JP4882784B2 - Ejector - Google Patents
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Description
本発明は、高速で噴出する作動流体の巻き込み作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタに関するものであり、冷媒を循環させるポンプ手段としてエジェクタを採用した蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、エジェクタ式冷凍サイクルと言う。）に適用して有効である。 The present invention relates to an ejector that is a momentum transporting pump that transports fluid by the entrainment action of a working fluid ejected at high speed, and a vapor compression refrigeration cycle (hereinafter referred to as an ejector) that employs an ejector as a pumping means for circulating a refrigerant. It is effective when applied to the refrigeration cycle.
従来、エジェクタ式冷凍サイクルに用いられるエジェクタとして、例えば、下記特許文献１に示されるものがある。この特許文献１に示されたエジェクタでは、切削加工で製作されボディ１に、高圧冷媒を導く駆動流体チューブ１００と、気相冷媒を導く吸引流体チューブ１１０と、高圧冷媒と気相冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ１２０とを蝋付け接合し、次にそのボディ１にノズル２を圧入して組み立てて行く構造となっている。
しかしながら、上記特許文献１のエジェクタでは、ボディ１が金属部材からの削り出しのため、製造コストが高くつくという問題点がある。本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、製造コストを低減することのできる新規なエジェクタを提供することにある。
However, the ejector disclosed in
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧させるノズル（２）と、ノズル（２）から噴射する冷媒の巻き込み作用によって冷媒を吸引する吸引部（６１）と、噴射した冷媒と吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（６３、１２０）とを有するエジェクタにおいて、
金属材料を塑性加工して形成した円筒状のボディ（１）と、ボディ（１）とは別体として構成され、且つボディ（１）の内部に収容、固定される円筒状のノズルガイド（６）とを有するとともに、
ノズルガイド（６）の軸方向先端（６５）が、ボディ（１）の軸方向先端（１５）に圧入固定され、ノズル（２）の軸方向先端（２３）が、ノズルガイド（６）の軸方向後端（６０）に圧入固定され、ノズルガイド（６）の内部であって、ノズルガイド（６）の軸方向先端（６５）とノズル（２）の軸方向先端（２３）との間の空間に、吸引部（６１）が形成され、ボディ（１）の内部であって、ノズル（２）の外周側に、高圧冷媒をノズル（２）の内部に供給するための駆動流体空間が形成されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, according to the first aspect of the present invention, the pressure energy of the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle is converted into velocity energy, and the pressure of the refrigerant is reduced, and the entrainment action of the refrigerant injected from the nozzle (2). In an ejector having a suction part (61) for sucking a refrigerant, and a pressure raising part (63, 120) for increasing the pressure of the refrigerant by converting velocity energy into pressure energy while mixing the injected refrigerant and the sucked refrigerant ,
A cylindrical body guide (1) formed by plastic processing of a metal material and a cylindrical nozzle guide (6) configured separately from the body (1) and housed and fixed inside the body (1). ) And
The axial tip (65) of the nozzle guide (6) is press-fitted and fixed to the axial tip (15) of the body (1), and the axial tip (23) of the nozzle (2) is the axis of the nozzle guide (6). The inner end of the nozzle guide (6) between the axial tip (65) of the nozzle guide (6) and the axial tip (23) of the nozzle (2). A suction portion (61) is formed in the space, and a driving fluid space for supplying high-pressure refrigerant to the inside of the nozzle (2) is formed inside the body (1) and on the outer peripheral side of the nozzle (2). It is characterized by being.
この請求項１に記載の発明によれば、ボディ（１）を削り出しから塑性加工に変更することにより、エジェクタの製造コストを低減することができる。また、製造コスト低減のためにボディ（１）を削り出しから塑性加工に変更しても、ノズル（２）と昇圧部（６３、１２０）の入口部（６３ａ）との同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。 According to the first aspect of the invention, the manufacturing cost of the ejector can be reduced by changing the body (1) from machining to plastic working. Also, even if the body (1) is changed from being machined to plastic working to reduce the manufacturing cost, the coaxiality between the nozzle (2) and the inlet part (63a) of the pressure raising part (63, 120) is ensured with high accuracy. It is possible to maintain high performance.
