JPS62279300A - エジエクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ａ６発明の目的 （Ｍ業上の利用分野） この発明に係るエジェクタは、例えば自動車室内の冷房
や除湿を行なう為の自動車用空気調和装置用冷凍機とし
て用いられる蒸気噴射式冷凍機に組み込んで使用され、
加熱器で加熱され蒸発した高圧の冷媒ガスをノズルから
噴出し、この噴出により生じる負圧をエバポレータに導
いて、このエバポレータに於ける液状冷媒の蒸発を促進
するのに利用したり、或はエジェクタ式真空ポンプに組
み込んで、各種部分から気体を吸い出す場合等に利用さ
れる。

（従来の技術） 自動車室内の冷房や除湿を行なう為の自動車用空気調和
装置に組み込む冷凍機として、従来は蒸気圧縮式冷凍機
が広く利用されている。ところが、蒸気圧縮式冷凍機に
は、冷媒を圧縮する為のコンプレッサが組み込まれてお
り、このコンプレッサを駆動する為の動力が必要になる
。この様なコンプレッサは、乗用車やトラックの場合に
は走行用エンジンにより、大型バスの場合には走行用と
は別の専用ニンジンによりそれぞれ駆動されるが、何れ
にしても、冷凍機の運転時には、自動車の走行に必要な
分以上の燃料が消費されている。

この様な冷凍機の運転に伴う余計な燃料の消費を無くす
為に、自動車用空気調和装置に組み込む冷凍機を、蒸気
圧縮式のものに代えて蒸気噴射式のものとし、自動車の
走行用エンジンの運転時に発生する熱を利用して、この
蒸気噴射式冷凍機を駆動する事が考えられている。

この様な自動車の空気調和装置用蒸気噴射式冷凍機は、
例えば特開昭５７−１３４６６８号公報に開示されてい
る。この公報に開示されている蒸気噴射式冷凍機は、第
３図に示す様に、熱交換チューブ３内を流通する自動車
の走行用エンジンの冷却水の熱を利用して、冷媒１を加
熱蒸発させて高圧の蒸気とする加熱器２と、冷媒の蒸気
を凝縮し液化するコンデンサ４と・、上記加熱器２の蒸
気出口５に一端を、コンデンサ４の蒸気入口に他端をそ
れぞれ接続した第一の接続管６と、この第一の接続管６
の途中に設けられ加熱器２から送られて来る蒸気をコン
デンサ４に向けて噴出し、側方に設けた吸入ロアから流
体を吸入するエジェクタ８と、コンデンサ４の液状冷媒
の出口に一端を接続し、他端をこの液状冷媒を蒸発させ
るエバポレータ９の人口側に接続した第二の接続管１０
と、このエバポレータ９の出口側に一端を接続し、他端
を前記エジェクタ８の吸入ロアに接続した第三の接続管
１１と、上記第二の接続管１０の途中から分岐し、前記
加熱器２の液状冷媒人口１２に通じる分岐管１３とから
構成されている。第３図に於いて、１４はコンデンサ４
により凝縮し液化した冷媒を一時貯溜しておく受液器、
１５は上記受液器１４から送り出された液状冷媒を急濫
に膨張させる為、エバポレータ９の直前に設けた膨張弁
、１６は、一部の液状冷媒を加熱器２に送り込む為の送
液ポンプである。

この様な蒸気圧縮式冷凍機により自動車室内の冷房を行
なう場合、加熱器２の熱交換チューブ３内に、エンジン
の熱により昇温した冷却水を流通させるとともに送液ポ
ンプ１６を運転し、受渡器１４内の液状冷媒の一部を加
熱器２に送り、この加熱器２内で沸騰蒸発させて高圧の
蒸気とし、この蒸気を第一の接続管を通じてエジェクタ
８に送る。この高圧蒸気はエジェクタ８のノズル１７か
ら噴射され、この結果エジェクタ８内が負圧となるが、
この負圧は第三の接続管１１を通じてエバポレータ９の
コア部を構成する伝熱管内に導入される為、受渡器１４
内の液状冷媒が第二の接続管１０を通じて上記伝熱管内
に吸入されるとともにこの伝熱管内で蒸発し、その際周
囲から蒸発潜熱を奪ってエバポレータ９のコア部の温度
を低下させ、ファンによりこのコア部に送られる空気を
冷却する。蒸発して蒸気となった冷媒は、第三の接続管
１１を通じて次々とエジェクタ８内に吸引され、伝熱管
内は負圧の状態を保持されるとともに、蒸発により減少
した玲媒分は第二の接続管１０を通じて補給される。

エジェクタ８内では第一の接続管６から送られて来る高
温の蒸気と、第三の接続管１１から送られる低温の蒸気
とが混合するが、この混合蒸気はコンデンサ４内で凝縮
液化して受液器１４に溜められる。

