JPH062964A - エジェクタ - Google Patents

エジェクタ

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JPH062964A
JPH062964A JP15669692A JP15669692A JPH062964A JP H062964 A JPH062964 A JP H062964A JP 15669692 A JP15669692 A JP 15669692A JP 15669692 A JP15669692 A JP 15669692A JP H062964 A JPH062964 A JP H062964A
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謙司 中島
Hirotsugu Takeuchi
裕嗣 武内
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001Ejectors not being used as compression device
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エジェクタの効率向上を図ること。 【構成】 エジェクタ4は、ノズル40の出口付近にノ
ズル40の内外を連通する連通口44が設けられてお
り、ノズル40の噴出口40aより液冷媒が噴出される
際に、ノズル40内外の圧力差によって、吸引口41a
より吸引されたガス冷媒の一部が連通口44よりノズル
40内に吸引され、ノズル40内で液冷媒と混合され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第1流体が噴出するノ
ズル周囲の圧力低下を利用して、第2流体を吸引するエ
ジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、冷凍サイクルでは、冷媒凝縮
器で凝縮された冷媒の減圧手段としてエジェクタを用い
ることが公知である。このエジェクタは、図6に示すよ
うに、冷媒凝縮器より導かれた液冷媒を噴出するノズル
100と、このノズル100の周囲の圧力低下を利用し
て冷媒蒸発器で蒸発したガス冷媒を吸引するための吸引
口101と、ノズル100より噴出された液冷媒と吸引
口101より吸引されたガス冷媒とを混合する混合部1
02と、この混合部102で混合された冷媒を昇圧する
ディフューザ103より成る。エジェクタより流出した
冷媒は、気液分離器でガス冷媒と液冷媒とに分離された
後、ガス冷媒は冷媒圧縮機に吸引され、液冷媒は冷媒蒸
発器で蒸発して再びエジェクタに吸引される。つまりエ
ジェクタは、冷媒蒸発器で蒸発したガス冷媒を吸引して
吐出するポンプ機能を有し、その吸引作用のエネルギ源
として、冷媒凝縮器と冷媒蒸発器との間の圧力差を利用
するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のエジ
ェクタは、ノズル100より噴出された液冷媒が、吸引
口101より吸引されたガス冷媒と十分に混合されず、
図6に示すように、冷媒の液滴が混合部102の中央部
に偏って流れ、ガス冷媒は混合部102内の管壁寄りを
流れる。このため、液滴の流速が十分に減速されること
なくディフューザ103に流入することから、混合部1
02内およびディフューザ103内で十分に昇圧され
ず、その結果、エジェクタの効率が向上しないという課
題を有していた。本発明は、上記事情に基づいて成され
たもので、その目的は、効率の向上を図ったエジェクタ
の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、第1流体を噴出させるノズル、このノズ
ル周囲の圧力低下を利用して第2流体を吸引するための
吸引口、前記ノズルより噴出された前記第1流体と前記
吸引口より吸引された前記第2流体とを混合させる混合
部、この混合部で混合された前記第1流体と前記第2流
体との混合流体を昇圧させる昇圧部を有するエジェクタ
において、前記混合部内で前記第1流体と前記第2流体
とを均一に混合させる混合手段を設けたことを技術的手
段とする。また、前記混合手段は、前記吸引口より吸引
されて前記ノズルの周囲を流れる前記第2流体の一部を
前記ノズル内に導くために、前記ノズルの出口付近で前
記ノズルの内外を連通して設けられた連通口であること
を特徴とする。あるいは、前記混合手段は、前記ノズル
より噴出する前記第1流体を前記混合部内で拡散させる
拡散手段であることを特徴とする。
【0005】
【作用】上記構成より成る本発明のエジェクタは、混合
手段によって、ノズルより噴出する第1流体と吸引口よ
り吸引された第2流体とが均一に混合される。この結
果、ノズルより噴出された第1流体の流速が十分に減速
