JP5920110B2 - エジェクタ - Google Patents
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Description
冷媒を流入させる冷媒流入口(211)から流入した冷媒を旋回させる旋回空間(140)、旋回空間(140)から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間(202)、減圧用空間(202)の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(120)、および減圧用空間(202)から噴射された噴射冷媒と吸引用通路(120)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間(205)が形成されたボデー(200)と、少なくとも一部が減圧用空間(202)の内部および昇圧用空間(205)の内部に配置される通路形成部材(151)とを備え、
ボデー(200)のうち減圧用空間(202)を形成する部位の内周面と通路形成部材(151)の外周面との間に形成される冷媒通路は、旋回空間(140)から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(110)であり、ボデー(200)のうち昇圧用空間(205)を形成する部位の内周面と通路形成部材(151)の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(130)であり、
通路形成部材(151)は、前記減圧用空間(202)から離れるに伴って断面積が拡大する形状に形成されていることを特徴とする。
冷凍サイクル(10、10A〜10C)の高圧側から流入する高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(110)と、高圧冷媒よりも低圧である低圧冷媒を、ノズル部(110)から噴出される噴出冷媒の吸引力によって吸引する吸引部(120)と、ノズル部(110)の下流側に配設されて、流路断面積が下流側に向けて徐々に拡大され、ノズル部(110)から噴出される噴出冷媒と吸引部(120)から吸引される低圧冷媒とが混合された混合冷媒を減速して圧力上昇させるディフューザ部(130)とを備えるエジェクタにおいて、
ノズル部(110)の上流側に配設されて、高圧冷媒を旋回させ、仮想される旋回中心線の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、気液混相状態の冷媒をノズル部(110)に流入させる旋回空間(140)と、ノズル部(110)とディフューザ部(130)との流路面積を変更可能とする流路面積可変機構(150)とを設けたことを特徴としている。
図1、図2は、第1実施形態のエジェクタ100を蒸気圧縮式冷凍サイクル(以下、冷凍サイクル)10に適用したものを示している。この冷凍サイクル10は、空調装置用として車両に搭載されるものであって、圧縮機11、凝縮器12、エジェクタ100、気液分離器13、貯液部14、および蒸発器16が、冷媒配管によって接続されて形成されている。
第2実施形態の冷凍サイクル10Aを図3、図4に示す。冷凍サイクル10Aは、上記第1実施形態に対して、エジェクタ100と気液分離器13とを一体的に形成したものである。具体的には、図4に示すように、本実施形態のエジェクタ100と気液分離器13は、円筒状の気液分離器13の上部にエジェクタ100が配置されていることによって一体的に形成されている。
第3実施形態の冷凍サイクル10Bを図5に示す。本実施形態では、上記第2実施形態に対して、凝縮器12から流出した液相冷媒を蓄えるレシーバ(受液部)12bを設けている。なお、気液分離器13によって気液二相に分離された冷媒のうち、液相冷媒は、直接、蒸発器16に流出されるようになっている。
第4実施形態の冷凍サイクル10Cを図6、図7に示す。冷凍サイクル10Cは、第2実施形態のように気液分離器13が一体的に形成されたエジェクタ100に対して、さらに、貯液部14を一体的に設けたものである。
本実施形態では、第4実施形態にて説明した気液分離器13および貯液部14を一体的に設けたエジェクタ100を、図8に示す冷凍サイクル10Dに適用し、具体的に図9の断面図に示すように構成した例を説明する。この冷凍サイクル10Dでは、圧縮機11、凝縮器12、エジェクタ100、および蒸発器16が、冷媒配管によって接続されて形成されている。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
13 気液分離器
14 貯液部
15 動力回収装置
100 エジェクタ(動力回収部)
110 ノズル部
120 吸引部
130 ディフューザ部
140 旋回流路
150 流路面積可変機構
151 通路形成部材
Claims (13)
- 蒸気圧縮式の冷凍サイクル(10D)に適用されるエジェクタであって、
冷媒を流入させる冷媒流入口(211)から流入した冷媒を旋回させる旋回空間(140)、前記旋回空間(140)から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間(202)、前記減圧用空間(202)の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(120)、および前記減圧用空間(202)から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路(120)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間(205)が形成されたボデー(200)と、
少なくとも一部が前記減圧用空間(202)の内部および前記昇圧用空間(205)の内部に配置される通路形成部材(151)とを備え、
前記ボデー(200)のうち前記減圧用空間(202)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(151)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記旋回空間(140)から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(110)であり、
