DE112014001694T5

DE112014001694T5 - Ejektor

Info

Publication number: DE112014001694T5
Application number: DE112014001694.2T
Authority: DE
Inventors: Kenta Kayano; Etsuhisa Yamada; Haruyuki Nishijima; Yoshiaki Takano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: US20160047586A1; CN105051375A; WO2014156075A1; CN105051375B; JP2014190229A; US9581376B2; JP6056596B2; DE112014001694B4

Abstract

Ein Inneres einer Düse (31) in einem Ejektor (13) ist mit einem Wirbelraum (31c), in dem ein Kältemittel wirbelt, und einem Kältemitteldurchgang, in dem der Druck des Kältemittels, das aus dem Wirbelraum (31c) geströmt ist, verringert wird, ausgebildet. Der Kältemitteldurchgang umfasst einen Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche, dessen Kältemitteldurchgangsfläche am stärksten verkleinert ist, und einen divergenten Teil (31f), dessen Kältemitteldurchgangsfläche sich von dem Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung einer Kältemittelausstoßöffnung (31b) allmählich vergrößert. Plattenelemente (33), die eine Geschwindigkeitskomponente in einer Wirbelrichtung des Kältemittels das in den Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringern, sind innerhalb des Kältemitteldurchgangs angeordnet. Als ein Ergebnis nähert sich ein Zustand des Kältemittels, das in den Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche strömt, dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand an, in dem ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, und dadurch wird der Düsenwirkungsgrad des Ejektors (13) verbessert. Als ein Ergebnis kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, in der Düse unterdrückt werden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-066211 , eingereicht am 27. März 2013, und hat diese hier per Referenz eingebunden.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Ejektor, der den Druck eines Fluids verringert und das Fluid durch eine Saugwirkung eines Ausstoßfluids, das mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird, ansaugt.
Hintergrundtechnik
Bisher offenbart das Patentdokument 1 eine Druckverringerungsvorrichtung, die auf eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung angewendet wird und den Druck des Kältemittels verringert.
Die Druckverringerungsvorrichtung des Patentdokuments 1 hat einen Hauptkörperabschnitt, der einen Wirbelraum zum Wirbeln von Kältemittel definiert und zulässt, dass Kältemittel in einem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, das in dem Wirbelraum gewirbelt wird, in einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, wo eine Kältemitteldurchgangsfläche am stärksten verkleinert ist, so dass sein Druck verringert wird. In dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand werden ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel auf einer Wirbelmittenseite miteinander vermischt. Mit dem vorstehenden Aufbau wird ein Zustand des Kältemittels, das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, ungeachtet einer Änderung der Außenlufttemperatur in den Gas-Flüssigkeitsmischzustand gebracht, um eine Schwankung in der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das zu einer strömungsabwärtigen Seite der Druckverringerungsvorrichtung ausströmt, zu unterdrücken.
Ferner offenbart das Patentdokument 1 auch einen Ejektor, der die Druckverringerungsvorrichtung als eine Düse verwendet. Der Ejektor dieser Art saugt ein gasphasiges Kältemittel, das aus einem Verdampfer strömt, aufgrund einer Saugwirkung eines AusstoßKältemittel, das von einer Düse ausgestoßen wird, an, vermischt das ausgestoßene Kältemittel mit dem Ansaugkältemittel in einem Druckerhöhungsteil (Diffusorabschnitt), wodurch er fähig ist, den Druck zu erhöhen.
Daher kann in der Kältekreislaufvorrichtung (auf den hier nachstehend als „Ejektorkältekreislauf” Bezug genommen wird) mit dem Ejektor als der Druckverringerungseinrichtung ein Bewegungsleistungsverbrauch eines Kompressors mit der Verwendung der Kältemitteldruckerhöhungswirkung in einem Druckerhöhungsteil des Ejektors verringert werden, und ein Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs kann weiter als der einer normalen Kältekreislaufvorrichtung mit einem Expansionsventil als die Kältemitteldruckverringerungseinrichtung verbessert werden.
Dokument des bisherigen Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: 2012-202653 A

Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch wird gemäß der Untersuchung der gegenwärtigen Erfinder, wenn der in dem Patentdokument 1 offenbarte Ejektor auf den Ejektorkältekreislauf angewendet wird, wenngleich eine Schwankung in der Kältemittelströmungsgeschwindigkeit aus dem Ejektor unterdrückt werden kann, eine Kältemitteldruckerhöhungsgröße in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors weiter als eine erwünschte Druckerhöhungsgröße verringert werden.
Unter den Gegebenheiten wird als ein Ergebnis der Untersuchung der Ursache durch die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass in dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Ejektor die Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsgröße durch eine Tatsache bewirkt wird, dass das in einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömende Kältemittel in einem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in dem das gasphasige Kältemittel heterogen mit dem flüssigphasigen Kältemittel vermischt ist. Detaillierter wird herausgefunden, dass die Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsgröße durch die Tatsache bewirkt wird, dass das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömende Kältemittel in einem Zustand ist, in dem das gasphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite lokalisiert ist und das flüssigphasige Kältemittel aufgrund der Wirkung einer Zentrifugalkraft einer Wirbelströmung auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist.
Der Grund ist, dass, wenn das gasphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite in dem Kältemittel, das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömt, lokalisiert ist, kaum ein Siedekern an das flüssigphasige Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist, zugeführt wird, und in dem flüssigphasigen Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist, eine Siedeverzögerung auftritt. Die Siedeverzögerung bewirkt eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads und eine Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors. Indessen stellt der Düsenwirkungsgrad einen Energieumwandlungswirkungsgrad beim Umwandeln einer Druckenergie des Kältemittels in eine kinetische Energie in der Düse dar.
Angesichts des Vorstehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads eines Ejektors, der den Druck eines Fluids, das in einem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in einer Düse verringert, zu unterdrücken.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Ejektor ein Wirbelraumausbildungselement, eine Düse und einen Körper. Das Wirbelraumausbildungselement definiert einen Wirbelraum, in dem ein Fluid wirbelt. Die Düse umfasst einen Fluiddurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Fluids verringert wird, und eine Fluidausstoßöffnung, aus der das Fluid mit verringertem Druck in dem Fluiddurchgang ausgestoßen wird. Der Körper umfasst eine Fluidansaugöffnung, durch die ein Fluid aufgrund einer Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit aus der Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsteil, der eine Geschwindigkeitsenergie eines vermischten Fluids des ausgestoßenen Fluids und des von der Fluidansaugöffnung angesaugten Fluids in eine Druckenergie umwandelt. Der Fluiddurchgang der Düse umfasst einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche mit einer kleinsten Durchgangsquerschnittfläche und einen divergenten Teil, dessen Durchgangsquerschnittfläche sich allmählich von dem Teil mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Fluidausstoßöffnung vergrößert. Der Ejektor umfasst ferner einen Wirbelunterdrückungsteil, der in dem Fluiddurchgang der Düse angeordnet ist und eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in einer Wirbelrichtung des Fluids, das von dem Wirbelraum in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau wirbelt das Fluid in dem Wirbelraum mit dem Ergebnis, dass ein Fluiddruck des Wirbelraums auf der Wirbelmittenseite auf einen Druck verringert werden kann, bei dem der Druck des Fluids verringert wird und es siedet (Hohlraumbildung wird erzeugt). Dann wird zugelassen, dass das Fluid auf der Wirbelmittenseite des Wirbelraums in die Düse strömt, wobei der Druck des Fluids in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid miteinander vermischt sind, in der Düse verringert werden kann.
Da ferner ein Wirbelunterdrückungsteil bereitgestellt wird, kann eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids, das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, in eine Wirbelrichtung verringert werden. Mit dem vorstehenden Aufbau kann das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömende Fluid davon abgehalten werden, in einen heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand zu kommen, in dem das gasphasige Fluid auf der Wirbelmittenseite lokalisiert ist und das flüssigphasige Fluid aufgrund einer Wirkung einer Zentrifugalkraft einer Wirbelströmung auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist.
Mit anderen Worten kann der Zustand des in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömenden Fluids den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind, und das Auftreten der Siedeverzögerung in dem Fluid kann beschränkt werden. Daher wird das Fluid unmittelbar nach dem Strömen in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche blockiert (gedrosselt), die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher beschleunigt, und das Überschallfluid kann in einem divergenten Teil weiter beschleunigt werden.
Als ein Ergebnis kann die Strömungsgeschwindigkeit des aus einer Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids effektiv beschleunigt werden, und eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in der Düse verringert, kann unterdrückt werden. Eine Verringerung der Fluiddruckerhöhungsleistung in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand in der Düse ist, kann unterdrückt werden.
Der Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind, kann als ein Zustand definiert werden, in dem das flüssigphasige Fluid zu Tröpfchen (Quäntchen des flüssigphasigen Fluids) ausgebildet ist, ohne in einem Teil (zum Beispiel einer Innenwandoberflächenseite des Durchgangs) des Fluiddurchgangs der Düse lokalisiert zu sein, und homogen in dem gasphasigen Fluid verteilt ist. In dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind, nähert sich eine Strömungsgeschwindigkeit der Tröpfchen einer Strömungsgeschwindigkeit des gasphasigen Kältemittels.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Ejektor ein Wirbelraumausbildungselement, eine Düse und einen Körper. Das Wirbelraumausbildungselement definiert einen Wirbelraum, in dem ein Fluid wirbelt. Die Düse umfasst einen Fluiddurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Fluids verringert wird, und eine Fluidausstoßöffnung, aus der das Fluid mit verringertem Druck in dem Fluiddurchgang ausgestoßen wird. Der Körper umfasst eine Fluidansaugöffnung, durch die ein Fluid aufgrund einer Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit aus der Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsteil, der eine Geschwindigkeitsenergie eines vermischten Fluids des ausgestoßenen Fluids und des von der Fluidansaugöffnung angesaugten Fluids in eine Druckenergie umwandelt. Der Fluiddurchgang der Düse umfasst einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche mit einer kleinsten Durchgangsquerschnittfläche und einen Wirbelunterdrückungsraum, der auf einer strömungsabwärtigen Seite des Teils mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist und eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in einer Wirbelrichtung unterdrückt, und einen divergenten Teil, dessen Durchgangsquerschnittfläche sich von einem Fluidauslass des Wirbelunterdrückungsraums in Richtung der Fluidausstoßöffnung allmählich vergrößert.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau kann der Druck des Fluids in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid miteinander vermischt sind, wie in dem ersten Aspekt durch die Düse verringert werden.
Da ferner ein Wirbelunterdrückungsraum in dem Fluiddurchgang der Düse definiert ist, wird eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in der Wirbelrichtung verringert, und ein Zustand des Fluids kann den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind. Daher wird das Fluid innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums gedrosselt, die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher beschleunigt, und die Überschallgeschwindigkeit kann in einem divergenten Teil weiter beschleunigt werden.
Als ein Ergebnis kann wie in dem vorstehenden ersten Aspekt die Strömungsgeschwindigkeit des von der Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids wirksam beschleunigt werden, und eine Verringerung in dem Düsenwirkungsgrad des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, kann unterdrückt werden. Eine Verringerung in der Fluiddruckerhöhungsgröße in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, kann unterdrückt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Ejektorkältekreislaufs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine Schnittansicht eines Ejektors gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine entlang einer Linie III-III von 2 genommene Querschnittansicht.
4 ist ein Diagramm das eine Druckänderung und eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung eines in einem Kältemitteldurchgang innerhalb einer Düse gemäß der ersten Ausführungsform strömenden Kältemittels darstellt.
5 ist eine Schnittansicht eines Ejektors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6 ist eine entlang einer Linie VI-VI in 5 genommene Schnittansicht.
7A ist eine Querschnittansicht eines Ejektors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7B ist eine Schnittansicht, die einen Teil einer Düse des Ejektors gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Diagramm das eine Druckänderung und eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung eines in einem Kältemitteldurchgang innerhalb einer Düse gemäß der dritten Ausführungsform strömenden Kältemittels darstellt.
9 ist ein Diagramm, das ein Dichteverhältnis (ρL/ρg) in einem allgemeinen Kältemittel darstellt.
10 ist eine Querschnittansicht, die einen Teil einer Düse in einem Ejektor gemäß einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Ausführungsformen zur Ausnutzung der Erfindung
Hier nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden, und die redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt es liegt kein Nachteil in der Kombination.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Wie in einem Gesamtaufbaudiagramm von 1 dargestellt, wird ein Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform auf eine Dampfkompressionskältekeislaufvorrichtung mit einem Ejektor als Kältemitteldruckverringerungsvorrichtung, das heißt, einen Ejektorkältekreislauf 10 angewendet. Daher kann das Kältemittel als ein Beispiel für das in dem Ejektor 13 strömende Fluid verwendet werden. Überdies wird der Ejektorkältekreislauf 10 auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet und führt eine Funktion zum Kühlen von Gebläseluft, die in ein Fahrzeuginneres, das ein zu klimatisierender Raum ist, geblasen wird, aus.
Zuerst saugt in dem Ejektorkältekreislauf 10 ein Kompressor 11 ein Kältemittel ein, erhöht den Druck des Kältemittels auf ein Hochdruckkältemittel und stößt das Kältemittel aus. Insbesondere ist der Kompressor 11 dieser Ausführungsform ein elektrischer Kompressor, in dem ein Kompressionsmechanismus 11a mit fester Kapazität und ein Elektromotor 11b zum Antreiben des Kompressionsmechanismus 11a in einem Gehäuse aufgenommen sind.
