JPH05149652A - 減圧装置 - Google Patents
減圧装置Info
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- JPH05149652A JPH05149652A JP3312462A JP31246291A JPH05149652A JP H05149652 A JPH05149652 A JP H05149652A JP 3312462 A JP3312462 A JP 3312462A JP 31246291 A JP31246291 A JP 31246291A JP H05149652 A JPH05149652 A JP H05149652A
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- Japan
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- refrigerant
- pressure
- liquid
- gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
- F25B2341/0011—Ejectors with the cooled primary flow at reduced or low pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
- F25B2341/0012—Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で高性能な減圧装置を提供する。
【構成】 本発明の減圧装置であるエジェクタ4は、直
列に配された第1ノズル4aと第2ノズル4bとを有
し、冷媒凝縮器より導かれた高圧の液冷媒が、第1ノズ
ル4aで減圧されることにより、第2ノズル4bの入口
では、気液二相冷媒となる。
列に配された第1ノズル4aと第2ノズル4bとを有
し、冷媒凝縮器より導かれた高圧の液冷媒が、第1ノズ
ル4aで減圧されることにより、第2ノズル4bの入口
では、気液二相冷媒となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体を噴出させるノズ
ルを備えた減圧装置に関する。
ルを備えた減圧装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両用空気調和装置では、凝
縮後の冷媒を減圧させるエジェクタを備えた冷凍サイク
ルが利用されている。エジェクタは、冷媒凝縮器の下流
に配されて、その冷媒凝縮器より導かれた冷媒を噴出さ
せるノズルと、このノズルから噴出した冷媒を拡散させ
るディフューザより成る。このエジェクタでは、ノズル
入口に導かれた冷媒が液単相の場合に著しくノズル効率
が低くなる。そこで、例えば、特開平3−5674号公
報では、ノズル内部の流体を低温流体と熱交換させるこ
とによって、ノズル内の相変化を促進させる技術が開示
されている。
縮後の冷媒を減圧させるエジェクタを備えた冷凍サイク
ルが利用されている。エジェクタは、冷媒凝縮器の下流
に配されて、その冷媒凝縮器より導かれた冷媒を噴出さ
せるノズルと、このノズルから噴出した冷媒を拡散させ
るディフューザより成る。このエジェクタでは、ノズル
入口に導かれた冷媒が液単相の場合に著しくノズル効率
が低くなる。そこで、例えば、特開平3−5674号公
報では、ノズル内部の流体を低温流体と熱交換させるこ
とによって、ノズル内の相変化を促進させる技術が開示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術では、ノズル内の流体と低温流体とを熱交換させる
ための装置が複雑となり、車両用冷凍サイクルの様に、
搭載スペースが限られている場合には適さないという課
題を有していた。本発明は、上記事情に基づいて成され
たもので、その目的は、小型で高性能の減圧装置を提供
することにある。
技術では、ノズル内の流体と低温流体とを熱交換させる
ための装置が複雑となり、車両用冷凍サイクルの様に、
搭載スペースが限られている場合には適さないという課
