a of the ejector 18. In this case, when the refrigerant expands isentropically in the nozzle portion 18a, the dryness x of the refrigerant immediately before being injected from the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a is determined by the refrigerant flowing into the nozzle portion 18a. It becomes a value lower than the dryness x.

そして、ノズル部18aの冷媒噴射口18cから噴射された噴射冷媒は、気相状態となっている吸引冷媒と混ざり合うことによって、その流速を低下させながら急激に乾き度xを上昇させる。これにより、図20の太破線で示すように、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の二相音速αhも急激に上昇する。   And the injection refrigerant | coolant injected from the refrigerant | coolant injection port 18c of the nozzle part 18a mixes with the suction | inhalation refrigerant | coolant which is in a gaseous-phase state, and raises dryness x rapidly, reducing the flow rate. As a result, as indicated by a thick broken line in FIG. 20, the two-phase sound speed αh of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant also rises abruptly.

その結果、ノズル部18aへ比較的乾き度xが低くなっている気液二相冷媒を流入させた場合には、冷媒噴射口18cから噴射された直後に混合冷媒の流速が二相音速αhより低くなり、二相冷媒の流速が超音速状態から亜音速状態へ変化する際に生じる衝撃波は、ノズル部18aの冷媒噴射口18cの極近傍で発生する。このため、衝撃波がディフューザ部18gの冷媒昇圧性能に与える影響は小さい。   As a result, when a gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively low dryness x is flowed into the nozzle portion 18a, the mixed refrigerant has a flow velocity that is higher than the two-phase sound velocity αh immediately after being injected from the refrigerant injection port 18c. The shock wave generated when the flow velocity of the two-phase refrigerant is changed from the supersonic state to the subsonic state is generated in the vicinity of the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a. For this reason, the influence which a shock wave has on the refrigerant | coolant pressurization performance of the diffuser part 18g is small.

次に、ノズル部18aへ比較的乾き度xが高くなっている気液二相冷媒(例えば、乾き度xが0.8以上となっている気液二相冷媒)を流入させると、ノズル部18aの冷媒噴射口18cから噴射される直前の冷媒の乾き度xも高くなる。このため、ノズル部18aへ比較的乾き度xが低くなっている気液二相冷媒を流入させる場合よりも、噴射冷媒が吸引冷媒と混ざり合って混合冷媒となる際の乾き度xの上昇度合が小さくなる。   Next, when a gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively high dryness x (for example, a gas-liquid two-phase refrigerant having a dryness x of 0.8 or more) flows into the nozzle portion 18a, the nozzle portion The dryness x of the refrigerant immediately before being injected from the refrigerant injection port 18c of 18a also increases. For this reason, the degree of increase in the dryness x when the injected refrigerant is mixed with the suction refrigerant and becomes the mixed refrigerant, compared with the case where the gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively low dryness x flows into the nozzle portion 18a. Becomes smaller.

従って、図21の太破線で示すように、混合冷媒の二相音速αhの上昇度合も小さくなり、混合冷媒が二相音速αhより低い値となる箇所(衝撃波が発生する箇所)が、ノズル部18aへ比較的乾き度xの低い気液二相冷媒を流入させる場合よりも、冷媒噴射口18cから離れやすくなる。   Accordingly, as shown by the thick broken line in FIG. 21, the degree of increase in the two-phase sonic velocity αh of the mixed refrigerant is also reduced, and the location where the mixed refrigerant has a value lower than the two-phase sonic velocity αh (location where the shock wave is generated) is the nozzle portion. It is easier to separate from the refrigerant injection port 18c than when a gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively low dryness x flows into 18a.

そして、衝撃波の発生する箇所が、冷媒噴射口18cから離れてディフューザ部18gの入口部近傍あるいはディフューザ部18g内へ移動してしまうと、衝撃波の作用によってディフューザ部18g内を流通する混合冷媒の流速が不安定になってしまい、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能が不安定になってしまう。   When the location where the shock wave is generated moves away from the refrigerant injection port 18c and near the inlet portion of the diffuser portion 18g or into the diffuser portion 18g, the flow velocity of the mixed refrigerant flowing in the diffuser portion 18g due to the action of the shock wave. Becomes unstable, and the refrigerant pressurization performance in the diffuser portion 18g becomes unstable.

その結果、エジェクタ18のディフューザ部18gが所望の冷媒昇圧性能を発揮できなくなってしまい、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタを備えることによるCOP向上効果を充分に得られなくなってしまう。なお、本発明者らの検討によれば、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、混合冷媒の乾き度xが0.8以上になっていると、冷媒昇圧性能が不安定になりやすいことが確認されている。   As a result, the diffuser portion 18g of the ejector 18 cannot exhibit the desired refrigerant pressure-increasing performance, and the COP improvement effect due to the provision of the ejector cannot be sufficiently obtained in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1. According to the study by the present inventors, in the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1, when the dryness x of the mixed refrigerant is 0.8 or more, the refrigerant pressurization performance tends to become unstable. It has been confirmed.

さらに、本発明者らの検討によれば、混合冷媒の乾き度xが上昇して、0.995以上の高乾き度の気液二相冷媒になってしまうと、エジェクタ18のディフューザ部18gが所望の冷媒昇圧性能を発揮できないばかりか、エジェクタ18の冷媒吸引口18dから吸引される吸引冷媒の流量が減少してしまうことがある。   Further, according to the study by the present inventors, when the dryness x of the mixed refrigerant increases and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant having a high dryness of 0.995 or more, the diffuser portion 18g of the ejector 18 is In addition to not being able to exhibit the desired refrigerant pressure increase performance, the flow rate of the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 18d of the ejector 18 may decrease.

その理由は、高乾き度の気液二相冷媒では、混合冷媒中の液相冷媒が気相冷媒から受ける剪断力が大きくなり、混合冷媒中の液滴(液相冷媒の粒)の平均粒径が小さくなってしまうからである。   The reason for this is that, in a gas-liquid two-phase refrigerant with high dryness, the shear force that the liquid-phase refrigerant in the mixed refrigerant receives from the gas-phase refrigerant increases, and the average particle size of droplets (liquid-phase refrigerant particles) in the mixed refrigerant This is because the diameter becomes small.

混合冷媒中の液滴の平均粒径が小さくなってしまうことによってエジェクタの吸引冷媒流量が低下してしまう原因については、図22、図23を用いて説明する。なお、図22、図23では、上述の図20、図21と同様に、一般的なエジェクタの軸方向断面を模式的に図示している。   The reason why the suction refrigerant flow rate of the ejector is reduced due to the average particle size of the droplets in the mixed refrigerant being reduced will be described with reference to FIGS. 22 and FIG. 23 schematically show an axial section of a general ejector as in FIGS. 20 and 21 described above.

まず、エジェクタ18のノズル部18aへ高乾き度となっていない気液二相冷媒を流入させると、噴射冷媒中の気相冷媒は吸引冷媒と混合されながら減速する。これに対して、噴射冷媒中の液相冷媒(すなわち、液滴)については、ノズル部18aの冷媒噴射口18cから噴射された際の慣性力によって増速する。なお、液滴の慣性力は、液滴の重さと冷媒噴射口18cにおける液滴の速度との積算値で表される。   First, when a gas-liquid two-phase refrigerant that is not highly dry is flowed into the nozzle portion 18a of the ejector 18, the gas-phase refrigerant in the injection refrigerant is decelerated while being mixed with the suction refrigerant. On the other hand, the liquid phase refrigerant (that is, droplets) in the jet refrigerant is accelerated by the inertial force when jetted from the refrigerant jet port 18c of the nozzle portion 18a. The inertial force of the droplet is represented by an integrated value of the weight of the droplet and the velocity of the droplet at the refrigerant ejection port 18c.

そして、このように液滴が増速することで、混合冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換され、図22の下段側グラフの実線で示すように、混合冷媒の圧力が冷媒吸引口18dに接続された蒸発器から流出した冷媒の圧力よりも低下させることができる。さらに、この混合冷媒の圧力低下によって、蒸発器から流出した気相冷媒を吸引することができる。   As the droplets are accelerated in this way, the pressure energy of the mixed refrigerant is converted into velocity energy, and the pressure of the mixed refrigerant is connected to the refrigerant suction port 18d as shown by the solid line in the lower graph of FIG. It is possible to lower the pressure of the refrigerant flowing out from the evaporator. Further, due to the pressure drop of the mixed refrigerant, the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator can be sucked.

ところが、エジェクタ18のノズル部18aへ高乾き度の気液二相冷媒を流入させると、混合冷媒中の液滴が気相冷媒から受ける抗力が増加してしまうだけでなく、液滴の平均粒径が小さくなり、液滴の重さが軽くなってしまうので、液滴の慣性力も小さくなってしまう。   However, when a highly dry gas-liquid two-phase refrigerant flows into the nozzle portion 18a of the ejector 18, not only the drag received by the droplets in the mixed refrigerant from the gas-phase refrigerant increases, but also the average droplet size. Since the diameter is reduced and the weight of the droplet is reduced, the inertial force of the droplet is also reduced.

従って、ノズル部18aへ高乾き度の気液二相冷媒を流入させた際の液滴は、気相冷媒とほぼ同等に速度変化する。このため、混合冷媒中の液滴を充分に増速させることができず、図23の下段側グラフの実線で示すように、混合冷媒の圧力が低下しにくくなってしまう。その結果、エジェクタ18の吸引冷媒流量が低下してしまう。   Accordingly, when the gas-liquid two-phase refrigerant having a high degree of dryness is flowed into the nozzle portion 18a, the speed of the droplet changes substantially the same as the gas-phase refrigerant. For this reason, the droplets in the mixed refrigerant cannot be sufficiently accelerated, and the pressure of the mixed refrigerant is unlikely to decrease as shown by the solid line in the lower graph of FIG. As a result, the suction refrigerant flow rate of the ejector 18 decreases.

さらに、混合冷媒が気相冷媒になり、混合部18eの冷媒通路面積が変化しない領域では、噴射冷媒が冷媒噴射口18cから噴射される際に生じる膨張波と噴射冷媒と吸引冷媒が合流する際に生じる圧縮波が衝突しあうことによって、混合冷媒中に、図24に示すような、バレル衝撃波と呼ばれる複数の周期的な衝撃波が生じてしまうことがある。   Further, in the region where the mixed refrigerant becomes a gas-phase refrigerant and the refrigerant passage area of the mixing unit 18e does not change, the expansion wave generated when the injection refrigerant is injected from the refrigerant injection port 18c, the injection refrigerant, and the suction refrigerant merge. As a result of the collision of the compression waves generated in the above, a plurality of periodic shock waves called barrel shock waves as shown in FIG. 24 may be generated in the mixed refrigerant.

このようなバレル衝撃波は、混合冷媒の流速を、超音速状態から亜音速状態へ、さらに、亜音速状態から超音速状態へと周期的に変化させるので、混合冷媒の有する速度エネルギを大きく損失させてしまう。従って、バレル衝撃波は、エジェクタ18の吸引冷媒流量を大きく低下させてしまう原因や、エジェクタ18に大きな作動音を生じさせてしまう原因となる。   Such barrel shock waves periodically change the flow rate of the mixed refrigerant from the supersonic state to the subsonic state, and from the subsonic state to the supersonic state, so that the velocity energy of the mixed refrigerant is greatly lost. End up. Therefore, the barrel shock wave causes the suction refrigerant flow rate of the ejector 18 to be greatly reduced and causes the operating sound to be generated in the ejector 18.

図24は、バレル衝撃波を説明するための説明図であって、従来技術のエジェクタ18のノズル部18aの冷媒噴射口18c周辺の模式的な拡大断面図である。   FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining the barrel shock wave, and is a schematic enlarged cross-sectional view around the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a of the ejector 18 of the related art.

次に、(b)ノズル部内に形成される冷媒通路にて気相冷媒を減圧させながら凝縮させていること、すなわち、後述する実施形態で説明する図3のモリエル線図のd3点からg3点へ至る減圧過程に示すように、ノズル部にて飽和ガス線を跨ぐように冷媒を減圧させていることによって、エジェクタのディフューザ部が所望の冷媒昇圧性能を発揮できなくなってしまう理由について説明する。   Next, (b) the gas-phase refrigerant is condensed while reducing the pressure in the refrigerant passage formed in the nozzle portion, that is, from the point d3 to the point g3 in the Mollier diagram of FIG. 3 described in an embodiment described later. As shown in the depressurization process leading to, the reason why the diffuser portion of the ejector cannot exhibit the desired refrigerant pressurization performance by depressurizing the refrigerant so as to straddle the saturated gas line at the nozzle portion will be described.

その理由は、このような減圧過程では、ノズル部18a内に形成される冷媒通路を流れる気相冷媒を凝縮させる際に、図25のd25点→g25点に示すように、飽和状態になっても直ちに凝縮が始まらず冷媒が過飽和状態となってしまう、凝縮遅れが生じてしまうことがあるからである。   The reason for this is that in such a decompression process, when the gas-phase refrigerant flowing through the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a is condensed, it becomes saturated as shown by point d25 → g25 in FIG. This is because condensation may not start immediately and the refrigerant may be supersaturated, resulting in a condensation delay.

なお、図25は、凝縮遅れが生じている場合の冷媒の状態の変化を示すモリエル線図であって、図3と同一の状態の冷媒には図3と同一の符号(アルファベット)を付して添え字(数字)のみを変更している。このことは、他のモリエル線図でも同様である。   FIG. 25 is a Mollier diagram showing changes in the state of the refrigerant when a condensation delay occurs. The refrigerant in the same state as in FIG. 3 is assigned the same reference numeral (alphabet) as in FIG. Only the subscripts (numbers) are changed. The same applies to other Mollier diagrams.

ここで、このような凝縮遅れが生じる原因について説明すると、ファンデルワールス力の分子間力を考慮すると、図25のモリエル線図に示すように、気液二相冷媒の等温線は、等圧力線からずれた曲線として描くことができる。   Here, the cause of such condensation delay will be described. In view of the intermolecular force of van der Waals force, as shown in the Mollier diagram of FIG. It can be drawn as a curve deviated from the line.

このため、飽和ガス線よりも僅かにエンタルピが減少した領域の冷媒は、同圧力の飽和ガス線上の冷媒よりも温度低下させなければ冷媒を凝縮させることのできない准安定状態となる。従って、ノズル部18aへ気相冷媒を流入させた際には、准安定状態となった冷媒の温度がある程度低下するまで凝縮が開始しない凝縮遅れが生じてしまう。   For this reason, the refrigerant | coolant of the area | region where enthalpy decreased slightly rather than the saturated gas line will be in the metastable state which cannot condense a refrigerant | coolant, unless it lowers temperature than the refrigerant | coolant on the saturated gas line of the same pressure. Therefore, when the gas-phase refrigerant is caused to flow into the nozzle portion 18a, a condensation delay is generated in which condensation does not start until the temperature of the metastable refrigerant is lowered to some extent.

さらに、凝縮遅れが生じると、ノズル部18aにて冷媒を等エントロピ膨張させる場合に対して噴射冷媒のエンタルピが増加する(図25のΔhxの相当)。このエンタルピの増加量は、冷媒がノズル部18a内に形成される冷媒通路を流通する際に潜熱としてエネルギ放出した潜熱放出量に相当するので、この潜熱放出量が増加してしまうと、ノズル部18aの冷媒通路を流通する冷媒の流れに衝撃波を発生させてしまう。   Further, when the condensation delay occurs, the enthalpy of the injected refrigerant increases compared to the case where the refrigerant is isentropically expanded at the nozzle portion 18a (corresponding to Δhx in FIG. 25). The amount of increase in enthalpy corresponds to the amount of latent heat released as latent heat when the refrigerant flows through the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a. Therefore, if the amount of latent heat released increases, the nozzle portion A shock wave is generated in the flow of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 18a.

そして、冷媒が潜熱放出することによって生じる衝撃波は、噴射冷媒の流速を低下させてしまうので、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を低下させてしまう。   And the shock wave generated by releasing the latent heat of the refrigerant lowers the flow rate of the injected refrigerant, so that the pressure increase performance of the refrigerant in the diffuser portion 18g is lowered.

本発明では、上記点に鑑み、エジェクタのノズル部へ蒸発器下流側冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数を充分に向上させることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to sufficiently improve the coefficient of performance of an ejector-type refrigeration cycle in which an evaporator downstream refrigerant flows into a nozzle portion of an ejector.