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタにおいて、円筒状のノズルガイド（６）の内周面には、ノズル（２）が圧入、固定されるノズル圧入部（６０）、吸引部（６１）が形成される吸引空間（６１）、軸方向先端（６５）に向かって内径が縮小していくテーパー状の入口部（６３ａ）、および昇圧部の一部を形成する混合部（６３）が形成されていることを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、ボディ（１）に頼ることなく、ノズル（２）とノズルガイド（６）だけで吸引空間（６１）を形成することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the ejector according to the first aspect, a nozzle press-fitting portion (60) in which the nozzle (2) is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical nozzle guide (6). ), A suction space (61) in which the suction part (61) is formed, a tapered inlet part (63a) whose inner diameter is reduced toward the axial tip (65), and a part of the booster part. A mixing part (63) is formed. According to the second aspect of the present invention, the suction space (61) can be formed only by the nozzle (2) and the nozzle guide (6) without depending on the body (1).
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のエジェクタにおいて、ノズルガイド（６）は、吸引空間（６１）に冷媒を吸引するための連通孔（６２）を有することを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、連通孔（６２）を介して吸引した冷媒を吸引空間（６１）に導入することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the ejector according to the first or second aspect, the nozzle guide (6) has a communication hole (62) for sucking the refrigerant into the suction space (61). It is a feature. According to the third aspect of the present invention, the refrigerant sucked through the communication hole (62) can be introduced into the suction space (61).
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のエジェクタにおいて、ノズルガイド（６）は、入口部（６３ａ）の冷媒流れ下流側に、噴射した冷媒と吸引した冷媒とを混合させる混合部（６３）の一部を一体的に有していることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、入口部（６３ａ）とその直後の混合部（６３）との同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ejector according to any one of the first to third aspects, the nozzle guide (6) is a refrigerant injected to the downstream side of the refrigerant flow of the inlet portion (63a). And a part of the mixing part (63) for mixing the sucked refrigerant. According to the fourth aspect of the present invention, the coaxiality between the inlet portion (63a) and the mixing portion (63) immediately after the inlet portion (63a) can be ensured with high accuracy, and high performance can be maintained. .
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載のエジェクタにおいて、ノズルガイド（６）を快削材で形成していることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、ノズルガイド（６）に切削性の良い快削材を用いることで、エジェクタの製造コストを低減することができる。
The invention described in
また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のエジェクタにおいて、ノズルガイド（６）を切削加工、もしくは鍛造と切削加工の組み合わせで形成していることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、ノズルガイド（６）を切削で精度良く形成して高性能を維持することが可能となるうえ、鍛造と組み合わせれば切削箇所を少なくできて、エジェクタの製造コストを低減することができる。
Further, in the invention described in
また、請求項７に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタにおいて、ノズル（２）は、冷媒を噴射する冷媒噴射口（２３ｂ）を入口部（６３ａ）に対向させた姿勢で、ノズルガイド（６）の入口部（６３ａ）と反対側の端部開口から圧入されていることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、ノズル（２）の冷媒噴射口（２３ｂ）と昇圧部（６３、１２０）の入口部（６３ａ）との同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ejector according to the first aspect, the nozzle (2) is configured such that the refrigerant injection port (23b) for injecting the refrigerant is opposed to the inlet portion (63a). The guide (6) is press-fitted from an end opening opposite to the inlet (63a). According to the seventh aspect of the present invention, the coaxiality between the refrigerant injection port (23b) of the nozzle (2) and the inlet portion (63a) of the pressure increasing portion (63, 120) can be ensured with high accuracy. It is possible to maintain high performance.
また、請求項８に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタにおいて、昇圧部（６３、１２０）としてのディフューザ（１２０）を備え、ボディ（１）は主な外形部を形成する主径部（１４）と、主径部（１４）の冷媒流出側に形成された縮径部（１５）とを有し、ノズルガイド（６）とディフューザ（１２０）とは、ともに縮径部（１５）に嵌合して保持されていることを特徴としている。この請求項８に記載の発明によれば、ノズルガイド（６）とディフューザ（１２０）との同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ejector according to the first aspect, a diffuser (120) is provided as the booster (63, 120), and the body (1) has a main diameter that forms a main outer shape. And a reduced diameter portion (15) formed on the refrigerant outflow side of the main diameter portion (14). The nozzle guide (6) and the diffuser (120) are both reduced diameter portions (15). ) And is held. According to the eighth aspect of the invention, the coaxiality between the nozzle guide (6) and the diffuser (120) can be ensured with high accuracy, and high performance can be maintained.