Verschiedene Kompressionsmechanismen, wie etwa ein Spiralkompressionsmechanismus und ein Flügelzellenkompressionsmechanismus, können als der Kompressionsmechanismus 11a verwendet werden. Ferner wird der Betrieb (die Drehzahl) des Elektromotors 11b gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von einer Steuervorrichtung, die nachstehend beschrieben werden soll, ausgegeben wird, und jeder eines Wechselstrommotors und eines Gleichstrommotors kann als der Elektromotor 11b verwendet werden.
Eine Kältemitteleinlassseite eines Kondensators 12a eines Wärmestrahlers 12 ist mit einer Ausstoßöffnung des Kompressors 11 verbunden. Der Wärmestrahler 12 ist ein Strahlungswärmetauscher, der Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und einer Fahrzeugaußenluft (Außenluft), die von einem Kühlventilator 12d geblasen wird, austauscht, um Wärme von dem Hochdruckkältemittel abzustrahlen und das Hochdruckkältemittel zu kühlen.
Insbesondere ist der Wärmestrahler 12 ein sogenannter Unterkühlungskondensator, der umfasst: den Kondensator 12a, der ein gasphasiges Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, durch die Austauschen von Wärme zwischen dem gasphasigen Hochdruckkältemittel und der Außenluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, kondensiert, um die Wärme des gasphasigen Hochdruckkältemittels abzustrahlen; einen Aufnehmerteil 12b, der Gas und Flüssigkeit des Kältemittels, das aus dem Kondensator 12a geströmt ist, trennt und ein überschüssiges flüssigphasiges Kältemittel lagert; und einen Unterkühlungsabschnitt 12c, der ein flüssigphasiges Kältemittel, das aus dem Aufnehmerteil 12b geströmt ist, unterkühlt, indem Wärme zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel und der von dem Kühlventilator 12d geblasenen Außenluft ausgetauscht wird.
Indessen verwendet der Ejektorkältekreislauf 10 ein HFC-basiertes Kältemittel (insbesondere R134a) als das Kältemittel und bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Der Ejektorkältekreislauf 10 kann ein HFO-basiertes Kältemittel (insbesondere R1234yf) oder ähnliches als das Kältemittel verwenden. Außerdem wird Kältemaschinenöl zum Schmieren des Kompressors 11 mit dem Kältemittel vermischt, und ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreislauf.
Der Kühlventilator 12d ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Gebläseluftmenge) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben wird.
Eine Kältemitteleinlassöffnung 31a des Ejektors 13 ist mit einer Kältemittelauslassseite des Unterkühlungsabschnitts 12c des Wärmestrahlers 12 verbunden. Der Ejektor 13 wirkt als Druckverringerungsvorrichtung zur Verringerung des Drucks, mit dem ein Fluid aus dem Wärmestrahler 12 strömt. Der Ejektor wirkt auch als eine Kältemittelzirkulationsvorrichtung (Kältemitteltransportvorrichtung) zum Ansaugen (Transportieren) des Kältemittels durch die Saugwirkung eines Ausstoßkältemittels, das von der Düse 31 mit einer hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, um das Kältemittel in dem Kreislauf zu zirkulieren.
Ein detaillierter Aufbau des Ejektors 13 wird unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Der Ejektor 13 hat, wie in 2 dargestellt, die Düse 31 und einen Körper 32. Zuerst wird die Düse 31 aus Metall (zum Beispiel nichtrostender Legierung) hergestellt, das zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form geformt ist, das in Richtung einer Strömungsrichtung des Kältemittels konisch zuläuft, und der Druck des in die Düse 31 strömenden Kältemittels wird isentrop verringert, und es wird aus der Kältemittelausstoßöffnung 31b, die auf der strömungsabwärtigsten Seite in der Kältemittelströmung definiert ist, ausgestoßen.
Das Innere der Düse 31 ist mit einem Wirbelraum 31c, in dem das Kältemittel wirbelt, das von der Kältemitteleinlassöffnung 31 geströmt ist, und einem Kältemitteldurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum 31c strömenden Kältemittels verringert wird, ausgebildet. Ferner ist der Kältemitteldurchgang versehen mit: einem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche mit einer Kältemitteldurchgangsfläche, die am stärksten verkleinert ist, einem konisch zulaufenden Teil 31e mit einer Kältemitteldurchgangsfläche die von dem Wirbelraum 31c in Richtung des Teils mit minimaler Durchgangsfläche 31d allmählich verkleinert ist, und einem divergenten Teil 31f, dessen Kältemitteldurchgangsfläche von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Kältemittelausstoßöffnung 31b allmählich vergrößert ist.
Der Wirbelraum 31c ist ein zylindrischer Raum, der auf der strömungsaufwärtigsten Seite der Düse 31 in einer Kältemittelströmung bereitgestellt ist und im Inneren eines zylindrischen Teils 31g, der sich in der Axialrichtung der Düse 31 koaxial erstreckt, definiert. Ferner erstreckt sich ein Kältemitteleinlassdurchgang, der die Kältemitteleinlassöffnung 31a und den Wirbelraum 31c verbindet, in einer Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 31c gesehen in einer Tangentialrichtung einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 31c.
Mit dem vorstehenden Aufbau strömt das Kältemittel, das von der Kältemitteleinlassöffnung 31a in den Wirbelraum 31c geströmt ist, entlang einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 31c und wirbelt um eine Mittelachse des Wirbelraums 31c. Daher kann der zylindrische Teil 31g aus einem Wirbelraumausbildungselement ausgebildet sein, das als ein Beispiel den Wirbelraum 31c bildet, in dem das Fluid wirbelt, und in dieser Ausführungsform können das Wirbelraumausbildungselement und die Düse integral ausgebildet sein.
Da eine Zentrifugalkraft auf das Kältemittel wirkt, das in dem Wirbelraum 31c wirbelt, ist ein Kältemitteldruck auf der Mittelachsenseite niedriger als ein Kältemitteldruck, das auf der Außenumfangsseite in dem Wirbelraum 31c. Folglich wird in dieser Ausführungsform während des Normalbetriebs des Ejektorkältekreislaufs 10 der Druck eines Kältemittels, das auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 31c vorhanden ist, auf einen Druck, bei dem ein flüssigphasiges Kältemittel gesättigt ist, oder einen Druck, bei dem ein Kältemittel dekomprimiert und gesiedet wird (Hohlraumbildung tritt auf) verringert.
Die Einstellung des Drucks des Kältemittels, das auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 31c vorhanden ist, kann realisiert werden, indem die Wirbelströmungsgeschwindigkeit des in dem Wirbelraum 31c wirbelnden Kältemittels eingestellt wird. Ferner kann die Einstellung der Wirbelströmungsgeschwindigkeit zum Beispiel ausgeführt werden, indem ein Flächenverhältnis zwischen der Durchgangsschnittfläche des Kältemitteleinlassdurchgangs und der Schnittfläche des Wirbelraums 31c senkrecht zu der Axialrichtung eingestellt wird. Indessen bedeutet die Wirbelströmungsgeschwindigkeit in dieser Ausführungsform die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der Wirbelrichtung in der Nachbarschaft des äußersten Umfangsteils des Wirbelraums 31c.
Der konisch zulaufende Teil 31e ist koaxial mit dem Wirbelraum 31c angeordnet und zu einer Kegelstumpfform mit einer Kältemitteldurchgangsfläche, die von dem Wirbelraum 31c in Richtung des Teils mit minimaler Durchgangsfläche 31d allmählich verkleinert ist, ausgebildet. Aus diesem Grund strömt das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite des Kältemittels, das in dem Wirbelraum 31c wirbelt, vermischt sind, in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche.
Der divergente Teil 31f ist koaxial mit dem Wirbelraum 31c und dem konisch zulaufenden Teil 31e angeordnet und zu einer Kegelstumpfform mit einer Kältemitteldurchgangsfläche ausgebildet, die von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Kältemittelausstoßöffnung 31b vergrößert ist.
Plattenelemente 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil, der eine Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels, das von dem Wirbelraum 31c durch den konisch zulaufenden Teil 31e in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert, sind auf einer Innenumfangswandoberfläche des Kältemitteldurchgangs der Düse 31 gemäß dieser Ausführungsform angeordnet. Wie in 2 und 3 dargestellt, erstrecken sich die Plattenelemente 33 parallel zu einer Axialrichtung (Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 31c) der Düse 31 und einer Radialrichtung (Radialrichtung des Wirbelraums 31c) der Düse 31.
Die Plattenelemente 33 sind auf der Innenumfangswandoberfläche des Kältemitteldurchgangs, der im Inneren der Düse 31 definiert ist, auf der strömungsaufwärtigen Seite (das heißt, im Inneren des konisch zulaufenden Teils 31e) des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet. Mehrere (in dieser Ausführungsform acht) Plattenelemente 33 sind, wie in einer vergrößerten Querschnittansicht von 3 dargestellt, in gleichen Winkelabständen um die Düse 31 herum angeordnet.
Die Plattenelemente 33 sind dafür gedacht, die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung zu verringern, aber nicht dafür gedacht, die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung vollkommen zu eliminieren. Unter diesen Gegebenheiten sind Enden der Plattenelemente auf der Mittelachsenseite, wie in einer vergrößerten Querschnittansicht von 3 dargestellt, aus der Axialrichtung gesehen gleichmäßig auf der Innenumfangswandoberfläche des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche oder auf der Außenumfangsseite in Bezug auf die Innenumfangswandoberfläche des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet.
Dann wirkt der Körper 32, der aus einem Metall (zum Beispiel Aluminium) hergestellt ist, das zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist, als ein Fixierelement zum inneren Halten und Fixieren der Düse 31 und bildet eine Außenschale des Ejektors 13. Insbesondere ist die Düse 31 durch Presspassen fixiert, so dass sie in dem Inneren einer Endseite in der Längsrichtung des Körpers 32 untergebracht ist.
Ein Abschnitt einer Außenumfangsseitenoberfläche des Körpers 32, die einer Außenumfangsseite der Düse 31 entspricht, ist mit einer Kaltemittelansaugöffnung 32a versehen, die derart angeordnet ist, dass sie durch diesen Abschnitt geht und mit der Kältemittelausstoßöffnung 31b der Düse 31 in Verbindung steht. Die Kältemittelansaugöffnung 32a ist ein Durchgangsloch zum Ansaugen des Kältemittels, das aus einem Verdampfer 16 geströmt ist, in das Innere des Ejektors 13 aufgrund der Saugwirkung des Ausstoßkältemittels, das von der Kaltemittelausstoßöffnung 31b der Düse 31 ausgestoßen wird.
Daher wird ein Einlassraum, in den das Kältemittel strömt, um die Kältemittelansaugöffnung 32a im Inneren des Körpers 32 herum definiert, und ein Ansaugdurchgang 32c wird zwischen einer Außenumfangsseite um einen konisch zulaufenden vorderen Endteil der Düse 31 und eine Innenumfangsseite des Körpers 32 herum definiert. Der Ansaugdurchgang 32c führt das in das Innere des Körpers 32 strömende Ansaugkältemittel zu einem Diffusorabschnitt 32b.
Eine Kältemitteldurchgangsfläche des Ansaugdurchgangs 32c ist in Richtung der Kältemittelströmungsrichtung allmählich verkleinert. Mit dem vorstehenden Aufbau wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Ansaugkältemittels, das in dem Ansaugdurchgang 32c strömt, in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform allmählich beschleunigt, und ein Energieverlust (Mischverlust) beim Mischen des Ansaugkältemittels mit dem Ausstoßkältemittel wird durch den Diffusorabschnitt 32b verringert.
Der Diffusorabschnitt 32b ist derart angeordnet, dass er mit einer Auslassseite des Ansaugdurchgangs 32c kontinuierlich ist, und derart ausgebildet, dass eine Kältemitteldurchgangsfläche sich allmählich ausdehnt. Dieser Aufbau führt eine Funktion zum Umwandeln einer Geschwindigkeitsenergie eines gemischten Kältemittels des Ausstoßkältemittels und des Ansaugkältemittels in eine Druckenergie durch, das heißt, wirkt als ein Druckerhöhungsteil, der eine Strömungsgeschwindigkeit des vermischten Kältemittels verzögert und das vermischte Kältemittel unter Druck setzt.