されるため、速度エネルギと圧力エネルギとの変換によ
り、昇圧部での昇圧が十分に行われる。なお、混合手段
としてノズルに連通口を設けた場合には、吸引口より吸
引された第2流体の一部が、ノズル内外の差圧によって
連通口よりノズル内に吸引されて第1流体と混合され
る。この結果、ノズルより噴出された第1流体が微細化
されることから、混合部内で第2流体との混合が容易に
なり、第1流体と第2流体とが均一に混合されて、冷媒
全体が均質化される。また、混合手段として拡散手段を
設けた場合には、ノズルより噴出された第1流体が混合
部の中央部に偏って流れることが防止され、混合部内で
拡散されて微粒化される。この結果、混合部内での第2
流体との混合が均一に行われる。
【0006】
【実施例】次に、冷凍サイクルに適用した本発明のエジ
ェクタの一実施例を図1ないし図3を基に説明する。図
1はエジェクタの断面図、図2は冷凍サイクル図であ
る。本実施例の冷凍サイクル1は、車両用空気調和装置
に用いられるもので、冷媒圧縮機2、冷媒凝縮器3、エ
ジェクタ4、セパレータ5、冷媒蒸発器6の各機能部品
より構成され、それぞれ冷媒配管7によって図2に示す
ように接続されている。冷媒圧縮機2は、電磁クラッチ
2aを介して車両の走行用エンジン(図示しない)によ
り駆動され、吸引したガス冷媒を圧縮して吐出する。冷
媒凝縮器3は、クーリングファン8の送風を受けて、冷
媒圧縮機2より吐出された高温高圧の冷媒を凝縮液化す
る。
【0007】エジェクタ4は、図1に示すように、先端
に噴出口40aを有するノズル40、このノズル40の
外周を環状に覆う吸引部41、この吸引部41に連なっ
て形成された筒状の混合部42、この混合部42から末
広がりに形成されたディフューザ43(本発明の昇圧
部)より成る。ノズル40は、そのノズル入口が冷媒凝
縮器3の出口に連絡されており、冷媒凝縮器3より導か
れた液冷媒(本発明の第1流体)を噴出口40aより噴
出させる。吸引部41では、冷媒凝縮器3より導かれた
冷媒が噴出口40aより噴出されることで生じる吸引部
41内の圧力低下により、吸引部41の側壁に開口する
吸引口41aより冷媒蒸発器6で蒸発したガス冷媒(本
発明の第2流体)が吸引される。混合部42では、噴出
口40aより噴出された液冷媒と吸引口41aより吸引
されたガス冷媒とを混合させる。ディフューザ43で
は、混合部42で混合された冷媒を拡散させることによ
り昇圧させる。また、本実施例のエジェクタ4には、噴
出口40aより噴出される液冷媒と吸引口41aより吸
引されたガス冷媒とを均一に混合させるための混合手段
として、ノズル40の出口付近(噴出口40aの近傍)
にノズル40の内外を連通する連通口44が適宜設けら
れている。
【0008】セパレータ5は、エジェクタ4のディフュ
ーザ43で昇圧された冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離
するもので、ディフューザ43の出口と連絡される流入
口5a、ガス冷媒を流出するガス流出口5b、および液
冷媒を流出する液流出口5cを備える。ガス流出口5b
は、冷媒圧縮機2の吸入口と連絡され、液流出口5c
は、冷媒蒸発器6の入口と連絡されている。冷媒蒸発器
6は、セパレータ5より導かれた液冷媒と周囲の空気と
の熱交換を行うもので、空気との熱交換によって蒸発し
たガス冷媒は、上述のようにエジェクタ4の吸引口41
aより吸引部41内に吸引される。冷媒との熱交換によ
って冷やされた空気は、ブロワ9の作動によって車室内
へ吹き出される。
【0009】次に、本実施例の作動を説明する。冷媒凝
縮器3より導かれてエジェクタ4のノズル40入口より
流入した液冷媒は、噴出口40aより混合部42内に噴
出される。この時、吸引部41内の圧力低下に伴って、
吸引口41aよりガス冷媒が吸引される。この吸引され
たガス冷媒の一部は、ノズル40内外の差圧によって、
ノズル40の出口付近に設けられた連通口44よりノズ
ル40内に吸引され、液冷媒と混合される(冷媒の流れ
を図1中に実線矢印で示す)。ノズル40内で液冷媒と
ガス冷媒とが混合されることにより、噴出口40aより
噴出される冷媒が微細化されて、混合部42内でのガス
冷媒との混合が容易になる。この結果、液冷媒とガス冷
媒とが均一に混合されて冷媒全体が均質化されることに
より、混合部42内で十分に減速されて、ディフューザ
43内で昇圧される。
【0010】ここで、エジェクタ4の吸引流量比(図1
のノズル40に流入する全流量Gnに対する吸引流量G
e)と昇圧(図1のディフューザ43出口圧力Pdと吸
引口41a入口圧力Peとの差)との関係を図3に示
す。なお、図3に示すグラフで、横軸は吸引流量比、縦
軸は昇圧を示す。吸引流量比および昇圧の定義は次式に
よる。