また、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載のエジェクタにおいて、ディフューザ（１２０）は縮径部（１５）の開放端側から縮径部（１５）に圧入され、ノズルガイド（６）は主径部（１４）側から縮径部（１５）に圧入され、ノズルガイド（６）の冷媒流出部とディフューザ（１２０）の冷媒流入部とが縮径部（１５）内で対向して当接していることを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、ノズルガイド（６）の冷媒流出部とディフューザ（１２０）の冷媒流入部との連通構造が精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。
In the invention according to claim 9, in the ejector according to
また、請求項１０に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタにおいて、ボディ（１）に、金属部材としてステンレスのＳＵＳ３０４、もしくはＳＵＳ３０５を用いていることを特徴としている。この請求項１０に記載の発明によれば、ボディ（１）に塑性加工性、蝋付け性、溶接性の良い金属材料を用いることで、高性能、高品質を維持することが可能となる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
In the invention described in
以下、実施の形態について添付した図１〜４を用いて詳細に説明する。図１は、一実施形態におけるエジェクタの全体構成を示す断面図であり、図２は、図１のエジェクタの要部構成を拡大して示す断面図である。図３は、エジェクタ要部の組み付け順序を説明する断面図であり、図４は、図３のエジェクタ要部の組み付け後を示す断面図である。本実施形態のエジェクタは、蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いられ、例えば、減圧装置として用いることができる。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an ejector according to an embodiment, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main configuration of the ejector illustrated in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the assembly order of the main part of the ejector, and FIG. 4 is a cross-sectional view after the main part of the ejector of FIG. 3 is assembled. The ejector of the present embodiment is used in a vapor compression refrigeration cycle, and can be used as, for example, a decompression device.
ボディ１は、エジェクタとしての構成部品を支持するハウジングとしての機能を有する。ボディ１は、略円筒状で、管材や板材の金属部材を塑性加工して形成されている。ボディ１には、塑性加工性、耐食性に優れ、且つ、蝋付け、溶接に適した非磁性体のステンレスＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５などの金属部材を用いて形成している。
The
金属材料を塑性加工して成形するボディ１は、金属を塑性加工したものとして、管材からのスエージング加工、スピニング加工、ローラー成形、ハイドロフォーミング、爆発成形などで成形したものであっても良いし、板材からの深絞り、プレス成形した部材を最中状に接合して成形したものなどであっても良いし、あるいはこれらの成形加工方法を組み合わせたものであっても良い。
The
ボディ１には、軸方向の一端側（図中上端）から順に小径となる３つの内径部、即ち、拡径部１３、主径部１４、縮径部１５が形成されている。そして、主径部１４と縮径部１５との間には、円錐漏斗状のテーパー部１６が形成され、主径部１４と縮径部１５とはこのテーパー部１６で繋がれている。
The
なお主径部１４は、図２〜４に示すように、拡径部１３側の僅かに径の大きな第１主径部１４ａと、縮径部１５側の僅かに径の小さな第２主径部１４ｂとから構成されている。そして、第１主径部１４ａには高圧冷媒が流入する駆動流体流入口１０が形成され、第２主径部１４ｂには気相冷媒が流入する吸引流体流入口１１が形成されている。
2 to 4, the
そして、駆動流体流入口１０には図示しない放熱器からの高圧冷媒を導く駆動流体チューブ１００が接続され、吸引流体流入口１１には図示しない蒸発器からの気相冷媒を導く吸引流体チューブ１１０が接続されている。また、ボディ１の軸方向先端に形成された縮径部１５の開放端側には、ディフューザ１２０の径の小さな混合部側端が、縮径部１５の中程まで圧入されて保持されている。ディフューザ１２０は、後述するノズル２から噴射した冷媒と、後述する吸引部６１から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して、冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部として機能するものである。