Insbesondere ist eine Wandoberflächenform der Innenumfangswandoberfläche des Körpers 32, die den Diffusorabschnitt 32b gemäß dieser Ausführungsform bildet, durch die Kombination der mehreren Kurven, wie in einem Querschnitt entlang der Axialrichtung in 2 dargestellt, definiert. Ein Spreizungsgrad der Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche des Diffusorabschnitts 32b nimmt in Richtung der Kältemittelströmungsrichtung allmählich zu und nimmt danach wieder ab, als ein Ergebnis wovon der Druck des Kältemittels isentrop erhöht werden kann.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Kältemittelauslassseite des Diffusorabschnitts 32b des Ejektors 13 mit einer Kältemitteleinlassöffnung eines Akkumulators 14 verbunden. Der Akkumulator 14 ist eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung, die Gas und Flüssigkeit des in das Innere des Akkumulators 14 strömenden Kältemittels voneinander abscheidet. Ferner wirkt der Akkumulator 14 dieser Ausführungsform als ein Vorratsbehälter zum Lagern eines überschüssigen flüssigphasigen Kältemittels in dem Kreislauf.
Eine Auslassöffnung für flüssigphasiges Kältemittel des Akkumulators 14 ist durch eine feste Mündung 15 mit einer Kältemitteleinlassseite des Verdampfers 16 verbunden. Die feste Mündung 15 ist eine Druckverringerungsvorrichtung zum Verringern des Drucks des aus dem Akkumulator 14 strömenden flüssigphasigen Kältemittels. Insbesondere kann die feste Mündung 15 aus einer Mündung oder einem Kapillarrohr ausgebildet sein.
Der Verdampfer 16 ist ein Wärmetauscher zum Aufnehmen von Wärme, der Wärme zwischen einem Niederdruckkältemittel, dessen Druck durch den Ejektor 13 und die feste Mündung 15 verringert wurde, und einer Gebläseluft, die von dem Gebläseventilator 16a in das Fahrzeuginnere geblasen wird, austauscht, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen, und übt eine Wärmeaufnahmewirkung aus.
Der Gebläseventilator 16a ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (die Menge an Gebläseluft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben wird. Eine Auslassseite des Verdampfers 16 ist mit der Kältemittelansaugöffnung 32a des Ejektors 13 verbunden. Eine Ansaugseite des Kompressors 11 ist mit einer Auslassöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel des Akkumulators 14 verbunden.
Als nächstes umfasst die (nicht gezeigte) Steuervorrichtung einen wohlbekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und periphere Schaltungen des Mikrocomputers. Die Steuervorrichtung steuert die Betriebe der vorstehend erwähnten verschiedenen elektrischen Aktuatoren 11b, 12d und 16a und ähnlicher durch Durchführen verschiedener Berechnungen und der Verarbeitung auf der Basis eines in dem ROM gespeicherten Steuerprogramms.
Eine Klimatisierungssensorgruppe, wie etwa ein Innenlufttemperatursensor zum Erfassen einer Fahrzeuginnentemperatur, ein Außenlufttemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Außenluft, ein Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen der Menge an Sonnenstrahlung in dem Fahrzeuginneren, ein Verdampfungstemperatursensor zum Erfassen der Ausblaslufttemperatur von dem Verdampfer 16 (der Temperatur des Verdampfers), ein auslassseitiger Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines Kältemittels auf der Auslassseite des Wärmestrahlers 12 und ein auslassseitiger Drucksensor zum Erfassen des Drucks des Kältemittels auf der Auslassseite des Wärmestrahlers 12, ist mit der Steuervorrichtung verbunden. Folglich werden Erfassungswerte der Sensorgruppe in die Steuervorrichtung eingespeist.
Außerdem ist ein (nicht gezeigtes) Bedienfeld, das in der Nähe einer Armaturenbretttafel angeordnet ist, mit der Eingangsseite der Steuervorrichtung verbunden, und Bediensignale, die von verschiedenen Bedienschaltern ausgegeben werden, die auf dem Bedienfeld montiert sind, werden in die Steuervorrichtung eingespeist. Ein Klimaanlagenbedienschalter, der verwendet wird, um die Klimatisierung in dem Fahrzeuginneren durchzuführen, ein Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter, der verwendet wird, um die Temperatur in dem Fahrzeuginneren festzulegen, und ähnliches sind als die verschiedenen Bedienschalter, die auf dem Bedienfeld montiert sind, bereitgestellt.
Indessen ist die Steuervorrichtung dieser Ausführungsform mit einer Steuervorrichtung zum Steuern der Betriebe verschiedener Steuerzielvorrichtungen integriert, die mit der Ausgangsseite der Steuervorrichtung verbunden sind, aber die Struktur (Hardware und Software) der Steuervorrichtung, die die Betriebe der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen steuert, bildet die Steuereinheit der jeweiligen Zielsteuervorrichtungen. Zum Beispiel bildet eine Struktur (Hardware und Software), die den Betrieb des Elektromotors 11b des Kompressors 11 steuert, eine Steuereinheit für das Ausstoßvermögen in dieser Ausführungsform.
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform mit dem vorstehend erwähnten Aufbau beschrieben. Zuerst, wenn ein Bedienschalter des Bedienfelds eingeschaltet wird, betreibt die Steuervorrichtung den Elektromotor 11b des Kompressors 11, den Kühlventilator 12d, den Gebläseventilator 16a und ähnliche. Folglich saugt der Kompressor 11 ein Kältemittel an und komprimiert es und stößt das Kältemittel aus.
Das gasphasige Kältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird und eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, strömt in den Kondensatorteil 12a des Wärmestrahlers 12 und wird durch Austauschen von Wärme zwischen der Gebläseluft (Außenluft), die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und sich selbst durch Abstrahlen von Wärme kondensiert. Das Kältemittel, das in dem Kondensator 12a Wärme abgestrahlt hat, wird in dem Aufnehmerteil 12b in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Ein flüssigphasiges Kältemittel, das in dem Aufnehmer 12b der Gas-Flüssigkeitsabscheidung unterzogen wurde, wird durch Austauschen von Wärme zwischen der Gebläseluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und sich selbst in dem Unterkühlungsabschnitt 12c und weiteres Abstrahlen von Wärme in ein unterkühltes flüssigphasiges Kältemittel geändert.
Das unterkühlte flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Unterkühlungsabschnitt 12c des Strahlers 12 strömt, wird durch die Düse 31 des Ejektors 13 isentrop dekomprimiert und ausgestoßen. Das Kältemittel, das aus dem Verdampfer 16 geströmt ist, wird aufgrund der Saugwirkung des Ausstoßkältemittels, das von der Düsenausstoßöffnung 31b der Düse 31 ausgestoßen wurde, von der Kältemittelansaugöffnung 32a angesaugt. Ferner strömen das Ausstoßkältemittel und das Ansaugkältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung 32a angesaugt wird, in den Diffusorabschnitt 32b.
In dem Diffusorabschnitt 32b wird die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels aufgrund der vergrößerten Kältemitteldurchgangsfläche in die Druckenergie umgewandelt. Als ein Ergebnis steigt der Druck des vermischten Kältemittels aus dem Ausstoßkältemittel und dem Ansaugkältemittel. Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 32b geströmt ist, strömt in den Akkumulator 14 und wird in Gas und Flüssigkeit abgeschieden.
Der Druck des flüssigphasigen Kältemittels, das von dem Akkumulator 14 abgeschieden wird, wird von der festen Mündung 15 isenthalp verringert. Das Kältemittel, dessen Druck durch die feste Mündung 15 verringert wurde, strömt in den Verdampfer 16, nimmt Wärme aus der von dem Gebläseventilator 16a geblasenen Gebläseluft auf und wird verdampft. Folglich wird die Gebläseluft gekühlt. Andererseits wird das gasphasige Kältemittel, das von dem Akkumulator 14 abgeschieden wurde, von dem Kompressor 11 aufgenommen und erneut komprimiert.
Der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß dieser Ausführungsform arbeitet wie vorstehend beschrieben und kann die Gebläseluft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, kühlen. Da ferner in dem Ejektorkältekreislauf 10 das Kältemittel, dessen Druck von dem Diffusorabschnitt 32b verringert wird, in den Kompressor 11 gesaugt wird, kann die Antriebsleistung des Kompressors 11 verringert werden, um den Leistungskoeffizienten (COP) des Kreislaufs zu verbessern.
In der Düse des Ejektors 13 gemäß dieser Ausführungsform wirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum 30a mit den Ergebnissen, dass ein Kältemitteldruck auf einer Wirbelmittenseite in dem Wirbelraum 31c auf einen Druck verringert wird, bei dem der Druck des Kältemittels verringert und es gesiedet wird (Hohlraumbildung tritt auf). Dann wird zugelassen, dass das Kältemittel auf der Wirbelmittenseite des Wirbelraums 31c in die Düse 31 strömt, wodurch der Druck des Kältemittels in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel miteinander vermischt sind, in der Düse 31 verringert werden kann.
Da der Ejektor 13 dieser Ausführungsform ferner das Plattenelement 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil hat, kann eine Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert werden. Mit dem vorstehenden Aufbau kann das Kältemittel, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, davon abgehalten werden, in einen heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand zu kommen, in dem das gasphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite lokalisiert ist, und das flüssigphasige Kältemittel aufgrund einer Wirkung einer Zentrifugalkraft einer Wirbelströmung auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist.
Mit anderen Worten kann der Zustand des Kältemittels, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, und das Auftreten der Siedeverzögerung in dem Kältemittel kann beschränkt werden. Daher wird das Kältemittel unmittelbar nach dem Strömen in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche blockiert (gedrosselt), die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels wird auf einen Überschallzustand (Strömungsgeschwindigkeit mit einer Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher) beschleunigt, und das Überschallkältemittel kann in einem divergenten Teil 31f weiter beschleunigt werden.
Als ein Ergebnis kann die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Kältemittelausstoßöffnung 31f ausgestoßenen Kältemittels effektiv beschleunigt werden, und eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 kann unterdrückt werden. Da dann mit der Beschleunigung der Strömungsgeschwindigkeit des von der Kältemittelausstoßöffnung 31b ausgestoßenen Kältemittels die in die Druckenergie umgewandelte Geschwindigkeitsenergie durch den Diffusorabschnitt 32b vergrößert werden kann, kann eine Verringerung der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Diffusorabschnitt 32b des Ejektors 13 unterdrückt werden. Mit anderen Worten kann die COP-Verbesserungswirkung des Ejektorkältekreislaufs 10 sicher erhalten werden.
Der Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, kann als ein Zustand definiert werden, in dem das flüssigphasige Kältemittel zu Tröpfchen (Quäntchen des flüssigphasigen Kältemittels) ausgebildet ist, ohne in einem Teil des Kältemitteldurchgangs der Düse 31 lokalisiert zu sein, und homogen in dem gasphasigen Kältemittel verteilt ist. In dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, nähert sich eine Strömungsgeschwindigkeit der Tröpfchen einer Strömungsgeschwindigkeit des gasphasigen Kältemittels.
Die vorstehende Tatsache wird unter Bezug auf 4 detaillierter beschrieben. 4 ist ein Diagramm, das eine Druckänderung und eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung des Kältemittels, das in einem Kältemitteldurchgang der Düse 31 strömt, darstellt. In einer Oberseite von 4 ist die Düse 31 zu dem Zweck der Verdeutlichung einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem Kältemitteldurchgang der Düse 31 und dem in dem Kältemitteldurchgang strömenden Kältemittel schematisch dargestellt.
Zuerst strömt das Kältemittel, das aus dem Wirbelraum 31c geströmt ist, in den konisch zulaufenden Teil 31e der Düse 31 und wird wie es ist auf einen Unterschallzustand (Strömungsgeschwindigkeit niedriger als eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit) beschleunigt, während der Druck mit einer Verringerung der Kältemitteldurchgangsfläche des konisch zulaufenden Teils 31e verringert wird.
