JP2009058221A - エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エジェクタ14の出口側に接続される第1蒸発器15と、エジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される第2蒸発器18と、第2蒸発器18の冷媒流れ入口側に配置され、冷媒流れを減圧する絞り機構17とを備え、エジェクタ14、第1蒸発器15、第2蒸発器18および絞り機構17は一体に組み付けられ、1つの冷媒入口25と1つの冷媒出口26とを有する一体化ユニット20を構成する。
【選択図】図1
Description
前記エジェクタ(14)に吸引される冷媒または前記エジェクタ(14)から吐出された冷媒を蒸発させる蒸発器(15、18)とを備え、
前記蒸発器(15、18)と前記エジェクタ(14)とが一体に組み付けられ、一体化ユニット(20)を構成しているエジェクタ式冷凍サイクル用ユニットを特徴とする。
前記冷媒吸引口(14b)に接続される前記蒸発器(18)を第2蒸発器(18)とし、
前記第1蒸発器(15)は前記一体化ユニット(20)に組み付けられていることを特徴とする。
前記複数のタンク(18b、18c)のうち、同一のタンク(18b)の内部に、前記エジェクタ(14)および前記絞り機構(17a)を配置すれば、搭載スペースの小型化をさらに効果的に実現できる。
前記絞り機構(17a)を前記タンク(18b、18c)の外側に配置してもよい。
前記エジェクタ(14)は、前記タンク(18b、18c)の内部空間のうち、前記蒸発器(18)の冷媒通路の出口部を構成する内部空間(27)に配置されることを特徴とする。
前記エジェクタ(14)は、前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)の内部空間のうち、前記第2蒸発器(18)の冷媒通路の出口部を構成する内部空間(27)に配置され、
前記エジェクタ(14)の冷媒出口側部分を固定する接続ブロック(24)が前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)の内部空間に配置され、
前記接続ブロック(24)には、前記エジェクタ(14)の冷媒出口側通路と連通する連通穴(24c)が形成され、
前記連通穴(24c)はさらに、前記第1蒸発器(15)の前記タンク(15b、15c)の内部空間のうち、前記第1蒸発器(15)の冷媒通路の入口部を構成する内部空間(32)に連通することを特徴とする。
前記エジェクタ(14)は、前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)の内部空間のうち、前記第2蒸発器(18)の冷媒通路の出口部を構成する内部空間(27)に配置され、
前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)のうち、前記エジェクタ(14)が配置される前記内部空間(27)と反対側の端部に、前記第2蒸発器(18)の冷媒通路と仕切られた連通空間(52d)を区画形成し、
前記エジェクタ(14)の冷媒出口側通路を前記連通空間(52d)を介して、前記第1蒸発器(15)の前記タンク(15b、15c)の内部空間のうち、前記第1蒸発器(15)の冷媒通路の入口部を構成する内部空間(32)に連通することを特徴とする。
前記エジェクタ(14)の出口側に接続され前記エジェクタから吐出された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)と、
前記冷媒吸引口(14b)に接続され前記エジェクタ(14)に吸引される冷媒を蒸発させる第2蒸発器(18)と、
前記第2蒸発器(18)の冷媒流れ入口側に配置され、冷媒流れを減圧するキャピラリチューブ(17a)とを備え、
前記第1蒸発器(15)と、前記第2蒸発器(18)と、前記エジェクタ(14)と、前記キャピラリチューブ(17a)とが一体に組み付けられ、一体化ユニット(20)を構成していることを特徴とする。
前記第1蒸発器(15)のタンク(15b、15c)と前記第2蒸発器(18)のタンク(18b、18c)とが空気流れ方向に隣接して配置され、前記第1蒸発器(15)のタンク(15b、15c)と前記第2蒸発器(18)のタンク(18b、18c)との間にタンク長手方向に延びる谷部(51)が形成され、
前記キャピラリチューブ(17a)が前記谷部(51)に配置され、前記タンク(15b、15c、18b、18c)の外表面に固定されることを特徴とする。
前記圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から供給される冷媒を蒸発させる請求項1ないし25のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニットとを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
以下、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル用ユニットおよびそれを用いたエジェクタ式冷凍サイクルの実施形態を説明する。エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、エジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニット、あるいは、エジェクタ付き蒸発器ユニットとも呼ばれうるものである。
第1実施形態では、一体化ユニット20の第1接続ブロック23の分岐通路16と、第2蒸発器18の入口側との間にキャピラリチューブ17aを配置し、このキャピラリチューブ17aにて第2蒸発器18の入口冷媒を減圧するようにしているが、第2実施形態では、図6〜図8に示すように第2蒸発器18の減圧手段としてキャピラリチューブ17aを採用せず、その代わりに、第1接続ブロック23の分岐通路16にその通路面積を所定量に絞るオリフィス等の固定絞り穴17bを設け、これに伴って、第1実施形態のキャピラリチューブ17aの配置部位には、キャピラリチューブ17aよりも通路径の大きい接続管160を配置している。
第1実施形態では、エジェクタ14およびキャピラリチューブ17aをともに共通のタンク、すなわち、第2蒸発器18の上側タンク18b内に配置しているが、第3実施形態では、図9〜図11に示すようにキャピラリチューブ17aのみを第2蒸発器18の上側タンク18b内に配置し、これに対し、エジェクタ14は専用の別のタンク34内に配置している。