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、冷媒を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を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)下流側の冷媒を減圧させる第1減圧手段(13)および第2減圧手段(16)と、第1減圧手段(13)にて減圧された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)と、第2減圧手段(16)にて減圧された冷媒を蒸発させる第2蒸発器(17)と、第1蒸発器(15)下流側冷媒を減圧させるノズル部(18a)から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口(18d)から第2蒸発器(17)下流側冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口(18d)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(18g)を有するエジェクタ(18)とを備え、
さらに、第1蒸発器(15)から流出した冷媒を気液二相状態としてノズル部(18a)へ流入させる二相化手段(19)を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
The present invention has been devised in order to achieve the above object. In the invention according to claim 1, the compressor (11) compresses and discharges the refrigerant, and the compressor (11) discharges the refrigerant. The radiator (12) that radiates the refrigerant, the first decompression means (13) and the second decompression means (16) that decompress the refrigerant on the downstream side of the radiator (12), and the decompression by the first decompression means (13). A first evaporator (15) for evaporating the generated refrigerant, a second evaporator (17) for evaporating the refrigerant depressurized by the second depressurization means (16), and a refrigerant on the downstream side of the first evaporator (15) The refrigerant on the downstream side of the second evaporator (17) is sucked from the refrigerant suction port (18d) by the suction action of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle part (18a) for reducing the pressure, and the jet refrigerant and the refrigerant suction port (18d) The pressure increasing unit (1) for increasing the pressure by mixing the suction refrigerant sucked from And a ejector (18) having a g),
Further, it is characterized by an ejector type refrigeration cycle provided with a two-phase changing means (19) for causing the refrigerant flowing out from the first evaporator (15) to flow into the nozzle part (18a) in a gas-liquid two-phase state.

これによれば、二相化手段(19)を備えているので、エジェクタ(18)のノズル部(18a)へ確実に気液二相冷媒を流入させることができる。従って、凝縮遅れが生じて、エジェクタ(18)のディフューザ部(18g)における冷媒昇圧性能が低下してしまうことを確実に抑制できる。   According to this, since the two-phase conversion means (19) is provided, the gas-liquid two-phase refrigerant can surely flow into the nozzle portion (18a) of the ejector (18). Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of the condensation delay and the deterioration of the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion (18g) of the ejector (18).

さらに、エジェクタ(18)のノズル部(18a)へ気液二相冷媒を流入させて等エントロピ的に減圧させることで、ノズル部(18a)から噴射される噴射冷媒も気液二相冷媒とすることができるので、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の乾き度xが上昇してしまうことを抑制できる
従って、混合冷媒の乾き度xが上昇してしまうことによって、ディフューザ部(18g)における冷媒昇圧性能が不安定になってしまうことや、冷媒吸引口(18d)から吸引させる吸引冷媒流量が低下してしまうことを抑制できる。その結果、エジェクタ(18)のノズル部(18a)へ第1蒸発器(15)下流側冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数(COP)を充分に向上させることができる。
Further, the gas-liquid two-phase refrigerant is caused to flow into the nozzle part (18a) of the ejector (18) and isentropically depressurized so that the jet refrigerant injected from the nozzle part (18a) is also gas-liquid two-phase refrigerant. Therefore, it is possible to suppress an increase in the dryness x of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant. Therefore, an increase in the dryness x of the mixed refrigerant causes the refrigerant in the diffuser portion (18g) to increase. It can suppress that pressure | voltage rise performance becomes unstable and the suction | inhalation refrigerant | coolant flow rate attracted | sucked from a refrigerant | coolant suction port (18d) falls. As a result, the coefficient of performance (COP) of the ejector refrigeration cycle in which the refrigerant on the downstream side of the first evaporator (15) flows into the nozzle portion (18a) of the ejector (18) can be sufficiently improved.

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。   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軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the ejector of the first embodiment. 第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させた際の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of operating the ejector-type refrigerating cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のエジェクタのエジェクタ効率を示すグラフである。It is a graph which shows the ejector efficiency of the ejector of 1st Embodiment. 第2実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the ejector of the second embodiment. 第3実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of an ejector of a 3rd embodiment. 図6のVII−VII断面図である。It is VII-VII sectional drawing of FIG. 第3実施形態のエジェクタのノズル効率を示すグラフである。It is a graph which shows the nozzle efficiency of the ejector of 3rd Embodiment. 第4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 4th Embodiment. 第5実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させた際の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of operating the ejector-type refrigerating cycle of 5th Embodiment. 第5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 5th Embodiment. 第5実施形態の貯液タンクの断面図である。It is sectional drawing of the liquid storage tank of 5th Embodiment. 第6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 6th Embodiment. 第7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 7th Embodiment. 第8実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of an ejector according to an eighth embodiment. 第9実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。It is axial direction sectional drawing of the ejector of 9th Embodiment. 第9実施形態の変形例のエジェクタの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the ejector of the modification of 9th Embodiment. 第10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 10th Embodiment. 第10実施形態の変形例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 the modification of 10th Embodiment. 一般的なエジェクタ式冷凍サイクルの運転時にエジェクタ内で衝撃波が発生する箇所を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the location where a shock wave generate | occur | produces in an ejector at the time of driving | operating of a general ejector-type refrigerating cycle. ノズル部へ流入する冷媒の乾き度が比較的高くなる運転時にエジェクタ内で衝撃波が発生する箇所を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the location where a shock wave generate | occur | produces in an ejector at the time of the driving | operation from which the dryness of the refrigerant | coolant which flows in into a nozzle part becomes comparatively high. 一般的なエジェクタ式冷凍サイクルの運転時の混合冷媒の圧力変化を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the pressure change of the mixed refrigerant at the time of operation | movement of a general ejector-type refrigerating cycle. ノズル部へ流入する冷媒の乾き度が比較的高くなる運転時の混合冷媒の圧力変化を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the pressure change of the mixed refrigerant at the time of the driving | operation from which the dryness of the refrigerant | coolant which flows into a nozzle part becomes comparatively high. バレル衝撃波を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a barrel shock wave. エジェクタのノズル部にて凝縮遅れが生じた際の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of a condensation delay having arisen in the nozzle part of the ejector.

以下に説明する実施形態では、蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させる構成のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタのディフューザ部(昇圧部)が所望の冷媒昇圧性能を発揮できなくなってしまうことを抑制するための手段について説明する。さらに、以下に説明する実施形態には、特許請求の範囲の請求項に記載された発明の前提となる形態および参考となる形態も含まれている。   In the embodiment described below, in an ejector-type refrigeration cycle configured to allow the refrigerant that has flowed out of the evaporator to flow into the nozzle portion of the ejector, the diffuser portion (pressure increase portion) of the ejector cannot exhibit the desired refrigerant pressure increase performance. Means for suppressing this will be described. Furthermore, the embodiment described below includes a form that serves as a premise and a form that serves as a reference of the invention described in the claims.

(第1実施形態)
図1〜図4を用いて、第1実施形態について説明する。本実施形態では、エジェクタ18を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を、車両用冷凍サイクル装置に適用している。具体的には、このエジェクタ式冷凍サイクル10は、車室内へ送風される室内用送風空気を冷却する機能、および車室内に配置された車内冷蔵庫(クールボックス)内へ送風される庫内用送風空気を冷却する機能を果たす。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an ejector refrigeration cycle 10 including an ejector 18 is applied to a vehicle refrigeration cycle apparatus. Specifically, the ejector refrigeration cycle 10 has a function of cooling indoor air blown into the vehicle interior, and an internal air blown into an in-vehicle refrigerator (cool box) disposed in the vehicle interior. Serves to cool the air.

図1の全体構成図に示す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、高圧冷媒となるまで圧縮して吐出するものである。具体的には、本実施形態の圧縮機11は、1つのハウジング内に固定容量型の圧縮機構、および圧縮機構を駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。   In the ejector refrigeration cycle 10 shown in the overall configuration diagram of FIG. 1, a compressor 11 sucks refrigerant and compresses and discharges it until it becomes a high-pressure refrigerant. Specifically, the compressor 11 of the present embodiment is an electric compressor configured by housing a fixed capacity type compression mechanism and an electric motor that drives the compression mechanism in one housing.

この圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。また、電動モータは、後述する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。   As this compression mechanism, various compression mechanisms such as a scroll-type compression mechanism and a vane-type compression mechanism can be employed. Further, the operation (rotation speed) of the electric motor is controlled by a control signal output from a control device to be described later, and either an AC motor or a DC motor may be adopted.

さらに、圧縮機11は、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達された回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機であってもよい。この種のエンジン駆動式の圧縮機としては、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、電磁クラッチの断続により圧縮機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等を採用することができる。   Furthermore, the compressor 11 may be an engine-driven compressor that is driven by a rotational driving force transmitted from a vehicle traveling engine via a pulley, a belt, or the like. This type of engine-driven compressor includes a variable displacement compressor that can adjust the refrigerant discharge capacity by changing the discharge capacity, and a fixed type that adjusts the refrigerant discharge capacity by changing the operating rate of the compressor by intermittently connecting the electromagnetic clutch. A capacity type compressor or the like can be employed.

また、このエジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)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蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。   The ejector refrigeration cycle 10 employs an HFC refrigerant (specifically, R134a) as a refrigerant, and a vapor compression subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the refrigerant critical pressure. It is composed. Furthermore, refrigeration oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant, and a part of the refrigeration oil circulates in the cycle together with the refrigerant.

圧縮機11の吐出口側には、放熱器12の冷媒入口側が接続されている。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により送風される車室外空気(外気)を熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン12a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。   The refrigerant inlet side of the radiator 12 is connected to the discharge port side of the compressor 11. The radiator 12 is a heat exchanger for radiating heat by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and outside air (outside air) blown by the cooling fan 12a to dissipate the high-pressure refrigerant and cool it. The cooling fan 12a is an electric blower in which the number of rotations (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.

放熱器12の冷媒出口側には、第1減圧手段としての高段側絞り装置13の入口側が接続されている。高段側絞り装置13は、第1蒸発器15出口側冷媒の温度および圧力に基づいて第1蒸発器15出口側冷媒の過熱度を検出する感温部を有し、第1蒸発器15出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準範囲内となるように機械的機構によって絞り通路面積を調整する温度式膨張弁である。   The refrigerant outlet side of the radiator 12 is connected to the inlet side of the high-stage expansion device 13 as the first pressure reducing means. The high-stage expansion device 13 has a temperature sensing unit that detects the degree of superheat of the first evaporator 15 outlet-side refrigerant based on the temperature and pressure of the first evaporator 15 outlet-side refrigerant, and the first evaporator 15 outlet It is a temperature type expansion valve that adjusts the throttle passage area by a mechanical mechanism so that the degree of superheat of the side refrigerant falls within a predetermined reference range.

高段側絞り装置13の出口側には、高段側絞り装置13から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部14の冷媒流入口が接続されている。分岐部14は、3つの流入出口を有する三方継手で構成されており、3つの流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、残りの2つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。   The outlet side of the high stage side throttle device 13 is connected to the refrigerant inlet of the branching section 14 that branches the flow of the refrigerant flowing out from the high stage side throttle device 13. The branch portion 14 is configured by a three-way joint having three inflow / outflow ports, and one of the three inflow / outflow ports is a refrigerant inflow port, and the remaining two are refrigerant outflow ports. Such a three-way joint may be formed by joining pipes having different pipe diameters, or may be formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block.

分岐部14の一方の冷媒流出口には、第1蒸発器15の冷媒入口側が接続されている。第1蒸発器15は、高段側絞り装置13にて減圧された低圧冷媒と第1送風ファン15aから車室内へ送風される室内用送風空気とを熱交換させることによって、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。第1送風ファン15a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)が制御される電動送風機である。   The refrigerant inlet side of the first evaporator 15 is connected to one refrigerant outlet of the branch portion 14. The first evaporator 15 evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the high-stage expansion device 13 and the indoor blowing air blown into the vehicle interior from the first blower fan 15a. This is an endothermic heat exchanger that exerts an endothermic effect. The 1st ventilation fan 15a is an electric blower by which rotation speed (blowing air amount) is controlled by the control voltage output from a control apparatus.

また、分岐部14の他方の冷媒流出口には、第2減圧手段としての低段側絞り装置16の入口側が接続されている。低段側絞り装置16は、絞り開度が固定された固定絞りであり、具体的には、ノズル、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。   In addition, the other refrigerant outlet of the branch portion 14 is connected to the inlet side of the low stage side expansion device 16 as the second decompression means. The low-stage side throttle device 16 is a fixed throttle with a fixed throttle opening, and specifically, a nozzle, an orifice, a capillary tube, or the like can be adopted.

低段側絞り装置16の出口側には、第2蒸発器17の冷媒入口側が接続されている。第2蒸発器17は、低段側絞り装置16にて減圧された低圧冷媒と第2送風ファン17aからクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気とを熱交換させることによって、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。この第2蒸発器17の基本的構成は、第1蒸発器15と同等である。   The refrigerant inlet side of the second evaporator 17 is connected to the outlet side of the low stage expansion device 16. The second evaporator 17 exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the low-stage expansion device 16 and the internal blown air circulated from the second blower fan 17a into the cool box, thereby reducing the low-pressure refrigerant. It is a heat exchanger for heat absorption which evaporates and exhibits endothermic action. The basic configuration of the second evaporator 17 is the same as that of the first evaporator 15.

ここで、第2蒸発器17へ流入する冷媒は、高段側絞り装置13にて減圧された後に、低段側絞り装置16にてさらに減圧されるので、第2蒸発器17における冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)は、第1蒸発器15における冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなる。また、第2送風ファン17a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)が制御される電動送風機である。   Here, since the refrigerant flowing into the second evaporator 17 is depressurized by the high stage side expansion device 13 and then further depressurized by the low stage side expansion device 16, the refrigerant evaporation pressure in the second evaporator 17. The (refrigerant evaporation temperature) is lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the first evaporator 15. Moreover, the 2nd ventilation fan 17a is an electric blower by which rotation speed (blowing air amount) is controlled by the control voltage output from a control apparatus.

次に、第1蒸発器15の冷媒出口側には、エジェクタ18のノズル部18aの入口側が接続されている。エジェクタ18は、第1蒸発器15下流側冷媒を減圧させる減圧手段としての機能を果たすとともに、高速で噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引(輸送)してサイクル内を循環させる冷媒循環手段(冷媒輸送手段)としての機能を果たすものである。   Next, the inlet side of the nozzle portion 18 a of the ejector 18 is connected to the refrigerant outlet side of the first evaporator 15. The ejector 18 functions as a decompression unit that depressurizes the refrigerant on the downstream side of the first evaporator 15, and also circulates in the cycle by sucking (transporting) the refrigerant by the suction action of the jetted refrigerant injected at a high speed. It functions as a means (refrigerant transport means).

このエジェクタ18の詳細構成については、図2を用いて説明する。エジェクタ18は、ノズル部18aおよびボデー部18bを有して構成されている。まず、ノズル部18aは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る略円筒状の金属(例えば、ステンレス合金)等で形成されており、内部に形成された冷媒通路(絞り通路)にて冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。   The detailed configuration of the ejector 18 will be described with reference to FIG. The ejector 18 includes a nozzle portion 18a and a body portion 18b. First, the nozzle portion 18a is formed of a substantially cylindrical metal (for example, a stainless alloy) that gradually tapers in the refrigerant flow direction, and the refrigerant is formed in the refrigerant passage (throttle passage) formed therein. Is expanded under reduced pressure in an isentropic manner.

ノズル部18a内に形成される冷媒通路には、冷媒通路面積が最も縮小した喉部(最小通路面積部)が設けられ、さらに、この喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口18cへ向かって冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部が設けられている。つまり、本実施形態のノズル部18aは、いわゆるラバールノズルとして構成されている。   The refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a is provided with a throat portion (minimum passage area portion) having the smallest refrigerant passage area. Further, the refrigerant is directed from the throat portion toward the refrigerant injection port 18c for injecting the refrigerant. A divergent section where the passage area gradually increases is provided. That is, the nozzle portion 18a of the present embodiment is configured as a so-called Laval nozzle.

また、本実施形態では、ノズル部18aとして、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、冷媒噴射口18cから噴射される噴射冷媒が気液二相状態となり、さらに、冷媒噴射口18cから噴射される直前の冷媒の流速が、前述の数式F1で説明した二相音速αh以上(超音速状態)となるものが採用されている。   Further, in the present embodiment, as the nozzle portion 18a, during the normal operation of the ejector refrigeration cycle 10, the injection refrigerant injected from the refrigerant injection port 18c is in a gas-liquid two-phase state and is further injected from the refrigerant injection port 18c. A refrigerant having a flow velocity of the immediately preceding refrigerant that is equal to or higher than the two-phase sonic speed αh (supersonic state) described in Formula F1 is employed.

次に、ボデー部18bは、略円筒状の金属(例えば、アルミニウム)あるいは樹脂で形成されており、内部にノズル部18aを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ18の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部18aは、ボデー部18bの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入等によって固定されている。   Next, the body portion 18b is formed of a substantially cylindrical metal (for example, aluminum) or resin, and functions as a fixing member for supporting and fixing the nozzle portion 18a therein, and forms an outer shell of the ejector 18. Is. More specifically, the nozzle portion 18a is fixed by press-fitting or the like so as to be housed inside the one end side in the longitudinal direction of the body portion 18b.