Wenn ferner angenommen wird, dass das Kältemittel gleichzeitig gedrosselt wird, wenn das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, und das Kältemittel in einen Überschallzustand (Strömungsgeschwindigkeit mit einer Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher) kommt, fällt der Druck des Kältemittels, wie durch eine dicke gestrichelte Linie in 4 angezeigt, unmittelbar, nachdem es in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche geströmt ist, mit der Vergrößerung der Kältemitteldurchgangsfläche in dem divergenten Teil 31f, aber die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in dem Überschallzustand kann weiter beschleunigt werden.
Wenn jedoch das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömende Kältemittel in einen heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand kommt, wird, wie in einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gezeigt, das Sieden des Kältemittels verzögert. Daher kann das Kältemittel nicht zu der gleichen Zeit in den Überschallzustand gebracht werden, wenn das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt. Aus diesem Grund kann das Kältemittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 4 gezeigt, selbst wenn der Druck des Kältemittels fällt, bis das in den divergierenden Teil 31f strömende Kältemittel gedrosselt wird, nicht beschleunigt werden.
Da im Gegensatz dazu in dieser Ausführungsform die Plattenelemente 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil bereitgestellt sind, kann das Kältemittel, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, den homogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern. Nachdem das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche geströmt ist, wird das Kältemittel schnell gedrosselt, und das Kältemittel kann in den Überschallzustand gebracht werden.
Daher fällt der Druck des Kältemittels unmittelbar nach dem Strömen in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche, wie durch eine dicke durchgezogene Linie in 4 angezeigt, mit der Vergrößerung der Kältemitteldurchgangsfläche in dem divergenten Teil 31f. Nachdem das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche geströmt ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das in den Überschallzustand gekommen ist, jedoch schnell beschleunigt werden. Als ein Ergebnis kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, durch die Düse 31 unterdrückt werden.
(Zweite Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem der Wirbelunterdrückungsteil aus den Plattenelementen 33 ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ist, wie in 5 und 6 dargestellt, ein Beispiel, in dem die Plattenelemente 33 durch Nutabschnitte 34 ersetzt sind, die in einer Innenumfangsoberfläche des Kältemitteldurchgangs definiert sind, der in dem Inneren der Düse 31 bereitgestellt ist. 5 und 6 sind Zeichnungen, die jeweils 2 und 3 in der ersten Ausführungsform entsprechen. In 5 und 6 sind identische oder äquivalente Teile zu denen in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Symbole bezeichnet. Das Gleiche gilt für die folgenden Zeichnungen.
Detaillierter sind die Nutabschnitte 34, die als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden, zu einer Form ausgebildet, die sich in der Axialrichtung der Düse 31 erstreckt. Ferner sind die Nutabschnitte 34 in einer Innenumfangswandoberfläche des Kältemitteldurchgangs, der im Inneren der Düse 31 definiert ist, zu einem Bereich, der sich von einer strömungsaufwärtigen Seite (das heißt, dem Inneren des konisch zulaufenden Teils 31) des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu einer strömungsabwärtigen Seite (das heißt, dem Inneren des divergenten Teils 31e) des Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche erstreckt, ausgebildet.
Wie in einer vergrößerten Schnittansicht von 6 dargestellt, sind die mehreren Nutabschnitte 34 (in dieser Ausführungsform neun) in gleichen Winkelabständen um die Düse 31 herum angeordnet. Die anderen Aufbauten und Betriebe sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform.
Daher kann selbst in der Düse 31 des Ejektors 13 gemäß dieser Ausführungsform eine Geschwindigkeitskomponente in einer Wirbelrichtung des Kältemittels, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, durch die Nutabschnitte 34, die ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil sind, verringert werden. Als ein Ergebnis kann wie in der ersten Ausführungsform eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 unterdrückt werden. Ferner kann eine Verringerung der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Diffusorabschnitt 32b des Ejektors 13, der den Druck des Kältemittels verringert, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in der Düse 31 unterdrückt werden.
(Dritte Ausführungsform)
In dieser Ausführungsform wird, wie in 7A und 7B dargestellt, ein Beispiel beschrieben, in dem auf der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche des Kältemitteldurchgangs, der in dem Inneren der Düse 31 bereitgestellt ist, ein Wirbelunterdrückungsraum 31h definiert ist. Der Wirbelunterdrückungsraum 31h ist zu einer Kegelstumpfform ausgebildet, die koaxial mit dem Wirbelraum 31c und dem konisch zulaufenden Teil 31e angeordnet ist und in der Kältemitteldurchgangsfläche von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung des divergenten Teils 31f ein wenig vergrößert ist.
Insbesondere ist ein Spreizwinkel θ in dem Querschnitt des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung derart festgelegt, dass er den folgenden mathematischen Ausdruck F1 erfüllt. 0 < θ ≤ 1,5 (F1)
Mit anderen Worten ist der Wirbelunterdrückungsraum 31h gemäß dieser Ausführungsform zu einer Kegelstumpfform ausgebildet, die äußerst nahe an einem kreisförmigen Zylinder ist. Daher ist der Spreizwinkel θ in dem Querschnitt des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung kleiner als der Spreizwinkel in dem Querschnitt des divergenten Teils 31f in der Axialrichtung. Mit anderen Worten ist eine Zunahmerate der Durchgangsquerschnittfläche in der Kältemittelströmungsrichtung in dem divergenten Teil 31f größer als dem Wirbelunterdrückungsraum 31h.
Wenn ein äquivalenter Durchmesser des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ϕ ist, wird eine Länge L des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung derart festgelegt, dass sie den folgenden mathematischen Ausdruck F2 erfüllt. 0,25 × ϕ ≤ L ≤ 10 × ϕ (F2)
Die anderen Aufbauten des Ejektors 13 und des Ejektorkältekreislaufs 10 sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform.
Wenn daher der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß dieser Ausführungsform arbeitet, kann die in das Fahrzeuginnere geblasene Gebläseluft gekühlt werden, und der COP des Kreislaufs kann wie in der ersten Ausführungsform verbessert werden.
Da ferner der Wirbelunterdrückungsraum 31h in dem Kältemitteldurchgang der Düse 31 definiert ist, wird die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h verringert, und ein Zustand des Kältemittels kann den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind. Daher wird das Kältemittel innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h gedrosselt, die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher beschleunigt, und das Überschallkältemittel kann in dem divergenten Teil 31f weiter beschleunigt werden.
Als ein Ergebnis kann die Strömungsgeschwindigkeit des von der Kältemittelausstoßöffnung ausgestoßenen Kältemittels effektiv beschleunigt werden, und eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 kann unterdrückt werden. Ferner kann eine Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Diffusorabschnitt 32b des Ejektors 13 unterdrückt werden, und die COP-Verbesserungswirkung des Ejektorkältekreislaufs 10 kann sicher erhalten werden.
Die vorstehende Tatsache wird unter Bezug auf 8 detaillierter beschrieben. 8 ist eine Zeichnung, die 4 der ersten Ausführungsform entspricht. Da in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform der in den ersten und zweiten Ausführungsformen beschriebene Wirbelunterdrückungsteil nicht bereitgestellt ist, kommt das Kältemittel, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, in den heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das flüssigphasige Kältemittel auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist. Daher kann das Kältemittel in der Düse 31 dieser Ausführungsform unmittelbar, nachdem es in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, nicht in den Überschallzustand gebracht werden.
Da in dem Kältemitteldurchgang der Düse 31 gemäß dieser Ausführungsform im Gegensatz dazu der Wirbelunterdrückungsraum 31h auf der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist, reibt sich das flüssigphasige Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite (Innenumfangswandoberflächenseite des Wirbelunterdrückungsraums 31h) lokalisiert ist, mit der Innenumfangswandoberfläche des Wirbelunterdrückungsraums 31h. Als ein Ergebnis kann die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung verringert werden.
Mit dem vorstehenden Aufbau kann der Zustand des Kältemittels, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, das Kältemittel wird innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h gedrosselt, und das Kältemittel kann in den Überschallzustand gebracht werden. Da ferner der Spreizwinkel θ in dem Querschnitt in der Axialrichtung in dem Wirbelunterdrückungsraum 31h äußerst klein definiert ist, tritt eine Verringerung des Drucks, die mit der Vergrößerung in der Kältemitteldurchgangsfläche verbunden ist, in dem Wirbelunterdrückungsraum 31h kaum auf.
Daher fällt der Druck des Kältemittels unmittelbar nach dem Strömen in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche, wie durch eine dicke durchgezogene Linie in 8 angezeigt, mit der Vergrößerung der Kältemitteldurchgangsfläche in dem divergenten Teil 31f. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das in dem Wirbelunterdrückungsraum 31h in den Überschallzustand gekommen ist, kann jedoch beschleunigt werden. Als ein Ergebnis kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, durch die Düse 31 unterdrückt werden.
Gemäß der Untersuchung der gegenwärtigen Erfinder wird die Länge L des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung wie in dieser Ausführungsform derart festgelegt, dass sie den vorstehenden mathematischen Ausdruck F2 erfüllt. Als ein Ergebnis wird herausgefunden, dass die Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung verringert werden kann, bis der heterogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand der homogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand wird, und das Kältemittel kann innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h sicher in den Überschallzustand gebracht werden.
Detaillierter hat die Länge des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung, die notwendig ist, um die Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung zu verringern, bis der heterogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand der homogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand wird, eine Korrelationsbeziehung mit einem Dichteverhältnis (ρL/ρg) einer Dichte ρL des flüssigphasigen Kältemittels und einer Dichte ρg des gasphasigen Kältemittels, das als eine Kennzahl für die Leichtigkeit des Kältemittelsiedens verwendet wird.
Unter diesen Gegebenheiten wird in dieser Ausführungsform, wie in 9 dargestellt, ein Bereich der Länge L in der Axialrichtung, der durch die vorstehende mathematische Beziehung F2 dargestellt wird, auf der Basis eines Minimalwerts (Dichteverhältnis von Kohlendioxid) und eines Maximalwerts (Dichteverhältnis von R600a) des Dichteverhältnisses des im Allgemeinen verwendeten Kältemittels bestimmt.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Modifikationen haben, die nachstehend beschrieben werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