A driving
このディフューザ１２０は、ボディ１と同様、塑性加工性、耐食性に優れ、且つ、蝋付けに適した材料で、銅の管材やステンレスＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５などの管材から、縮管あるいは拡管成形、またはローラー成形などにより形成されている。そして、図３に示すように、ボディ１内に内部部品を組み付ける前に、ボディ１に駆動流体チューブ１００、吸引流体チューブ１１０、ディフューザ１２０をセットした状態で蝋付け炉に入れて、これらを蝋付けで一体蝋付けしている。
This
次に、ボディ１内には、ノズル２と、本実施形態の特徴部材であるノズルガイド６とが収容されている。ノズルガイド６は、ノズル２から噴射する冷媒の巻き込み作用によって冷媒を吸引する吸引部６１と、吸引部６１からディフューザ１２０に向かって内径が縮小していく略円錐漏斗状の入口部６３ａを有している。このノズルガイド６に相当する部分は、従来、切削ボディの一部として構成されていた部分であり、本発明では、この部分（ノズルガイド６）をボディ１とは別部品として構成したものである。
Next, in the
ノズルガイド６は、略円筒状で、金属部材を切削加工、もしくは鍛造と切削加工の組み合わせで形成している。金属部材には、切削性、耐食性に優れたステンレスＳＵＳ３０３や黄銅材などの快削材を用いて、ノズルガイド６を形成している。ノズルガイド６は、軸方向の一端側（図中上端）から順に小径となる３つの内径部、即ち、ノズル圧入部６０、吸引部６１、混合部（昇圧部）６３を有しており、これら３つの内径部は一体的に形成されている。そして、吸引部６１と混合部６３とは、略円錐漏斗状の入口部６３ａで繋がれている。
The
また、ノズルガイド６の外周側には、軸方向の一端側（図中上端）から順に小径となる２つの外径部が形成されている。即ち、外径部は、ノズル圧入部６０および吸引部６１の外周側に形成された大径部６４と、混合部６３の外周側に形成された小径部６５とから形成されており、大径部６４と小径部６５との間であって、入口部６３ａの外周側には、円錐漏斗状のテーパー部６６が形成されている。
Further, two outer diameter portions having a smaller diameter in order from one end side in the axial direction (upper end in the drawing) are formed on the outer peripheral side of the
なお、大径部６４のノズル圧入部６０側端部（図中上端）には、図２〜４に示すように、僅かに径の大きな鍔部６７が形成されている。また、大径部６４には、ボディ１の吸引流体流入口１１に対応した位置に、吸引部６１と吸引流体チューブ１１０とを連通させるための連通孔６２が形成されている。
Note that, as shown in FIGS. 2 to 4, a
ノズル２は、冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して、冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。本実施形態では、ノズル２から噴出する冷媒の速度を音速以上まで加速するために、ノズルの軸方向先端２３に、通路途中に通路面積を最も縮小した喉部２３ａ、および喉部２３ａから先端（図中下方）に向かって、実質的な冷媒通路断面積が徐々に拡大するように設定されたノズルディフューザ部２３ｂを有するラバールノズル（流体工学（東京大学出版会）参照）を用いている。
The
ノズル２は、略円筒状で、金属部材を切削加工、もしくは鍛造と切削加工の組み合わせで形成している。金属部材には、切削性、耐食性に優れたステンレスＳＵＳ３０３や黄銅材などの快削材を用いて、ノズル２を形成している。ノズル２には、軸方向の一端側（図中上端）から順に小径となる３つの内径部、即ちニードルガイド圧入部２０、駆動冷媒通路２１、および通路面積を最も縮小したノズルディフューザ部２３ｂ（喉部２３ａを含む）が形成されている。
The
そして、駆動冷媒通路２１と喉部２３ａとの間の通路面積は、円錐漏斗状のテーパー部により徐々に縮小されている。また、喉部２３ａの軸方向下流側は、逆に僅かに通路面積が拡大するような円錐テーパーとなったノズルディフューザ部２３ｂ（冷媒噴射口２３ｂともいう）が形成されている。そして駆動冷媒通路２１の側方には、ボディ１の駆動流体流入口１０に対応した位置において、駆動冷媒通路２１と駆動流体チューブ１００とを連通させるための連通孔２２が設けられており、ボディ１とノズル２との間に形成された環状の隙間（駆動流空間）を通して駆動流体チューブ１００（駆動流体流入口１０）と連通孔２２とが連通している。
The passage area between the driving
そして、これらの部材は図３に示すように、まずノズル２が冷媒を噴射する冷媒噴射口２３ｂをノズルガイド６の入口部６３ａに対向させた姿勢で、ノズル２をノズルガイド６のノズル圧入部６０に隙間なく圧入嵌合する。これにより、ノズル２とノズルガイド６の入口部６３ａとの間の空間において、冷媒噴射口２３ｂの周りに、吸引部としての吸引空間６１が形成される。また、ノズル２の冷媒噴射口２３ｂとノズルガイド６の入口部６３ａとの同軸度が精度良く確保された状態で、ノズル２がノズルガイド６に結合される。