題を有していた。本発明は、上記事情に基づいて成され
たもので、その目的は、小型で高性能の減圧装置を提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、流体を噴出させるノズルを備えた減圧装
置において、前記ノズルより上流側に1つ以上の絞り部
を設け、前記流体が圧縮性の低い状態で前記絞り部を通
過して減圧されることにより、前記ノズルの入口状態を
気液二相状態としたことを技術的手段とする。
成するために、流体を噴出させるノズルを備えた減圧装
置において、前記ノズルより上流側に1つ以上の絞り部
を設け、前記流体が圧縮性の低い状態で前記絞り部を通
過して減圧されることにより、前記ノズルの入口状態を
気液二相状態としたことを技術的手段とする。
【0005】
【作用】上記構成より成る本発明の減圧装置は、ノズル
より上流側に設けられた絞り部によって、圧縮性の低い
状態で流入した流体が減圧され、ノズル入口では気液二
相状態となる。
より上流側に設けられた絞り部によって、圧縮性の低い
状態で流入した流体が減圧され、ノズル入口では気液二
相状態となる。
【0006】
【実施例】次に、本発明の減圧装置の一実施例を図1な
いし図6を基に説明する。図1は本発明の減圧装置であ
るエジェクタの断面図、図2は冷凍サイクル図である。
冷凍サイクル1は、車両用空気調和装置に用いられるも
ので、図2に示すように、冷媒圧縮機2、冷媒凝縮器
3、エジェクタ4、セパレータ5、冷媒蒸発器6の各機
能部品より構成されている。
いし図6を基に説明する。図1は本発明の減圧装置であ
るエジェクタの断面図、図2は冷凍サイクル図である。
冷凍サイクル1は、車両用空気調和装置に用いられるも
ので、図2に示すように、冷媒圧縮機2、冷媒凝縮器
3、エジェクタ4、セパレータ5、冷媒蒸発器6の各機
能部品より構成されている。
【0007】冷媒圧縮機2は、電磁クラッチ(図示しな
い)を介して車両の走行用エンジン(図示しない)によ
り駆動され、吸引したガス冷媒を圧縮して吐出する。冷
媒凝縮器3は、クーリングファン7の送風を受けて、冷
媒圧縮機2より吐出れた高温、高圧のガス冷媒を凝縮液
化する。エジェクタ4は、図1に示すように、冷媒凝縮
器3より導かれた液冷媒を減圧する第1ノズル4a(本
発明の絞り部)と、この第1ノズル4aで減圧された冷
媒を噴出させる第2ノズル4bと、第2ノズル4bから
噴出した冷媒を拡散させるディフューザ4cより成る。
エジェクタ4の側面には吸引口4dが設けられており、
この吸引口4dが、冷媒配管8を介して冷媒蒸発器6の
出口に接続されている。
い)を介して車両の走行用エンジン(図示しない)によ
り駆動され、吸引したガス冷媒を圧縮して吐出する。冷
媒凝縮器3は、クーリングファン7の送風を受けて、冷
媒圧縮機2より吐出れた高温、高圧のガス冷媒を凝縮液
化する。エジェクタ4は、図1に示すように、冷媒凝縮
器3より導かれた液冷媒を減圧する第1ノズル4a(本
発明の絞り部)と、この第1ノズル4aで減圧された冷
媒を噴出させる第2ノズル4bと、第2ノズル4bから
噴出した冷媒を拡散させるディフューザ4cより成る。
エジェクタ4の側面には吸引口4dが設けられており、
この吸引口4dが、冷媒配管8を介して冷媒蒸発器6の
出口に接続されている。
【0008】セパレータ5は、エジェクタ4の下流に配
されて、エジェクタ4より流出する気液二相の冷媒をガ
ス冷媒と液冷媒とに分離する。セパレータ5で分離され
たガス冷媒は、冷媒配管9を介して冷媒圧縮機2に吸引
され、液冷媒は、冷媒配管10を介して冷媒蒸発器6に
供給される。冷媒蒸発器6は、低温、低圧の冷媒と車室
内空気との熱交換によって冷媒を蒸発させる。冷媒との
熱交換によって冷やされた空気は、ブロワ11の送風を
受けて車室内に吹き出される。また、冷媒蒸発器6で気
化したガス冷媒は、エジェクタ4内の圧力低下によって
吸引口4dよりエジェクタ4内に吸引され、第2ノズル
4bより噴出する冷媒と混合されてディフューザ4cで
昇圧される。
されて、エジェクタ4より流出する気液二相の冷媒をガ
ス冷媒と液冷媒とに分離する。セパレータ5で分離され
たガス冷媒は、冷媒配管9を介して冷媒圧縮機2に吸引