また、ボデー部18bの外周側面のうち、ノズル部18aの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル部18aの冷媒噴射口18cと連通するように設けられた冷媒吸引口18dが形成されている。この冷媒吸引口18dは、ノズル部18aの冷媒噴射口18cから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって第2蒸発器17から流出した冷媒をエジェクタ18の内部へ吸引する貫通穴である。   Also, a refrigerant suction port 18d provided in a portion corresponding to the outer peripheral side of the nozzle portion 18a in the outer peripheral side surface of the body portion 18b so as to penetrate the inside and the outside and communicate with the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a. Is formed. The refrigerant suction port 18d is a through hole that sucks the refrigerant that has flowed out of the second evaporator 17 due to the suction action of the refrigerant injected from the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a into the ejector 18.

さらに、ボデー部18bの内部には、冷媒噴射口18cから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口18dから吸引された吸引冷媒とを混合させる混合部18e、冷媒吸引口18dから吸引された吸引冷媒を混合部18eへ導く吸引通路18f、および混合部18eにて混合された混合冷媒を昇圧させる昇圧部としてのディフューザ部18gが形成されている。   Further, inside the body portion 18b, the mixing refrigerant 18e that mixes the refrigerant injected from the refrigerant injection port 18c and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 18d, and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 18d. A suction passage 18f that leads to the mixing unit 18e and a diffuser unit 18g as a boosting unit that pressurizes the mixed refrigerant mixed in the mixing unit 18e are formed.

吸引通路18fは、ノズル部18aの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部18bの内周側との間の空間によって形成されており、吸引通路18fの冷媒通路面積は、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。これにより、吸引通路18fを流通する吸引冷媒の流速を徐々に増速させて、混合部18eにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失(混合損失)を減少させている。   The suction passage 18f is formed by a space between the outer peripheral side around the tapered tip of the nozzle portion 18a and the inner peripheral side of the body portion 18b. The refrigerant passage area of the suction passage 18f is in the refrigerant flow direction. It is gradually shrinking. Thereby, the flow rate of the suction refrigerant flowing through the suction passage 18f is gradually increased, and the energy loss (mixing loss) when the suction refrigerant and the injection refrigerant are mixed in the mixing unit 18e is reduced.

混合部18eは、ボデー部18bの内部空間のうち、ノズル部18aの軸方向断面においてノズル部18aの冷媒噴射口18cからディフューザ部18gの入口部18hへ至る範囲の空間によって形成されている。さらに、混合部18eにおける冷媒噴射口18cから入口部18hへ至るノズル部18aの軸線方向の距離Laは、入口部18hへ流入する冷媒の流速が二相音速αh以下となるように決定されている。   The mixing portion 18e is formed by a space in a range from the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a to the inlet portion 18h of the diffuser portion 18g in the axial section of the nozzle portion 18a in the internal space of the body portion 18b. Furthermore, the distance La in the axial direction of the nozzle portion 18a from the refrigerant injection port 18c to the inlet portion 18h in the mixing portion 18e is determined so that the flow velocity of the refrigerant flowing into the inlet portion 18h is equal to or lower than the two-phase sound velocity αh. .

具体的には、冷媒噴射口18cを含むノズル部18aの軸方向垂直断面における冷媒噴射口18cの円形状の開口断面積と吸引通路18fの円環状の冷媒通路断面積の合計値を円に換算したときの相当直径をφDaとしたときに、以下数式F3を満たすように距離Laが決定されている。
La/φDa≦1…(F3)
なお、本実施形態では、具体的に、La/φDa=1としている。
Specifically, the total value of the circular opening cross-sectional area of the refrigerant injection port 18c and the annular refrigerant passage cross-sectional area of the suction passage 18f in the axially vertical cross section of the nozzle portion 18a including the refrigerant injection port 18c is converted into a circle. When the equivalent diameter is φDa, the distance La is determined so as to satisfy the following formula F3.
La / φDa ≦ 1 (F3)
In the present embodiment, specifically, La / φDa = 1 is set.

さらに、本実施形態の混合部18eは、冷媒流れ下流側に向かって徐々に冷媒通路面積を縮小させる形状に形成されている。より具体的には、冷媒流れ下流側に向かって徐々に冷媒通路面積を縮小させる円錐台形状と冷媒通路面積を一定とする円柱形状とを組み合わせた形状に形成されている。さらに、ディフューザ部18gの入口部18hの冷媒通路面積が、冷媒噴射口18cの冷媒通路面積よりも小さくなるように形成されている。   Furthermore, the mixing portion 18e of the present embodiment is formed in a shape that gradually reduces the refrigerant passage area toward the downstream side of the refrigerant flow. More specifically, it is formed in a shape that combines a truncated cone shape that gradually reduces the refrigerant passage area toward the downstream side of the refrigerant flow and a cylindrical shape that makes the refrigerant passage area constant. Further, the refrigerant passage area of the inlet portion 18h of the diffuser portion 18g is formed to be smaller than the refrigerant passage area of the refrigerant injection port 18c.

また、図2に示すように、混合部18eのうち円柱形状の部位のノズル部18aの軸方向長さをLbとし、円柱形状の部位の直径(ディフューザ部18gの入口部18hの直径に相当)をφDbとしたときに、以下数式F4を満たすように距離Lbが決定されている。
Lb/φDb≦1…(F4)
なお、本実施形態では、具体的に、Lb/φDb=1としている。
As shown in FIG. 2, the axial length of the nozzle portion 18a of the cylindrical portion of the mixing portion 18e is Lb, and the diameter of the cylindrical portion (corresponding to the diameter of the inlet portion 18h of the diffuser portion 18g). Is set to φDb, the distance Lb is determined so as to satisfy the following formula F4.
Lb / φDb ≦ 1 (F4)
In the present embodiment, specifically, Lb / φDb = 1.

ディフューザ部18gは、混合部18eの出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積が徐々に拡大するように形成されている。これにより、ディフューザ部18gは、混合部18eから流出した混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する機能、すなわち、混合冷媒の流速を減速させて混合冷媒を昇圧させる機能を果たす。   The diffuser portion 18g is disposed so as to be continuous with the outlet of the mixing portion 18e, and is formed so that the refrigerant passage area gradually increases. Thereby, the diffuser part 18g fulfills the function of converting the velocity energy of the mixed refrigerant flowing out from the mixing unit 18e into pressure energy, that is, the function of increasing the pressure of the mixed refrigerant by decelerating the flow rate of the mixed refrigerant.

より具体的には、本実施形態のディフューザ部18gを形成するボデー部18bの内周壁面の壁面形状は、図2に示すように、複数の曲線を組み合わせて形成されている。そして、ディフューザ部18gの冷媒通路断面積の広がり度合が冷媒流れ方向に向かって徐々に大きくなった後に再び小さくなっていることで、冷媒を等エントロピ的に昇圧させることができる。   More specifically, the wall surface shape of the inner peripheral wall surface of the body portion 18b that forms the diffuser portion 18g of the present embodiment is formed by combining a plurality of curves as shown in FIG. And since the degree of spread of the refrigerant passage cross-sectional area of the diffuser portion 18g gradually increases in the refrigerant flow direction and then decreases again, the refrigerant can be increased in an isentropic manner.

エジェクタ18のディフューザ部18gの冷媒出口側には、圧縮機11の吸入口が接続されている。   The suction port of the compressor 11 is connected to the refrigerant outlet side of the diffuser portion 18 g of the ejector 18.

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。図示しない制御装置は、CPU、ROM、RAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器11、12a、15a、17a等の作動を制御する。   Next, the electric control unit of this embodiment will be described. A control device (not shown) is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits, performs various calculations and processing based on a control program stored in the ROM, and is connected to the output side. The operation of various control target devices 11, 12a, 15a, 17a, etc. is controlled.

また、制御装置には、車室内温度を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、第1蒸発器15の吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する第1蒸発器温度センサ、第2蒸発器17の吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する第2蒸発器温度センサ、放熱器12出口側冷媒の温度を検出する出口側温度センサ、放熱器12出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力センサ、クールボックスの庫内温度を検出する庫内温度センサ等のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。   In addition, the control device includes an inside air temperature sensor that detects the interior temperature of the vehicle, an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the interior of the vehicle, and the air temperature (evaporator temperature) of the first evaporator 15 ), A second evaporator temperature sensor for detecting the blown air temperature (evaporator temperature) of the second evaporator 17, and an outlet side temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant on the outlet side of the radiator 12. Sensor groups such as an outlet side pressure sensor for detecting the pressure of the refrigerant on the outlet side of the radiator 12 and an internal temperature sensor for detecting the internal temperature of the cool box are connected, and the detection values of these sensor groups are input.

さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。   Furthermore, an operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input to the control device. The As various operation switches provided on the operation panel, there are provided an air conditioning operation switch for requesting air conditioning in the vehicle interior, a vehicle interior temperature setting switch for setting the vehicle interior temperature, and the like.

なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。例えば、本実施形態では、圧縮機11の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が吐出能力制御手段を構成している。   Note that the control device of the present embodiment is configured integrally with control means for controlling the operation of various control target devices connected to the output side of the control device. The configuration (hardware and software) for controlling the operation constitutes the control means of each control target device. For example, in the present embodiment, the configuration (hardware and software) that controls the operation of the compressor 11 constitutes the discharge capacity control means.

次に、上記構成における本実施形態の作動を図3のモリエル線図を用いて説明する。まず、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)されると、制御装置が圧縮機11の電動モータ、冷却ファン12a、第1送風ファン15a、第2送風ファン17a等を作動させる。これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。   Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described using the Mollier diagram of FIG. First, when the operation switch of the operation panel is turned on (ON), the control device operates the electric motor of the compressor 11, the cooling fan 12a, the first blower fan 15a, the second blower fan 17a, and the like. Thereby, the compressor 11 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it.

圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒(図3のa3点)は、放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換し、放熱して凝縮する(図3のa3点→b3点)。   The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 (point a3 in FIG. 3) flows into the radiator 12, exchanges heat with the blown air (outside air) blown from the cooling fan 12a, and dissipates heat. Condensates (point a3 → b3 in FIG. 3).

放熱器12から流出した冷媒は、高段側絞り装置13へ流入して等エンタルピ的に減圧される(図3のb3点→c3点)。この際、高段側絞り装置13の絞り開度は、第1蒸発器15出口側冷媒(図3のd3点)の過熱度が予め定めた所定範囲内となるように調整される。   The refrigerant that has flowed out of the radiator 12 flows into the high-stage expansion device 13 and is decompressed in an enthalpy manner (b3 point → c3 point in FIG. 3). At this time, the throttle opening degree of the high stage side expansion device 13 is adjusted so that the degree of superheat of the refrigerant on the outlet side of the first evaporator 15 (point d3 in FIG. 3) is within a predetermined range.

高段側絞り装置13にて減圧された冷媒の流れは、分岐部14にて分岐される。分岐部14にて分岐された一方の冷媒は、第1蒸発器15へ流入して、第1送風ファン15aによって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する(図3のc3点→d3点)。これにより、室内用送風空気が冷却される。   The refrigerant flow depressurized by the high-stage expansion device 13 is branched by the branching section 14. One refrigerant branched in the branching section 14 flows into the first evaporator 15 and evaporates by absorbing heat from the indoor air blown by the first blower fan 15a (point c3 → d3 in FIG. 3). point). Thereby, the indoor blowing air is cooled.

分岐部14にて分岐された他方の冷媒は、低段側絞り装置16へ流入して、さらに等エンタルピ的に減圧される(図3のc3点→e3点)。低段側絞り装置16にて減圧された冷媒は、第2蒸発器17へ流入して、第2送風ファン17aによって循環送風された庫内用送風空気から吸熱して蒸発する(図3のe3点→f3点)。これにより、庫内用送風空気が冷却される。   The other refrigerant branched at the branching portion 14 flows into the low-stage expansion device 16 and is further decompressed in an isenthalpy manner (point c3 → point e3 in FIG. 3). The refrigerant depressurized by the low stage side expansion device 16 flows into the second evaporator 17 and evaporates by absorbing heat from the internal blown air circulated by the second blower fan 17a (e3 in FIG. 3). Point → f3 point). As a result, the internal blown air is cooled.

また、第1蒸発器15から流出した過熱度を有する気相冷媒は、エジェクタ18のノズル部18aへ流入して等エントロピ的に減圧されて噴射される(図3のd3点→g3点)。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、第2蒸発器17から流出した冷媒が、エジェクタ18の冷媒吸引口18dから吸引される。   Further, the superheated gas phase refrigerant flowing out of the first evaporator 15 flows into the nozzle portion 18a of the ejector 18 and is isentropically decompressed and injected (point d3 → point g3 in FIG. 3). The refrigerant flowing out of the second evaporator 17 is sucked from the refrigerant suction port 18d of the ejector 18 by the suction action of the injection refrigerant.

ノズル部18aから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口18dから吸引された吸引冷媒は、エジェクタの18の混合部18eにて混合されて、ディフューザ部18gへ流入する(図3のg3→h3点、f3点→h3点)。   The injection refrigerant injected from the nozzle portion 18a and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 18d are mixed in the mixing portion 18e of the ejector 18 and flow into the diffuser portion 18g (g3 → h3 point in FIG. 3, f3 point → h3 point).

ディフューザ部18gでは、冷媒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。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力が上昇する(図3のh3点→i3点)。ディフューザ部18gから流出した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される(図3のi3点→a3点)。   In the diffuser part 18g, the velocity energy of the refrigerant is converted into pressure energy by expanding the refrigerant passage area. As a result, the pressure of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant increases (point h3 → point i3 in FIG. 3). The refrigerant flowing out from the diffuser portion 18g is sucked into the compressor 11 and compressed again (point i3 → point a3 in FIG. 3).

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、以上の如く作動して、車室内へ送風される室内用送風空気およびクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。この際、第2蒸発器17の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)が、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなるので、車室内およびクールボックスの庫内を異なる温度帯で冷却することができる。   The ejector-type refrigeration cycle 10 of the present embodiment operates as described above, and can cool indoor blast air blown into the vehicle interior and internal blast air circulated into the cool box. At this time, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the second evaporator 17 is lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the first evaporator 15, so that different temperatures are provided in the vehicle interior and the interior of the cool box. Can be cooled with a belt.

さらに、エジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ18のディフューザ部18gにて昇圧された冷媒を圧縮機11に吸入させるので、圧縮機11の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。   Further, in the ejector refrigeration cycle 10, since the refrigerant whose pressure has been increased by the diffuser portion 18g of the ejector 18 is sucked into the compressor 11, the power consumption of the compressor 11 is reduced and the coefficient of performance (COP) of the cycle is improved. Can be made.

ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10のように、エジェクタ18のノズル部18aへ第1蒸発器15から流出した過熱度を有する気相冷媒を流入させる構成では、混合部18eにおける混合冷媒の乾き度xも比較的高い値(例えば、乾き度xが0.8以上)となりやすい。   Here, as in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, in the configuration in which the superheated gas phase refrigerant that has flowed out of the first evaporator 15 flows into the nozzle portion 18a of the ejector 18, the mixed refrigerant in the mixing portion 18e. The degree of dryness x tends to be relatively high (for example, the degree of dryness x is 0.8 or more).

このように混合冷媒が比較的乾き度xの高い気液二相冷媒になってしまうと、図20、図21を用いて説明したように、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能が不安定になってしまう。   If the mixed refrigerant becomes a gas-liquid two-phase refrigerant having a relatively high dryness x as described above, the refrigerant pressure-increasing performance in the diffuser portion 18g becomes unstable as described with reference to FIGS. End up.

これに対して、本実施形態のエジェクタ18によれば、混合部18eにおけるノズル部18aの冷媒噴射口18cからディフューザ部18gの入口部18hへ至るノズル部18aの軸線方向の距離Laが、入口部18hへ流入する冷媒の流速が二相音速αh以下となるように決定されている。これにより、混合冷媒が超音速状態から亜音速状態へ移行する際に発生する衝撃波を混合部18e内で生じさせることができる。   On the other hand, according to the ejector 18 of the present embodiment, the axial distance La of the nozzle portion 18a from the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a to the inlet portion 18h of the diffuser portion 18g in the mixing portion 18e is the inlet portion. The flow rate of the refrigerant flowing into 18h is determined to be equal to or lower than the two-phase sound velocity αh. Thereby, the shock wave generated when the mixed refrigerant shifts from the supersonic state to the subsonic state can be generated in the mixing unit 18e.

従って、ディフューザ部18g内で衝撃波が発生してしまうことを抑制でき、衝撃波の作用によってディフューザ部18g内を流通する混合冷媒の流速が不安定になってしまうことを抑制できる。その結果、ノズル部18aへ第1蒸発器15から流出した冷媒を流入させるエジェクタ18であっても、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を安定化させることができ、エジェクタ18の冷媒昇圧性能の低下を抑制できる。   Therefore, it can suppress that a shock wave generate | occur | produces in the diffuser part 18g, and can suppress that the flow rate of the mixed refrigerant | coolant which distribute | circulates the diffuser part 18g by the effect | action of a shock wave becomes unstable. As a result, even in the ejector 18 that causes the refrigerant that has flowed out of the first evaporator 15 to flow into the nozzle portion 18a, the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion 18g can be stabilized, and the refrigerant pressure increase performance of the ejector 18 can be reduced. Can be suppressed.

