JP6036592B2 - Ejector - Google Patents
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Description
本発明は、流体を減圧させるとともに、高速度で噴射される噴射流体の吸引作用によって流体を吸引するエジェクタに関する。 The present invention relates to an ejector that sucks a fluid by reducing the pressure of the fluid and sucking a jet fluid ejected at a high speed.
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用される減圧装置として、エジェクタが知られている。この種のエジェクタでは、冷媒を減圧させるノズル部を有し、このノズル部から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって蒸発器から流出した気相冷媒を吸引し、昇圧部(ディフューザ部)にて噴射冷媒と吸引冷媒とを混合して昇圧させることができる。 Conventionally, an ejector is known as a decompression device applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus. This type of ejector has a nozzle part that decompresses the refrigerant, sucks the gas-phase refrigerant that has flowed out of the evaporator by the suction action of the jetted refrigerant jetted from the nozzle part, and injects it at the booster (diffuser part) The pressure can be increased by mixing the refrigerant and the suction refrigerant.
従って、減圧装置としてエジェクタを備える冷凍サイクル装置(以下、エジェクタ式冷凍サイクルと記載する。)では、エジェクタの昇圧部における冷媒昇圧作用を利用して圧縮機の消費動力を低減させることができ、減圧装置として膨張弁等を備える通常の冷凍サイクル装置よりもサイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。 Therefore, in a refrigeration cycle apparatus including an ejector as a decompression apparatus (hereinafter referred to as an ejector-type refrigeration cycle), the power consumption of the compressor can be reduced by utilizing the refrigerant pressure-increasing action in the pressure-increasing section of the ejector. The coefficient of performance (COP) of the cycle can be improved as compared with a normal refrigeration cycle apparatus provided with an expansion valve or the like as the apparatus.
さらに、特許文献1には、エジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタとして、冷媒を二段階に減圧させるノズル部を有するものが開示されている。より詳細には、この特許文献1のエジェクタでは、第1ノズルにて高圧液相状態の冷媒を気液二相状態となるまで減圧し、気液二相状態となった冷媒を第2ノズルへ流入させている。 Furthermore, Patent Document 1 discloses an ejector that is applied to an ejector-type refrigeration cycle and that has a nozzle portion that depressurizes the refrigerant in two stages. More specifically, in the ejector disclosed in Patent Document 1, the refrigerant in the high-pressure liquid phase is decompressed by the first nozzle until the gas-liquid two-phase state is obtained, and the refrigerant in the gas-liquid two-phase state is supplied to the second nozzle. Inflow.
これにより、特許文献1のエジェクタでは、第2ノズルにおける冷媒の沸騰を促進してノズル部全体としてのノズル効率の向上を図り、エジェクタ式冷凍サイクル全体として、より一層のCOPの向上を図ろうとしている。 Thereby, in the ejector of patent document 1, the boiling of the refrigerant | coolant in a 2nd nozzle is accelerated | stimulated, the nozzle efficiency as the whole nozzle part is improved, and it is going to aim at the further improvement of COP as the whole ejector type refrigeration cycle. Yes.
また、一般的なエジェクタでは、ノズル部の軸線方向の延長線上にディフューザ部(昇圧部)が同軸上に配置されている。さらに、特許文献2には、このように配置されたディフューザ部の広がり角度を比較的小さくすることで、エジェクタ効率を向上できることが記載されている。 Moreover, in a general ejector, the diffuser part (pressure | voltage rise part) is arrange | positioned coaxially on the extension line | wire of the axial direction of a nozzle part. Further, Patent Document 2 describes that the ejector efficiency can be improved by relatively reducing the spread angle of the diffuser portion arranged in this way.
なお、ノズル効率とは、ノズル部において冷媒の圧力エネルギを運動エネルギに変換する際のエネルギ変換効率であり、エジェクタ効率は、エジェクタ全体としてのエネルギ変換効率である。 The nozzle efficiency is the energy conversion efficiency when the pressure energy of the refrigerant is converted into kinetic energy in the nozzle portion, and the ejector efficiency is the energy conversion efficiency of the entire ejector.
ところが、特許文献1のエジェクタでは、例えば、エジェクタ式冷凍サイクルの熱負荷が低くなり、サイクルの高圧側冷媒の圧力と低圧側冷媒の圧力との圧力差(高低圧差)が縮小してしまうと、第1ノズルにて高低圧差分の減圧がなされてしまい、第2ノズルでは殆ど冷媒が減圧されなくなってしまうことがある。 However, in the ejector of Patent Document 1, for example, when the thermal load of the ejector-type refrigeration cycle becomes low, and the pressure difference (high-low pressure difference) between the pressure of the high-pressure side refrigerant and the pressure of the low-pressure side refrigerant in the cycle is reduced, There is a case where the first nozzle is depressurized by a high-low pressure difference, and the refrigerant is hardly depressurized by the second nozzle.
このような場合、第2ノズルへ気液二相冷媒を流入させることによるノズル効率向上効果を得られなくなってしまい、ディフューザ部にて冷媒を充分に昇圧させることができなくなってしまうことがある。 In such a case, the nozzle efficiency improvement effect due to the flow of the gas-liquid two-phase refrigerant into the second nozzle cannot be obtained, and the refrigerant cannot be sufficiently boosted in the diffuser section.
これに対して、特許文献1のエジェクタに特許文献2に開示されている比較的小さい広がり角度のディフューザ部を適用し、エジェクタ効率を向上させることによって、エジェクタ式冷凍サイクルの低負荷時にもディフューザ部にて冷媒を充分に昇圧させる手段が考えられる。 On the other hand, by applying the diffuser portion having a relatively small spread angle disclosed in Patent Literature 2 to the ejector of Patent Literature 1 and improving the ejector efficiency, the diffuser portion is also at a low load of the ejector refrigeration cycle. A means for sufficiently increasing the pressure of the refrigerant can be considered.
しかしながら、このようなディフューザ部を適用すると、エジェクタ全体としてノズル部の軸線方向の長さが長くなってしまうので、エジェクタ式冷凍サイクルの通常負荷時においてはエジェクタの体格が不必要に大きくなってしまうことが問題となる。 However, when such a diffuser portion is applied, the length of the nozzle portion in the axial direction as a whole becomes longer, so that the size of the ejector becomes unnecessarily large at the normal load of the ejector refrigeration cycle. Is a problem.
そこで、本発明者らは、先に、特願2012−184950号(以下、先願例という。)にて、
エジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタであって、
放熱器から流出した冷媒を旋回させる旋回空間、この旋回空間から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間、減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して蒸発器から流出した冷媒を吸引する吸引用通路、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧させる昇圧用空間が形成されたボデーと、
少なくとも一部が減圧用空間の内部および昇圧用空間の内部に配置されて、減圧用空間から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成された通路形成部材とを備え、
ボデーのうち減圧用空間を形成する部位の内周面と通路形成部材の外周面との間に形成される冷媒通路が、旋回空間から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路を形成し、
ボデーのうち昇圧用空間を形成する部位の内周面と通路形成部材の外周面との間に形成される冷媒通路が、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路を形成し、
さらに、ボデーに、通路形成部材と同軸上に配置された回転体形状の空間によって形成されて、ディフューザ通路から流出した冷媒の気液を遠心力の作用によって分離する気液分離空間が形成されたエジェクタを提案している。
Therefore, the present inventors previously described Japanese Patent Application No. 2012-184950 (hereinafter referred to as a prior application example).
An ejector applied to an ejector refrigeration cycle,
A swirling space for swirling the refrigerant flowing out of the radiator, a decompression space for depressurizing the refrigerant flowing out of the swirling space, and a suction passage for sucking the refrigerant flowing out of the evaporator in communication with the refrigerant flow downstream side of the depressurizing space , And a body formed with a pressure increasing space for increasing the pressure by mixing the refrigerant injected from the pressure reducing space and the suction refrigerant sucked from the suction passage;
A passage forming member that is at least partially disposed in the decompression space and in the pressurization space, and has a conical shape whose cross-sectional area expands with distance from the decompression space;
Nozzle passage functioning as a nozzle in which a refrigerant passage formed between an inner peripheral surface of a portion of the body forming a decompression space and an outer peripheral surface of the passage forming member decompresses and injects the refrigerant flowing out of the swirling space. Form the
A refrigerant passage formed between an inner peripheral surface of a part of the body that forms a pressure increasing space and an outer peripheral surface of the passage forming member serves as a diffuser passage that functions as a diffuser that increases the pressure by mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant. Forming,
Furthermore, a gas-liquid separation space is formed in the body, which is formed by a space of a rotating body arranged coaxially with the passage forming member, and separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the diffuser passage by the action of centrifugal force. Proposed ejector.