(1) In der vorstehenden ersten Ausführungsform sind die Plattenelemente 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil strömungsaufwärtig von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet. Jedoch ist die Anordnung der Plattenelemente 33 nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt. Zum Beispiel können die Plattenelemente 33 in einem Bereich von der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet sein, wenn wenigstens ein Teil der Plattenelemente 33 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist.

Die zweite Ausführungsform ist das Beispiel, in dem die Nutabschnitte als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil in einem Bereich definiert sind, der sich von der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche erstreckt. Alternativ können die Nutabschnitte 34 nur auf der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ausgebildet sein. Ferner können die Plattenoberflächen der Plattenelemente 33 und die Nutabschnitte 34 derart angeordnet sein, dass sie in Bezug auf eine Axiallinie der Düse 31 geneigt oder gekrümmt sind.

(2) In der vorstehenden zweiten Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem der Wirbelunterdrückungsraum 31h zu der Kegelstumpfform ausgebildet ist. Alternativ kann der Wirbelunterdrückungsraum 31h, wie in 10 dargestellt, zu einer zylindrischen Form ausgebildet werden, die koaxial mit dem Wirbelraum 31c und dem konisch zulaufenden Teil 31e angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Wirbelunterdrückungsraum 31h derart ausgebildet werden, dass die Kältemitteldurchgangsfläche in dem Bereich, der sich von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu dem divergenten Teil 31f erstreckt, konstant gehalten wird. Mit anderen Worten kann der Spreizwinkel θ in dem Querschnitt des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung 0° sein.
(3) In den vorstehenden Ausführungsformen wird das Beispiel beschrieben, in dem der zylindrische Teil 31g, der das Wirbelraumausbildungselement bildet, integral mit der Düse 31 ausgebildet ist. Alternativ kann der zylindrische Teil 31g getrennt von der Düse 31 aufgebaut sein.