上述の様に構成される蒸気噴射式冷凍機等に組み込んで
使用されるエジェクタとしては、従来第４図に示す様な
エジェクタ８が知られている。

この従来から知−られたエジェクタ８は、ノズル１７と
吸入ロアとを設けたチャンバ１つに、ラッパ状のディフ
ューザ１８の基端部を接続する事で構成されている。

ディフューザ１８は、直径方向に対向する内周面同士の
傾斜角度θ１を３〜４度程度とし、基端部（第４図の左
端部）から先端部（同右端部）にかけて内径が次第に小
さくなる人口側テーパ部２０の先端部に、その全長に亘
って内径の変化しない円管状の喉部２１の基端部を連続
させている。更にこの喉部２１の先端部には、直径方向
に対向する内周面同士のテーパ角度０２を４〜６度程度
とし、基端部から先端部にかけて内径が次第に犬きくな
る出口側テーパ部２２の基端部を連続させている。

入口側テーパ部２０の長さは、喉部２１の内径Ｄｔの５
〜６倍（（５〜６）Ｄｔ）とし、喉部２１の長さは同じ
く４〜５倍（（４〜５）Ｄｔ）とし、出口側テーパ部２
２の長さは同じく８〜１０倍（（８〜１ｏ）Ｄｔ）とし
ている（空気機械工学便覧一応用編参照）。

この様に形成されたディフユーザ１８０基端部は、外周
面に吸入ロアを設けた円筒状のチャンバ１９の一端面に
接続している。

更に、このチャンバ１９の他端面を貫通して設けたノズ
ル１７の開口を、上記ディフューザ１８の入口側テーパ
部２０の基端間口に対向させている。

この様に構成された従来のエジェクタ８は、ノズル１７
からディフューザ１８に向けて高圧の駆動用ガスを噴出
すると、チャン１バ１９内が負圧になって、エバポレー
タって蒸発した冷媒ガス等の吸入すべき気体が、吸入ロ
アを通じてチャンバ１９内に吸引される。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の様に構成され作用するエジェクタに於
いては、次に述べるような不都合を生じる。

即ち、エジェクタ８を組み込んだ蒸気噴射式冷凍機の性
能を向上させる為には、加熱器２からエジェクタ８に送
り込まれ、このエジェクタ８のノズル１７から噴出する
駆動ガスの圧力Ｐ０をあまり高くする事なく、エバポレ
ータ９からエジェクタ８の吸入ロアに吸入される冷媒ガ
スの量を多くする事が重要であるが、前述した様な形状
を有する従来のエジェクタ８に於いては、駆動ガスの圧
力を成る程度以上低くした場合、吸入口率が低下する事
が、松属（凡用大学）、笹口（熊本大学）、田崎（凡用
電力）、望月（凡用大学）らの研究（昭和５６年４月の
日本機械学会論文集（８編）４７巻４１６号参照）によ
フて知られている。

この研究によると、駆動ガスの圧力Ｐ０を変化させた場
合、吸入圧力Ｐ８は第５図に実線で示す様に変化する事
が知られる。この第５図に於いて、横軸は駆動ガスの圧
力Ｐ０と吐出ガスの圧力Ｐｄ　　（ディフューザ１８の
先端が大気に開放している場合には１　ｋｇ／ｃｍ２）
との比（Ｐ０／ＰＺ）を、縦軸は吸入圧力Ｐ、と吐出ガ
スの圧力Ｐｄとの比（ｐ、／ｐ、ｉ　）を、それぞれ表
わしている。

又、第５図に描かれた５本の実線は、ノズル１７とディ
フューザ１８の喉部２１との断面積比ｔ（ノズルエフの
内径をＤｔ７、喉部２１の内径をＤｔとした場合、！＝
（Ｄｔ／Ｄ＋７）２）を変えた５種類のエジェクタの性
能曲線を表わしており、各実線の端に記した数値は、そ
の実線が性能を示すエジェクタの断面積比へ？を示して
いる。

この第５図から、駆動ガスの圧力Ｐ０と吐出ガスの圧力
Ｐｄとの比Ｐ０／Ｐｄを５以上にすれば十分に大きな吸
入負圧（各圧力Ｐ０．Ｐ３、Ｐ、は、それぞれ絶対圧力
である為、第５図の縦軸に於いて下側程吸入負圧が大き
い事になる。）を得られるが、上記の比Ｐ０／Ｐｄが小
さくなると、前記断面積比重を変化させても吸入負圧を
大きく出来ない事が解る。

前述の様にエジェクタ８を組み込んだ蒸気噴射式冷凍機
の性能を向上させる為には、加熱器２からエジェクタ８
に送り込まれ、このエジェクタ８のノズル１７から噴出
する駆動ガスの圧力Ｐ０をあまり高くする事なく、エバ
ポレータ９カ）らエジェクタ８の吸入ロアに吸入される
冷媒ガスの量を多くする事が重要であるが、駆動ガスの
圧力Ｐ０を小さくする事は、即、前記した駆動ガスの圧
力Ｐ０と吐出ガスの圧力Ｐｄとの比Ｐ０／Ｐｄを小さく
して第５図の横軸に示した数値を小さくする事になる為
、従来のエジェクタに於いては駆動圧力Ｐ０を成る程度
以上小さくする事は出来なかった。