この先願例のエジェクタでは、旋回空間にて冷媒を旋回させることで、旋回空間内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力あるいは冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させることができる。これにより、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、旋回空間内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。 In the ejector of this prior application, by turning the refrigerant in the swirling space, the refrigerant pressure on the turning center side in the swirling space is reduced to the pressure that becomes the saturated liquid phase refrigerant or the pressure at which the refrigerant boils at a reduced pressure (causes cavitation). Can be reduced. As a result, the gas phase refrigerant is present in the swirl space in the vicinity of the swirl center line so that the gas phase refrigerant is present more on the inner circumference side than the outer circumference side of the swirl center axis, and the liquid single phase is around the gas phase. It can be.
そして、二相分離状態の冷媒は、ノズル通路へ流入して壁面沸騰および界面沸騰によって沸騰が促進されるので、ノズル通路の最小流路面積部近傍では、気相と液相が均質に混合した気液混合状態となる。さらに、ノズル通路の最小流路面積部近傍にて気液混合状態となった冷媒に閉塞(チョーキング)が生じ、気液混合状態の冷媒の流速が二相音速となるまで加速する。 Then, the refrigerant in the two-phase separation state flows into the nozzle passage, and the boiling is promoted by wall surface boiling and interface boiling, so that the gas phase and the liquid phase are homogeneously mixed in the vicinity of the minimum flow path area of the nozzle passage. It becomes a gas-liquid mixed state. Further, the refrigerant in the gas-liquid mixed state in the vicinity of the minimum flow path area of the nozzle passage is blocked (choking), and the refrigerant is accelerated until the flow rate of the refrigerant in the gas-liquid mixed state becomes a two-phase sound speed.
このように二相音速まで加速した冷媒は、ノズル通路の最小流路面積部から下流側にて、均質に混合された理想的な二相噴霧流れとなって、その流速をさらに増大させることができる。その結果、ノズル通路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(従来技術のノズル効率に相当)を向上させることができる。 Thus, the refrigerant accelerated to the two-phase sonic velocity becomes an ideal two-phase spray flow that is homogeneously mixed downstream from the minimum flow path area of the nozzle passage, and can further increase the flow velocity. it can. As a result, the energy conversion efficiency (equivalent to the nozzle efficiency of the prior art) when converting the pressure energy of the refrigerant into kinetic energy in the nozzle passage can be improved.
さらに、先願例のエジェクタでは、通路形成部材として円錐状に形成されたものを採用し、ディフューザ通路の形状を減圧用空間から離れるに伴って通路形成部材の外周に沿って広がる形状としている。これにより、ディフューザ通路の軸方向寸法が拡大してしまうことを抑制して、エジェクタ全体としての体格の大型化を抑制することができる。 Further, in the ejector of the prior application example, a conical shape is adopted as the passage forming member, and the shape of the diffuser passage is widened along the outer periphery of the passage forming member as the distance from the decompression space increases. Thereby, it can suppress that the axial direction dimension of a diffuser channel expands, and can suppress the enlargement of the physique as the whole ejector.
さらに、先願例のエジェクタでは、ボデーの内部に形成された気液分離空間にて、ディフューザ通路から流出した冷媒の気液を遠心力の作用によって分離しているので、ボデーの外部に気液分離手段を配置する場合のように、気液分離空間に旋回流れを発生あるいは成長させるための空間を設ける必要がない。これにより、気液分離空間にて効率的に冷媒の気液を分離でき、気液分離空間の容積を効果的に小さくすることができる。 Furthermore, in the ejector of the prior application, the gas-liquid refrigerant flowing out of the diffuser passage is separated by the action of centrifugal force in the gas-liquid separation space formed inside the body. There is no need to provide a space for generating or growing a swirling flow in the gas-liquid separation space as in the case where the separation means is arranged. Thereby, the gas-liquid of a refrigerant | coolant can be isolate | separated efficiently in a gas-liquid separation space, and the volume of a gas-liquid separation space can be made small effectively.
つまり、先願例のエジェクタによれば、体格の大型化を招くことなく、エジェクタ式冷凍サイクルの負荷変動が生じても、ノズル通路におけるエネルギ変換効率(従来技術のノズル効率に相当)の低下を抑制可能な気液分離手段一体型のエジェクタを実現することができる。 In other words, according to the ejector of the prior application example, the energy conversion efficiency in the nozzle passage (corresponding to the nozzle efficiency of the prior art) is reduced even if the load fluctuation of the ejector type refrigeration cycle occurs without increasing the size of the physique. An ejector integrated with a gas-liquid separation means that can be suppressed can be realized.
ところが、この先願例のエジェクタが適用されたエジェクタ式冷凍サイクルを実際に作動させると、気液分離空間にて分離された気相冷媒をエジェクタの外部へ流出させる気相冷媒流出通路から、液滴(液相冷媒の粒)が混じった気相冷媒が流出してしまうことがあった。換言すると、先願例のエジェクタでは、気液分離空間にて、気相冷媒と液相冷媒とを適切に分離できないことがあった。 However, when the ejector-type refrigeration cycle to which the ejector of the prior application is applied is actually operated, droplets are discharged from the gas-phase refrigerant outflow passage through which the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space flows out of the ejector. A gas phase refrigerant mixed with (liquid phase refrigerant particles) may flow out. In other words, the ejector of the prior application example sometimes cannot properly separate the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separation space.
さらに、先願例のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの気相冷媒流出通路に圧縮機の吸入口が接続されるサイクル構成になっているので、気相冷媒流出通路から流出する気相冷媒に混じる液滴の量が増加してしまうと、液圧縮によって圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまう。 Further, the ejector refrigeration cycle of the prior application example has a cycle configuration in which the compressor suction port is connected to the gas-phase refrigerant outflow passage of the ejector, so that it is mixed with the gas-phase refrigerant flowing out from the gas-phase refrigerant outflow passage. If the amount of droplets increases, liquid compression will adversely affect the durable life of the compressor.
そこで、本発明者らが、気相冷媒流出通路から流出する気相冷媒に液滴が混じってしまう原因について調査したところ、先願例のエジェクタでは、遠心分離式の気液分離手段として機能する気液分離空間から気相冷媒を気相冷媒流出通路へ流入させる際に、気相冷媒の流れ方向を旋回方向から径方向あるいは軸方向へ急転向させていることが原因であると判った。 Therefore, the present inventors investigated the cause of droplets mixed with the gas-phase refrigerant flowing out from the gas-phase refrigerant outflow passage, and the ejector of the prior application example functions as a centrifugal gas-liquid separation means. It has been found that the cause is that the flow direction of the gas-phase refrigerant is suddenly changed from the swirling direction to the radial direction or the axial direction when the gas-phase refrigerant flows into the gas-phase refrigerant outflow passage from the gas-liquid separation space.
その理由は、気相冷媒を気液分離空間から気相冷媒流出通路へ流入させる際に、気相冷媒の流れ方向を急転向させると、気液分離空間内に形成される気相冷媒と液相冷媒との気液界面に乱れが生じてしまい、気相冷媒流出通路へ流入する気相冷媒が、乱れによって生じた液滴を巻き込んでしまうからである。 The reason is that when the gas-phase refrigerant flows into the gas-phase refrigerant outflow passage from the gas-liquid separation space, if the flow direction of the gas-phase refrigerant is suddenly changed, the gas-phase refrigerant and liquid formed in the gas-liquid separation space This is because the gas-liquid interface with the phase refrigerant is disturbed, and the gas-phase refrigerant flowing into the gas-phase refrigerant outflow passage entrains droplets generated by the disturbance.