さらに、上記数式F3を満たすように、距離Laを決定することで、混合冷媒が超音速状態から亜音速状態へ移行する際に発生する衝撃波を混合部18e内で生じさせるだけでなく、エジェクタ18の軸方向長さが不必要に増加してしまうことを抑制できる。   Further, by determining the distance La so as to satisfy the above formula F3, not only the shock wave generated when the mixed refrigerant shifts from the supersonic state to the subsonic state is generated in the mixing unit 18e, but also the ejector 18 It can suppress that the axial direction length of increases unnecessarily.

また、本実施形態のエジェクタ18では、混合部18eの形状が、冷媒流れ下流側に向かって徐々に冷媒通路面積を縮小させる形状に形成されている。さらに、ディフューザ部18gの入口部18hの冷媒通路面積を、ノズル部18acの冷媒噴射口18cの冷媒通路面積よりも小さく設定している。   Moreover, in the ejector 18 of this embodiment, the shape of the mixing part 18e is formed in a shape that gradually reduces the refrigerant passage area toward the downstream side of the refrigerant flow. Further, the refrigerant passage area of the inlet portion 18h of the diffuser portion 18g is set smaller than the refrigerant passage area of the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18ac.

これにより、本実施形態の混合部18eでは、混合冷媒の流速を効果的に減速させるようにして、ディフューザ部18gの入口部18hへ到達するまでに、混合冷媒の流速が二相音速αh以下となるようにしている。   Thereby, in the mixing unit 18e of the present embodiment, the flow rate of the mixed refrigerant is reduced to the two-phase sonic speed αh or less until it reaches the inlet 18h of the diffuser unit 18g so as to effectively decelerate the flow rate of the mixed refrigerant. It is trying to become.

さらに、本発明者らの検討によれば、混合部18eの形状を、冷媒流れ下流側に向かって徐々に冷媒通路面積を縮小させる円錐台形状と冷媒通路面積を一定とする円柱形状とを組み合わせた形状とし、上記数式F4を満たすように、距離Lbを決定することで、混合冷媒の流速を効果的に減速させることができることが判っている。   Further, according to the study by the present inventors, the shape of the mixing portion 18e is a combination of a truncated cone shape that gradually reduces the refrigerant passage area toward the downstream side of the refrigerant flow and a cylindrical shape that makes the refrigerant passage area constant. It has been found that the flow rate of the mixed refrigerant can be effectively decelerated by determining the distance Lb so as to satisfy the above formula F4.

従って、本実施形態のエジェクタ18によれば、図4に示すように、エジェクタ18におけるエネルギ変換効率(エジェクタ効率ηej)を従来技術に対して大きく向上させることができる。その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ18を備えることによるCOP向上効果を充分に得ることができる。   Therefore, according to the ejector 18 of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the energy conversion efficiency (ejector efficiency ηej) in the ejector 18 can be greatly improved over the prior art. As a result, in the ejector type refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the COP improvement effect due to the provision of the ejector 18 can be sufficiently obtained.

なお、エジェクタ効率ηejは、以下数式F5にて定義される。
ηej={Δhd×(Gn+Ge)}/(Δiej×Gn)…(F5)
ここで、Gnは、エジェクタ18のノズル部18aから噴射される噴射冷媒の流量であって、第1蒸発器15を流通する冷媒流量である。また、Geは、エジェクタの18の冷媒吸引口18dから吸引される吸引冷媒の流量であって、第2蒸発器17を流通する冷媒流量である。
The ejector efficiency ηej is defined by the following formula F5.
ηej = {Δhd × (Gn + Ge)} / (Δiej × Gn) (F5)
Here, Gn is a flow rate of the refrigerant injected from the nozzle portion 18 a of the ejector 18 and is a flow rate of the refrigerant flowing through the first evaporator 15. Ge is a flow rate of the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 18d of the ejector 18 and is a flow rate of the refrigerant flowing through the second evaporator 17.

さらに、Δhdは、図3に示すように、エジェクタ18のディフューザ部18gにて冷媒が等エントロピ的に昇圧された際のエンタルピの増加量であり、Δiejは、図3に示すように、エジェクタ18のノズル部18aにて等エントロピ的に減圧された際のエンタルピの減少量である。   Further, Δhd is the amount of increase in enthalpy when the refrigerant is isentropically boosted in the diffuser portion 18g of the ejector 18 as shown in FIG. 3, and Δiej is the ejector 18 as shown in FIG. The amount of enthalpy is reduced when the pressure is reduced isentropically by the nozzle portion 18a.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図5に示すように、エジェクタ18の構成を変更した例を説明する。なお、図5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。
(Second Embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the structure of the ejector 18 with respect to 1st Embodiment, as shown in FIG. In FIG. 5, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

具体的には、本実施形態のエジェクタ18では、ノズル部18a内に形成される冷媒通路として、冷媒噴射口18cへ向かって冷媒通路面積を徐々に縮小させる先細部18iが形成されている。つまり、本実施形態のノズル部18aは、いわゆる先細ノズルとして構成されている。さらに、本実施形態のノズル部18a内に形成される冷媒通路の最下流側には、噴射部18jが形成されている。   Specifically, in the ejector 18 of the present embodiment, a tapered portion 18i that gradually reduces the refrigerant passage area toward the refrigerant injection port 18c is formed as a refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a. That is, the nozzle portion 18a of the present embodiment is configured as a so-called tapered nozzle. Furthermore, the injection part 18j is formed in the most downstream side of the refrigerant path formed in the nozzle part 18a of this embodiment.

噴射部18jは、先細部18iの最下流部から冷媒噴射口18cへ向かって冷媒を導く空間である。従って、噴射部18jのノズル部18aの軸方向断面における拡がり角度θnによって、冷媒噴射口18cから噴射される噴射冷媒の噴霧形状あるいは拡がり方向を変化させることができる。つまり、噴射部18jは、冷媒噴射口18cから噴射される冷媒の噴射方向を規定する空間であると表現することもできる。   The injection unit 18j is a space that guides the refrigerant from the most downstream portion of the tapered portion 18i toward the refrigerant injection port 18c. Therefore, the spraying shape or the spreading direction of the jetted refrigerant injected from the refrigerant jet port 18c can be changed by the spreading angle θn in the axial section of the nozzle part 18a of the jetting part 18j. That is, the injection unit 18j can also be expressed as a space that defines the injection direction of the refrigerant injected from the refrigerant injection port 18c.

さらに、本実施形態では、ノズル部18aの軸方向断面における噴射部18jの拡がり角度θnを0°としている。つまり、本実施形態の噴射部18jは、ノズル部18aの軸方向に延びて、冷媒通路面積を一定とする円柱形状の空間によって形成されている。なお、図5では、角度θnの明確化のために、角度θnを僅かな値(1°程度)として図示している。   Furthermore, in the present embodiment, the spread angle θn of the injection portion 18j in the axial section of the nozzle portion 18a is set to 0 °. That is, the injection part 18j of the present embodiment is formed by a cylindrical space extending in the axial direction of the nozzle part 18a and having a constant refrigerant passage area. In FIG. 5, the angle θn is illustrated as a slight value (about 1 °) in order to clarify the angle θn.

また、図5に示すように、ノズル部18a内に形成される冷媒通路のうち噴射部18jが形成される軸方向長さをLcとし、冷媒噴射口18cの開口面積の相当直径をφDcとしたときに、以下数式F6を満たすように距離Lcが決定されている。
Lc/φDc≦1…(F6)
なお、本実施形態では、具体的に、Lc/φDc=0.67としている。Lc/φDc=1としてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the axial length in which the injection portion 18j is formed in the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a is Lc, and the equivalent diameter of the opening area of the refrigerant injection port 18c is φDc. Sometimes, the distance Lc is determined so as to satisfy the following formula F6.
Lc / φDc ≦ 1 (F6)
In the present embodiment, specifically, Lc / φDc = 0.67. Lc / φDc = 1 may be set.

本実施形態のノズル部18aでは、内部に形成される冷媒通路を上記の如く形成することによって、冷媒噴射口18cから混合部18eへ噴射される冷媒を自由膨張させるようにしている。   In the nozzle part 18a of this embodiment, the refrigerant path formed inside is formed as described above, so that the refrigerant injected from the refrigerant injection port 18c to the mixing unit 18e is freely expanded.

その他のエジェクタ18およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第1実施形態と同様に、車室内へ送風される室内用送風空気およびクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。   Other configurations and operations of the ejector 18 and the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the first embodiment. Therefore, when the ejector-type refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, similarly to the first embodiment, the indoor blast air blown into the vehicle interior and the internal blast air circulated into the cool box are cooled. can do.

ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10のように、エジェクタ18のノズル部18aへ第1蒸発器15から流出した過熱度を有する気相冷媒を流入させる構成では、冷媒噴射口から噴射される直前の冷媒の流速が高くなりやすく、エジェクタ18のディフューザ部18gが所望の冷媒昇圧性能を発揮できなくなってしまうことがある。   Here, as in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, in the configuration in which the superheated gas phase refrigerant that has flowed out of the first evaporator 15 flows into the nozzle portion 18a of the ejector 18, the refrigerant is injected from the refrigerant injection port. In some cases, the flow rate of the refrigerant immediately before the discharge tends to increase, and the diffuser portion 18g of the ejector 18 may not be able to exhibit the desired refrigerant pressure increase performance.

より詳細には、一般的なエジェクタでは、噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口から冷媒を吸引することによって、ノズル部にて冷媒が減圧される際の運動エネルギの損失を回収している。この際、回収されるエネルギの量(すなわち、図3のΔiejで示されるエンタルピの減少量)は、ノズル部へ流入させる冷媒の圧力が一定の場合、ノズル部へ流入させる冷媒のエンタルピが上昇するに伴って増加する。   More specifically, in a general ejector, the loss of kinetic energy when the refrigerant is decompressed at the nozzle portion is recovered by sucking the refrigerant from the refrigerant suction port by the suction action of the injected refrigerant. At this time, the amount of energy recovered (that is, the amount of decrease in the enthalpy indicated by Δiej in FIG. 3) increases when the pressure of the refrigerant flowing into the nozzle unit is constant. It increases with.

また、ノズル部の冷媒噴射口から噴射された直後の噴射冷媒の流速Vの最大値は、以下数式F7で表される。
V=V0+(2×Δiej)0.5…(F7)
なお、V0は、ノズル部へ流入する冷媒の初速である。
Moreover, the maximum value of the flow velocity V of the injection refrigerant immediately after being injected from the refrigerant injection port of the nozzle portion is expressed by the following formula F7.
V = V0 + (2 × Δiej) 0.5 (F7)
V0 is the initial speed of the refrigerant flowing into the nozzle portion.

従って、ノズル部へ気液二相冷媒よりもエンタルピの高い気相冷媒を流入させると、噴射冷媒の流速Vが高くなりやすく、冷媒とノズル部内に形成される冷媒通路との壁面摩擦も増加しやすくなる。   Therefore, when a gas phase refrigerant having a higher enthalpy than the gas-liquid two-phase refrigerant is flowed into the nozzle portion, the flow velocity V of the injected refrigerant is likely to increase, and the wall friction between the refrigerant and the refrigerant passage formed in the nozzle portion also increases. It becomes easy.

さらに、ノズル部内に形成される冷媒通路を高速度で流れる気相冷媒が凝縮し、気液密度比の高い気液二相冷媒(例えば、気液密度比が200以上の気液二相冷媒)になってしまうと、冷媒と冷媒通路との壁面摩擦が大きく増加して、冷媒の有する運動エネルギの損失を招いてしまう。このような運動エネルギの損失は、噴射冷媒の流速を低下させてしまい、ディフューザ部における冷媒昇圧性能を低下させてしまう。   Further, the gas-phase refrigerant flowing at high speed in the refrigerant passage formed in the nozzle portion is condensed, and the gas-liquid two-phase refrigerant having a high gas-liquid density ratio (for example, the gas-liquid two-phase refrigerant having a gas-liquid density ratio of 200 or more). If it becomes, the wall surface friction of a refrigerant | coolant and a refrigerant channel will increase greatly, and the loss of the kinetic energy which a refrigerant | coolant has will be caused. Such loss of kinetic energy lowers the flow rate of the injected refrigerant and lowers the refrigerant pressurization performance in the diffuser section.

これに対して、本実施形態のエジェクタ18によれば、先細ノズルとして構成されたノズル部18aに噴射部18jが設けられており、冷媒噴射口18cから混合部18eへ噴射される混合冷媒を自由膨張させるので、ラバールノズルのように末広部を設けることなく、混合部18eにて噴射冷媒を加速することができる。つまり、ラバールノズルの末広部にて冷媒を超音速加速する際に生じる冷媒と冷媒通路との壁面摩擦を生じさせることなく冷媒を加速することができる。   On the other hand, according to the ejector 18 of this embodiment, the injection part 18j is provided in the nozzle part 18a comprised as a taper nozzle, and the mixed refrigerant | coolant injected from the refrigerant | coolant injection port 18c to the mixing part 18e is free. Since the expansion is performed, it is possible to accelerate the injected refrigerant in the mixing unit 18e without providing a divergent portion unlike a Laval nozzle. That is, the refrigerant can be accelerated without causing wall friction between the refrigerant and the refrigerant passage that occurs when the refrigerant is supersonically accelerated at the divergent portion of the Laval nozzle.

従って、冷媒と冷媒通路との壁面摩擦を低下させて、冷媒通路を流れる冷媒の有する運動エネルギの損失を抑制することができ、噴射冷媒の流速が低下してしまうことを抑制できる。その結果、ノズル部18aへ第1蒸発器15から流出した冷媒を流入させるエジェクタ18であっても、ノズル部18aにおける冷媒のエネルギ損失を低減させて、エジェクタ18の冷媒昇圧性能の低下を抑制できる。   Therefore, the wall friction between the refrigerant and the refrigerant passage can be reduced, the loss of kinetic energy of the refrigerant flowing through the refrigerant passage can be suppressed, and the flow rate of the injected refrigerant can be suppressed from decreasing. As a result, even in the ejector 18 that causes the refrigerant that has flowed out of the first evaporator 15 to flow into the nozzle portion 18a, the energy loss of the refrigerant in the nozzle portion 18a can be reduced, and a decrease in the refrigerant pressure increase performance of the ejector 18 can be suppressed. .

また、本実施形態のエジェクタ18によれば、第1実施形態と同様に、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を安定化させることができ、エジェクタ18におけるエジェクタ効率ηejを向上させることができる。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ18を備えることによるCOP向上効果を充分に得ることができる。   Further, according to the ejector 18 of the present embodiment, similarly to the first embodiment, the refrigerant pressure increasing performance in the diffuser portion 18g can be stabilized, and the ejector efficiency ηej in the ejector 18 can be improved. Therefore, in the ejector type refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the COP improvement effect due to the provision of the ejector 18 can be sufficiently obtained.

なお、本実施形態では、ノズル部18aの軸方向断面における噴射部18jの拡がり角度θnを0°とした例を説明したが、冷媒噴射口18cから噴射される冷媒を自由膨張させることができれば、拡がり角度θnを0°よりも大きく設定してもよい。つまり、噴射部18jは、冷媒流れ方向に向かって冷媒通路断面積が徐々に拡大する円錐台形状の空間によって形成されていてもよい。   In this embodiment, the example in which the expansion angle θn of the injection portion 18j in the axial section of the nozzle portion 18a is 0 ° has been described. However, if the refrigerant injected from the refrigerant injection port 18c can be freely expanded, The spread angle θn may be set larger than 0 °. That is, the injection unit 18j may be formed by a truncated cone space in which the refrigerant passage cross-sectional area gradually increases in the refrigerant flow direction.

(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図6、図7に示すように、エジェクタ18の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のエジェクタ18では、ノズル部18a内に形成される冷媒通路のうち喉部(最小通路面積部)よりも冷媒流れ上流側に、冷媒流入口18lから流入した冷媒をノズル部18aの軸周りに旋回させる旋回空間18kを設けている。
(Third embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the structure of the ejector 18 with respect to 1st Embodiment, as shown in FIG. 6, FIG. Specifically, in the ejector 18 of the present embodiment, the refrigerant that has flowed in from the refrigerant inlet 18l is disposed upstream of the throat portion (minimum passage area portion) in the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a. A swirl space 18k that swirls around the axis of the nozzle portion 18a is provided.

より詳細には、この旋回空間18kは、ノズル部18aの冷媒流れ上流側に設けられた筒状部18mの内部に形成されている。従って、この筒状部18mは、特許請求の範囲に記載された旋回空間形成部材を構成しており、本実施形態では、旋回空間形成部材とノズル部が一体的に構成されていることになる。   More specifically, the swirling space 18k is formed in a cylindrical portion 18m provided on the upstream side of the refrigerant flow of the nozzle portion 18a. Accordingly, the cylindrical portion 18m constitutes the swirling space forming member described in the claims, and in this embodiment, the swirling space forming member and the nozzle portion are integrally formed. .