As shown in FIG. 3, these members are configured such that the
次に、ノズル２と一体的に結合されたノズルガイド６を、ボディ１の内部から、ノズルガイド６の軸方向先端に形成された小径部６５がボディ１の軸方向先端に形成された縮径部１５の中程に達するまで圧入嵌合する。その結果、ノズルガイド６の冷媒流出部（混合部６３）と、先にボディ１に蝋付けしたディフューザ１２０の冷媒流入部とが、ボディ１の縮径部１５内で対向して当接した状態で保持される。これにより、ノズルガイド６とディフューザ１２０とは、その同軸度を、容易にかつ精度良く維持できるようになっている。そのため、ノズルガイド６は、ボディ１に圧入しても変形しないよう、ボディ１に対して肉厚形状としている。
Next, the
ノズルガイド６の小径部６５がボディ１の縮径部１５に圧入されたとき、ノズルガイド６の鍔部６７は、ボディ１の第２主径部１４ｂに圧入される。よって、ノズルガイド６の大径部６４とボディ１の第２主径部１４ｂ、およびノズルガイド６のテーパー部６６とボディ１のテーパー部１６との間には、僅かな隙間が形成される。ノズル２の外周に形成される駆動流空間とノズルガイド６の外周に形成される吸引流空間とは、鍔部６７によって区画される。
When the
以上のようにして、固定ノズル式のエジェクタの要部が完成する。本実施形態のエジェクタは、ノズル開度を可変できる可変式のエジェクタとして構成しているため、ボディ１の拡径部１３の側（図中上部）に、後述するノズル開度可変機構が組み付けられる。
As described above, the main part of the fixed nozzle type ejector is completed. Since the ejector according to the present embodiment is configured as a variable ejector that can vary the nozzle opening, a nozzle opening varying mechanism, which will be described later, is assembled on the
金属製の円筒状ニードルガイド４は、ノズル２のニードルガイド圧入部２０に圧入固定される圧入円筒部４０と、ノズル２の上方に突出するネジ円筒部４１とから構成されている。このネジ円筒部４１には、後述するロータ５の雌ネジ５３に螺合する雄ネジ４２が形成されている。また、ニードルガイド４の中心部には、ニードル３を摺動自在に保持する円筒状のガイド孔４３が形成されている。ニードルガイド４は、喉部２３ａとは反対側のノズル２の端部から、ニードルガイド圧入部２０に圧入、組み付けられている。
The metallic
ノズル２の駆動流体通路２１には、駆動流体通路２１の軸方向に変位して喉部２３ａの通路面積を調整する金属製のニードル３が配置されている。ニードル３は、ニードルガイド４に保持される大径円柱部３０と、後述するスプリング１３０が配設される小径円柱部３１と、喉部２３ａの通路面積を変化させるために、先端側に向かうほど断面積が縮小するように円錐状に形成された円錐部３２とを有している。
In the
ロータ５は、磁性体で、略カップ状に形成されている。そして、ニードル３の小径円柱部３１にスプリング１３０を配設してロータ５の底部５０の孔５１に小径円柱部３１を挿入し、小径円柱部３１における孔５１から突出した部位にワッシャ９を溶接している。カップ状のロータ５の内周面には、前述した雌ネジ５３が形成されており、ネジ円筒部４１の雄ネジ４２と螺合している。
The
これにより、ニードル３とロータ５との相対的な位置関係は、スプリング１３０を縮める方向に強制的な力が働かない限り不変となる。即ち、ロータ５とニードル３は、ニードル３に形成された肩部とロータ５との間に圧縮状態で配置されたスプリング１３０の付勢力を介して連結されている。ニードル３は、専らニードルガイド４によってその径方向の位置が決められている。
As a result, the relative positional relationship between the
ロータ５の円筒部５２には、ニードル３の送り機構の一部、あるいは駆動機構の一部としての雌ねじ５３が形成されており、前述のように、この雌ねじ５３がニードルガイド４の雄ねじ４２に螺合されている。これにより、ロータ５が回転されるとロータ５およびニードル３が軸方向に移動するようになっている。
The
これらのニードル３の送り機構（駆動機構）を組み付けた後、非磁性体の金属材料からなるカップ状のキャン７が、ボディ１の拡径部１３に気密的に嵌合される。このキャン７は、ロータ５を覆うように形成されており、拡径部１３との嵌合部が全周にわたってＴｉＧ溶接されている。
After assembling these
そして、キャン７の外周側には、図１に示されるように、ニードル３の送り機構を駆動するためのステッピングモータのコイル８が配置される。コイル８は、キャン７に嵌合されるとともに、図示しないクリップなどによって駆動流体チューブ１００もしくはボディ１などに組み付けられている。
A
本実施形態では、前述の通り、ニードル３の送り機構として送りねじ機構が採用され、その一部のねじである雄ねじ４２がニードルガイド４に一体的に形成されている。送り機構によってニードル３を軸方向に駆動する駆動機構は、回転電機としてのステッピングモータが採用さている。