本発明は、上記点に鑑み、気液分離手段一体型のエジェクタの気液分離性能を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 improve the gas-liquid separation performance of an ejector integrated with gas-liquid separation means.
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、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10)に適用されるエジェクタであって、
冷媒流入口(31a)から流入した冷媒を旋回させる旋回空間(30a)、旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)、減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(13b)、減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と吸引用通路(13b)から吸引された吸引冷媒とを流入させる昇圧用空間(30e)、昇圧用空間(30e)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間(30f)、気液分離空間(30f)にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出通路(30j)が形成されたボデー(30)と、少なくとも一部が減圧用空間(30b)の内部および昇圧用空間(30e)の内部に配置されており、減圧用空間(30b)から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成された通路形成部材(35)とを備え、
ボデー(30)のうち減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(13a)であり、ボデー(30)のうち昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、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へ変換するディフューザとして機能するディフューザ通路(13c)であり、
気液分離空間(30f)は、通路形成部材(35)と同軸上に配置された回転体形状の空間によって形成されており、気液分離空間(30f)内の冷媒は、通路形成部材(35)の軸周りに旋回にしており、気相冷媒流出通路(30j)の冷媒入口部(30k)は、気液分離空間(30f)内で開口しており、
さらに、気液分離空間(30f)にて分離された気相冷媒を、気液分離空間(30f)にて旋回する冷媒と同方向に旋回させながら冷媒入口部(30k)へ導く整流手段(39、41)を備えることを特徴とする。
The present invention has been devised to achieve the above object, and in the invention described in claim 1, an ejector applied to the vapor compression refrigeration cycle apparatus (10),
A swirling space (30a) for swirling the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (31a), a decompression space (30b) for decompressing the refrigerant flowing out of the swirling space (30a), and a refrigerant flow downstream of the decompression space (30b). A suction passage (13b) that communicates and sucks refrigerant from the outside, and a pressurization space (30e) that flows in the injected refrigerant injected from the decompression space (30b) and the suction refrigerant sucked from the suction passage (13b) ), A gas-liquid separation space (30f) that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the pressurizing space (30e), and a gas-phase refrigerant outflow passage (outlet) that allows the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space (30f) to flow out. 30j) is formed, and at least a part of the body (30) is disposed inside the pressure reducing space (30b) and the pressure increasing space (30e), and as the distance from the pressure reducing space (30b) increases. And a passage forming member which area is formed in a conical shape to enlarge (35),
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the part forming the decompression space (30b) in the body (30) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) is a refrigerant that has flowed out of the swirling space (30a). Is a nozzle passage (13a) that functions as a nozzle for depressurizing and injecting, between the inner peripheral surface of the body (30) forming the pressurizing space (30e) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) The refrigerant passage formed between them is a diffuser passage (13c) that functions as a diffuser that converts the kinetic energy of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant into pressure energy,
The gas-liquid separation space (30f) is formed by a rotating body-shaped space arranged coaxially with the passage forming member (35), and the refrigerant in the gas-liquid separation space (30f) is passed through the passage forming member (35). ) And the refrigerant inlet part (30k) of the gas-phase refrigerant outflow passage (30j) is open in the gas-liquid separation space (30f),
Further, the rectifying means (39) for guiding the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space (30f) to the refrigerant inlet (30k) while swirling in the same direction as the refrigerant swirling in the gas-liquid separation space (30f). 41).
これによれば、整流手段(39、41)を備えているので、気液分離空間(30f)にて分離された気相冷媒を気相冷媒流出通路(30j)へ流入させる際に、気液分離空間(30f)にて旋回する冷媒と同方向に旋回させながら流入させることができる。つまり、気相冷媒の流れ方向を旋回方向に対して急転向させることなく気相冷媒流出通路(30j)の冷媒入口部(30k)へ流入させることができる。 According to this, since the rectifying means (39, 41) is provided, when the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space (30f) flows into the gas-phase refrigerant outflow passage (30j), the gas-liquid It can be made to flow in while rotating in the same direction as the refrigerant rotating in the separation space (30f). That is, it is possible to cause the gas-phase refrigerant to flow into the refrigerant inlet portion (30k) of the gas-phase refrigerant outflow passage (30j) without suddenly turning the flow direction of the gas-phase refrigerant with respect to the turning direction.
従って、気液分離空間(30f)内で分離された気相冷媒と液相冷媒との気液界面の乱れを抑制でき、気液分離空間(30f)から気相冷媒流出通路(30j)へ流入する気相冷媒が気液界面の乱れによって発生する液滴(液相冷媒の粒)を巻き込んでしまうことを抑制できる。 Therefore, the disturbance of the gas-liquid interface between the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space (30f) can be suppressed, and the gas-liquid separation space (30f) flows into the gas-phase refrigerant outflow passage (30j). It is possible to prevent the gas-phase refrigerant from entraining droplets (liquid phase refrigerant particles) generated by the disturbance of the gas-liquid interface.
その結果、本請求項に記載の発明によれば、遠心分離式の気液分離手段として機能する気液分離空間(30f)における気液分離性能を向上させることができる。すなわち、気液分離手段一体型のエジェクタの気液分離性能を向上させることができる。 As a result, according to the invention described in the present claim, the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space (30f) functioning as a centrifugal gas-liquid separation means can be improved. That is, the gas-liquid separation performance of the gas-liquid separation means integrated ejector can be improved.
なお、上記の請求項において、通路形成部材(35)は、厳密に減圧用空間(30b)から離れるに伴って断面積が拡大する形状のみから形成されているものに限定されず、少なくとも一部に減圧用空間(30b)から離れるに伴って断面積が拡大する形状を含んでいることによって、ディフューザ通路(13c)の形状を減圧用空間(30b)から離れるに伴って外側へ広がる形状とすることができるものを含む。 In the above claims, the passage forming member (35) is not limited to one that is strictly formed from a shape whose cross-sectional area expands as it is separated from the decompression space (30b). The shape of the diffuser passage (13c) is expanded to the outside as the distance from the decompression space (30b) is increased. Including what can be.
さらに、「円錐状に形成された」とは、通路形成部材(35)が完全な円錐形状に形成されているという意味に限定されず、円錐に近い形状、あるいは一部に円錐形状を含んで形成されているという意味も含んでいる。具体的には、軸方向断面形状が二等辺三角形となるものに限定されず、頂点を挟む二辺が内周側に凸となる形状、頂点を挟む二辺が外周側に凸となる形状、さらに断面形状が半円形状となるもの等も含む意味である。 Further, “conically formed” is not limited to the meaning that the passage forming member (35) is formed in a complete conical shape, and includes a shape close to a cone or a portion of the cone. It also includes the meaning of being formed. Specifically, the shape in which the axial cross-sectional shape is not limited to an isosceles triangle, the shape in which the two sides sandwiching the apex are convex on the inner peripheral side, the shape in which the two sides sandwiching the apex are convex on the outer peripheral side, Furthermore, it is meant to include those having a semicircular cross section.