本発明の蒸気噴射式冷凍装置用エジェクタは、上述のよ
うな不都合を解消するものである。

ｂ１発明の構成 （問題を解決するための手段） 本発明のエジェクタは第１図に示す様に構成されている
。

即ち、前述した従来のエジェクタと同様に、ノズル１７
と吸入ロアとを設けたチャンバ１９に、ラッパ状のディ
フューザ１８の基端部を接続する事で構成されている。

ディフューザ１８は、直径方向に対向する内周面同士の
傾斜角度θ１を３〜４度程度とし、基端部（第１図の左
端部）から先端部（同右端部）にかけて内径が次第に小
さくなる入口側テーパ部２０の先端部に、その全長に亘
って内径の変化しない円管状の喉部２１の基端部を連続
させている。更にこの喉部２１の先端部には、直径方向
に対向する内周面同士のテーパ角度θ２を４〜６度程度
とし、基端部から先端部にかけて内径が次第に大きくな
る出口側テーパ部２２の基端部を連続させている。

喉部２１の長さは従来と同様、喉部２１の内径Ｄｔの４
〜５倍（（４〜５）Ｄｔ　）とし、出口側テーパ部２２
の長さは同じく８〜１０倍（（８〜１ｏ）Ｄｔ）として
いる。

但し、本発明のエジェクタに於いては、上記ノズル１７
の先端部を、ディフューザ１８の入口側テーパ部２０の
基端部内側に挿入している。

更に、このノズル１７の先端からディフューザ１８の喉
部２１の基端部上の距離を、喉部２１の内径Ｄｔの２〜
３倍（（２〜３）Ｄｔ）としている。

ノズル１７の先端のラッパ状開口部分の傾斜角度θ３は
、従来のエジェクタの場合と同様、　′１５〜３０度と
している。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明のエジェクタの基本的な作
用自体は、前述した従来のエジェクタと同様であり、駆
動ガスをノズル１７からディフューザ１８に向けて吹き
出す。

この様な駆動用の高圧冷媒ガスの吹出に伴なってチャン
バ１９内が負圧となり、吸入ロアを通じてエバポレータ
等から低圧の冷媒ガスがチャンバ１９内に吸入される。

この様に作用する本発明のエジェクタについて、本発明
者がノズル１７とディフューザ１８の喉部２１との断面
積比重や駆動圧力Ｐ０を種々異ならせて実験を行なった
所、第２図に示す様な結果を得られた。

この第２図は前述した第５図と同様の図であるが、この
第２図によって、本発明のエジェクタは、断面積比？を
小さくする事により、小さな駆動圧力でも大きな吸入負
圧を得られる事が解る。

Ｃ０発明の効果 本発明のエジェクタは以上に述べた通り構成され作用す
るので、圧力の低い駆動用高圧冷媒ガスによって多量の
冷媒ガスを吸入する事が出来、このエジェクタを組み込
んだ蒸気噴射式冷凍機等の性能を向上させる事が出来る
。

尚、本発明のエジェクタは蒸気噴射式冷凍機用に限定さ
れるものではなく、他の装置に組み込んで使用してもそ
の装置の性能を向上させる事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエジェクタの縦断側面図、第２図は本
発明のエジェクタの性能を示す線図、第３図はエジェク
タが組み込まれる蒸気噴射式冷凍機の回路図、第４図は
従来のエジェクタの１例を示す第１図同様の断面図、第
５図はこの従来のエジェクタの性能を示す線図である。 １・冷媒、２：加熱器、３：熱交換チューブ、４：コン
デンサ、５：蒸気８０．６：第一の接続管、７：吸入口
、８：エジェクタ、９：エバポレータ、１０：第二の接
続管、１１：第三の接続管、１２：液状冷媒入口、１３
；分岐管、１４：受渡器、１５：膨張弁、１６；送液ポ
ンプ、１７：ノズル、１８：ディフューザ、１９：チャ
ンバ、２０；人口側テーパ部、２１：喉部、２２：出口
側テーパ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基端部から先端部にかけて内径が次第に小さくなる入口
   側テーパ部の先端部に、その全長に亘って内径の変化し
   ない円管状の喉部の基端部を連続させ、この喉部の先端
   部に更に、基端部から先端部にかけて内径が次第に大き
   くなる出口側テーパ部の基端部を連続させたディフュー
   ザの基部を、吸入口を設けたチャンバの一端に接続し、
   このチャンバ内に設けたノズルの開口を、上記ディフュ
   ーザの基端開口に対向させたエジェクタに於いて、上記
   ノズルの先端部をディフューザの入口側テーパ部の基端
   部内側に挿入し、このノズルの先端からディフューザの
   喉部の基端部迄の距離を、上記喉部の内径の２〜３倍と
   した事を特徴とするエジェクタ。