前記ボデー(200)のうち前記昇圧用空間(205)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(151)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(130)であり、
前記通路形成部材(151)は、前記減圧用空間(202)から離れるに伴って断面積が拡大する形状に形成されていることを特徴とするエジェクタ。 - 前記通路形成部材(151)は、前記減圧用空間(202)から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されており、
前記ノズル通路(110)、前記吸引用通路(120)および前記ディフューザ通路(130)は、前記通路形成部材(151)の軸方向に垂直な断面における断面形状が環状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ。 - 前記通路形成部材(151)は、前記減圧用空間(202)から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されており、
前記ディフューザ通路(130)は、前記通路形成部材(151)の軸方向に垂直な断面における断面形状が環状に形成されており、
前記ディフューザ通路(130)を流通する冷媒は、前記旋回空間(140)にて旋回する冷媒と同方向に旋回し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。 - 前記通路形成部材(151)を変位させる駆動手段(160)を備え、
前記通路形成部材(151)は、前記減圧用空間(202)から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されており、
前記吸引用通路(120)および前記ディフューザ通路(130)は、前記通路形成部材(151)の軸方向に垂直な断面における断面形状が環状に形成されており、
前記吸引用通路(120)は、前記通路形成部材(151)の軸の外周側から内周側へ向かって冷媒が流れる形状に形成されており、
前記ディフューザ通路(130)は、前記通路形成部材(151)の軸の内周側から外周側へ向かって冷媒が流れる形状に形成されており、
前記駆動手段(160)の少なくとも一部は、前記吸引用通路(120)および前記ディフューザ通路(130)に挟まれる位置に配置さ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。 - 前記駆動手段(160)は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間(162)および前記封入空間(162)内の前記感温媒体の圧力に応じて変位する圧力応動部材(161)を有して構成され、
前記圧力応動部材(161)は、前記通路形成部材(151)に連結されており、
前記感温媒体は、前記吸引用通路(120)を流通する冷媒の温度および前記ディフューザ通路(130)を流通する冷媒の温度が伝達されることによって圧力変化するものであることを特徴とする請求項4に記載のエジェクタ。 - 前記減圧用空間(202)、前記吸引用通路(120)、前記昇圧用空間(205)、および前記通路形成部材(151)は、いずれも回転体形状で形成されており、互いの軸線が同軸上に配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載のエジェクタ。
- 前記ボデー(200)には、前記ディフューザ通路(130)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間(206)が形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載のエジェクタ。
- 蒸気圧縮式の冷凍サイクル(10、10A〜10C)に適用されて、
前記冷凍サイクル(10、10A〜10C)の高圧側から流入する高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(110)と、
前記高圧冷媒よりも低圧である低圧冷媒を、前記ノズル部(110)から噴出される噴出冷媒の吸引力によって吸引する吸引部(120)と、
前記ノズル部(110)の下流側に配設されて、流路断面積が下流側に向けて徐々に拡大され、前記ノズル部(110)から噴出される前記噴出冷媒と前記吸引部(120)から吸引される前記低圧冷媒とが混合された混合冷媒を減速して圧力上昇させるディフューザ部(130)と、を備えるエジェクタにおいて、
前記ノズル部(110)の上流側に配設されて、前記高圧冷媒を旋回させ、仮想される旋回中心線の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、気液混相状態の冷媒を前記ノズル部(110)に流入させる旋回空間(140)と、
前記ノズル部(110)と前記ディフューザ部(130)との流路面積を変更可能とする流路面積可変機構(150)とを設けたことを特徴とするエジェクタ。 - 前記高圧冷媒は、液相冷媒であることを特徴とする請求項8に記載のエジェクタ。
- 前記流路面積可変機構(150)は、前記ノズル部(110)と前記ディフューザ部(130)との流路面積を同時に変更可能とすることを特徴とする請求項8または9に記載のエジェクタ。
- 前記ディフューザ部(130)の前記流路断面積の拡大率は、下流側に向けて順次大きくなるように設定されており、
前記流路面積可変機構(150)は、前記ノズル部(110)および前記ディフューザ部(130)の内周面に沿う曲面を有する通路形成部材(151)を備えており、
前記通路形成部材(151)によって形成される前記ディフューザ部(130)の内部流路は、前記ディフューザ部(130)の軸線方向に対して交差する方向に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1つに記載のエジェクタ。 - 前記ディフューザ部(130)から流出される前記混合冷媒の気液を分離する気液分離器(13)を備えることを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1つに記載のエジェクタ。
- 前記気液分離器(13)によって気液分離された冷媒を溜める貯液部(14)を備え、
前記貯液部(14)は、前記気液分離器(13)と一体的に形成されたことを特徴とする請求項12に記載のエジェクタ。
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