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)
図1〜図7を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ13は、図1に示すように、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、すなわち、エジェクタ式冷凍サイクル10に適用されている。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10は、車両用空調装置に適用され、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described using FIGS. As shown in FIG. 1, the
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亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)等を採用してもよい。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
エジェクタ式冷凍サイクル10において、圧縮機11は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧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11a、および圧縮機構11aを駆動する電動モータ11bを収容して構成された電動圧縮機である。
In the ejector-
この圧縮機構11a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11b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 the
なお、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、あるいは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を採用することができる。
The
圧縮機11の吐出口には、放熱器12の凝縮部12a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12dにより送風される車室外空気(外気)を熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
The refrigerant inlet side of the
より具体的には、この放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン12dから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部12a、凝縮部12aから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄えるレシーバ部12b、およびレシーバ部12bから流出した液相冷媒と冷却ファン12dから送風される外気とを熱交換させ、液相冷媒を過冷却する過冷却部12cを有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器である。
More specifically, the
また、冷却ファン12d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。放熱器12の過冷却部12cの冷媒出口側には、エジェクタ13の冷媒流入口31aが接続されている。
Further, the cooling fan 12d is an electric blower in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. A
エジェクタ13は、放熱器12から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって後述する蒸発器14から流出した冷媒を吸引(輸送)して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。さらに、本実施形態のエジェクタ13は、減圧させた冷媒の気液を分離する気液分離手段としての機能も果たす。
The
エジェクタ13の具体的構成については、図2〜図6を用いて説明する。なお、図2における上下の各矢印は、エジェクタ式冷凍サイクル10を車両用空調装置に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、図3は、エジェクタ13の各冷媒通路の機能を説明するための模式的な断面図であって、図2と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
A specific configuration of the
まず、本実施形態のエジェクタ13は、図2に示すように、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー30を備えている。より具体的には、ボデー30は、角柱状の金属もしくは樹脂等にて形成されてエジェクタ13の外殻を形成するハウジングボデー31を有し、このハウジングボデー31の内部に、ノズルボデー32、ミドルボデー33、ロワーボデー34といった構成部材を固定して構成されたものである。
First, the
ハウジングボデー31には、放熱器12から流出した冷媒を内部へ流入させる冷媒流入口31a、蒸発器14から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口31b、ボデー30の内部に形成された気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を蒸発器14の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒流出口31c、および気液分離空間30fにて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気相冷媒流出口31d等が形成されている。
The
ノズルボデー32は、冷媒流れ方向に先細る略円錐形状の金属部材等で形成されており、その軸方向が鉛直方向(図2の上下方向)と平行になるように、ハウジングボデー31の内部に圧入等の手段によって固定されている。ノズルボデー32の上方側とハウジングボデー31との間には、冷媒流入口31aから流入した冷媒を旋回させる旋回空間30aが形成されている。
The
旋回空間30aは、回転体形状に形成され、図2の一点鎖線で示す中心軸が鉛直方向に延びている。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30aは、略円柱状に形成されている。もちろん、円錐あるいは円錐台と円柱とを結合させた形状等に形成されていてもよい。
The swirling
さらに、冷媒流入口31aと旋回空間30aとを接続する冷媒流入通路31eは、旋回空間30aの中心軸方向から見たときに、ボデー30のうち旋回空間30aを形成する部位の内周壁面の接線方向に延びている。これにより、冷媒流入通路31eから旋回空間30aへ流入した冷媒は、ボデー30(具体的には、ハウジングボデー31およびノズルボデー32)のうち旋回空間30aを形成する部位の内周壁面に沿って流れ、旋回空間30a内を旋回する。
Furthermore, the
なお、冷媒流入通路31eは、旋回空間30aの中心軸方向から見たときに、旋回空間30aの接線方向と完全に一致するように形成されている必要はなく、少なくとも旋回空間30aの接線方向の成分を含んでいれば、その他の方向の成分(例えば、旋回空間30aの軸方向の成分)を含んで形成されていてもよい。
The
ここで、旋回空間30a内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間30a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、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させるようにしている。
Here, since centrifugal force acts on the refrigerant swirling in the swirling
このような旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力の調整は、旋回空間30a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、旋回流速の調整は、例えば、冷媒流入通路31eの通路断面積と旋回空間30aの軸方向垂直断面積との面積比を調整すること等によって行うことができる。なお、本実施形態の旋回流速とは、旋回空間30aの最外周部近傍における冷媒の旋回方向の流速を意味している。
Such adjustment of the refrigerant pressure on the central axis side in the swirling
また、ノズルボデー32の内部には、旋回空間30aから流出した冷媒を減圧させて下流側へ流出させる減圧用空間30bが形成されている。この減圧用空間30bは、円柱状空間とこの円柱状空間の下方側から連続して冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる円錐台形状空間とを結合させた回転体形状に形成されており、減圧用空間30bの中心軸は旋回空間30aの中心軸と同軸上に配置されている。
Further, in the
さらに、減圧用空間30bの内部には、減圧用空間30b内に冷媒通路面積が最も縮小した最小通路面積部30mを形成するとともに、最小通路面積部30mの通路面積を変化させる通路形成部材35が配置されている。この通路形成部材35は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に広がる略円錐形状に形成されており、その中心軸が減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。換言すると、通路形成部材35は、減圧用空間30bから離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されている。
Further, inside the
そして、ノズルボデー32の減圧用空間30bを形成する部位の内周面と通路形成部材35の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路としては、図3に示すように、最小通路面積部30mよりも冷媒流れ上流側に形成されて最小通路面積部30mに至るまでの冷媒通路面積が徐々に縮小する先細部131、および最小通路面積部30mから冷媒流れ下流側に形成されて冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部132が形成される。
As the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the portion forming the
先細部131の下流側部および末広部132では、径方向から見たときに減圧用空間30bと通路形成部材35が重合(オーバーラップ)しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状(大径の円形状から同軸上に配置された小径の円形状を除いたドーナツ形状)となる。さらに、本実施形態の通路形成部材35の広がり角度は、減圧用空間30bの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、末広部132における冷媒通路面積は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。
In the downstream side portion and the
末広部132では、径方向から見たときに減圧用空間30bと通路形成部材35が重合(オーバーラップ)しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状(大径の円形状から同軸上に配置された小径の円形状を除いたドーナツ形状)となる。さらに、本実施形態の通路形成部材35の広がり角度は、減圧用空間30bの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、末広部132における冷媒通路面積は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。
In the
本実施形態では、この通路形状によって減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路をノズルとして機能するノズル通路13aとしている。さらに、このノズル通路13aでは、冷媒を減圧させて、気液二相状態の冷媒の流速を二相音速より高い値となるように増速させて噴射している。
In the present embodiment, a nozzle passage 13a that functions as a nozzle is a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the
なお、本実施形態における減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路とは、図3に示すように、通路形成部材35の外周面から法線方向に延びる線分がノズルボデー32のうち減圧用空間30bを形成する部位と交わる範囲を含んで形成される冷媒通路である。
Note that the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the
次に、ミドルボデー33は、図2に示すように、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴が設けられているとともに、この貫通穴の外周側に通路形成部材35を変位させる駆動手段37を収容した金属製円板状部材で形成されている。なお、ミドルボデー33の貫通穴の中心軸は旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。また、ミドルボデー33は、ハウジングボデー31の内部であって、かつ、ノズルボデー32の下方側に圧入等の手段によって固定されている。