In the present embodiment, as described above, a feed screw mechanism is employed as the feed mechanism of the
送り機構の一部としてのロータ５には、送り機構の一部である雌ねじ５３が一体に形成されている。雌ねじ５３は、ロータ５と別体の部材に形成し、これらに回転力を伝達可能に連結する構成とすることもできる。駆動手段は、送り機構（ロータ５）と駆動機構（コイル８）とから構成されている。コイル８によって磁力が発生されると、ロータ５は誘導起電力により回転するようになっている。そして、ロータ５の回転により、ロータ５およびニードル３が軸方向に移動する。
The
以上説明したように、本実施形態では、金属材料を塑性加工することにより円筒状のボディ１を形成し、このボディ１の軸方向先端（縮径部１５）に圧入固定される円筒状のノズルガイド６をボディ１とは別体として形成している。また、ノズル２の軸方向先端付近の肩部２４を、ノズルガイド６の軸方向後端（ノズル圧入部６０）に圧入固定することにより、ノズルガイド６の内部において、ノズルガイド６の先端（小径部６５）に形成される昇圧部の一部（６３）とノズル２の軸方向先端２３との間に吸引空間６１を形成している。そして、ノズル２およびノズルガイド６は、快削材からなる金属部材を切削加工（あるいは、鍛造と切削加工）により形成している。
As described above, in this embodiment, the
上記のように構成される本実施形態のエジェクタと、ノズルガイド６に相当する部分を別体ではなく塑性加工により一体的にボディとして形成した仮想のエジェクタとの比較を行うことにより、本発明の効果を説明する。
By comparing the ejector of the present embodiment configured as described above with a virtual ejector in which a portion corresponding to the
昇圧部としてのディフューザ１２０（混合部の一部６３）とノズル２との同軸度（噴射冷媒流の同軸度）を、高精度にすることが、エジェクタの性能上重要である。ノズル２が圧入固定されるボディを塑性加工により製作した場合は、ディフューザ１２０とノズル２との同軸度を高精度に維持管理することは困難である。
It is important for the performance of the ejector to make the coaxiality (the coaxiality of the injected refrigerant flow) of the diffuser 120 (
また、塑性加工により製作する場合は、塑性加工されるボディの肉厚を薄くすることが必要である。薄肉形状のボディに、駆動流体チューブ１００、吸引流体チューブ１１０、およびディフューザ１２０を蝋付けするとき、薄肉形状のボディが熱変形することも避けられない。従って、ディフューザ１２０とノズル２との同軸度を高精度に維持することが困難となることが予想される。
Further, when manufacturing by plastic working, it is necessary to reduce the thickness of the body to be plastic processed. When the driving
ディフューザ１２０とノズル２との同軸度が低下している場合、冷媒噴射口を出た冷媒が混合部の口元壁面に衝突してしまい、冷媒の速度エネルギーが有効に圧力エネルギーに変換できずに、冷媒流れの乱れとしてエネルギー消費されてしまい、エジェクタの性能が低下することが考えられる。
When the coaxiality between the
そこで、本発明では、前述したように、ノズル２を圧入して保持させるノズルガイド６を、ボディ１とは別部品として構成したものである。従って、ボディ１を削り出しから塑性加工に変更することにより、エジェクタの製造コストを低減することができる。また、製造コスト低減のためにボディ１を削り出しから塑性加工に変更しても、別部品としてのノズルガイド６により、ノズル２と昇圧部６３、１２０の入口部６３ａとの同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。
Therefore, in the present invention, as described above, the
また、ボディ１に、駆動流体チューブ１００、吸引流体チューブ１１０、およびディフューザ１２０を蝋付けした後に、ノズルガイド６をボディ１に組付ける構造としている。その結果、蝋付け時のボディ１の熱変形が、噴射冷媒流の同軸度に影響しない構造とすることができる。
Further, after the driving
また、ノズルガイド６は、ノズル２と入口部６３ａとの間で、吸引部としての吸引空間６１を形成するとともに、冷媒を吸引空間６１に導入する連通孔６２を有している。これにより、ボディ１の形状に関係なく、ノズル２とノズルガイド６だけで吸引空間６１を形成することができるので、吸引空間６１の設計が容易となる。
Further, the