旋回空間18kは、回転体形状に形成され、その中心軸がノズル部18aと同軸上に延びている。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の1つの直線(中心軸)の周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間18kは、略円柱状に形成されている。   The swirling space 18k is formed in a rotating body shape, and its central axis extends coaxially with the nozzle portion 18a. The rotating body shape is a three-dimensional shape formed when a plane figure is rotated around one straight line (central axis) on the same plane. More specifically, the swirl space 18k of the present embodiment is formed in a substantially cylindrical shape.

さらに、冷媒流入口18lと旋回空間18kとを接続する冷媒流入通路18nは、旋回空間18kの中心軸方向から見たときに、図7に示すように、旋回空間18kの内壁面の接線方向に延びている。これにより、冷媒流入口18lから旋回空間18kへ流入した冷媒は、旋回空間18kの内壁面に沿って流れ、旋回空間18k内を旋回する。   Further, the refrigerant inflow passage 18n that connects the refrigerant inlet 18l and the swirl space 18k is, as seen from the central axis direction of the swirl space 18k, in the tangential direction of the inner wall surface of the swirl space 18k, as shown in FIG. It extends. As a result, the refrigerant flowing into the swirl space 18k from the refrigerant inlet 18l flows along the inner wall surface of the swirl space 18k and swirls in the swirl space 18k.

ここで、旋回空間18k内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間18k内では中心軸側の冷媒圧力が外周側の冷媒圧力よりも低下する。そこで、本実施形態では、通常運転時に、旋回空間18k内の中心軸側の冷媒が飽和ガス線よりも気液二相側となるように、すなわち、旋回空間18k内の中心軸側の冷媒が凝縮を開始するように、旋回空間18k内の中心軸側の冷媒の圧力を低下させている。   Here, since centrifugal force acts on the refrigerant swirling in the swirling space 18k, the refrigerant pressure on the central axis side is lower than the refrigerant pressure on the outer peripheral side in the swirling space 18k. Therefore, in the present embodiment, during normal operation, the refrigerant on the central axis side in the swirl space 18k is closer to the gas-liquid two-phase side than the saturated gas line, that is, the refrigerant on the central axis side in the swirl space 18k is The pressure of the refrigerant on the central axis side in the swirling space 18k is reduced so as to start the condensation.

このような旋回空間18k内の中心軸側の冷媒圧力の調整は、旋回空間18k内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することによって実現することができる。さらに、この旋回流速の調整は、例えば、冷媒流入通路18nの通路断面積と旋回空間18kの軸方向垂直断面積との流路断面積の比率を調整することや、ノズル部18aの上流側に配置される高段側絞り装置13の絞り開度を調整することによって行うことができる。   Such adjustment of the refrigerant pressure on the central axis side in the swirling space 18k can be realized by adjusting the swirling flow velocity of the refrigerant swirling in the swirling space 18k. Further, the swirling flow velocity is adjusted by adjusting the ratio of the flow passage cross-sectional area between the passage cross-sectional area of the refrigerant inflow passage 18n and the axial cross-sectional area of the swirling space 18k, or on the upstream side of the nozzle portion 18a. This can be done by adjusting the aperture of the high-stage expansion device 13 arranged.

その他のエジェクタ18およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第1実施形態と同様に、車室内へ送風される室内用送風空気およびクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。   Other configurations and operations of the ejector 18 and the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the first embodiment. Therefore, when the ejector-type refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, similarly to the first embodiment, the indoor blast air blown into the vehicle interior and the internal blast air circulated into the cool box are cooled. can do.

ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10のように、エジェクタ18のノズル部18aへ第1蒸発器15から流出した過熱度を有する気相冷媒を流入させる構成では、前述の如く、エジェクタ18のノズル部18a内に形成される冷媒通路にて冷媒を減圧させながら凝縮させて加速することになる。   Here, as in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, in the configuration in which the superheated gas phase refrigerant flowing out from the first evaporator 15 flows into the nozzle portion 18a of the ejector 18, the ejector 18 as described above. The refrigerant is condensed and accelerated while reducing the pressure in the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a.

このようなエジェクタ18では、前述の如く、冷媒と冷媒通路との壁面摩擦によってエネルギ損失が生じてしまうだけでなく、ノズル部18a内に形成される冷媒通路を流れる気相冷媒を凝縮させる際に、凝縮遅れが生じてしまうことがあり、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を低下させてしまう。   In such an ejector 18, as described above, not only energy loss occurs due to wall friction between the refrigerant and the refrigerant passage, but also when the gas-phase refrigerant flowing in the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18 a is condensed. Condensation delay may occur, and the pressure increase performance of the refrigerant in the diffuser portion 18g is deteriorated.

これに対して、本実施形態のエジェクタ18では、旋回空間18k内で冷媒を旋回させることによって、旋回空間18k内の旋回中心軸側の冷媒を減圧させて凝縮を開始させ、凝縮核の生成された気液二相冷媒をノズル部18aへ流入させることができる。従って、ノズル部18aにて冷媒に凝縮遅れが生じてしまうことを抑制できる。   On the other hand, in the ejector 18 of the present embodiment, the refrigerant is swirled in the swirling space 18k, whereby the refrigerant on the swiveling center axis side in the swirling space 18k is depressurized to start condensation, and condensed nuclei are generated. The gas-liquid two-phase refrigerant can flow into the nozzle portion 18a. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a condensation delay in the refrigerant at the nozzle portion 18a.

その結果、図8に示すように、ノズル部18aにおけるノズル効率ηnozを従来技術に対して大きく向上させることができ、ノズル部18a内に形成される冷媒通路にて冷媒を減圧させながら凝縮させて加速するエジェクタ18であっても、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能の低下を抑制できる。なお、ノズル効率ηnozとは、ノズル部18aにて冷媒の圧力エネルギを運動エネルギへ変換する際のエネルギ変換効率である。   As a result, as shown in FIG. 8, the nozzle efficiency ηnoz in the nozzle portion 18a can be greatly improved as compared with the prior art, and the refrigerant is condensed while reducing the pressure in the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a. Even if the ejector 18 is accelerated, it is possible to suppress a decrease in the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion 18g. The nozzle efficiency ηnoz is energy conversion efficiency when the pressure energy of the refrigerant is converted into kinetic energy in the nozzle portion 18a.

また、本実施形態のエジェクタ18によれば、第1実施形態と同様に、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を安定化させることができ、エジェクタ18におけるエジェクタ効率ηejを向上させることができる。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ18を備えることによるCOP向上効果を充分に得ることができる。   Further, according to the ejector 18 of the present embodiment, similarly to the first embodiment, the refrigerant pressure increasing performance in the diffuser portion 18g can be stabilized, and the ejector efficiency ηej in the ejector 18 can be improved. Therefore, in the ejector type refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the COP improvement effect due to the provision of the ejector 18 can be sufficiently obtained.

さらに、本実施形態のエジェクタ18によれば、旋回空間18kへ流入する冷媒が気液二相冷媒になっている場合であっても、旋回空間18k内の中心側の冷媒圧力を低下させてノズル部18aの喉部(最小通路面積部)へ流入する冷媒の沸騰を促進させることができるので、ノズル効率ηnozを向上させることができる。   Further, according to the ejector 18 of the present embodiment, even when the refrigerant flowing into the swirling space 18k is a gas-liquid two-phase refrigerant, the refrigerant pressure on the center side in the swirling space 18k is reduced to reduce the nozzle. Since the boiling of the refrigerant flowing into the throat portion (minimum passage area portion) of the portion 18a can be promoted, the nozzle efficiency ηnoz can be improved.

(第4実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、エジェクタ式冷凍サイクルの構成を変更した例を説明する。
(Fourth embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the structure of the ejector-type refrigerating cycle with respect to 1st Embodiment.

具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、図9に示すように、放熱器12の出口側に分岐部14を配置し、分岐部14にて分岐された一方の冷媒を高段側絞り装置13にて低圧冷媒となるまで減圧させて、第1蒸発器15の冷媒入口側へ流入させている。また、分岐部14にて分岐された他方の冷媒を低段側絞り装置16にて低圧冷媒となるまで減圧させて、第2蒸発器17の冷媒入口側へ流入させている。   Specifically, in the ejector refrigeration cycle 10a of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the branch portion 14 is disposed on the outlet side of the radiator 12, and one of the refrigerants branched at the branch portion 14 is made high. The pressure is reduced until it becomes a low-pressure refrigerant by the stage side expansion device 13, and flows into the refrigerant inlet side of the first evaporator 15. Further, the other refrigerant branched by the branching section 14 is decompressed by the low stage side expansion device 16 until it becomes a low-pressure refrigerant, and flows into the refrigerant inlet side of the second evaporator 17.

さらに、本実施形態では、高段側絞り装置13の絞り開度よりも低段側絞り装置16の絞り開度が小さく設定されており、高段側絞り装置13における減圧量よりも低段側絞り装置16における減圧量が大きくなっている。従って、第2蒸発器17における冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)は、第1蒸発器15における冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなる。その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Furthermore, in this embodiment, the throttle opening of the low stage side throttle device 16 is set to be smaller than the throttle opening of the high stage side throttle device 13, which is lower than the pressure reduction amount in the high stage side throttle device 13. The amount of pressure reduction in the expansion device 16 is large. Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the second evaporator 17 is lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the first evaporator 15. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aを作動させると、図10のモリエル線図に示すように、圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒(図10のa10点)が、第1実施形態と同様に、放熱器12にて放熱して凝縮する(図10のa10点→b10点)。   Therefore, when the ejector refrigeration cycle 10a of this embodiment is operated, as shown in the Mollier diagram of FIG. 10, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 (point a10 in FIG. 10) As in the first embodiment, heat is dissipated by the radiator 12 and condensed (a10 point → b10 point in FIG. 10).

放熱器12から流出した冷媒の流れは、分岐部14にて分岐される。分岐部14にて分岐された一方の冷媒は、高段側絞り装置13にて減圧されて(図10のb10点→c10点)、第1蒸発器15へ流入する。分岐部14にて分岐された他方の冷媒は、低段側絞り装置16にて減圧されて(図10のb10点→e10点)、第2蒸発器17へ流入する。以降の作動は第1実施形態と同様である。   The flow of the refrigerant flowing out of the radiator 12 is branched at the branching section 14. One refrigerant branched by the branching section 14 is decompressed by the high stage side expansion device 13 (b10 point → c10 point in FIG. 10) and flows into the first evaporator 15. The other refrigerant branched by the branching section 14 is decompressed by the low-stage expansion device 16 (b10 point → e10 point in FIG. 10) and flows into the second evaporator 17. Subsequent operations are the same as those in the first embodiment.

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aを作動させると、第1実施形態と同様に、車室内へ送風される室内用送風空気およびクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。   Therefore, when the ejector-type refrigeration cycle 10a of this embodiment is operated, the indoor blast air blown into the vehicle interior and the internal blast air circulated into the cool box are cooled as in the first embodiment. can do.

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aにおいても、エジェクタ18が第1実施形態と同様の効果を発揮するので、エジェクタ18を備えることによるCOP向上効果を充分に得ることができる。また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aに、第2、第3、第8、第9実施形態に開示されたエジェクタ18を適用してもよい。   Furthermore, also in the ejector type refrigeration cycle 10a of the present embodiment, the ejector 18 exhibits the same effect as that of the first embodiment, so that the COP improvement effect due to the provision of the ejector 18 can be sufficiently obtained. Moreover, you may apply the ejector 18 disclosed by 2nd, 3rd, 8th, 9th embodiment to the ejector-type refrigerating cycle 10a of this embodiment.

(第5実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、エジェクタ式冷凍サイクルの構成を変更した例を説明する。
(Fifth embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the structure of the ejector-type refrigerating cycle with respect to 1st Embodiment.

具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、図11に示すように、高段側絞り装置13として絞り開度が固定された固定絞りを採用し、低段側絞り装置16として温度式膨張弁を採用している。さらに、第1蒸発器15の冷媒出口側とエジェクタ18のノズル部18aの入口側との間に、サイクル内の余剰冷媒を蓄える貯液タンク(貯液部)19を配置している。   Specifically, in the ejector refrigeration cycle 10b of the present embodiment, as shown in FIG. 11, a fixed throttle with a fixed throttle opening is adopted as the high stage side throttle device 13, and the low stage side throttle device 16 is used. A temperature expansion valve is used. Further, a liquid storage tank (liquid storage part) 19 for storing excess refrigerant in the cycle is disposed between the refrigerant outlet side of the first evaporator 15 and the inlet side of the nozzle part 18 a of the ejector 18.

この貯液タンク19の詳細構成については、図12を用いて説明する。なお、図12における上下の各矢印は、貯液タンク19を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。   The detailed configuration of the liquid storage tank 19 will be described with reference to FIG. In addition, the up and down arrows in FIG. 12 indicate the up and down directions in a state where the liquid storage tank 19 is mounted on the vehicle.

貯液タンク19は、上下方向に延びて両端部が閉塞された円筒状部材で形成された本体部19a、第1蒸発器15から流出した冷媒を本体部19a内へ流入させる冷媒流入ポート19b、本体部19a内から気液二相冷媒をエジェクタ18のノズル部18a側へ流出させる冷媒流出ポート19c等を有して構成されている。   The liquid storage tank 19 includes a main body 19a formed of a cylindrical member extending in the vertical direction and closed at both ends, a refrigerant inflow port 19b for allowing the refrigerant flowing out of the first evaporator 15 to flow into the main body 19a, A refrigerant outflow port 19c for allowing the gas-liquid two-phase refrigerant to flow out from the main body 19a to the nozzle 18a side of the ejector 18 is provided.

冷媒流入ポート19bは、本体部19aの円筒状側面に接続されており本体部19aの円筒状側面の接線方向に延びる冷媒配管によって構成されている。冷媒流出ポート19cは、本体部19aの軸方向下側端面(底面)に接続されており、本体部19aの内外に亘って本体部19aと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。   The refrigerant inflow port 19b is connected to the cylindrical side surface of the main body portion 19a and is configured by a refrigerant pipe extending in the tangential direction of the cylindrical side surface of the main body portion 19a. The refrigerant outflow port 19c is connected to the lower end surface (bottom surface) in the axial direction of the main body 19a, and is constituted by a refrigerant pipe extending coaxially with the main body 19a over the inside and outside of the main body 19a.

さらに、冷媒流出ポート19cの上端部は、冷媒流入ポート19bの接続部位よりも上方側まで延びている。また、冷媒流出ポート19cの下方側には、本体部19a内に貯留された液相冷媒を、冷媒流出ポート19c内へ流入させる液相冷媒導入穴19dが形成されている。   Furthermore, the upper end part of the refrigerant | coolant outflow port 19c is extended to the upper side rather than the connection site | part of the refrigerant | coolant inflow port 19b. Further, a liquid phase refrigerant introduction hole 19d through which the liquid phase refrigerant stored in the main body portion 19a flows into the refrigerant outflow port 19c is formed below the refrigerant outflow port 19c.

従って、サイクルを循環する循環冷媒流量が減少し、第1蒸発器15から気液二相冷媒が流出する運転条件では、冷媒流入ポート19bから本体部19a内へ流入した冷媒が本体部19aの円筒状内壁面に沿って旋回して流れ、この旋回流によって生じる遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。   Accordingly, under the operating conditions in which the flow rate of the circulating refrigerant circulating in the cycle decreases and the gas-liquid two-phase refrigerant flows out from the first evaporator 15, the refrigerant flowing into the main body 19a from the refrigerant inflow port 19b is the cylinder of the main body 19a. The refrigerant gas and liquid are separated by the action of centrifugal force generated by the swirling flow.

そして、分離された液相冷媒は、重力の作用によって下方側へ落下し、余剰冷媒として本体部19a内に貯留される。一方、分離された気相冷媒は、冷媒流出ポート19cを介してノズル部18aの入口側へ流出する際に、液相冷媒導入穴19dから冷媒流出ポート19c内へ流入した液相冷媒と混合して気液二相冷媒となって流出する。   The separated liquid phase refrigerant falls downward due to the action of gravity, and is stored in the main body 19a as an excess refrigerant. On the other hand, the separated gas-phase refrigerant is mixed with the liquid-phase refrigerant flowing into the refrigerant outflow port 19c from the liquid-phase refrigerant introduction hole 19d when flowing out to the inlet side of the nozzle portion 18a via the refrigerant outflow port 19c. And flows out as a gas-liquid two-phase refrigerant.