Next, as shown in FIG. 2, the
さらに、ミドルボデー33の上面とこれに対向するハウジングボデー31の内壁面との間には、冷媒吸引口31bから流入した冷媒を滞留させる流入空間30cが形成されている。本実施形態では、ノズルボデー32の下方側の先細先端部がミドルボデー33の貫通穴の内部に位置付けられるため、流入空間30cは、旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸方向からみたときに、断面円環状に形成される。
Furthermore, an inflow space 30c is formed between the upper surface of the
また、冷媒吸引口31bと流入空間30cとを接続する吸引冷媒流入通路30hは、流入空間30cの中心軸方向から見たときに、ボデー30(具体的には、ハウジングボデー31)のうち流入空間30cを形成する部位の内周壁面の接線方向に延びている。これにより、本実施形態では、冷媒吸引口31bから流入空間30c内へ流入した冷媒を、旋回空間30a内の冷媒と同方向に旋回させている。
The suction
さらに、図2に示すように、ミドルボデー33の貫通穴のうち、ノズルボデー32の下方側が挿入される範囲、すなわち軸線に垂直な径方向から見たときにミドルボデー33とノズルボデー32が重合する範囲では、ノズルボデー32の先細先端部の外周形状に適合するように冷媒通路面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。
Furthermore, as shown in FIG. 2, in the through hole of the
これにより、貫通穴の内周面とノズルボデー32の下方側の先細先端部の外周面との間には、流入空間30cと減圧用空間30bの冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路30dが形成される。つまり、本実施形態では、冷媒吸引口31bと流入空間30cとを接続する吸引冷媒流入通路30h、流入空間30c、および吸引通路30dによって、外部から冷媒を吸引する吸引用通路13bが形成されている。
As a result, a
この吸引通路30dの中心軸垂直断面は、円環状に形成されており、吸引通路30dを流通する冷媒も、旋回空間30aにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。さらに、吸引用通路13bの冷媒出口(具体的には、吸引通路30dの冷媒出口)は、ノズル通路13aの冷媒出口(冷媒噴射口)の外周側に、円環状に開口している。
The central axis vertical cross section of the
また、ミドルボデー33の貫通穴のうち、吸引通路30dの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間30eが形成されている。この昇圧用空間30eは、減圧用空間30b(具体的には、ノズル通路13a)から噴射された噴射冷媒と吸引用通路13bから吸引された吸引冷媒とを流入させる空間である。
Further, in the through hole of the
昇圧用空間30eの内部には、前述した通路形成部材35の下方部が配置されている。さらに、昇圧用空間30e内の通路形成部材35の円錐状側面の広がり角度は、昇圧用空間30eの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、この冷媒通路の冷媒通路面積は冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。
A lower portion of the above-described
本実施形態では、このように冷媒通路面積を拡大させることによって、図3に示すように、昇圧用空間30eを形成するミドルボデー33の内周面と通路形成部材35の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路をディフューザとして機能するディフューザ通路13cとしている。そして、このディフューザ通路13c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させている。
In the present embodiment, by expanding the refrigerant passage area in this way, as shown in FIG. 3, the inner peripheral surface of the
さらに、ディフューザ通路13cの軸方向垂直断面形状も円環状に形成されており、ディフューザ通路13cを流れる冷媒も、吸引用通路13bから吸引された吸引冷媒が旋回方向の速度成分を有していることによって、旋回空間30aにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。
Further, the axial vertical cross-sectional shape of the
また、本実施形態では、図2、図4に示すように、通路形成部材35の最下方部の外周側であって、ディフューザ通路13cの冷媒出口側を形成する部位に、ディフューザ通路13cを流通する冷媒が中心軸周りに旋回して流れることを促進する旋回促進手段としての複数の旋回促進板38が配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the
この旋回促進板38は、通路形成部材35の軸方向に広がる板状部材で構成されており、図4のIV−IV断面図に示すように、通路形成部材35の軸周りに円環状に配置されている。さらに、旋回促進板38は、軸方向からみたときに旋回流れ方向に沿って湾曲した形状に形成されている。
The turning
また、それぞれの旋回促進板38は、通路形成部材35の軸方向から見たときに、冷媒流れ出口側の旋回促進板38同士の間隔が冷媒流れ入口側の旋回促進板38同士の間隔よりも狭くなる、いわゆる増速翼列配置されている。本実施形態では、入口側から出口側へ向かって旋回促進板38同士の間隔を狭くすることで、冷媒の旋回成分の流速を増速させて、図4の太実線に示すように旋回流れを促進している。
Further, when each
次に、ミドルボデー33の内部に配置されて、通路形成部材35を変位させる駆動手段37について説明する。この駆動手段37は、圧力応動部材である円形薄板状のダイヤフラム37aを有して構成されている。より具体的には、図2に示すように、ダイヤフラム37aはミドルボデー33の外周側に形成された円柱状の空間を上下の2つの空間に仕切るように、溶接等の手段によって固定されている。
Next, the drive means 37 which is disposed inside the
ダイヤフラム37aによって仕切られた2つの空間のうち上方側(流入空間30c側)の空間は、蒸発器14流出冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間37bを構成している。この封入空間37bには、エジェクタ式冷凍サイクル10を循環する冷媒と同一組成の感温媒体が予め定めた密度となるように封入されている。従って、本実施形態における感温媒体は、R134aとなる。
Of the two spaces partitioned by the
一方、ダイヤフラム37aによって仕切られた2つの空間のうち下方側の空間は、図示しない連通路を介して、蒸発器14流出冷媒を導入させる導入空間37cを構成している。従って、封入空間37bに封入された感温媒体には、流入空間30cと封入空間37bとを仕切る蓋部材37dおよびダイヤフラム37a等を介して、蒸発器14流出冷媒の温度が伝達される。
On the other hand, the lower space of the two spaces partitioned by the
ここで、図2、図3から明らかなように、本実施形態のミドルボデー33の上方側には吸引用通路13bが配置され、ミドルボデー33の下方側にはディフューザ通路13cが配置されている。従って、駆動手段37の少なくとも一部は、中心軸の径方向から見たときに吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって上下方向から挟まれる位置に配置されることになる。
Here, as is apparent from FIGS. 2 and 3, the
より詳細には、駆動手段37の封入空間37bは、旋回空間30aや通路形成部材35等の中心軸方向から見たときに、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cと重合する位置であって、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって囲まれる位置に配置されている。これにより、封入空間37bに蒸発器14流出冷媒の温度が伝達され、封入空間37bの内圧は、蒸発器14流出冷媒の温度に応じた圧力となる。
More specifically, the
さらに、ダイヤフラム37aは、封入空間37bの内圧と導入空間37cへ流入した蒸発器14流出冷媒の圧力との差圧に応じて変形する。このため、ダイヤフラム37aは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス(SUS304)等の金属薄板にて形成されることが望ましい。
Further, the
また、ダイヤフラム37aの中心部には、円柱状の作動棒37eの上端側が溶接等の手段によって接合され、作動棒37eの下端側には通路形成部材35の最下方側(底部)の外周側が固定されている。これにより、ダイヤフラム37aと通路形成部材35が連結され、ダイヤフラム37aの変位に伴って通路形成部材35が変位し、ノズル通路13aの冷媒通路面積(最小通路面積部30mにおける通路断面積)が調整される。
Further, the upper end side of a
具体的には、蒸発器14流出冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、封入空間37bに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間37bの内圧から導入空間37cの圧力を差し引いた差圧が大きくなる。これにより、ダイヤフラム37aは、最小通路面積部30mにおける通路断面積を拡大させる方向(鉛直方向下方側)に通路形成部材35を変位させる。
Specifically, when the temperature (superheat degree) of the refrigerant flowing out of the
一方、蒸発器14流出冷媒の温度(過熱度)が低下すると、封入空間37bに封入された感温媒体の飽和圧力が低下して、封入空間37bの内圧から導入空間37cの圧力を差し引いた差圧が小さくなる。これにより、ダイヤフラム37aは、最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小させる方向(鉛直方向上方側)に通路形成部材35を変位させる。
On the other hand, when the temperature (superheat degree) of the refrigerant flowing out of the
このように蒸発器14流出冷媒の過熱度に応じてダイヤフラム37aが、通路形成部材35を上下方向に変位させることによって、蒸発器14流出冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように、最小通路面積部30mにおける通路断面積を調整することができる。なお、作動棒37eとミドルボデー33との隙間は、図示しないO−リング等のシール部材によってシールされており、作動棒37eが変位してもこの隙間から冷媒が漏れることはない。
In this way, the
また、通路形成部材35の底面は、ロワーボデー36に固定されたコイルバネ40の荷重を受けている。コイルバネ40は、通路形成部材35に対して、最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小する側(図2では、上方側)に付勢する荷重をかけており、この荷重を調整することで、通路形成部材35の開弁圧を変更して、狙いの過熱度を変更することもできる。
The bottom surface of the
さらに、本実施形態では、ミドルボデー33の外周側に複数(具体的には、2つ)の円柱状の空間を設け、この空間の内部にそれぞれ円形薄板状のダイヤフラム37aを固定して2つの駆動手段37を構成しているが、駆動手段37の数はこれに限定されない。なお、駆動手段37を複数箇所に設ける場合は、それぞれ中心軸に対して等角度間隔で配置されていることが望ましい。
Further, in the present embodiment, a plurality of (specifically, two) cylindrical spaces are provided on the outer peripheral side of the
また、軸方向からみたときに円環状に形成される空間内に、円環状の薄板で形成されたダイヤフラムを固定し、複数の作動棒でこのダイヤフラムと通路形成部材35とを連結する構成としてもよい。
Alternatively, a diaphragm formed by an annular thin plate may be fixed in a space formed in an annular shape when viewed from the axial direction, and the diaphragm and the
次に、ロワーボデー34は、円柱状の金属部材等で形成されており、ハウジングボデー31の底面を閉塞するように、ハウジングボデー31内にネジ止め等の手段によって固定されている。そして、ハウジングボデー31の内部空間のうち、ロワーボデー34の上面側とミドルボデー33の底面側との間には、ディフューザ通路13cから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間30fが形成されている。
Next, the