第4実施形態は上記第3実施形態の変形であり、上記第3実施形態のキャピラリチューブ17aを廃止し、その代わりに、第2実施形態における固定絞り穴17bと接続管160を採用する。
第1〜第4実施形態では、いずれもエジェクタ14を第2蒸発器18の上側タンク18b内またはこの上側タンク18bと隣接する別タンク34内に配置する構成を採用しているが、第5実施形態では、図15に示すようにエジェクタ14を第1、第2蒸発器15、18の外部に配置される外付きのカセット部36内に構成している。
上記第5実施形態では、外付きカセット部36の上ケース部38に第1接続ブロック23に相当する部分を一体に構成しているが、第6実施形態では第1接続ブロック23を外付きカセット部36から切り離して独立の部品として構成している。
第1実施形態では、放熱器12の出口側に受液器12aを配置し、この受液器12aの出口側に膨張弁13を配置する膨張弁式のサイクル構成にしているが、第7実施形態では図17に示すように、第1蒸発器15の出口側に冷媒の気液を分離して余剰冷媒を液として蓄える気液分離器であるアキュムレータ50を設け、このアキュムレータ50から気相冷媒を圧縮機11の吸入側へ導出するようにしている。
第8実施形態は第7実施形態の変形であり、図18に示すように、アキュムレータ50も一体化ユニット20の一要素として一体に組み付け、そして、アキュムレータ50の出口部を一体化ユニット20全体の冷媒出口26として構成するものである。
第1〜第8実施形態では、いずれもエジェクタ14の入口側で分岐した分岐通路16をエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続し、この分岐通路16に絞り機構17と第2蒸発器18を配置する構成にしているが、第9実施形態では図19に示すように、第1蒸発器15の出口側に気液分離器をなすアキュムレータ50を設け、このアキュムレータ50の液相冷媒出口部50aをエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続する分岐通路16を設け、この分岐通路16に絞り機構17と第2蒸発器18を配置する構成にしている。
第1〜第9実施形態では、いずれもエジェクタ14の出口側に接続される第1蒸発器15と、エジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される第2蒸発器18とを備えているが、第10実施形態では、図20に示すようにエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される蒸発器18のみを備えるエジェクタ式冷凍サイクル10において一体化ユニット20を構成している。
第1〜第10実施形態では、いずれも一体化ユニット20内に絞り機構17も一体化しているが、第11実施形態では、図21に示すように、一体化ユニット20を第1、第2蒸発器15、18とエジェクタ14とにより構成し、絞り機構17は一体化ユニット20から分離して独立に設けている。
図22は第12実施形態であり、上記第11実施形態に対して、第1蒸発器15の出口側に気液分離器をなすアキュムレータ50を設け、このアキュムレータ50を一体化ユニット20内に一体化している。すなわち、第12実施形態は、エジェクタ14と第1、第2蒸発器15、18とアキュムレータ50とにより一体化ユニット20を構成し、そして、絞り機構17は一体化ユニット20から分離して独立に設けている。
第1実施形態では、第1、第2蒸発器15、18の熱交換コア部15a、18aを偏平チューブ21とコルゲートフィン22との積層構造により構成する例(図6参照)について説明したが、第13実施形態では、図23に示すように、第1、第2蒸発器15、18の熱交換コア部15a、18aをプレートフィンタイプの熱交換器構造により構成している。
図24は第14実施形態であり、 第1、第2蒸発器15、18の熱交換コア部15a、18aをサーペンタインタイプの熱交換構造により構成するものである。
図25〜図27は第15実施形態であり、 第1実施形態の図2〜図4に対応する図である。第1実施形態では、エジェクタ吸引側に接続される第2蒸発器18の入口側の絞り機構17を構成するキャピラリチューブ17aを、エジェクタ14と同様に、第2蒸発器18の上側タンク18b内部に配置しているが、第15実施形態では、エジェクタ14のみを上側タンク18b内部に配置し、キャピラリチューブ17aは上側タンク18bの外部に配置している。
図28〜図30は第16実施形態であり、 上記第15実施形態におけるキャピラリチューブ17aを廃止し、その代わりに、第1接続ブロック23の分岐通路16にその通路面積を所定量に絞るオリフィス等の固定絞り穴17bを設けている。
図31〜図33は第17実施形態であり、 上記第16実施形態におけるオリフィス等の固定絞り穴17bの形成位置を変更するものである。
前述の第15〜17実施形態では、第1実施形態と同様に第2接続ブロック24を第2蒸発器(風下側蒸発器)18の上側タンク18bの長手方向中間位置に配置して上側タンク18bの内部空間を左右の空間27、28に仕切るとともに、この第2接続ブロック24の連通穴部24cおよび中間壁面33に開けた貫通穴33aを介して、エジェクタ14の出口側(下流側)冷媒通路を第1蒸発器(風上側蒸発器)15の冷媒入口部をなす上側タンク15bの右側空間32に連通させているが、第18実施形態では、エジェクタ14の出口側冷媒通路と第1蒸発器(風上側蒸発器)15の冷媒入口部との間を、第2接続ブロック24を用いずに連通する構成にしている。
図39〜図41は第19実施形態であり、上記第18実施形態におけるキャピラリチューブ17a部分を接続管160に置換し、かつ、第2蒸発器(風下側蒸発器)18側の絞り機構として第1接続ブロック23の分岐通路16に固定絞り穴17bを設けたものに相当する。第19実施形態の他の点(補助タンク部材52等)は上記第18実施形態と同じである。
図42〜図44は第20実施形態であり、上記第19実施形態における固定絞り穴17bを第1接続ブロック23の分岐通路16でなく、第1接続ブロック23の分岐通路16の下流側の冷媒通路に設けるようにしたものである。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下述べるごとく種々変形可能である。