され、液冷媒は、冷媒配管10を介して冷媒蒸発器6に
供給される。冷媒蒸発器6は、低温、低圧の冷媒と車室
内空気との熱交換によって冷媒を蒸発させる。冷媒との
熱交換によって冷やされた空気は、ブロワ11の送風を
受けて車室内に吹き出される。また、冷媒蒸発器6で気
化したガス冷媒は、エジェクタ4内の圧力低下によって
吸引口4dよりエジェクタ4内に吸引され、第2ノズル
4bより噴出する冷媒と混合されてディフューザ4cで
昇圧される。
【0009】次に、本実施例の作動を説明する。次に、
本実施例の作動を、図3に示すモリエル線図を用いて説
明する。なお、このモリエル線図は、冷凍サイクル1の
作動点を描いたもので、図2に示す冷凍サイクル1上の
R1 〜R8 の冷媒状態が、図3に示すモリエル線図上の
R1 〜R8 に対応するものである。冷媒圧縮機2によっ
て圧縮された高温、高圧のガス冷媒(R8 )は、冷媒凝
縮器3で車室外空気と熱交換されることにより凝縮液化
される(R1 )。この凝縮液化された高圧の液冷媒は、
エジェクタ4の第1ノズル4aで減圧されることによっ
て気液二相状態となる(R2 )。この気液二相の冷媒
は、第2ノズル4bより噴出し(R3 )、吸引口4dよ
り吸引されたガス冷媒(R4 )と混合して、ディフュー
ザ4cで昇圧される(R5 )。
本実施例の作動を、図3に示すモリエル線図を用いて説
明する。なお、このモリエル線図は、冷凍サイクル1の
作動点を描いたもので、図2に示す冷凍サイクル1上の
R1 〜R8 の冷媒状態が、図3に示すモリエル線図上の
R1 〜R8 に対応するものである。冷媒圧縮機2によっ
て圧縮された高温、高圧のガス冷媒(R8 )は、冷媒凝
縮器3で車室外空気と熱交換されることにより凝縮液化
される(R1 )。この凝縮液化された高圧の液冷媒は、
エジェクタ4の第1ノズル4aで減圧されることによっ
て気液二相状態となる(R2 )。この気液二相の冷媒
は、第2ノズル4bより噴出し(R3 )、吸引口4dよ
り吸引されたガス冷媒(R4 )と混合して、ディフュー
ザ4cで昇圧される(R5 )。
【0010】エジェクタ4より流出した気液二相の冷媒
は、セパレータ5でガス冷媒と液冷媒とに分離される。
分離されたガス冷媒(R7 )は冷媒圧縮機2に吸引さ
れ、液冷媒(R6 )は冷媒蒸発器6に供給される。そし
て、冷媒蒸発器6で車室内空気と熱交換されて蒸発した
ガス冷媒(R4 )は、再びエジェクタ4に吸引される。
上記作動において、エジェクタ4ではノズル効率が高い
程、つまり第2ノズル4bから噴出する冷媒の出口速度
が大きい程、冷媒の吸引作用(冷媒蒸発器6で気化した
ガス冷媒の吸引)も高まる。そこで、第2ノズル4bの
入口での冷媒状態とノズル効率との関係を調べると、図
4に示すように、液単相よりも気液二相の方がノズル効
率が良いことが分かる。なお、図4中において、x:乾
き度、sc:過冷却度を示す。
は、セパレータ5でガス冷媒と液冷媒とに分離される。
分離されたガス冷媒(R7 )は冷媒圧縮機2に吸引さ
れ、液冷媒(R6 )は冷媒蒸発器6に供給される。そし
て、冷媒蒸発器6で車室内空気と熱交換されて蒸発した
ガス冷媒(R4 )は、再びエジェクタ4に吸引される。
上記作動において、エジェクタ4ではノズル効率が高い
程、つまり第2ノズル4bから噴出する冷媒の出口速度
が大きい程、冷媒の吸引作用(冷媒蒸発器6で気化した
ガス冷媒の吸引)も高まる。そこで、第2ノズル4bの
入口での冷媒状態とノズル効率との関係を調べると、図
4に示すように、液単相よりも気液二相の方がノズル効
率が良いことが分かる。なお、図4中において、x:乾
き度、sc:過冷却度を示す。
【0011】これを以下に説明する。ノズル効率は、次
式に示すように、第2ノズル4bの出口速度の二乗に比
例する。
式に示すように、第2ノズル4bの出口速度の二乗に比
例する。
【0012】
【数1】
【0013】第2ノズル4bの出口速度は、第2ノズル
4b内を流れる流体の重量流量および第2ノズル4bの
出口径を一定とした場合に、流体の体積流量によって決
定され、体積流量が大のときに第2ノズル4bの出口速
度が大となる。体積流量を大とするには、第2ノズル4
bの内部で十分に膨張させる必要があり、そのために