この気液分離空間30fは、略円柱状の回転体形状の空間として形成されており、気液分離空間30fの中心軸も、旋回空間30a、減圧用空間30bおよび通路形成部材35等の中心軸と同軸上に配置されている。
The gas-
さらに、本実施形態では、ディフューザ通路13cに旋回促進手段としての旋回促進板38が配置されているので、ディフューザ通路13cから流出して気液分離空間30fへ流入する冷媒は、ディフューザ通路13cを流通する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。従って、気液分離空間30fでは、冷媒の旋回流れ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。
Further, in the present embodiment, since the turning
また、ロワーボデー34の中心部には、気液分離空間30fと同軸上に配置されて、上方側(通路形成部材35側)へ向かって突出する円筒状のパイプ34aが設けられている。従って、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、パイプ34aの外周側に一時的に貯留される。
Further, a
パイプ34aの内部には、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を気相冷媒流出口31dへ導く気相冷媒流出通路30jの冷媒流れ上流側が形成されている。さらに、パイプ34aの軸方向上端側(通路形成部材35側)の筒状側面には、気相冷媒流出通路30jの冷媒入口部30kが形成されている。従って、本実施形態のパイプ34aは、特許請求の範囲に記載された筒状部材を構成している。
Inside the
より具体的には、気相冷媒流出通路30jの冷媒入口部30kは、図2、図5に示すように、気液分離空間30f内の通路形成部材35の下方側の位置で、径方向に向かって開口している。さらに、冷媒入口部30kは、複数(本実施形態では、4つ)設けられており、中心軸方向から見たときに、互いに当角度間隔(本実施形態では、90°間隔)で配置されている。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 5, the
また、気相冷媒流出通路30jの冷媒入口部30kの外周側には、複数の整流板39が配置されている。この整流板39は、中心軸方向に広がる板状部材で構成されており、図5のV−V断面図に示すように、パイプ34aの周囲に環状に配置されている。
A plurality of rectifying
より具体的には、整流板39は、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を、気液分離空間30fにて旋回する冷媒と同じ方向に旋回させながら、気液分離空間30fの中心部に配置されるパイプ34aに形成された冷媒入口部30kへ導く形状に形成されている。さらに、この整流板39は、略円錐状に形成された通路形成部材35の底面に固定されている。
More specifically, the rectifying
ここで、前述の如く、ディフューザ通路13cを流通する冷媒の旋回方向および気液分離空間30f内の冷媒の旋回方向は、互いに同一方向となる。従って、図4、図5の太実線に示す冷媒流れから明らかなように、旋回促進板38は、冷媒が旋回方向に沿って径方向内周側から外周側へ流れるように傾斜あるいは湾曲した形状に形成され、整流板39は、気相冷媒が旋回方向に沿って径方向外周側から内周側へ流れるように傾斜あるいは湾曲した形状に形成されている。
Here, as described above, the turning direction of the refrigerant flowing in the
また、整流板39は、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、気相冷媒と液相冷媒との気液界面に接触しないように形成されている。より具体的には、図2に示すように、整流板39の最下端部は、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を液相冷媒流出口31cへ導く液相冷媒流出通路30iの最も上方側の部位よりも上方に位置付けられている。
The rectifying
パイプ34aの上端部には、前述したコイルバネ40が固定されている。なお、コイルバネ40は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材35の振動を減衰させる振動緩衝部材としての機能も果たしている。さらに、パイプ34aの根本部(最下方部)には、液相冷媒中の冷凍機油を気相冷媒流出通路30jを介して圧縮機11内へ戻すオイル戻し穴34cが形成されている。
The
また、本実施形態では、液相冷媒流出通路30iが、図6のVI−VI断面図に示すように、ボデー30(具体的には、ハウジングボデー31)のうち気液分離空間30fを形成する部位の内周壁面の接線方向に延びている。
In the present embodiment, the liquid-phase
より具体的には、通路形成部材35の中心軸方向から見たときに、液相冷媒流出通路30iは、分離された液相冷媒を、図6の太実線に示すように気液分離空間35内で旋回する冷媒の旋回流れ方向に沿って気液分離空間35の外周の接線方向へ流出させる形状に形成されている。
More specifically, when viewed from the central axis direction of the
なお、液相冷媒流出通路30iは、通路形成部材35の中心軸方向から見たときに、気液分離空間30fの接線方向と完全に一致する形状に形成されている必要はなく、少なくとも気液分離空間30fの接線方向の成分を含んでいれば、その他の方向の成分(例えば、通路形成部材35の軸方向の成分)を含んで形成されていてもよい。また、液相冷媒流出通路30iの下流側は、接線方向に対して湾曲していてもよい。
The liquid-phase
エジェクタ13の液相冷媒流出口31cには、図1に示すように、蒸発器14の入口側が接続されている。蒸発器14は、エジェクタ13にて減圧された低圧冷媒と送風ファン14aから車室内へ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。
As shown in FIG. 1, the inlet side of the
送風ファン14a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。蒸発器14の出口側には、エジェクタ13の冷媒吸引口31bが接続されている。さらに、前述の如く、エジェクタ13の気相冷媒流出口31dには圧縮機11の吸入口側が接続されている。
The blower fan 14a is an electric blower whose rotation speed (amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. A
次に、図示しない制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、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、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ11b、12d、14a等の作動を制御する。
Next, a control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operations of the various
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、蒸発器14の吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する蒸発器温度センサ、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および放熱器12出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力センサ等の空調制御用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 internal air temperature sensor that detects the temperature inside the vehicle, an external air temperature sensor that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the vehicle interior, and an air temperature (evaporator temperature) of the
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の電動モータ11b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 this embodiment, the structure (hardware and software) which controls the action | operation of the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図7のモリエル線図を用いて説明する。なお、このモリエル線図の縦軸には、図3のP0、P1、P2に対応する圧力が示されている。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11b、冷却ファン12d、送風ファン14a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. The vertical axis of the Mollier diagram shows pressures corresponding to P0, P1, and P2 in FIG. First, when the operation switch of the operation panel is turned on (ON), the control device operates the
圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒(図7のa7点)は、放熱器12の凝縮部12aへ流入し、冷却ファン12d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。凝縮部12aにて放熱した冷媒は、レシーバ部12bにて気液分離される。レシーバ部12bにて気液分離された液相冷媒は、過冷却部12cにて冷却ファン12dから送風された送風空気と熱交換し、さらに放熱して過冷却液相冷媒となる(図7のa7点→b7点)。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 (point a7 in FIG. 7) flows into the
放熱器12の過冷却部12cから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタ13の減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の外周面との間に形成されるノズル通路13aにて等エントロピ的に減圧されて噴射される(図7のb7点→c7点)。この際、減圧用空間30bの最小通路面積部30mにおける冷媒通路面積は、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように調整される。
The supercooled liquid-phase refrigerant that has flowed out of the supercooling
そして、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器14から流出した冷媒が冷媒吸引口31bおよび吸引用通路13b(より詳細には、流入空間30cおよび吸引通路30d)を介して吸引される。さらに、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒と吸引用通路13b等を介して吸引された吸引冷媒は、混合通路13dへ流入して混合される(図7のc7点→d7点、h7点→d7点)。
The refrigerant flowing out of the
混合通路13dで混合された混合冷媒は、ディフューザ通路13cへ流入する。ディフューザ通路13cでは冷媒通路面積の拡大により、冷媒の運動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が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する(図7のd7点→e7点)。ディフューザ通路13cから流出した冷媒は気液分離空間30fにて気液分離される(図7のe7点→f7点、e7点→g7点)。
The mixed refrigerant mixed in the mixing passage 13d flows into the
気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は液相冷媒流出口31cから流出して、蒸発器14へ流入する。蒸発器14へ流入した冷媒は、送風ファン14aによって送風された送風空気から吸熱して蒸発し、送風空気が冷却される(図7のg7点→h7点)。一方、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒は気相冷媒流出口31dから流出して、圧縮機11へ吸入され再び圧縮される(図7のf7点→a7点)。
The liquid-phase refrigerant separated in the gas-
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送風空気を冷却することができる。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10では、ディフューザ通路13c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の駆動動力を低減させて、サイクル効率(COP)を向上させることができる。