【数1】吸引流量比=Ge/(Gn+Ge) 昇圧=Pd−Pe Gn:ノズル40に流入する全流量(kg/h) Ge:吸引口41aより吸引される吸引流量(kg/h) Pd:ディフューザ43出口圧力(kg/cm2) Pe:吸引口41a入口圧力(kg/cm2
【0011】従来では、図3の破線で示すように、吸引
流量比の増大に伴って昇圧が大きく減少するが、本実施
例では、図3の実線で示すように、吸引流量比の増大に
伴って昇圧が僅かに減少する程度である。このように、
本実施例では、混合部42内およびディフューザ43内
で十分に昇圧されることで、エジェクタ4の効率を向上
させることができる。この結果、冷媒蒸発器6内の冷媒
循環量が増加して、冷房能力の向上を図ることができる
とともに、冷媒圧縮機2の吸入圧力の上昇に伴って、冷
媒圧縮機2の省動力化が可能となる。
【0012】次に、本発明の第2実施例を説明する。図
4は第2実施例に係るエジェクタ4の断面図である。本
実施例のエジェクタ4は、噴出口40aより噴出される
液冷媒と吸引口41aより吸引されたガス冷媒とを均一
に混合させる混合手段として、図4に示すように、混合
部42内の中心部にスワラー45を配したものである。
このスワラー45は、螺旋状に形成されて、その先端部
がノズル40の噴出口40aに対向して配されている。
このように混合部42内にスワラー45を配置すること
により、噴出口40aより噴出された冷媒の液滴がスワ
ラー45の先端面に衝突して混合部42内の管壁方向へ
拡散するとともに、スワラー45の壁面に沿う流れが旋
回流となることから、遠心力によって混合部42内の外
方へ飛散する。この結果、噴出口40aより噴出された
冷媒が微細化されて、吸引口41aより吸引されたガス
冷媒との混合が均一に行われ、冷媒全体の均質化に伴っ
て、エジェクタ4の効率向上を図ることができる。
【0013】次に、本発明の第3実施例を説明する。図
5は第3実施例に係るエジェクタ4の断面図である。本
実施例のエジェクタ4は、噴出口40aより噴出される
液冷媒と吸引口41aより吸引されたガス冷媒とを均一
に混合させる混合手段として、図5に示すように、混合
部42内の中心部にニードル弁46を配したものであ
る。このニードル弁46は、円錐状を成す先端側がノズ
ル40の噴出口40aに対向して配されている。このよ
うに混合部42内にニードル弁46を配置することによ
り、噴出口40aより噴出された冷媒の液滴がニードル
弁46の円錐面を成す先端部に衝突し、混合部42内の
管壁方向へ拡散されて微細化する。この結果、上記第2
実施例と同様に、吸引口41aより吸引されたガス冷媒
との混合が均一に行われて、冷媒全体の均質化に伴いエ
ジェクタ4の効率向上を図ることができる。
【0014】
【発明の効果】本発明では、ノズルより噴出された第1
流体と吸引口より吸引された第2流体とが均一に混合さ
れて、流体全体が均質化することにより、昇圧部で十分
に昇圧することができることから、エジェクタの効率を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るエジェクタの断面図
である。
【図2】本発明の第1実施例に係る冷凍サイクル図であ
る。
【図3】エジェクタの吸引流量比と昇圧との関係を本実
施例品と従来品とで比較したグラフである。
【図4】本発明の第2実施例に係るエジェクタの断面図
である。
【図5】本発明の第3実施例に係るエジェクタの断面図
である。
【図6】従来のエジェクタの断面図である。
【符号の説明】
4 エジェクタ 40 ノズル 41a 吸引口 42 混合部 43 ディフューザ(昇圧部) 44 連通口(混合手段) 45 スワラー(拡散手段) 46 ニードル弁(拡散手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1流体を噴出させるノズル、このノズル
    周囲の圧力低下を利用して第2流体を吸引するための吸
    引口、前記ノズルより噴出された前記第1流体と前記吸
    引口より吸引された前記第2流体とを混合させる混合
    部、この混合部で混合された前記第1流体と前記第2流
    体との混合流体を昇圧させる昇圧部を有するエジェクタ
    において、 前記混合部内で前記第1流体と前記第2流体とを均一に
    混合させる混合手段を設けたことを特徴とするエジェク
    タ。
  2. 【請求項2】前記混合手段は、前記吸引口より吸引され
    て前記ノズルの周囲を流れる前記第2流体の一部を前記
    ノズル内に導くために、前記ノズルの出口付近で前記ノ
    ズルの内外を連通して設けられた連通口である請求項1
    記載のエジェクタ。
  3. 【請求項3】前記混合手段は、前記ノズルより噴出する
    前記第1流体を前記混合部内で拡散させる拡散手段であ
    る請求項1記載のエジェクタ。
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