は、第2ノズル4bの入口で膨張を誘発した後、第2ノ
ズル4b内に流動させれば良い。
4b内を流れる流体の重量流量および第2ノズル4bの
出口径を一定とした場合に、流体の体積流量によって決
定され、体積流量が大のときに第2ノズル4bの出口速
度が大となる。体積流量を大とするには、第2ノズル4
bの内部で十分に膨張させる必要があり、そのために
は、第2ノズル4bの入口で膨張を誘発した後、第2ノ
ズル4b内に流動させれば良い。
【0014】そこで、本実施例のエジェクタ4では、第
2ノズル4bの上流に設けた第1ノズル4aによって液
冷媒を減圧膨張させることにより、第2ノズル4b入口
での冷媒状態を気液二相状態とすることができる。その
結果、ノズル効率が高まり、エジェクタ4の吸引能力が
向上することから、冷媒蒸発器6を循環する冷媒量が増
加して、冷房性能の向上を図ることができる(図5参
照)。つぎに、第1ノズル4aの最適形状を決定するた
めの考え方を説明する。上記の式で示したように、第2
ノズル4bの出口速度は、ノズル効率ηn とエンタルピ
差Δiとの積で表される。そこで、第1ノズル4aによ
る減圧Δpを大にしていくと、図3に示すモリエル線図
上のR2 での乾き度xが増大し、ノズル効率ηnは向上
する。しかし、R2 〜R3 間のエンタルピ差Δiは減少
する。逆に、第1ノズル4aによる減圧Δpを小にして
いくと、R2 での乾き度xが減少し、ノズル効率ηnは
低下する。しかし、R2 〜R3 間のエンタルピ差Δiは
増大する。
2ノズル4bの上流に設けた第1ノズル4aによって液
冷媒を減圧膨張させることにより、第2ノズル4b入口
での冷媒状態を気液二相状態とすることができる。その
結果、ノズル効率が高まり、エジェクタ4の吸引能力が
向上することから、冷媒蒸発器6を循環する冷媒量が増
加して、冷房性能の向上を図ることができる(図5参
照)。つぎに、第1ノズル4aの最適形状を決定するた
めの考え方を説明する。上記の式で示したように、第2
ノズル4bの出口速度は、ノズル効率ηn とエンタルピ
差Δiとの積で表される。そこで、第1ノズル4aによ
る減圧Δpを大にしていくと、図3に示すモリエル線図
上のR2 での乾き度xが増大し、ノズル効率ηnは向上
する。しかし、R2 〜R3 間のエンタルピ差Δiは減少
する。逆に、第1ノズル4aによる減圧Δpを小にして
いくと、R2 での乾き度xが減少し、ノズル効率ηnは
低下する。しかし、R2 〜R3 間のエンタルピ差Δiは
増大する。
【0015】実際に、絞り部による減圧Δpとノズル効
率ηnとの関係を測定すると(なお、冷媒凝縮器の凝縮
圧力:12atg 、冷媒蒸発器の蒸発圧力:3atg 、ノズ
ル入口におけるサブクール量:10℃に設定)、図6に
示すように、絞り部による減圧Δpが5〜7kgf/cm2 の
範囲内でノズル効率ηnが最適値を示す。なお、図6中
の実線グラフaは、絞り部をノズルとした場合の測定結
果、実線グラフbは、絞り部をオリフィスとした場合の
測定結果である。この様に、第1ノズル4aによる減圧
Δpには最適値が存在するため、その最適値に基づい
て、第1ノズル4aの形状が決定される。
率ηnとの関係を測定すると(なお、冷媒凝縮器の凝縮
圧力:12atg 、冷媒蒸発器の蒸発圧力:3atg 、ノズ
ル入口におけるサブクール量:10℃に設定)、図6に
示すように、絞り部による減圧Δpが5〜7kgf/cm2 の
範囲内でノズル効率ηnが最適値を示す。なお、図6中
の実線グラフaは、絞り部をノズルとした場合の測定結
果、実線グラフbは、絞り部をオリフィスとした場合の
測定結果である。この様に、第1ノズル4aによる減圧
Δpには最適値が存在するため、その最適値に基づい
て、第1ノズル4aの形状が決定される。
【0016】なお、上記実施例では、絞り部としてノズ
ル形状を採用したが、図7に示すようなオリフィス1
2、あるいはキャピラリチューブでも良い。また、第2
ノズル4bの上流に設ける絞り部は、1か所に限定する
必要はなく、2か所以上でも良い。本発明の減圧装置
を、冷凍サイクル1に使用されるエジェクタ4として説
明したが、冷凍サイクル1に特定するものではなく、水
蒸気を用いた地熱発電用の減圧装置としても適用でき
る。