The
さらに、本実施形態のエジェクタ13によれば、旋回空間30aにて冷媒を旋回させることで、旋回空間30a内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させることができる。これにより、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、旋回空間30a内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。
Furthermore, according to the
このように二相分離状態となった冷媒がノズル通路13aへ流入することで、ノズル通路13aの先細部131では、円環状の冷媒通路の外周側壁面から冷媒が剥離する際に生じる壁面沸騰および円環状の冷媒通路の中心軸側の冷媒のキャビテーションによって生じた沸騰核による界面沸騰によって冷媒の沸騰が促進される。これにより、ノズル通路13aの最小通路面積部30mへ流入する冷媒が、気相と液相が均質に混合した気液混合状態に近づく。
As the refrigerant in the two-phase separation state flows into the nozzle passage 13a in this manner, the
そして、最小通路面積部30mの近傍で気液混合状態の冷媒の流れに閉塞(チョーキング)が生じ、このチョーキングによって音速に到達した気液混合状態の冷媒が末広部132にて加速されて噴射される。このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって、気液混合状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路13aにおけるエネルギ変換効率(従来技術のノズル効率に相当)を向上させることができる。
Then, the flow of refrigerant in the gas-liquid mixed state is choked in the vicinity of the minimum
また、本実施形態のエジェクタ13では、通路形成部材35として減圧用空間30bから離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されたものを採用して、ディフューザ通路13cの断面形状を円環状に形成しているので、ディフューザ通路13cの形状を減圧用空間30bから離れるに伴って通路形成部材35の外周に沿って広がる形状とすることができる。これにより、従来技術に対して、ディフューザ通路13cの軸方向(通路形成部材35の軸方向)の寸法が拡大してしまうことを抑制できる。
Further, in the
これに加えて、本実施形態のエジェクタ13によれば、整流手段としての整流板39を備えているので、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を気相冷媒流出通路30jへ流入させる際に、気液分離空間30fにて旋回する冷媒と同方向に旋回させながら流入させることができる。つまり、気相冷媒の流れ方向を旋回方向に対して急転向させることなく気相冷媒流出通路30jの冷媒入口部30kへ流入させることができる。
In addition, according to the
従って、図5に示すように、中心軸方向から見たときに、気液分離空間30fの外周側に形成される気相冷媒と液相冷媒との気液界面の乱れを抑制でき、気液分離空間30fから気相冷媒流出通路30jへ流入する気相冷媒が液滴(液相冷媒の粒)を巻き込んでしまうことを抑制できる。
Therefore, as shown in FIG. 5, when viewed from the center axis direction, the gas-liquid interface disturbance between the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant formed on the outer peripheral side of the gas-
その結果、本実施形態のエジェクタ13によれば、遠心分離式の気液分離手段として機能する気液分離空間30fにおける気液分離性能を向上させることができる。すなわち、気液分離手段一体型のエジェクタ13の気液分離性能を向上させることができる。
As a result, according to the
また、本実施形態のエジェクタ13では、気相冷媒流出通路30jの冷媒流れ上流側を円筒状のパイプ34aで形成し、冷媒入口部30kを径方向に開口させるとともに、整流手段である複数の整流板39をパイプ34aの周囲に環状に配置している。従って、極めて簡素な構成で、気液分離空間30f内で分離された気相冷媒を旋回させながら、冷媒入口部30kへ導く構成を実現できる。
In the
さらに、本実施形態のエジェクタ13では、冷媒入口部30kを通路形成部材35の下方側の位置で開口させているので、整流手段である整流板39を通路形成部材35に固定することができる。これにより、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、整流板39が気液界面に接触しない構成を容易に実現することができ、気液分離空間30fにおける気液分離性能の低下を抑制できる。
Further, in the
また、本実施形態のエジェクタ13によれば、駆動手段37を備えているので、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じて通路形成部材35を変位させ、ノズル通路13aおよびディフューザ通路13cの冷媒通路面積を調整することができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じてエジェクタ13を適切に作動させることができる。
Further, according to the
さらに、駆動手段37のうち、感温媒体が封入された封入空間37bが、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cに挟まれる位置に配置されているので、吸引用通路13bとディフューザ通路13cとの間に形成されるスペースを有効に活用することができる。その結果、より一層エジェクタ全体としての体格の大型化を抑制できる。
Furthermore, since the
しかも、封入空間37bが吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって囲まれる位置に配置されているので、外気温の影響等を受けることなく吸引用通路13bを流通する冷媒の蒸発器14流出冷媒の温度を感温媒体に良好に伝達して、封入空間37b内の圧力を変化させることができる。つまり、封入空間37b内の圧力を蒸発器14流出冷媒の温度に応じて精度良く変化させることができる。
Moreover, since the
(第2実施形態)
本実施形態のエジェクタ13では、図8、図9に示すように、整流手段をパイプ34aの冷媒流れ上流側の端部に配置された円板状部材41で構成した例を説明する。
(Second Embodiment)
In the
より具体的には、円板状部材41には、図9に示すように、気液分離空間30f内で旋回する冷媒の旋回方向に沿って外周側から内周側へ流す螺旋状の通路41aが形成されている。従って、本実施形態の円板状部材41は、特許請求の範囲に記載された螺旋状通路形成部材を構成している。その他のエジェクタ13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。
More specifically, as shown in FIG. 9, the disk-shaped
本実施形態のように、整流手段を螺旋状通路形成部材をなす円板状部材41によって構成しても、第1実施形態と同様に、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を気相冷媒流出通路30jへ流入させる際に、気相冷媒の流れ方向が旋回方向に対して急転向してしまうことを抑制し、気液分離空間30fにおける気液分離性能を向上させることができる。
Even if the rectifying means is constituted by the disc-
(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)上述の第1実施形態では、整流手段としての整流板39を、通路形成部材35の底面に固定した例を説明したが、整流板39の固定はこれに限定されない。例えば、整流板39を、ボデー30のうち気液分離空間30fを形成する部位に固定してもよい。
(1) In the first embodiment described above, the example in which the rectifying
具体的には、各整流板39を軸方向の延びる棒状部材によって気液分離空間30fの底面に固定してもよい。このような棒状部材で固定することで、気液分離空間30f内の旋回流れを阻害してしまうことを抑制できる。また、各整流板39の内周側を連結するリング部材を設け、このリング部材をパイプ34aの外周側に圧入等の手段によって固定してもよい。
Specifically, each rectifying
(2)上述の第1実施形態では、整流手段としての整流板39を、通路形成部材35の底面に固定することによって、整流板30の下端部が気液界面に接触しないようにした例を説明したが、さらに、整流板30自体の形状を、気液界面に接触しにくい形状としてもよい。
(2) In the first embodiment described above, the rectifying
具体的には、図2等に示すように、気液分離空間30fでは、遠心力の作用によって液相冷媒が気液分離空間30fの外周側に偏在しているので、エジェクタ13の軸方向断面において、整流板39の下方側かつ外周側の角部については、気液界面に接触しないように面取り加工を施してもよい。例えば、整流板39の下方側かつ内周側の角部よりも整流板39の下方側かつ外周側の角部の面取り量を多くしてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 2 and the like, in the gas-
(3)上述の実施形態では、旋回促進手段として旋回促進板38を採用した例を説明したが、旋回促進手段はこれに限定されない。例えば、通路形成部材35の円錐状側面に、複数の溝部を形成して、旋回促進手段を構成してもよい。より具体的には、通路形成部材35の円錐状側面に、通路形成部材35の軸方向から見たときに、旋回流れ方向に沿って渦巻き状に延びる形状の溝部を形成し、この溝部によって旋回促進手段を構成してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the turning
また、旋回促進手段として複数の旋回促進板38を採用する場合には、平板状に形成された整流板を採用してもよい。さらに、通路形成部材35の軸方向から見たときに、複数の旋回促進板38が、冷媒流れ出口側の旋回促進板38同士の間隔が入口側の旋回促進板38同士の間隔よりも広くなる、いわゆる減速翼列配置されていてもよい。
Moreover, when employ | adopting the some
複数の旋回促進板38を減速翼列配置すると、ディフューザ通路13cから流出する冷媒の旋回方向の流速が若干低下してしまうものの、隣り合う旋回促進板38同士の間に形成される冷媒通路の通路断面積が徐々に拡大して、冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換させるディフューザとして機能させることができる。
If a plurality of
また、旋回促進板38の外周側端部を、通路形成部材35の底部の外周よりも径方向外周側へ突出させてもよい。これにより、通路形成部材35の外周側と、ボデー30のうち気液分離空間30fを形成する部位の内周側との隙間に、ディフューザ通路13cから流出した気液二相冷媒に含まれる液滴が飛散する空間が形成されてしまうことを抑制できる。従って、気液分離空間30fにおける気液分離性能をより一層向上させることができる。
Further, the outer peripheral side end portion of the turning
(4)上述の実施形態では、通路形成部材35を変位させる駆動手段37として、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間37bおよび封入空間37b内の感温媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム37aを有して構成されたものを採用した例を説明したが、駆動手段はこれに限定されない。
(4) In the above-described embodiment, as the driving means 37 for displacing the
例えば、感温媒体として温度によって体積変化するサーモワックスを採用してもよいし、駆動手段として形状記憶合金性の弾性部材を有して構成されたものを採用してもよいし、さらに、駆動手段として電動モータやソレノイド等の電気的機構によって通路形成部材35を変位させるものを採用してもよい。
For example, a thermowax that changes in volume depending on temperature may be employed as the temperature-sensitive medium, or a drive unit that includes a shape memory alloy elastic member may be employed. As a means, a member that displaces the
(5)上述の実施形態では、エジェクタ13の液相冷媒流出口31cの詳細について説明していないが、液相冷媒流出口31cに冷媒を減圧させる減圧手段(例えば、オリフィスやキャピラリチューブからなる側固定絞り)を配置してもよい。
(5) Although the details of the liquid-phase