Claims (26)
- ノズル部(14a)から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口(14b)から冷媒を吸引し、前記ノズル部(14a)から噴射された冷媒と前記冷媒吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ(14)と、
前記エジェクタ(14)に吸引される冷媒または前記エジェクタ(14)から吐出された冷媒を蒸発させる蒸発器(15、18)とを備え、
前記蒸発器(15、18)と前記エジェクタ(14)とが一体に組み付けられ、一体化ユニット(20)を構成していることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記蒸発器は前記エジェクタ(14)の前記冷媒吸引口(14b)に接続され、前記冷媒吸引口に吸引される冷媒を蒸発させる蒸発器(18)であることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- さらに、前記冷媒吸引口(14b)に接続される前記蒸発器(18)の冷媒流れ入口側に配置され、冷媒流れを減圧する絞り機構(17、17a、17b)を備え、
前記絞り機構は前記一体化ユニット(20)に組み付けら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式冷凍サイクル用ユニット。 - さらに、前記エジェクタ(14)の出口側に接続され前記エジェクタから吐出された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)を備え、
前記冷媒吸引口(14b)に接続される前記蒸発器(18)を第2蒸発器(18)とし、
前記第1蒸発器(15)は前記一体化ユニット(20)に組み付けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記一体化ユニット(20)は、1つの冷媒入口(25)と1つの冷媒出口(26)とを有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記一体化ユニット(20)は、1つの冷媒入口(25)と1つの冷媒出口(26)とを有し、
前記冷媒入口(25)は、前記エジェクタ(14)の入口側に接続される第1通路(25a)と、前記絞り機構(17、17a、17b)の入口側に接続される第2通路(16)とに分岐されることを特徴とする請求項3に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 - 前記冷媒入口(25)および前記冷媒出口(26)は1個の接続ブロック(23)に形成されることを特徴とする請求項5または6に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記第1蒸発器(15)を空気流れ上流側に配置し、前記第2蒸発器(18)を空気流れ下流側に配置したことを特徴とする請求項4に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記蒸発器(15、18)の複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(18b)の内部に前記エジェクタ(14)が配置されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記蒸発器(15、18)に前記エジェクタ(14)の搭載のための専用のタンク(34)が形成され、
前記専用のタンク(34)内に前記エジェクタ(14)が配置されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記蒸発器(15、18)の外部に装着される外付きカセット部(36)を有し、
前記外付きカセット部(36)内に前記エジェクタ(14)が配置されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記蒸発器(15、18)の複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(18b)の内部に前記絞り機構(17a)が配置されることを特徴とする請求項3または6に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記冷媒吸引口(14b)に接続される前記蒸発器(18)は、複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行う複数のタンク(18b、18c)を有し、
前記複数のタンクのうち、同一のタンク(18b)の内部に、前記エジェクタ(14)および前記絞り機構(17a)が配置されることを特徴とする請求項3または6に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記冷媒吸引口(14b)に接続される前記蒸発器(18)は、複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(18b、18c)を有し、 前記絞り機構(17a)が前記タンク(18b、18c)の外側に配置されることを特徴とする請求項3または6に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記絞り機構はキャピラリチューブ(17a)であることを特徴とする請求項3、6、12、13、14のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記絞り機構は固定絞り穴(17b)であることを特徴とする請求項3、6、12、13、14のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記冷媒吸引口(14b)に接続される前記蒸発器(18)は、複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(18b、18c)を有し、
前記エジェクタ(14)は、前記タンク(18b、18c)の内部空間のうち、前記蒸発器(18)の冷媒通路の出口部を構成する内部空間(27)に配置されることを特徴とする請求項2、3、4、6、8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記第1蒸発器(15)および前記第2蒸発器(18)は、複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(15b、15c、18b、18c)を有し、