Ferner ist in den vorstehenden Ausführungsformen ein äußerster Durchmesser des Wirbelraums 31c, der in dem zylindrischen Teil 31g definiert ist, derart ausgebildet, dass er größer als ein Durchmesser des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ist. Daher wird der konisch zulaufende Teil 31e, dessen Kältemitteldurchgangsfläche sich allmählich verringert, als der Kältemitteldurchgang zum Verbinden des Auslasses des Wirbelraums 31c und des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche bereitgestellt.
Selbst wenn im Gegensatz dazu der äußerste Durchmesser des Wirbelraums 31c gleich dem Durchmesser des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ist, kann der konisch zulaufende Teil 31e eliminiert werden, wenn das Kältemittel in dem Wirbelraum 31c ausreichend gewirbelt werden kann, und der Auslass des Wirbelraums 31c kann als der Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche ausgebildet werden. Da in diesem Fall der Wirbelraum 31c integral mit dem Wirbelunterdrückungsraum 31h ausgebildet ist, kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 wie in der dritten Ausführungsform unterdrückt werden.

(4) In den vorstehenden Ausführungsformen wird der Ejektorkältekreislauf 10 beschrieben, in dem der Akkumulator 14 mit der Auslassseite des Ejektors 13 verbunden ist. Jedoch ist die Anwendung des Ejektors gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt.