また、前述したように、ノズルガイド６を快削材で形成している。従来、切削で一体に形成していたボディ部分は、切削性や耐食性が求められるとともに、駆動流体チューブ１００、吸引流体チューブ１１０の蝋付け性やキャン７の溶接性も求められ、それらがバランス良く成立する材料と言うことで、材料選択の制約が大きかった。しかし、本実施形態では、ノズルガイド６とボディ１とを別部品として構成することにより、ノズルガイド６は蝋付けや溶接が不要となるため、蝋付け性、溶接性に制約されることなく、切削性、耐食性で材料選定することが可能となる。
Further, as described above, the
このノズルガイド６は、ボディ１に比べて肉厚形状とし、ノズル圧入部６０や混合部の入口部６３ａは切削加工として、寸法、同軸度などを高精度に加工している。これによれば、ノズルガイド６に切削性、耐久性を考慮した金属材料として、ステンレスのＳＵＳ３０３や黄銅材などの快削材を用いることで、エジェクタの製造コストを低減することができる。
The
また、ノズルガイド６を、鍛造（冷鍛、温鍛）と切削加工との組み合わせで形成することもできる。これによれば、ノズルガイド６を切削で精度良く形成して高性能を維持することが可能となるうえ、鍛造と組み合わせれば切削箇所を少なくできて、エジェクタの製造コストを低減することができる。
The
また、ノズル２は、冷媒を噴射する冷媒噴射口２３ｂを入口部６３ａに対向させた姿勢で、ノズルガイド６の入口部６３ａと反対側の端部開口（軸方向後端）から圧入されている。これによれば、ノズル２の冷媒噴射口２３ｂと昇圧部６３、１２０の入口部６３ａとの同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。また、ノズル２やニードル３は、両者間の摺動による摩耗が発生しにくくなるため、耐磨耗性に優れた材料を用いる必要が無くなり、例えば、ノズル２やニードル３の材料を安価で加工し易いものに変更して、材料費、加工費を低減することもできる。
The
また、昇圧部６３、１２０としてのディフューザ１２０を備え、ボディ１は主な外形部を形成する主径部１４と、主径部１４の冷媒流出側に形成された縮径部１５とを有し、ノズルガイド６とディフューザ１２０とは、ともに縮径部１５に嵌合して保持されている。これによれば、ノズルガイド６とディフューザ１２０との同軸度を精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。
The
また、ディフューザ１２０は、縮径部１５の開放端側（先端側）から縮径部１５に圧入され、ノズルガイド６は主径部１４側（軸方向後端側）から縮径部１５に圧入され、ノズルガイド６の冷媒流出部とディフューザ１２０の冷媒流入部とが縮径部１５内で対向して当接している。これによれば、ノズルガイド６の冷媒流出部とディフューザ１２０の冷媒流入部との連通構造が精度良く確保することができて、高性能を維持することが可能となる。
The
また、ボディ１の金属部材として、ステンレスのＳＵＳ３０４、もしくはＳＵＳ３０５を用いている。これは、従来の切削ボディの場合、駆動流体チューブ１００、吸引流体チューブ１１０、ディフューザ１２０の蝋付けやキャン７の溶接をするため、ボディの材質は蝋付け、溶接に適した材料を選定しなければならず、これらは切削性の劣る材料であった。しかし、本実施形態では塑性加工のボディ１とノズルガイド６とを分けることにより、それぞれの加工、組付け（接合）に適した材料を選定することができる。
In addition, stainless steel SUS304 or SUS305 is used as the metal member of the
つまり、ボディ１は、上述したノズルガイド６とは逆に、切削性、耐食性が不要となるため、これらに制約されることなく塑性加工性、蝋付け性、溶接性で材料選定することが可能となった。これによれば、ボディ１に塑性加工性、蝋付け性、溶接性の良い金属材料を用いることで、高性能、高品質を維持することが可能となる。
That is, contrary to the
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態ではノズル開度を可変できる電気駆動式の可変ノズルのエジェクタとして構成しているが、固定ノズルのエジェクタであっても良い。また、上述の実施形態ではラバールノズルで構成しているが、喉部２３ａ以降に実質的な冷媒流路断面積の拡大する部分（ノズルディフューザ部２３ｂ）が無いプラグノズルで構成しても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the ejector is an electrically driven variable nozzle that can vary the nozzle opening, but it may be a fixed nozzle ejector. In the above-described embodiment, a rubber nozzle is used. However, a plug nozzle that does not have a portion (
１…ボディ
２…ノズル
６…ノズルガイド
１４…主径部
１５…軸方向先端、縮径部
２３…軸方向先端
２３ｂ…冷媒噴射口
６０…軸方向後端、ノズル圧入部
６１…吸引部、吸引空間
６２…連通孔
６３…混合部（昇圧部）
６３ａ…入口部
６５…軸方向先端（小径部）
１２０…ディフューザ（昇圧部）
DESCRIPTION OF
63a ...
120 ... Diffuser (Boosting part)
