JP4259605B2 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機(11)と、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、放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(Z)と、分岐部(Z)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部(15a)から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口(15b)から吸引して、冷媒吸引口(15b)からの吸引冷媒と高速度の冷媒流とを混合し、この混合した冷媒流を減速して冷媒流の圧力を上昇させるエジェクタ(15)と、エジェクタ(15)から流出した冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、分岐部(Z)にて分岐された他方の冷媒を冷媒吸引口(15b)に導く分岐通路(18)と、分岐通路(18)に配置されて冷媒を減圧して流量調整する絞り手段(19)と、絞り手段(19)下流側に配置されて冷媒を蒸発させる第2蒸発器(20)とを備え、さらに、放熱器(12)出口側から分岐部(Z)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる可変絞り手段(31、35、38、40)を備え、可変絞り手段(31、35、38、40)によって減圧膨張された冷媒が分岐部(Z)にて分岐され、分岐された一方の冷媒としてノズル部(15a)へ流入するとともに、他方の冷媒として分岐通路(18)に導かれるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。
これによれば、請求項1に記載の発明と同様に、エジェクタ(15)のノズル部(15a)の冷媒通路面積および絞り手段(19)の絞り開度(冷媒通路面積)を適切に設定しておくことで、流量比(η)を最適流量比(ηmax)に近づけることができる。その結果、エジェクタ式冷凍サイクルをサイクル全体として高い冷却能力を発揮させながら運転することができる。
まず、本発明の前提となる形態を説明する。図1は、本発明の前提となるエジェクタ式冷凍サイクル10を車両用冷凍装置に適用した例を示す。本形態の車両用冷凍装置は、庫内温度を例えば、−20℃付近の極低温に冷却するものである。
上述の本発明の前提となる形態では、可変絞り機構14を分岐部Zとエジェクタ15との間に配置しているが、本実施形態では、図2に示すように、可変絞り機構14を廃止して、受液器13と分岐部Zとの間に可変絞り機構31を設けている。換言すると、本実施形態の可変絞り機構31は、放熱器12出口側から分岐部Z入口側へ至る冷媒通路に配置されている。なお、図2では、上述の前提となる形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
第1実施形態では、可変絞り機構31を採用した例を説明したが、本実施形態では、図3に示すように、受液器13および可変絞り機構31を廃止して、第1蒸発器16の下流側に液相冷媒と気相冷媒を分離するアキュムレータ32を設け、さらに、放熱器12と分岐部Zとの間に可変絞り機構35を設けている。
第2実施形態では、可変絞り機構35を採用した例を説明したが、本実施形態では、図4に示すように、可変絞り機構35を廃止して、放熱器12の出口側冷媒の温度Tcを検出する温度センサ55および圧力Pcを検出する圧力センサ56を設け、さらに、放熱器12と分岐部Zとの間であって温度センサ55および圧力センサ56の下流側に電気式可変絞り機構38を設けている。
第3実施形態では、放熱器12出口側に温度センサ55および圧力センサ56を配置したが、本実施形態では、図5に示すように、温度センサ55および圧力センサ56を廃止して、第1蒸発器16出口側に接続される内部熱交換器17と圧縮機11の間の圧縮機11吸入側冷媒の温度Tsiを検出する温度センサ57および圧力Psiを検出する圧力センサ58を設け、圧縮機11に回転計11cを設けている。さらに、電気式可変絞り機構38を廃止して、放熱器12と分岐点Zの間に電気式可変絞り機構40を設けている。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
12 放熱器
15 エジェクタ
15a ノズル部
15b 冷媒吸引口
16 第1蒸発器
18 分岐通路
19 固定絞り
20 第2蒸発器
31、35 可変絞り機構
38、40 電気式可変絞り機構
Claims (8)
- 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)から流出した冷媒を減圧膨張させる可変絞り手段(31、35、38、40)と、
前記可変絞り手段(31、35、38、40)にて減圧膨張された冷媒の流れを分岐する分岐部(Z)と、
前記分岐部(Z)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部(15a)から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口(15b)から吸引して、前記冷媒吸引口(15b)からの吸引冷媒と前記高速度の冷媒流とを混合し、この混合した冷媒流を減速して冷媒流の圧力を上昇させるエジェクタ(15)と、
前記エジェクタ(15)から流出した冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、
前記分岐部(Z)にて分岐された他方の冷媒を前記冷媒吸引口(15b)に導く分岐通路(18)と、
前記分岐通路(18)に配置されて冷媒を減圧して流量調整する絞り手段(19)と、
前記絞り手段(19)下流側に配置されて冷媒を蒸発させる第2蒸発器(20)とを備えたことを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。 - 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)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(Z)と、
前記分岐部(Z)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部(15a)から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口(15b)から吸引して、前記冷媒吸引口(15b)からの吸引冷媒と前記高速度の冷媒流とを混合し、この混合した冷媒流を減速して冷媒流の圧力を上昇させるエジェクタ(15)と、
前記エジェクタ(15)から流出した冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、
前記分岐部(Z)にて分岐された他方の冷媒を前記冷媒吸引口(15b)に導く分岐通路(18)と、
前記分岐通路(18)に配置されて冷媒を減圧して流量調整する絞り手段(19)と、
前記絞り手段(19)下流側に配置されて冷媒を蒸発させる第2蒸発器(20)とを備え、
さらに、前記放熱器(12)出口側から前記分岐部(Z)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、前記放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる可変絞り手段(31、35、38、40)を備え、
前記可変絞り手段(31、35、38、40)によって減圧膨張された冷媒が前記分岐部(Z)にて分岐され、前記分岐された一方の冷媒として前記ノズル部(15a)へ流入するとともに、前記他方の冷媒として前記分岐通路(18)に導かれることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。 - 前記可変絞り手段(31、35、38、40)は、サイクル内部の冷媒状態、前記第1蒸発器(16)および前記第2蒸発器(20)の冷却対象空間温度、ならびに前記冷却対象空間の周囲温度の少なくとも一つに関連する物理量に基づいて、サイクル全体の冷媒流量を調整するようになっていることを特徴とする請求項1または2に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 前記物理量は、前記第1蒸発器(16)出口側冷媒の過熱度に関連する物理量であり、
前記可変絞り手段(31)は、前記第1蒸発器(16)出口側冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、サイクル全体の冷媒流量を調整す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。 - 前記物理量は、前記第2蒸発器(20)出口側冷媒の過熱度に関連する物理量であり、
前記可変絞り手段(35)は、前記第2蒸発器(20)出口側冷媒の過熱度が予め定めた値に近づくように、サイクル全体の冷媒流量を調整す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。 - 前記物理量は、前記放熱器(12)出口側冷媒の過冷却度に関連する物理量であり、
前記可変絞り手段(38)は、前記放熱器(12)出口側冷媒の過冷却度が予め定めた値に近づくように、サイクル全体の冷媒流量を調整す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。 - 前記高圧冷媒は臨界圧力以上に昇圧されるようになっており、
前記物理量は、前記放熱器(12)出口側冷媒の温度および圧力であり、
前記可変絞り手段(38)は、前記放熱器(12)出口側冷媒の圧力が予め定めた値に近づくように、サイクル全体の冷媒流量を調整す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。 - 前記物理量は、前記圧縮機(11)の冷媒吐出流量に関連する物理量であり、
前記可変絞り手段(40)は、サイクル全体の冷媒流量が予め定めた値に近づくように、サイクル全体の冷媒流量を調整す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。
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