ル形状を採用したが、図7に示すようなオリフィス1
2、あるいはキャピラリチューブでも良い。また、第2
ノズル4bの上流に設ける絞り部は、1か所に限定する
必要はなく、2か所以上でも良い。本発明の減圧装置
を、冷凍サイクル1に使用されるエジェクタ4として説
明したが、冷凍サイクル1に特定するものではなく、水
蒸気を用いた地熱発電用の減圧装置としても適用でき
る。
【0017】
【発明の効果】本発明の減圧装置は、ノズルより上流側
に設けた絞り部によって、圧縮性の低い状態で流入する
流体を、ノズルの入口では気液二相状態とすることがで
きる。その結果、ノズルより流出する流体の出口速度が
増大して、ノズル効率を向上させることができる。この
減圧装置は、ノズルの上流に絞り部を設けただけで、構
造が簡単で体格が大型化することもない。従って、車両
用冷凍サイクルのように、搭載スペースの限られた所で
も採用することができる。
に設けた絞り部によって、圧縮性の低い状態で流入する
流体を、ノズルの入口では気液二相状態とすることがで
きる。その結果、ノズルより流出する流体の出口速度が
増大して、ノズル効率を向上させることができる。この
減圧装置は、ノズルの上流に絞り部を設けただけで、構
造が簡単で体格が大型化することもない。従って、車両
用冷凍サイクルのように、搭載スペースの限られた所で
も採用することができる。
【図1】本発明の減圧装置であるエジェクタの断面図で
ある。
ある。
【図2】冷凍サイクル図である。
【図3】冷凍サイクルのモリエル線図である。
【図4】ノズル入口での冷媒状態とノズル効率との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図5】冷房能力を示すグラフである。
【図6】絞り部による減圧とノズル効率との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図7】絞り部の変形例を示す断面図である。
4 エジェクタ(減圧装置) 4a 第1ノズル(絞り部) 4b 第2ノズル(ノズル)
Claims (1)
- 【請求項1】流体を噴出させるノズルを備えた減圧装置
において、 前記ノズルより上流側に1つ以上の絞り部を設け、前記
流体が圧縮性の低い状態で前記絞り部を通過して減圧さ
れることにより、前記ノズルの入口状態を気液二相状態
としたことを特徴とする減圧装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31246291A JP3331604B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31246291A JP3331604B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05149652A true JPH05149652A (ja) | 1993-06-15 |
JP3331604B2 JP3331604B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=18029494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31246291A Expired - Fee Related JP3331604B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3331604B2 (ja) |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100413095B1 (ko) * | 2000-03-15 | 2003-12-31 | 가부시키가이샤 덴소 | 임계냉매압력을 가진 이젝터 사이클 시스템 |
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CN105431640A (zh) * | 2013-08-01 | 2016-03-23 | 株式会社电装 | 喷射器 |
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