また、サイクルを循環する循環冷媒流量が増加し、第1蒸発器15から気相冷媒が流出する運転条件では、冷媒流入ポート19bから流入した気相冷媒は気液分離されることなく、冷媒流出ポート19cを介してノズル部18aの入口側へ流出する。この際、冷媒流出ポート19cへ流入した気相冷媒は、液相冷媒導入穴19dから冷媒流出ポート19c内へ流入した液相冷媒と混合して気液二相冷媒となって流出する。   Also, under the operating conditions in which the flow rate of the circulating refrigerant circulating in the cycle increases and the gas phase refrigerant flows out from the first evaporator 15, the gas phase refrigerant flowing in from the refrigerant inflow port 19b is not separated into gas and liquid, and the refrigerant flows out. It flows out to the inlet side of the nozzle part 18a through the port 19c. At this time, the gas-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant outflow port 19c is mixed with the liquid-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant outflow port 19c from the liquid-phase refrigerant introduction hole 19d and flows out as a gas-liquid two-phase refrigerant.

つまり、本実施形態の貯液タンク19は、第1蒸発器15から流出した冷媒を気液二相状態としてノズル部18aの入口側へ流出させる二相化手段を構成している。より具体的には、貯液タンク19は、本体部19aに貯液された液相冷媒と第1蒸発器15から流出した冷媒とを混合させてノズル部18aの入口側へ流出させている。   That is, the liquid storage tank 19 of the present embodiment constitutes a two-phase unit that causes the refrigerant flowing out from the first evaporator 15 to flow out into the gas-liquid two-phase state to the inlet side of the nozzle portion 18a. More specifically, the liquid storage tank 19 mixes the liquid-phase refrigerant stored in the main body 19a and the refrigerant that has flowed out of the first evaporator 15, and flows it out to the inlet side of the nozzle portion 18a.

その他のエジェクタ18およびエジェクタ式冷凍サイクル10bの構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第1実施形態と同様に、車室内へ送風される室内用送風空気およびクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。   Other configurations and operations of the ejector 18 and the ejector refrigeration cycle 10b are the same as those in the first embodiment. Therefore, when the ejector-type refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, similarly to the first embodiment, the indoor blast air blown into the vehicle interior and the internal blast air circulated into the cool box are cooled. can do.

ここで、エジェクタ18のノズル部18aへ気相冷媒を流入させる構成のエジェクタ式冷凍サイクルでは、混合部18eにて噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させた混合冷媒の乾き度xも比較的高い値(例えば、乾き度xが0.8以上)となりやすい。   Here, in the ejector-type refrigeration cycle configured to flow the gas-phase refrigerant into the nozzle portion 18a of the ejector 18, the dryness x of the mixed refrigerant obtained by mixing the injection refrigerant and the suction refrigerant in the mixing section 18e is also a relatively high value. (For example, the dryness x is 0.8 or more).

このようなエジェクタ式冷凍サイクルでは、図25を用いて説明したように、凝縮遅れが生じて、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を低下させてしまうことがある。また、図20、図21を用いて説明したように、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能が不安定になってしまうことがある。   In such an ejector-type refrigeration cycle, as described with reference to FIG. 25, a condensation delay may occur, and the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion 18g may be reduced. Moreover, as demonstrated using FIG. 20, FIG. 21, the refrigerant | coolant pressurization performance in the diffuser part 18g may become unstable.

さらに、混合冷媒の乾き度xが上昇して、0.995以上の高乾き度の気液二相冷媒になってしまうと、図22、図23を用いて説明したように、本発明者らの検討によれば、エジェクタ18のディフューザ部18gが所望の冷媒昇圧性能を発揮できないばかりか、エジェクタ18の冷媒吸引口18dから吸引される吸引冷媒の流量が減少してしまうことがある。   Furthermore, when the dryness x of the mixed refrigerant increases to become a gas-liquid two-phase refrigerant having a high dryness of 0.995 or more, as described with reference to FIGS. According to the above examination, the diffuser portion 18g of the ejector 18 may not be able to exhibit the desired refrigerant boosting performance, and the flow rate of the suctioned refrigerant sucked from the refrigerant suction port 18d of the ejector 18 may decrease.

これに対して、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、二相化手段としての貯液タンク19を備えているので、エジェクタ18のノズル部18aへ確実に気液二相冷媒を流入させることができる。従って、凝縮遅れが生じてしまうことを確実に抑制できる。   On the other hand, since the ejector refrigeration cycle 10b of the present embodiment includes the liquid storage tank 19 as the two-phase conversion means, the gas-liquid two-phase refrigerant can surely flow into the nozzle portion 18a of the ejector 18. Can do. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of the condensation delay.

さらに、ノズル部18aへ気液二相冷媒を流入させて等エントロピ的に減圧させることで、冷媒噴射口18cから噴射される噴射冷媒も確実に気液二相冷媒のとなるので、混合冷媒の乾き度xが上昇してしまうことを抑制できる。従って、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能が不安定になってしまうことや、冷媒吸引口18dから吸引される吸引冷媒流量が低下してしまうことを抑制できる。   Furthermore, by causing the gas-liquid two-phase refrigerant to flow into the nozzle portion 18a and reducing the pressure in an isentropic manner, the injected refrigerant that is injected from the refrigerant injection port 18c is also surely converted into the gas-liquid two-phase refrigerant. It can suppress that dryness x raises. Therefore, it is possible to suppress the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion 18g from becoming unstable and the suction refrigerant flow rate sucked from the refrigerant suction port 18d from being lowered.

これに加えて、噴射冷媒の乾き度xを低下させて、混合冷媒の二相音速αhを低下させることができるので、二相冷媒の流速が超音速状態から亜音速状態へ変化する際に生じる衝撃波を気体力学的に弱い衝撃波とすることができる。従って、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能が不安定になってしまうことを効果的に抑制できる。   In addition, since the dryness x of the injected refrigerant can be reduced to reduce the two-phase sonic speed αh of the mixed refrigerant, it occurs when the flow speed of the two-phase refrigerant changes from the supersonic state to the subsonic state. The shock wave can be a gas-weak shock wave. Therefore, it is possible to effectively suppress the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion 18g from becoming unstable.

その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、エジェクタ18のノズル部18aへ第1蒸発器15下流側冷媒を流入させるサイクル構成であっても、COPを充分に向上させることができる。   As a result, according to the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the COP can be sufficiently improved even in the cycle configuration in which the refrigerant on the downstream side of the first evaporator 15 flows into the nozzle portion 18a of the ejector 18. .

また、本実施形態では、二相化手段を貯液タンク19によって構成しているので、サイクル構成の複雑化を招くことなく、極めて簡素な構成で、エジェクタ18のノズル部18aへ確実に気液二相冷媒を流入させることができる。   Further, in this embodiment, since the two-phase unit is constituted by the liquid storage tank 19, the gas liquid is reliably supplied to the nozzle portion 18a of the ejector 18 with a very simple configuration without causing a complicated cycle configuration. Two-phase refrigerant can be introduced.

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、低段側絞り装置16として可変絞り機構である温度式膨張弁を採用し、第2蒸発器17から流出した冷媒が予め定めた基準範囲内となるようにしている。換言すると、本実施形態の低段側絞り装置16の絞り開度は、第2蒸発器17から流出した冷媒が予め定めた基準過熱度以下となるように調整される。   Further, in the ejector type refrigeration cycle 10 of the present embodiment, a temperature type expansion valve that is a variable throttle mechanism is adopted as the low stage side throttle device 16, and the refrigerant flowing out of the second evaporator 17 is within a predetermined reference range. It is trying to become. In other words, the throttle opening degree of the low stage side expansion device 16 of the present embodiment is adjusted so that the refrigerant flowing out from the second evaporator 17 is equal to or less than a predetermined reference superheat degree.

従って、基準過熱度を適切に設定しておくことで、気液二相状態となっている噴射冷媒と基準過熱度以下の気相状態となっている吸引冷媒とを混合させた混合冷媒の乾き度xが上昇してしまうことを確実に抑制できる。さらに、第2蒸発器17から流出した冷媒が飽和気相冷媒あるは気液二相冷媒となるように、低段側絞り装置16の絞り開度を調整してもよい。   Therefore, by appropriately setting the reference superheat degree, the mixed refrigerant obtained by mixing the jet refrigerant that is in the gas-liquid two-phase state and the suction refrigerant that is in the gas phase state below the reference superheat degree is dried. It is possible to reliably suppress the degree x from increasing. Furthermore, the throttle opening degree of the low stage side expansion device 16 may be adjusted so that the refrigerant flowing out from the second evaporator 17 becomes a saturated gas phase refrigerant or a gas-liquid two-phase refrigerant.

また、本実施形態のエジェクタ18によれば、第1実施形態と同様に、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を安定化させることができ、エジェクタ18におけるエジェクタ効率ηejを向上させることができる。その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bによれば、エジェクタ18を備えることによるCOP向上効果を充分に得ることができる。   Further, according to the ejector 18 of the present embodiment, similarly to the first embodiment, the refrigerant pressure increasing performance in the diffuser portion 18g can be stabilized, and the ejector efficiency ηej in the ejector 18 can be improved. As a result, according to the ejector refrigeration cycle 10b of the present embodiment, the COP improvement effect by providing the ejector 18 can be sufficiently obtained.

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aに、第2、第3、第8、第9実施形態に開示されたエジェクタ18を適用してもよい。   Moreover, you may apply the ejector 18 disclosed by 2nd, 3rd, 8th, 9th embodiment to the ejector-type refrigerating cycle 10a of this embodiment.

(第6実施形態)
本実施形態では、第5実施形態に対して、図13に示すように、エジェクタ式冷凍サイクルの構成を変更した例を説明する。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, an example in which the configuration of the ejector refrigeration cycle is changed as shown in FIG. 13 with respect to the fifth embodiment will be described.

具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、貯液タンク19内へ圧縮機11から吐出された気相冷媒を導く吐出冷媒通路20aを追加している。この吐出冷媒通路20aには、貯液タンク19内の冷媒圧力を上昇させないための絞り手段を設けておくことが望ましい。そこで、本実施形態では、吐出冷媒通路20aをキャピラリチューブで構成している。   Specifically, in the ejector type refrigeration cycle 10b of the present embodiment, a discharge refrigerant passage 20a that guides the gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 into the liquid storage tank 19 is added. It is desirable that a throttle means for preventing the refrigerant pressure in the liquid storage tank 19 from increasing is provided in the discharge refrigerant passage 20a. Therefore, in the present embodiment, the discharge refrigerant passage 20a is constituted by a capillary tube.

従って、本実施形態の二相化手段である貯液タンク19は、貯液タンク19に貯液された液相冷媒と圧縮機11から吐出された気相冷媒とを混合させてノズル部18aの入口側へ流出させるように構成されている。その他の構成および作動は第5実施形態と同様である。本実施形態のように二相化手段を構成しても、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。   Therefore, the liquid storage tank 19 which is the two-phase unit of the present embodiment mixes the liquid phase refrigerant stored in the liquid storage tank 19 with the gas phase refrigerant discharged from the compressor 11 to thereby form the nozzle 18a. It is configured to flow out to the inlet side. Other configurations and operations are the same as those of the fifth embodiment. Even if the biphasic means is configured as in this embodiment, the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aに、第2、第3、第8、第9実施形態に開示されたエジェクタ18を適用してもよい。   Moreover, you may apply the ejector 18 disclosed by 2nd, 3rd, 8th, 9th embodiment to the ejector-type refrigerating cycle 10a of this embodiment.

(第7実施形態)
本実施形態では、第5実施形態に対して、図14に示すように、エジェクタ式冷凍サイクルの構成を変更した例を説明する。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, an example in which the configuration of the ejector refrigeration cycle is changed as shown in FIG. 14 with respect to the fifth embodiment will be described.

具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、貯液タンク19内へ放熱器12から流出した液相冷媒を導く凝縮冷媒通路20bを追加している。この凝縮冷媒通路20bには、貯液タンク19内の冷媒圧力を上昇させないための絞り手段を設けておくことが望ましい。そこで、本実施形態では、凝縮冷媒通路20bをキャピラリチューブで構成している。   Specifically, in the ejector refrigeration cycle 10b of the present embodiment, a condensed refrigerant passage 20b that guides the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the radiator 12 into the liquid storage tank 19 is added. In the condensed refrigerant passage 20b, it is desirable to provide a throttle means for preventing the refrigerant pressure in the liquid storage tank 19 from increasing. Therefore, in the present embodiment, the condensed refrigerant passage 20b is constituted by a capillary tube.

従って、本実施形態の二相化手段である貯液タンク19は、放熱器12から流出した液相冷媒と第1蒸発器15から流出した気相冷媒とを混合させてノズル部18aの入口側へ流出させるように構成されている。その他の構成および作動は第5実施形態と同様である。本実施形態のように二相化手段を構成しても、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。   Therefore, the liquid storage tank 19 that is the two-phase unit of the present embodiment mixes the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the radiator 12 and the gas-phase refrigerant that has flowed out of the first evaporator 15 to the inlet side of the nozzle portion 18a. It is configured to flow into Other configurations and operations are the same as those of the fifth embodiment. Even if the biphasic means is configured as in this embodiment, the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aに、第2、第3、第8、第9実施形態に開示されたエジェクタ18を適用してもよい。   Moreover, you may apply the ejector 18 disclosed by 2nd, 3rd, 8th, 9th embodiment to the ejector-type refrigerating cycle 10a of this embodiment.

(第8実施形態)
本実施形態では、図15に示すように、第2実施形態のエジェクタ18に対して、第3実施形態と同様に、ノズル部18aの冷媒流れ上流側に設けられた筒状部18mの内部に冷媒流入口18lから流入した冷媒を旋回させる旋回空間18kを設けている。その他のエジェクタ18およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第2実施形態と同様である。
(Eighth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the ejector 18 of the second embodiment has a cylindrical portion 18m provided on the upstream side of the refrigerant flow of the nozzle portion 18a as in the third embodiment. A swirling space 18k for swirling the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet 18l is provided. Other configurations and operations of the ejector 18 and the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the second embodiment.

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第2実施形態と同様に、車室内へ送風される室内用送風空気およびクールボックス内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。   Therefore, when the ejector type refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, the indoor blast air blown into the vehicle compartment and the blast air circulated into the cool box are cooled as in the second embodiment. can do.

また、本実施形態のエジェクタ18では、第3実施形態と同様に、旋回空間18k内で冷媒を旋回させることによって、凝縮核の生成された気液二相冷媒をノズル部18aへ流入させることができるので、ノズル効率ηnozを向上させることができる。従って、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能の低下を抑制できる。   Further, in the ejector 18 of the present embodiment, similarly to the third embodiment, the refrigerant is swirled in the swirling space 18k so that the gas-liquid two-phase refrigerant in which condensed nuclei are generated flows into the nozzle portion 18a. As a result, the nozzle efficiency ηnoz can be improved. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the refrigerant pressure increase performance in the diffuser portion 18g.

また、第2実施形態と同様に、ノズル部18aの冷媒噴射口18cから噴射される冷媒を自由膨張させるので、壁面摩擦が増加してしまうことを抑制できる。従って、ノズル部18aにおける冷媒のエネルギ損失を低減させて、エジェクタ18の冷媒昇圧性能の低下を抑制できる。   Moreover, since the refrigerant | coolant injected from the refrigerant | coolant injection port 18c of the nozzle part 18a is freely expanded similarly to 2nd Embodiment, it can suppress that wall surface friction increases. Therefore, the energy loss of the refrigerant in the nozzle portion 18a can be reduced, and the decrease in the refrigerant pressure increase performance of the ejector 18 can be suppressed.

さらに、第1実施形態と同様に、ディフューザ部18gにおける冷媒昇圧性能を安定化させることができ、エジェクタ18におけるエジェクタ効率ηejを向上させることができる。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ18を備えることによるCOP向上効果を充分に得ることができる。   Further, similarly to the first embodiment, the refrigerant pressure-increasing performance in the diffuser portion 18g can be stabilized, and the ejector efficiency ηej in the ejector 18 can be improved. Therefore, in the ejector type refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the COP improvement effect due to the provision of the ejector 18 can be sufficiently obtained.

(第9実施形態)
第8実施形態では、エジェクタ18のノズル部18aとして、噴射部18jの入口部に形成される最小通路面積部の冷媒通路面積が固定された固定ノズルを採用した例を説明したが、本実施形態では、図16に示すように、最小通路面積部の冷媒通路面積を変更可能に構成された可変ノズルを採用した例を説明する。
(Ninth embodiment)
In the eighth embodiment, an example in which a fixed nozzle in which the refrigerant passage area of the minimum passage area portion formed at the inlet portion of the injection portion 18j is fixed is used as the nozzle portion 18a of the ejector 18 is described. Now, as shown in FIG. 16, an example will be described in which a variable nozzle configured to change the refrigerant passage area of the minimum passage area portion is adopted.

具体的には、本実施形態のエジェクタ18は、ノズル部18aの冷媒通路面積を変化させる弁体としてのニードル弁18y、このニードル弁18yを変位させる駆動手段としてのステッピングモータ18xを有して構成されている。   Specifically, the ejector 18 of the present embodiment includes a needle valve 18y as a valve body that changes the refrigerant passage area of the nozzle portion 18a, and a stepping motor 18x as a drive means that displaces the needle valve 18y. Has been.