Zum Beispiel kann der Ejektorkältekreislauf 10 auf einen Ejektorkältekreislauf eines Kreislaufaufbaus angewendet werden, in dem ein Verzweigungsteil, der eine Strömung des Hochdruckkältemittels, das aus dem Wärmestrahler 12 strömt, verzweigt, auf der strömungsaufwärtigen Seite der Düse 31 des Ejektors 13 angeordnet ist, wobei ein Kältemittel, das von dem Verzweigungsteil verzweigt wird, in die Düse 13 strömen gelassen wird und das andere Kältemittel, das von dem Verzweigungsteil verzweigt wird, durch die Druckverringerungsvorrichtung in den Verdampfer 16 strömen gelassen wird.

(5) In den vorstehenden Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Ejektorkältekreislauf 10 mit dem Ejektor 13 der vorliegenden Offenbarung auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet wird, aber die Anwendung des Ejektors der vorliegenden Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Der Ejektor gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf einen Ejektorkältekreislauf für eine ortsfeste Klimatisierungsvorrichtung oder ein Kühllagerhaus angewendet werden oder kann auf andere Vorrichtungen als den Ejektorkältekreislauf angewendet werden.
(6) In dem Ejektorkältekreislauf 10 gemäß den vorstehenden Ausführungsformen wird das Beispiel beschrieben, in dem der Wärmestrahler 12 durch einen außenseitigen Wärmetauscher aufgebaut ist, der Wärme zwischen dem Kaltemittel und der Außenluft austauscht, und der Verdampfer 16 als der nutzungsseitige Wärmetauscher zum Kühlen der Innengebläseluft verwendet wird. Alternativ wird ein Wärmepumpenkreislauf, in dem der Verdampfer 16 als ein außenseitiger Wärmetauscher verwendet wird, der Wärme aus einer Wärmequelle, wie etwa Außenluft aufnimmt, und der Wärmestrahler 12 als ein innenseitiger Wärmetauscher verwendet wird, der ein Fluid, das geheizt werden soll, wie etwa Wasser, heizt, aufgebaut.

Claims

Ejektor, der umfasst: ein Wirbelraumausbildungselement (31g), das einen Wirbelraum (31c) definiert, in dem ein Fluid wirbelt; eine Düse (31), die einen Fluiddurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum (31c) strömenden Fluids verringert wird, und eine Fluidausstoßöffnung (31b), aus der das Fluid mit verringertem Druck in dem Fluiddurchgang ausgestoßen wird, umfasst; und einen Körper (32), der eine Fluidansaugöffnung (32a), durch die ein Fluid aufgrund einer Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit aus der Fluidausstoßöffnung (31b) ausgestoßenen Fluids angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsteil (32b), der eine Geschwindigkeitsenergie eines vermischten Fluids des ausgestoßenen Fluids und des von der Fluidansaugöffnung (32a) angesaugten Fluids in eine Druckenergie umwandelt, umfasst, wobei der Fluiddurchgang der Düse (31) einen Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche mit einer kleinsten Durchgangsquerschnittfläche und einen divergenten Teil (31f), dessen Durchgangsquerschnittfläche sich allmählich von dem Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Fluidausstoßöffnung (31b) vergrößert, umfasst, der Ejektor ferner einen Wirbelunterdrückungsteil (33, 34) umfasst, der in dem Fluiddurchgang der Düse (31) angeordnet ist und eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in einer Wirbelrichtung des Fluids, das von dem Wirbelraum (31c) in den Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert.
Ejektor gemäß Anspruch 1, wobei der Wirbelunterdrückungsteil wenigstens ein Plattenelement (33) umfasst, das in den Fluiddurchgang der Düse (31) vorsteht, und wenigstens ein Teil des Plattenelements (33) auf einer strömungsaufwärtigen Seite des Teils (31d) mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist.
Ejektor gemäß Anspruch 2, wobei sich das Plattenelement (33) in eine Axialrichtung der Düse (31) erstreckt.
Ejektor gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei mehrere der Plattenelemente (33) in vorgegebenen Abständen in der Wirbelrichtung angeordnet sind.
Ejektor gemäß Anspruch 1, wobei der Wirbelunterdrückungsteil wenigstens einen Nutabschnitt (34) umfasst, der auf einer Innenumfangsoberfläche des Fluiddurchgangs der Düse (31) angeordnet ist, und wenigstens ein Teil des Nutabschnitts (34) auf einer strömungsaufwärtigen Seite des Teils (31d) mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist.
Ejektor gemäß Anspruch 5, wobei der Nutabschnitt (34) sich in der Axialrichtung der Düse (31) erstreckt.
Ejektor gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei mehrere Nutabschnitte (34) in vorgegebenen Abständen in der Wirbelrichtung angeordnet sind.
Ejektor, der umfasst: ein Wirbelraumausbildungselement (31g), das einen Wirbelraum (31c) definiert, in dem ein Fluid wirbelt; eine Düse (31), die einen Fluiddurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum (31c) strömenden Fluids verringert wird, und eine Fluidausstoßöffnung (31b), aus der das Fluid mit verringertem Druck in dem Fluiddurchgang ausgestoßen wird, umfasst; und einen Körper (32), der eine Fluidansaugöffnung (32a), durch die ein Fluid aufgrund einer Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit aus der Fluidausstoßöffnung (31b) ausgestoßenen Fluids angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsteil (32b), der eine Geschwindigkeitsenergie eines vermischten Fluids des ausgestoßenen Fluids und des von der Fluidansaugöffnung (32a) angesaugten Fluids in eine Druckenergie umwandelt, umfasst, wobei der Fluiddurchgang der Düse (31) einen Teil (31d) mit minimaler Durchgangsfläche mit einer kleinsten Durchgangsquerschnittfläche und einen Wirbelunterdrückungsraum (31h), der auf einer strömungsabwärtigen Seite des Teils (31d) mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist und eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in einer Wirbelrichtung unterdrückt, und einen divergenten Teil (31f), dessen Durchgangsquerschnittfläche sich von einem Fluidauslass des Wirbelunterdrückungsraums (31h) in Richtung der Fluidausstoßöffnung (31b) allmählich vergrößert, umfasst.
Ejektor gemäß Anspruch 8, wobei der Wirbelunterdrückungsraum (31h) eine Kegelstumpfform hat, die koaxial mit der Mittelachse der Düse (31) angeordnet ist und sich in der Durchgangsquerschnittfläche in einer Strömungsrichtung des Fluids allmählich vergrößert, und der divergente Teil (31f) eine größere Zunahmerate der Durchgangsquerschnittfläche in der Strömungsrichtung des Fluids hat als der Wirbelunterdrückungsraum (31h).
Ejektor gemäß Anspruch 9, wobei ein Spreizwinkel des Wirbelunterdrückungsraums (31h) im Querschnitt in einer Axialrichtung als θ definiert ist, und θ eine Bedingung von 0 < θ ≤ 1,5° erfüllt.
Ejektor gemäß Anspruch 8, wobei der Wirbelunterdrückungsraum (31h) eine zylindrische Form hat, die koaxial mit einer Mittelachse der Düse (31) angeordnet ist.
Ejektor gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, wobei eine Länge des Wirbelunterdrückungsraums (31h) in der Axialrichtung als L definiert ist, ein äquivalenter Durchmesser des Teils (31d) mit minimaler Durchgangsfläche als ϕ definiert ist, und L und ϕ eine Bedingung von 0,25 × ϕ ≤ L ≤ 10 × ϕ erfüllen.
Ejektor gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, wobei das Wirbelraumausbildungselement (31g) mit der Düse (31) integriert ist.