(6)上述の実施形態では、本発明のエジェクタ13、53を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10、50を、車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明のエジェクタ13、53を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10、50の適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。
(6) In the above-described embodiment, the example in which the ejector-type refrigeration cycles 10 and 50 including the
また、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、蒸発器14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、蒸発器14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のエジェクタ13、53を適用してもよい。
In the above-described embodiment, the
(7)上述の実施形態では、放熱器12として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部12aのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。また、上述の実施形態では、エジェクタ13、53のボデー30、通路形成部材35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。従って、これらの構成部材を樹脂にて形成してもよい。
(7) In the above-described embodiment, an example in which a subcool type heat exchanger is employed as the
10 エジェクタ式冷凍サイクル
13 エジェクタ
13a ノズル通路
13b 吸引用通路
13c ディフューザ通路
30 ボデー
30f 気液分離空間
30j 気相冷媒流出通路
30k 冷媒出口部
35 通路形成部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
冷媒流入口(31a)から流入した冷媒を旋回させる旋回空間(30a)、前記旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)、前記減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(13b)、前記減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路(13b)から吸引された吸引冷媒とを流入させる昇圧用空間(30e)、前記昇圧用空間(30e)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間(30f)、前記気液分離空間(30f)にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出通路(30j)が形成されたボデー(30)と、
少なくとも一部が前記減圧用空間(30b)の内部および前記昇圧用空間(30e)の内部に配置されており、前記減圧用空間(30b)から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成された通路形成部材(35)とを備え、
前記ボデー(30)のうち前記減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(13a)であり、
前記ボデー(30)のうち前記昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記噴射冷媒と前記吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギへ変換するディフューザとして機能するディフューザ通路(13c)であり、
前記気液分離空間(30f)は、前記通路形成部材(35)と同軸上に配置された回転体形状の空間によって形成されており、
前記気液分離空間(30f)内の冷媒は、前記通路形成部材(35)の軸周りに旋回にしており、
前記気相冷媒流出通路(30j)の冷媒入口部(30k)は、前記気液分離空間(30f)内で開口しており、
さらに、前記気液分離空間(30f)にて分離された気相冷媒を、前記気液分離空間(30f)にて旋回する冷媒と同方向に旋回させながら前記冷媒入口部(30k)へ導く整流手段(39、41)を備えることを特徴とするエジェクタ。 An ejector applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus (10),
A swirling space (30a) for swirling the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (31a), a decompression space (30b) for decompressing the refrigerant flowing out of the swirling space (30a), and a refrigerant flow downstream of the decompression space (30b) A suction passage (13b) that communicates with the outside and sucks the refrigerant from the outside, and a booster that flows in the injected refrigerant injected from the decompression space (30b) and the suction refrigerant sucked from the suction passage (13b) Space (30e), gas-liquid separation space (30f) for separating the gas and liquid of the refrigerant flowing out from the pressure increasing space (30e), and the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space (30f) is caused to flow out. A body (30) in which a gas-phase refrigerant outflow passage (30j) is formed;
At least a portion is disposed in the decompression space (30b) and in the pressurization space (30e), and is formed in a conical shape in which a cross-sectional area increases as the distance from the decompression space (30b) increases. A passage forming member (35) formed,
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the decompression space (30b) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) is the swirling space (30a). A nozzle passage (13a) that functions as a nozzle for depressurizing and injecting the refrigerant flowing out from
A refrigerant passage formed between an inner peripheral surface of a portion of the body (30) forming the pressurizing space (30e) and an outer peripheral surface of the passage forming member (35) includes the injection refrigerant and the suction A diffuser passage (13c) that functions as a diffuser that converts the kinetic energy of the refrigerant mixed with the refrigerant into pressure energy;
The gas-liquid separation space (30f) is formed by a space having a rotating body arranged coaxially with the passage forming member (35),
The refrigerant in the gas-liquid separation space (30f) swirls around the axis of the passage forming member (35),
The refrigerant inlet part (30k) of the gas-phase refrigerant outflow passage (30j) opens in the gas-liquid separation space (30f),
Further, the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space (30f) is rectified to be guided to the refrigerant inlet (30k) while being swung in the same direction as the refrigerant swirling in the gas-liquid separation space (30f). Ejector comprising means (39, 41).
前記冷媒入口部(30k)は、前記筒状部材(34a)の冷媒流れ上流側の端部に形成されており、
前記整流手段は、複数の整流板(39)によって形成され、
前記複数の整流板(39)は、前記筒状部材(34a)の周囲に環状に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ。 The body (30) has a cylindrical member (34a) that forms at least a part of the gas-phase refrigerant outflow passage (30j) inside,
The refrigerant inlet portion (30k) is formed at the end of the cylindrical member (34a) on the upstream side of the refrigerant flow,
The rectifying means is formed by a plurality of rectifying plates (39),
The ejector according to claim 1, wherein the plurality of rectifying plates (39) are annularly arranged around the cylindrical member (34a).
前記複数の整流板(39)は、前記通路形成部材(35)の底面に固定されていることを特徴とする請求項2に記載のエジェクタ。 The refrigerant inlet (30k) is open at a position below the passage forming member (35),
The ejector according to claim 2, wherein the plurality of rectifying plates (39) are fixed to a bottom surface of the passage forming member (35).
前記整流手段は、前記筒状部材(34a)の冷媒流れ上流側の端部に配置されて、前記気液分離空間(30f)内で旋回する冷媒の旋回方向に沿って外周側から内周側へ流す螺旋状の通路(41a)を形成する螺旋状通路形成部材(41)によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ。 The body (30) has a cylindrical member (34a) that forms at least a part of the gas-phase refrigerant outflow passage (30j) inside,
The rectifying means is disposed at the end of the tubular member (34a) on the upstream side of the refrigerant flow, and from the outer peripheral side to the inner peripheral side along the swirling direction of the refrigerant swirling in the gas-liquid separation space (30f). The ejector according to claim 1, wherein the ejector is formed by a spiral passage forming member (41) that forms a spiral passage (41 a) that flows to the surface.
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