ニードル弁18yは、その中心軸がノズル部18aの中心軸と同軸上に配置された針状に形成されている。より具体的には、ニードル弁18yは、冷媒流れ下流側に向かって先細る形状に形成されており、最下流側の先細先端部がノズル部18aの冷媒噴射口18cよりも冷媒流れ下流側に向かって突出するように配置されている。つまり、本実施形態のノズル部18aは、いわゆるプラグノズルとして構成されている。   The needle valve 18y is formed in the shape of a needle whose central axis is arranged coaxially with the central axis of the nozzle portion 18a. More specifically, the needle valve 18y is formed in a shape that tapers toward the downstream side of the refrigerant flow, and the taper tip portion on the most downstream side is further on the downstream side of the refrigerant flow than the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18a. It arrange | positions so that it may protrude toward. That is, the nozzle portion 18a of the present embodiment is configured as a so-called plug nozzle.

ステッピングモータ18xは、ノズル部18aの冷媒流入口18l側に配置されており、ニードル弁18yをノズル部18aの軸方向に変位させる。これにより、ノズル部18aの内周壁面とニードル弁18yの外周壁面との間に形成される断面円環状の冷媒通路の面積が変更される。なお、ステッピングモータ18x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。   The stepping motor 18x is disposed on the refrigerant inlet 18l side of the nozzle portion 18a, and displaces the needle valve 18y in the axial direction of the nozzle portion 18a. Thereby, the area of the refrigerant passage having an annular cross section formed between the inner peripheral wall surface of the nozzle portion 18a and the outer peripheral wall surface of the needle valve 18y is changed. The operation of the stepping motor 18x is controlled by a control signal output from the control device.

その他のエジェクタ18およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第8施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10およびエジェクタ18においても、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。   Other configurations and operations of the ejector 18 and the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the eighth embodiment. Therefore, also in the ejector-type refrigeration cycle 10 and the ejector 18 of the present embodiment, the same effects as in the eighth embodiment can be obtained.

また、本実施形態のエジェクタ18によれば、ノズル部18aを可変ノズルとして構成しているので、エジェクタ18のノズル部18aへエジェクタ式冷凍サイクル10の負荷に応じた冷媒流量を流入させることができる。   Moreover, according to the ejector 18 of this embodiment, since the nozzle part 18a is comprised as a variable nozzle, the refrigerant | coolant flow volume according to the load of the ejector type refrigeration cycle 10 can be flowed into the nozzle part 18a of the ejector 18. .

また、本実施形態のノズル部18aはプラグノズルとして構成されているので、噴射冷媒を冷媒噴射口18cからニードル弁18yの外表面に沿うように混合部18eへ噴射することができる。従って、ノズル部18aへ流入させる冷媒流量が変化しても、噴射冷媒を容易に自由膨張させることができ、冷媒と冷媒通路との壁面摩擦を低下させて、冷媒通路を流れる冷媒の有する運動エネルギの損失を抑制することができる。   Moreover, since the nozzle part 18a of this embodiment is comprised as a plug nozzle, an injection refrigerant | coolant can be injected to the mixing part 18e along the outer surface of the needle valve 18y from the refrigerant | coolant injection port 18c. Therefore, even if the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion 18a changes, the injected refrigerant can be easily expanded freely, and the kinetic energy of the refrigerant flowing through the refrigerant passage is reduced by reducing the wall friction between the refrigerant and the refrigerant passage. Loss can be suppressed.

また、本実施形態のニードル弁18yは、図16に示すように、旋回空間18k内を貫通するように配置されているので、旋回空間18kで旋回する冷媒とノズル部18aの内壁との摩擦によって凝縮核を生成しやすい。   Further, as shown in FIG. 16, the needle valve 18y of the present embodiment is disposed so as to penetrate through the swirling space 18k, so that friction between the refrigerant swirling in the swirling space 18k and the inner wall of the nozzle portion 18a occurs. It is easy to produce condensed nuclei.

なお、図16に示すノズル部18aでは、ニードル弁18yとして、冷媒流れ下流側に向かって先細る形状のものを採用しているが、図17に示す変形例のように、ディフューザ部18g側から、冷媒流れ上流側に向かって先細る形状のものを採用してもよい。この場合は、最上流側の先細先端部が噴射部18jよりも先細部18i側へ突出するように配置すればよい。   In addition, in the nozzle part 18a shown in FIG. 16, the needle valve 18y employs a shape that tapers toward the downstream side of the refrigerant flow. However, as in the modification shown in FIG. 17, from the diffuser part 18g side. Alternatively, a taper shape that tapers toward the upstream side of the refrigerant flow may be employed. In this case, it suffices to arrange the taper tip on the most upstream side so that it protrudes toward the taper 18i rather than the injection part 18j.

(第10実施形態)
本実施形態では、第4実施形態に対して、エジェクタ式冷凍サイクル10aの構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、図18に示すように、高段側絞り装置13に代えて、第1減圧手段として高段側エジェクタ131を採用している。
(10th Embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the structure of the ejector-type refrigerating cycle 10a with respect to 4th Embodiment. Specifically, in the ejector-type refrigeration cycle 10a of the present embodiment, as shown in FIG. 18, a high-stage ejector 131 is employed as the first pressure reducing means instead of the high-stage expansion device 13.

この高段側エジェクタ131の基本的構成は、上述したエジェクタ18と同様である。従って、高段側エジェクタ131もエジェクタ18と同様に、冷媒を減圧させる高段側ノズル部131a、並びに、第1蒸発器15から流出した冷媒を吸引する高段側冷媒吸引口131dおよび混合冷媒を昇圧させる高段側ディフューザ部(高段側昇圧部)131gが形成された高段側ボデー部131bを有して構成されている。   The basic configuration of the high-stage ejector 131 is the same as that of the ejector 18 described above. Therefore, similarly to the ejector 18, the high-stage ejector 131 also has the high-stage nozzle portion 131 a that depressurizes the refrigerant, the high-stage refrigerant suction port 131 d that sucks the refrigerant flowing out of the first evaporator 15, and the mixed refrigerant. The high-stage side diffuser section (high-stage-side boost section) 131g to be boosted has a high-stage body section 131b in which is formed.

ここで、本実施形態の高段側エジェクタ131の高段側ノズル部131aには、放熱器12にて凝縮した液相冷媒を流入させることができるので、高段側エジェクタ131では、高段側ノズル部131aに乾き度の高い気液二相冷媒が流入することによって高段側ディフューザ部131gが所望の昇圧性能を発揮できなくなってしまうことはない。   Here, since the liquid-phase refrigerant condensed by the radiator 12 can be caused to flow into the high-stage nozzle portion 131a of the high-stage ejector 131 of the present embodiment, the high-stage ejector 131 has a high-stage side. The gas-liquid two-phase refrigerant having a high degree of dryness does not flow into the nozzle portion 131a so that the high stage side diffuser portion 131g cannot exhibit the desired boosting performance.

そこで、本実施形態では、高段側エジェクタ131として、上述したエジェクタ18と全く同様の構成のものではなく、高段側ノズル部131aに液相冷媒を流入させた際に、エジェクタ式冷凍サイクル10a全体として高いCOPを発揮できるように設定されたものを採用している。   Therefore, in the present embodiment, the high-stage ejector 131 is not of the same configuration as the ejector 18 described above, and the ejector-type refrigeration cycle 10a is introduced when the liquid-phase refrigerant is introduced into the high-stage nozzle portion 131a. The thing set so that high COP can be demonstrated as a whole is adopted.

高段側エジェクタ131の高段側ディフューザ部131g出口側には、高段側エジェクタ131の高段側ディフューザ部131gから流出した冷媒の気液を分離する気液分離器21が接続されている。   A gas-liquid separator 21 that separates the gas-liquid refrigerant flowing out from the high-stage diffuser portion 131g of the high-stage ejector 131 is connected to the outlet side of the high-stage side diffuser portion 131g of the high-stage ejector 131.

気液分離器21の液相冷媒流出口には、固定絞り22を介して、第1蒸発器15の冷媒流入口が接続され、第1蒸発器15の冷媒流出口には、高段側エジェクタ131の冷媒吸引口が接続されている。一方、気液分離器21の気相冷媒流出口には、エジェクタ18のノズル部18aの入口側が接続されている。その他の構成は第4実施形態と同様である。   A refrigerant inlet of the first evaporator 15 is connected to the liquid-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 21 via a fixed throttle 22, and a high-stage ejector is connected to the refrigerant outlet of the first evaporator 15. A refrigerant suction port 131 is connected. On the other hand, the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 21 is connected to the inlet side of the nozzle portion 18 a of the ejector 18. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aを作動させると、放熱器12から流出した液相冷媒の流れが分岐部14にて分岐される。分岐部14にて分岐された一方の冷媒は、高段側エジェクタ131の高段側ノズル部131aへ流入して等エントロピ的に減圧されて噴射される。   Therefore, when the ejector refrigeration cycle 10 a of this embodiment is operated, the flow of the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the radiator 12 is branched at the branching section 14. One refrigerant branched by the branching portion 14 flows into the high-stage nozzle portion 131a of the high-stage ejector 131 and is isentropically decompressed and injected.

そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、第1蒸発器15から流出した冷媒が、高段側エジェクタ131の高段側冷媒吸引口131dから吸引される。高段側ノズル部131aから噴射された噴射冷媒と高段側冷媒吸引口131dから吸引された吸引冷媒との混合冷媒は、高段側ディフューザ部131gへ流入して昇圧される。   The refrigerant flowing out of the first evaporator 15 is sucked from the high stage side refrigerant suction port 131d of the high stage side ejector 131 by the suction action of the jet refrigerant. The mixed refrigerant of the refrigerant injected from the high stage side nozzle part 131a and the suction refrigerant sucked from the high stage side refrigerant suction port 131d flows into the high stage side diffuser part 131g and is pressurized.

高段側ディフューザ部131gから流出した冷媒は、気液分離器21へ流入して気液分離される。そして、気液分離器21にて分離された液相冷媒は、固定絞り22を介して第1蒸発器15へ流入する。一方、気液分離器21にて分離された気相冷媒は、エジェクタ18のノズル部18aへ流入する。その他の作動は、第4実施形態と同様である。   The refrigerant that has flowed out of the high stage side diffuser portion 131g flows into the gas-liquid separator 21 and is gas-liquid separated. Then, the liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 21 flows into the first evaporator 15 via the fixed throttle 22. On the other hand, the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 21 flows into the nozzle portion 18 a of the ejector 18. Other operations are the same as those in the fourth embodiment.

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aによれば、第4実施形態と同様の効果を得られるだけでなく、高段側エジェクタ131の昇圧作用によって圧縮機11の消費動力を低減でき、サイクル全体としてのCOPをより一層向上させることができる。   Therefore, according to the ejector type refrigeration cycle 10a of the present embodiment, not only the same effects as in the fourth embodiment can be obtained, but also the power consumption of the compressor 11 can be reduced by the boosting action of the high stage ejector 131, and the cycle The COP as a whole can be further improved.

なお、第1減圧手段として高段側エジェクタ131を採用するエジェクタ式冷凍サイクル10aは、図18に示されるサイクル構成に限定されることなく、例えば、図19に示すように構成してもよい。   The ejector-type refrigeration cycle 10a that employs the high-stage ejector 131 as the first pressure reducing means is not limited to the cycle configuration shown in FIG. 18, but may be configured as shown in FIG. 19, for example.

具体的には、図19に示すエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、高段側エジェクタ131の高段側ディフューザ部131gの出口側に第1蒸発器15の冷媒入口側を接続し、さらに、分岐部(第1分岐部)14の他方の冷媒流出口に、さらに冷媒の流れを分岐する第2分岐部14aを接続している。   Specifically, in the ejector-type refrigeration cycle 10a shown in FIG. 19, the refrigerant inlet side of the first evaporator 15 is connected to the outlet side of the high stage side diffuser part 131g of the high stage side ejector 131, and further, the branch part ( A second branch portion 14 a that further branches the refrigerant flow is connected to the other refrigerant outlet of the first branch portion 14.

そして、第2分岐部14aの一方の冷媒流出口に、固定絞り132を介して第3蒸発器23の冷媒流入口を接続し、第3蒸発器23の冷媒流出口に高段側エジェクタ131の高段側冷媒吸引口131dを接続している。第3蒸発器23は、固定絞り132にて減圧された低圧冷媒と第3送風ファン23aから送風される送風空気とを熱交換させることによって、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。   Then, the refrigerant inlet of the third evaporator 23 is connected to one refrigerant outlet of the second branch portion 14a via the fixed throttle 132, and the high stage ejector 131 of the third evaporator 23 is connected to the refrigerant outlet of the third evaporator 23. The high stage side refrigerant suction port 131d is connected. The third evaporator 23 performs heat exchange between the low-pressure refrigerant decompressed by the fixed throttle 132 and the blown air blown from the third blower fan 23a, thereby evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect. It is a heat exchanger.

また、第2分岐部14aの他方の冷媒流出口に、低段側絞り装置16を介して第2蒸発器17の冷媒流入口を接続している。その他の構成は第4実施形態と同様である。このようなサイクル構成としても、高段側エジェクタ131の昇圧作用によって、サイクル全体としてのCOPをより一層向上させることができる。   In addition, the refrigerant inlet of the second evaporator 17 is connected to the other refrigerant outlet of the second branch portion 14 a via the low-stage expansion device 16. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment. Even with such a cycle configuration, the COP of the entire cycle can be further improved by the boosting action of the high-stage ejector 131.

(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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、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 without departing from the spirit of the present invention.

(1)上述の実施形態では、エジェクタ18を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10、10a、10bを車両用冷凍サイクル装置に適用し、第1蒸発器15にて室内用送風空気を冷却し、第2蒸発器17にて庫内用送風空気を冷却するようにした例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル10〜10bの適用はこれに限定されない。   (1) In the above-described embodiment, the ejector refrigeration cycle 10, 10 a, 10 b including the ejector 18 is applied to a refrigeration cycle apparatus for a vehicle, the indoor blowing air is cooled by the first evaporator 15, and the second evaporation Although the example which cooled the ventilation air for storage in the container 17 was demonstrated, application of the ejector-type refrigerating cycle 10-10b is not limited to this.

例えば、車両用冷凍サイクル装置に適用する場合は、第1蒸発器15にて車両前席側へ送風される前席用送風空気を冷却し、第2蒸発器17にて車両後席側へ送風される後席用送風空気を冷却するようにしてもよい。   For example, when applied to a vehicle refrigeration cycle apparatus, the front-seat air blown to the front seat side of the vehicle is cooled by the first evaporator 15, and the air is blown to the rear seat side of the vehicle by the second evaporator 17. The rear-seat blown air may be cooled.

また、例えば、冷蔵冷凍装置に適用する場合は、第1蒸発器15にて、食品・飲料水等を低温(具体的には、0℃〜10℃)で冷蔵保存する冷蔵室へ送風される冷蔵室用送風空気を冷却し、第2蒸発器17にて、食品等を極低温(具体的には、−20℃〜−10℃)で冷凍保存する冷凍室へ送風される冷凍室用送風空気を冷却するようにしてもよい。   Further, for example, when applied to a refrigeration refrigerator, the first evaporator 15 blows air to a refrigeration room that refrigerates and stores food / drinking water at a low temperature (specifically, 0 ° C. to 10 ° C.). The refrigeration room air is cooled, and the second evaporator 17 blows air to the freezer room where the food is stored frozen at a very low temperature (specifically, −20 ° C. to −10 ° C.). The air may be cooled.

(2)上述の実施形態では、エジェクタ18をエジェクタ式冷凍サイクル10〜10bに適用した例を説明したが、エジェクタ18の適用可能なサイクル構成は、これらに限定されない。   (2) In the above-described embodiment, the example in which the ejector 18 is applied to the ejector refrigeration cycles 10 to 10b has been described. However, the applicable cycle configuration of the ejector 18 is not limited thereto.

例えば、エジェクタ式冷凍サイクル10〜10bにおいて、エジェクタ18のディフューザ部18gの出口側と圧縮機11の吸入口側との間に、ディフューザ部18gから流出した冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入口側へ流出させるアキュムレータを配置してもよい。   For example, in the ejector refrigeration cycles 10 to 10b, the gas-liquid refrigerant flowing out from the diffuser portion 18g is separated between the outlet side of the diffuser portion 18g of the ejector 18 and the suction port side of the compressor 11 and separated. An accumulator that allows the gas-phase refrigerant to flow out to the suction port side of the compressor 11 may be disposed.