Claims (10)
前記ノズル（２）から噴射する冷媒の巻き込み作用によって冷媒を吸引する吸引部（６１）と、
噴射した冷媒と吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（６３、１２０）とを有するエジェクタにおいて、
金属材料を塑性加工して形成した円筒状のボディ（１）と、
前記ボディ（１）とは別体として構成され、且つ前記ボディ（１）の内部に収容、固定される円筒状のノズルガイド（６）とを有するとともに、
前記ノズルガイド（６）の軸方向先端（６５）が、前記ボディ（１）の軸方向先端（１５）に圧入固定され、
前記ノズル（２）の軸方向先端（２３）が、前記ノズルガイド（６）の軸方向後端（６０）に圧入固定され、
前記ノズルガイド（６）の内部であって、前記ノズルガイド（６）の前記軸方向先端（６５）と前記ノズル（２）の前記軸方向先端（２３）との間の空間に、前記吸引部（６１）が形成され、
前記ボディ（１）の内部であって、前記ノズル（２）の外周側に、高圧冷媒を前記ノズル（２）の内部に供給するための駆動流体空間が形成されていることを特徴とするエジェクタ。 A nozzle (2) that converts the pressure energy of the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle into velocity energy to depressurize the refrigerant;
A suction part (61) for sucking the refrigerant by the entrainment action of the refrigerant injected from the nozzle (2);
In an ejector having a pressure increasing unit (63, 120) that increases the pressure of the refrigerant by converting velocity energy into pressure energy while mixing the injected refrigerant and the sucked refrigerant,
A cylindrical body (1) formed by plastic processing of a metal material;
While having a cylindrical nozzle guide (6) configured separately from the body (1) and housed and fixed inside the body (1),
The axial tip (65) of the nozzle guide (6) is press-fitted and fixed to the axial tip (15) of the body (1),
The axial tip (23) of the nozzle (2) is press-fitted and fixed to the axial rear end (60) of the nozzle guide (6),
In the space between the axial tip (65) of the nozzle guide (6) and the axial tip (23) of the nozzle (2) inside the nozzle guide (6), the suction part (61) is formed,
An ejector characterized in that a driving fluid space for supplying high-pressure refrigerant to the inside of the nozzle (2) is formed inside the body (1) and on the outer peripheral side of the nozzle (2). .
前記ボディ（１）は主な外形部を形成する主径部（１４）と、前記主径部（１４）の冷媒流出側に形成された縮径部（１５）とを有し、
前記ノズルガイド（６）と前記ディフューザ（１２０）とは、ともに前記縮径部（１５）に嵌合して保持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。 A diffuser (120) as the booster (63, 120);
The body (1) has a main diameter portion (14) forming a main outer shape portion, and a reduced diameter portion (15) formed on the refrigerant outflow side of the main diameter portion (14),
The ejector according to claim 1, wherein the nozzle guide (6) and the diffuser (120) are both fitted and held in the reduced diameter portion (15).
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