前記エジェクタ(14)は、前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)の内部空間のうち、前記第2蒸発器(18)の冷媒通路の出口部を構成する内部空間(27)に配置され、
前記エジェクタ(14)の冷媒出口側部分を固定する接続ブロック(24)が前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)の内部空間に配置され、
前記接続ブロック(24)には、前記エジェクタ(14)の冷媒出口側通路と連通する連通穴(24c)が形成され、
前記連通穴(24c)はさらに、前記第1蒸発器(15)の前記タンク(15b、15c)の内部空間のうち、前記第1蒸発器(15)の冷媒通路の入口部を構成する内部空間(32)に連通することを特徴とする請求項4に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記第1蒸発器(15)および前記第2蒸発器(18)は、複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(15b、15c、18b、18c)を有し、
前記エジェクタ(14)は、前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)の内部空間のうち、前記第2蒸発器(18)の冷媒通路の出口部を構成する内部空間(27)に配置され、
前記第2蒸発器(18)の前記タンク(18b、18c)のうち、前記エジェクタ(14)が配置される前記内部空間(27)と反対側の端部に、前記第2蒸発器(18)の冷媒通路と仕切られた連通空間(52d)を区画形成し、
前記エジェクタ(14)の冷媒出口側通路を前記連通空間(52d)を介して、前記第1蒸発器(15)の前記タンク(15b、15c)の内部空間のうち、前記第1蒸発器(15)の冷媒通路の入口部を構成する内部空間(32)に連通することを特徴とする請求項4に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - ノズル部(14a)から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口(14b)から冷媒を吸引し、前記ノズル部(14a)から噴射された冷媒と前記冷媒吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ(14)と、
前記エジェクタ(14)の出口側に接続され前記エジェクタから吐出された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)と、
前記冷媒吸引口(14b)に接続され前記エジェクタ(14)に吸引される冷媒を蒸発させる第2蒸発器(18)と、
前記第2蒸発器(18)の冷媒流れ入口側に配置され、冷媒流れを減圧するキャピラリチューブ(17a)とを備え、
前記第1蒸発器(15)と、前記第2蒸発器(18)と、前記エジェクタ(14)と、前記キャピラリチューブ(17a)とが一体に組み付けられ、一体化ユニット(20)を構成していることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記第1蒸発器(15)および前記第2蒸発器(18)は、複数の冷媒通路に対する冷媒流れの分配または集合を行うタンク(15b、15c、18b、18c)を有し、
前記第1蒸発器(15)のタンク(15b、15c)と前記第2蒸発器(18)のタンク(18b、18c)とが空気流れ方向に隣接して配置され、前記第1蒸発器(15)のタンク(15b、15c)と前記第2蒸発器(18)のタンク(18b、18c)との間にタンク長手方向に延びる谷部(51)が形成され、
前記キャピラリチューブ(17a)が前記谷部(51)に配置され、前記タンク(15b、15c、18b、18c)の外表面に固定されることを特徴とする請求項20に記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 - 前記エジェクタ(14)は、前記ノズル部(14a)から噴射する高い速度の冷媒流と前記冷媒吸引口(14b)の吸引冷媒とを混合する混合部(14c)、および前記混合部(14c)で混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部(14d)を有することを特徴とする請求項1ないし21のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記蒸発器(15、18)の熱交換コア部(15a、18a)が偏平チューブ(21)とコルゲートフィン(22)との積層構造により構成されることを特徴とする請求項1ないし22のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記蒸発器(15、18)の熱交換コア部(15a、18a)が、平板状のプレートフィン(220)の穴部(221)に対してチューブ(221)を串差し状に接合するプレートフィンタイプの熱交換構造により構成されることを特徴とする請求項1ないし22のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 前記蒸発器(15、18)の熱交換コア部(15a、18a)が、蛇行状に曲げ形成されたチューブ(230)を有するサーペンタインタイプの熱交換構造により構成されることを特徴とする請求項1ないし22のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。
- 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から供給される冷媒を蒸発させる請求項1ないし25のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニットとを備えることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
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