また、放熱器12の冷媒出口側に、放熱器12から流出した冷媒の気液を分離して、下流側へ液相冷媒を流出させる受益器を配置してもよい。また、放熱器12から流出した高温冷媒と圧縮機11へ吸入される低温冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を配置してもよい。さらに、第2蒸発器17の冷媒出口側とエジェクタ18の冷媒吸引口18dとの間に冷媒圧送用の補助ポンプを設けてもよい。   Moreover, you may arrange | position the beneficiary device which isolate | separates the gas-liquid of the refrigerant | coolant which flowed out from the heat radiator 12, and flows out a liquid phase refrigerant | coolant downstream in the refrigerant | coolant exit side of the heat radiator 12. FIG. Further, an internal heat exchanger for exchanging heat between the high-temperature refrigerant flowing out from the radiator 12 and the low-temperature refrigerant sucked into the compressor 11 may be arranged. Furthermore, an auxiliary pump for refrigerant pressure feeding may be provided between the refrigerant outlet side of the second evaporator 17 and the refrigerant suction port 18 d of the ejector 18.

(3)上述の実施形態では、高段側絞り装置13、低段側絞り装置16として、温度式膨張弁、固定絞り、高段側エジェクタを採用した例を説明したが、高段側絞り装置13、低段側絞り装置16として、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成された電気式の可変絞り機構を採用してもよい。   (3) In the above-described embodiment, the example in which the temperature type expansion valve, the fixed throttle, and the high stage side ejector are employed as the high stage side throttle device 13 and the low stage side throttle device 16 has been described. 13. As the low-stage side throttle device 16, an electric type constituted by including a valve body configured to be able to change the throttle opening degree and an electric actuator composed of a stepping motor that changes the throttle opening degree of the valve body. The variable aperture mechanism may be used.

また、上述の実施形態では、放熱器12として、圧縮機11吐出冷媒と外気とを熱交換させる熱交換部からなるものを採用した例を説明したが、放熱器12として、圧縮機11吐出冷媒と外気とを熱交換させて圧縮機11吐出冷媒を凝縮させる凝縮部、この凝縮部から流出した冷媒の気液を分離するモジュレータ部、およびモジュレータ部から流出した液相冷媒と外気とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却部を有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器を採用してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which employ | adopted what consists of the heat exchange part which heat-exchanges the compressor 11 discharge refrigerant | coolant and external air as the heat radiator 12, as the heat radiator 12, the compressor 11 discharge refrigerant | coolant. Heat exchange between the refrigerant and the outside air to condense the refrigerant discharged from the compressor 11, a modulator for separating the gas and liquid of the refrigerant flowing out from the condensing unit, and heat exchange between the liquid phase refrigerant flowing out from the modulator and the outside air A so-called subcool type condenser having a supercooling unit for supercooling the liquid phase refrigerant may be employed.

また、上述の実施形態では、エジェクタ18のボデー部18b等の構成部材を金属で形成した例を説明したが、それぞれの構成部材の機能を発揮可能であれば材質は限定されない。つまり、これらの構成部材を樹脂にて形成してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which formed structural members, such as the body part 18b of the ejector 18, with the metal, if the function of each structural member can be exhibited, a material will not be limited. That is, you may form these structural members with resin.

(4)上述の実施形態では、ディフューザ部18gの入口部18hの冷媒通路面積を、ノズル部18acの冷媒噴射口18cの冷媒通路面積よりも小さく設定した例を説明したが、具体的には、冷媒噴射口18cの開口径を入口部18hの開口径よりも小さく設定すればよい。   (4) In the above-described embodiment, the example in which the refrigerant passage area of the inlet portion 18h of the diffuser portion 18g is set smaller than the refrigerant passage area of the refrigerant injection port 18c of the nozzle portion 18ac has been described. The opening diameter of the refrigerant injection port 18c may be set smaller than the opening diameter of the inlet portion 18h.

また、入口部18hの開口径を冷媒噴射口18cの開口径よりも大きく設定した場合は、入口部18hに冷媒通路内へ向かって突出する突起部を設けることによって、入口部18hの冷媒通路面積を、冷媒噴射口18cの冷媒通路面積よりも小さくすればよい。   Further, when the opening diameter of the inlet portion 18h is set larger than the opening diameter of the refrigerant injection port 18c, by providing the inlet portion 18h with a protruding portion that protrudes into the refrigerant passage, the refrigerant passage area of the inlet portion 18h. May be made smaller than the refrigerant passage area of the refrigerant injection port 18c.

(5)上述の第9実施形態では、弁体(ニードル弁18y)によってノズル部18a内に形成される冷媒通路の最小通路面積部の冷媒通路面積を変更可能とした例を説明したが、弁体としてノズル部18a内に形成される冷媒通路からディフューザ部18gの内部へ亘って延びる円錐形状のものを採用し、ノズル部18aの最小通路面積部と同時にディフューザ部18gの冷媒通路面積を変更させる構成としてもよい。   (5) In the above-described ninth embodiment, the example in which the refrigerant passage area of the minimum passage area portion of the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a by the valve body (needle valve 18y) can be changed has been described. As a body, a conical shape extending from the refrigerant passage formed in the nozzle portion 18a to the inside of the diffuser portion 18g is adopted, and the refrigerant passage area of the diffuser portion 18g is changed simultaneously with the minimum passage area portion of the nozzle portion 18a. It is good also as a structure.

(6)上述の実施形態では、冷媒としてR134aを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R600a、R1234yf、R410A、R404A、R32、R1234yfxf、R407C等を採用することができる。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。   (6) In the above-described embodiment, the example in which R134a is adopted as the refrigerant has been described, but the refrigerant is not limited to this. For example, R600a, R1234yf, R410A, R404A, R32, R1234yfxf, R407C, etc. can be employed. Or you may employ | adopt the mixed refrigerant | coolant etc. which mixed multiple types among these refrigerant | coolants.

(7)また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第5〜第7実施形態で説明した二相化手段を第4実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル10aに適用してもよい。例えば、第10実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル10aのエジェクタ18として、第2、第3、第8、第9実施形態に開示したエジェクタ18を適用してもよい。   (7) The means disclosed in each of the above embodiments may be appropriately combined within a practicable range. For example, the biphasic means described in the fifth to seventh embodiments may be applied to the ejector refrigeration cycle 10a described in the fourth embodiment. For example, the ejector 18 disclosed in the second, third, eighth, and ninth embodiments may be applied as the ejector 18 of the ejector refrigeration cycle 10a described in the tenth embodiment.

(8)上述の実施形態では、放熱器12を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、第1、第2蒸発器15、17を送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、第1、第2蒸発器15、17を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明を適用してもよい。   (8) In the above-described embodiment, the radiator 12 is an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and the first and second evaporators 15 and 17 are user-side heat exchangers that cool the blown air. On the contrary, the first and second evaporators 15 and 17 are configured as outdoor heat exchangers that absorb heat from a heat source such as outside air, and the radiator 12 heats a fluid to be heated such as air or water. The present invention may be applied to a heat pump cycle configured as an indoor heat exchanger.

10、10a、10 エジェクタ式冷凍サイクル
15、17 第1、第2蒸発器
18 エジェクタ
18a ノズル部
18b ボデー部
18c 冷媒噴射口
18d 冷媒吸引口
18e 混合部
18g ディフューザ部
18h 入口部
10, 10a, 10 Ejector refrigeration cycle 15, 17 First and second evaporators 18 Ejector 18a Nozzle part 18b Body part 18c Refrigerant injection port 18d Refrigerant suction port 18e Mixing unit 18g Diffuser unit 18h Inlet unit

Claims (14)

冷媒を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を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)下流側の冷媒を減圧させる第1減圧手段(13)および第2減圧手段(16)と、
前記第1減圧手段(13)にて減圧された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)と、
前記第2減圧手段(16)にて減圧された冷媒を蒸発させる第2蒸発器(17)と、
前記第1蒸発器(15)下流側冷媒を減圧させるノズル部(18a)から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口(18d)から前記第2蒸発器(17)下流側冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(18d)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(18g)を有するエジェクタ(18)とを備え、
さらに、前記第1蒸発器(15)から流出した冷媒を気液二相状態として前記ノズル部(18a)へ流入させる二相化手段(19)を備えることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
A radiator (12) for radiating the refrigerant discharged from the compressor (11);
A first decompression means (13) and a second decompression means (16) for decompressing the refrigerant on the downstream side of the radiator (12);
A first evaporator (15) for evaporating the refrigerant depressurized by the first depressurization means (13);
A second evaporator (17) for evaporating the refrigerant decompressed by the second decompression means (16);
The second evaporator (17) downstream refrigerant from the refrigerant suction port (18d) by the suction action of the high-speed jet refrigerant injected from the nozzle part (18a) for depressurizing the first refrigerant (15) downstream refrigerant. And an ejector (18) having a pressure increasing part (18g) for mixing and increasing the pressure of the injected refrigerant and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port (18d),
The ejector-type refrigeration cycle further comprises a two-phase means (19) for causing the refrigerant flowing out from the first evaporator (15) to flow into the nozzle part (18a) in a gas-liquid two-phase state.
前記二相化手段は、サイクル内の余剰冷媒を蓄える貯液部(19)を有し、前記貯液部(19)に貯液された液相冷媒と前記第1蒸発器(15)から流出した冷媒とを混合させて前記ノズル部(18a)の入口側へ流出させるものであ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。   The biphasic means has a liquid storage part (19) for storing excess refrigerant in the cycle, and flows out of the liquid phase refrigerant stored in the liquid storage part (19) and the first evaporator (15). The ejector-type refrigeration cycle according to claim 1, wherein the refrigerant is mixed and discharged to the inlet side of the nozzle portion (18a). 前記二相化手段は、サイクル内の余剰冷媒を蓄える貯液部(19)を有し、前記貯液部(19)に貯液された液相冷媒と前記圧縮機(11)から吐出された冷媒とを混合させて前記ノズル部(18a)の入口側へ流出させるものであ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。   The biphasic means has a liquid storage section (19) for storing excess refrigerant in the cycle, and is discharged from the liquid phase refrigerant stored in the liquid storage section (19) and the compressor (11). The ejector refrigeration cycle according to claim 1, wherein the ejector refrigeration cycle is mixed with a refrigerant and allowed to flow out to the inlet side of the nozzle portion (18a). 前記二相化手段は、前記放熱器(12)から流出した冷媒と前記第1蒸発器(15)から流出した冷媒とを混合させて前記ノズル部(18a)の入口側へ流出させるものであ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。   The biphasic means mixes the refrigerant that has flowed out of the radiator (12) and the refrigerant that has flowed out of the first evaporator (15) and causes the refrigerant to flow out to the inlet side of the nozzle portion (18a). The ejector type refrigeration cycle according to claim 1. 前記第2減圧手段(16)は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構で構成されており、
前記第2減圧手段(16)の絞り開度は、前記第2蒸発器(17)流出冷媒が気液二相冷媒あるいは予め定めた基準過熱度以下となるように調整される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。
The second pressure reducing means (16) is composed of a variable throttle mechanism configured to be able to change the throttle opening.
The throttle opening degree of the second decompression means (16) is adjusted so that the refrigerant flowing out of the second evaporator (17) is less than a gas-liquid two-phase refrigerant or a predetermined reference superheat degree. The ejector type refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 4.
前記エジェクタ(18)は、前記冷媒吸引口(18d)および前記昇圧部(18g)を形成するボデー部(18b)を有し、
前記ボデー部(18b)の内部空間のうち、前記ノズル部(18a)の冷媒噴射口(18c)から前記昇圧部(18g)の入口部(18h)へ至る範囲には、前記噴射冷媒と前記吸引冷媒とを混合させる混合部(18e)が形成されており、
前記混合部(18e)における前記冷媒噴射口(18c)から前記入口部(18h)へ至る距離(La)は、前記入口部(18h)へ流入する冷媒の流速が二相音速以下となるように決定されてい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。
The ejector (18) has a body part (18b) that forms the refrigerant suction port (18d) and the pressure increasing part (18g),
In the internal space of the body part (18b), the range of the refrigerant from the refrigerant injection port (18c) of the nozzle part (18a) to the inlet part (18h) of the pressure increasing part (18g) A mixing part (18e) for mixing the refrigerant is formed,
The distance (La) from the refrigerant injection port (18c) to the inlet part (18h) in the mixing part (18e) is such that the flow rate of the refrigerant flowing into the inlet part (18h) is equal to or lower than the two-phase sound speed. The ejector refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 5, wherein the ejector refrigeration cycle is determined.
前記混合部(18e)における前記冷媒噴射口(18c)から前記入口部(18h)へ至る距離をLaとし、
前記冷媒噴射口(18c)を含む前記ノズル部(18a)の軸方向垂直断面における、前記冷媒噴射口(18c)の開口断面積と前記吸引冷媒が流通する吸引通路(18f)の通路断面積の合計値を円に換算したときの直径をDaとしたときに、
La/Da≦1
となっていることを特徴とする請求項6に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
The distance from the refrigerant injection port (18c) in the mixing unit (18e) to the inlet unit (18h) is La,
The cross-sectional area of the opening of the refrigerant injection port (18c) and the cross-sectional area of the suction passage (18f) through which the suction refrigerant flows in the axially vertical cross section of the nozzle portion (18a) including the refrigerant injection port (18c). When the diameter when the total value is converted into a circle is Da,
La / Da ≦ 1
The ejector refrigeration cycle according to claim 6, wherein:
前記エジェクタ(18)は、前記冷媒吸引口(18d)および前記昇圧部(18g)を形成するボデー部(18b)を有し、
前記ボデー部(18b)の内部空間のうち、前記ノズル部(18a)の冷媒噴射口(18c)から前記昇圧部(18g)の入口部(18h)へ至る範囲には、前記噴射冷媒と前記吸引冷媒とを混合させる混合部(18e)が形成されており、
前記ノズル部(18a)内に形成される冷媒通路として、冷媒通路面積を徐々に縮小させる先細部(18i)、および前記先細部(18i)から前記冷媒噴射口(18c)へ冷媒を導く噴射部(18j)が設けられており、
前記ノズル部(18a)は、前記噴射部(18j)の軸方向断面における拡がり角度(θn)が、0°以上となっていることによって、前記混合部(18e)へ噴射される前記噴射冷媒を自由膨張させるように形成されてい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。
The ejector (18) has a body part (18b) that forms the refrigerant suction port (18d) and the pressure increasing part (18g),
In the internal space of the body part (18b), the range of the refrigerant from the refrigerant injection port (18c) of the nozzle part (18a) to the inlet part (18h) of the pressure increasing part (18g) A mixing part (18e) for mixing the refrigerant is formed,
As the refrigerant passage formed in the nozzle portion (18a), a tapered portion (18i) that gradually reduces the refrigerant passage area, and an injection portion that guides the refrigerant from the tapered portion (18i) to the refrigerant injection port (18c). (18j) is provided,
The nozzle part (18a) is configured to allow the jet refrigerant to be jetted to the mixing part (18e) when the spread angle (θn) in the axial section of the jet part (18j) is 0 ° or more. 8. The ejector refrigeration cycle according to claim 1, wherein the ejector refrigeration cycle is formed so as to freely expand.
前記混合部(18e)は、冷媒流れ下流側に向かって冷媒通路面積が縮小する形状に形成されていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector refrigeration cycle according to any one of claims 6 to 8, wherein the mixing section (18e) is formed in a shape in which a refrigerant passage area decreases toward a refrigerant flow downstream side. 前記混合部(18e)は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に冷媒通路面積が縮小する円錐台形状と円柱形状とを組み合わせた形状に形成されていることを特徴とする請求項9に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The said mixing part (18e) is formed in the shape which combined the truncated cone shape and cylinder shape which a refrigerant path area reduces gradually toward a refrigerant | coolant flow downstream, The shape of Claim 9 characterized by the above-mentioned. Ejector refrigeration cycle. 前記混合部(18e)のうち円柱形状の部位の軸方向長さをLbとし、円柱形状の部位の直径をDbとしたときに、
Lb/Db≦1
となっていることを特徴とする請求項10に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
When the axial length of the cylindrical portion of the mixing portion (18e) is Lb and the diameter of the cylindrical portion is Db,
Lb / Db ≦ 1
The ejector refrigeration cycle according to claim 10, wherein:
前記入口部(18h)の冷媒通路面積は、前記冷媒噴射口(18c)の冷媒通路面積よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項6ないし11のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector type according to any one of claims 6 to 11, wherein a refrigerant passage area of the inlet portion (18h) is set smaller than a refrigerant passage area of the refrigerant injection port (18c). Refrigeration cycle. 前記エジェクタ(18)は、前記ノズル部(18a)へ流入する冷媒を前記ノズル部(18a)の軸周りに旋回させる旋回空間(18k)を形成する旋回空間形成部材(18m)を有することを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector (18) includes a swirling space forming member (18m) that forms a swirling space (18k) for swirling the refrigerant flowing into the nozzle portion (18a) around the axis of the nozzle portion (18a). The ejector-type refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 12. 前記エジェクタ(18)は、前記ノズル部(18a)の冷媒通路面積を変化させる弁体(18y)を有することを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 13, wherein the ejector (18) includes a valve body (18y) that changes a refrigerant passage area of the nozzle portion (18a).
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