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JP6399009B2 - Ejector and ejector refrigeration cycle - Google Patents
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Description

本発明は、高速度で噴射される噴射流体の吸引作用によって流体を吸引するエジェクタ、およびエジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。   The present invention relates to an ejector that sucks fluid by a suction action of an ejected fluid ejected at a high speed, and an ejector refrigeration cycle including the ejector.

従来、特許文献1に、超音速で噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口から冷媒を吸引し、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させて昇圧させるエジェクタ、およびエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。   Conventionally, in Patent Document 1, an ejector that sucks a refrigerant from a refrigerant suction port by a suction action of an ejected refrigerant that is injected at supersonic speed, and mixes the injected refrigerant and the sucked refrigerant to increase the pressure, and a vapor compression type equipped with the ejector. An ejector refrigeration cycle, which is a refrigeration cycle apparatus, is disclosed.

この特許文献1のエジェクタでは、ボデーの内部に略円錐形状の通路形成部材を配置し、ボデーと通路形成部材の円錐状側面との隙間に断面円環状の冷媒通路を形成している。そして、この冷媒通路のうち、冷媒流れ最上流側の部位を、高圧冷媒を減圧させて噴射するノズル通路として利用し、ノズル通路の冷媒流れ下流側の部位を、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させる混合通路として利用し、混合通路の冷媒流れ下流側の部位を、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ通路として利用している。   In the ejector of Patent Document 1, a substantially conical passage forming member is disposed inside the body, and a refrigerant passage having an annular cross section is formed in a gap between the body and the conical side surface of the passage forming member. In this refrigerant passage, the portion on the most upstream side of the refrigerant flow is used as a nozzle passage for depressurizing and injecting the high-pressure refrigerant, and the portion on the downstream side of the refrigerant flow in the nozzle passage is mixed with the injected refrigerant and the suction refrigerant. This is used as a mixing passage, and a portion of the mixing passage on the downstream side of the refrigerant flow is used as a diffuser passage for increasing the pressure of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant.

さらに、特許文献1のエジェクタでは、混合通路の形状を、冷媒流れ下流側へ向かって通路断面積が徐々に縮小する形状に形成している。これにより、混合通路における噴射冷媒中の液相冷媒の粒(以下、液滴という。)と気相冷媒との混合性を向上させて、エジェクタ全体としてのエネルギ変換効率(以下、エジェクタ効率という。)の低下を抑制しようとしている。   Furthermore, in the ejector of Patent Document 1, the shape of the mixing passage is formed in a shape in which the passage cross-sectional area gradually decreases toward the downstream side of the refrigerant flow. Thereby, the mixing property of the liquid-phase refrigerant particles (hereinafter referred to as droplets) in the injection refrigerant in the mixing passage and the gas-phase refrigerant is improved, and the energy conversion efficiency (hereinafter referred to as ejector efficiency) of the ejector as a whole. ) Is trying to control the decline.

特開2015−28395号公報JP-A-2015-28395

ところが、本発明者らが更なるエジェクタ効率の向上のために、特許文献1のエジェクタについて検討を進めたところ、特許文献1のエジェクタでは、エジェクタ式冷凍サイクルに負荷変動が生じると、エジェクタ効率の低下を充分に抑制できないことがあった。   However, the inventors have studied the ejector of Patent Document 1 in order to further improve the ejector efficiency. In the ejector of Patent Document 1, when load fluctuation occurs in the ejector refrigeration cycle, the ejector efficiency is reduced. In some cases, the decrease could not be sufficiently suppressed.

そこで、本発明者らがその原因について調査したところ、特許文献1のエジェクタでは、エジェクタ式冷凍サイクルの熱負荷が低下して、ノズル通路へ流入する冷媒流量が減少すると、ノズル通路から超音速で噴射される噴射冷媒のマッハ数が低下してしまうことが原因であると判った。なお、マッハ数とは、流体中の音速cに対する流体の流速uで定義される無次元数(u/c)である。   Therefore, the present inventors investigated the cause, and in the ejector of Patent Document 1, when the heat load of the ejector type refrigeration cycle is reduced and the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle passage is reduced, the nozzle passage is supersonic. It has been found that this is because the Mach number of the injected refrigerant to be injected is lowered. The Mach number is a dimensionless number (u / c) defined by the fluid flow velocity u relative to the sound velocity c in the fluid.

その理由は、超音速で噴射される噴射冷媒では、マッハ数が低下すると、噴射冷媒中の気相冷媒が通路形成部材の外周側へ広がりにくくなり、この気相冷媒からの抗力を受けて移動する液滴を通路形成部材の外周側へ分布させにくくなってしまうからである。その結果、混合通路にて液滴と気相冷媒とを充分に混合させることができなくなり、エジェクタ効率の低下を充分に抑制することができなくなってしまう。   The reason for this is that when the Mach number is decreased in the jet refrigerant injected at supersonic speed, the gas phase refrigerant in the jet refrigerant becomes difficult to spread to the outer peripheral side of the passage forming member, and moves due to the drag from the gas phase refrigerant. This is because it becomes difficult to distribute the droplets to be distributed to the outer peripheral side of the passage forming member. As a result, the droplets and the gas-phase refrigerant cannot be sufficiently mixed in the mixing passage, and the decrease in ejector efficiency cannot be sufficiently suppressed.

本発明は、上記点に鑑み、噴射冷媒の流速が低下しても、エジェクタ効率の低下を充分に抑制可能なエジェクタを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an ejector that can sufficiently suppress a decrease in ejector efficiency even when the flow rate of an injection refrigerant is decreased.

また、本発明は、熱負荷が低下した際にも、エジェクタ効率の低下を充分に抑制可能なエジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することを別の目的とする。   Another object of the present invention is to provide an ejector-type refrigeration cycle including an ejector that can sufficiently suppress a decrease in ejector efficiency even when a thermal load is reduced.

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10)に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)、減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して冷媒吸引口(31b)から冷媒を吸引する吸引用通路(13b)、減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と吸引用通路(13b)を介して吸引された吸引冷媒とを流入させる混合用空間(30h)、および混合用空間(30h)から流出した冷媒を流入させる昇圧用空間(30e)が形成されたボデー(30)と、少なくとも一部が減圧用空間(30b)の内部、混合用空間(30h)の内部、および昇圧用空間(30e)の内部に配置されるとともに、減圧用空間(30b)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た通路形成部材(35)と、を備え、
ボデー(30)のうち減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、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(13a)であり、ボデー(30)のうち混合用空間(30h)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させる混合通路(13d)であり、ボデー(30)のうち昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギへ変換するディフューザとして機能するディフューザ通路(13c)であり、
吸引用通路(13b)の最下流部は、冷媒流れ下流側に向かって、通路断面積が一定の形状あるいは拡大する形状に形成されていることを特徴とする。
The present invention has been devised to achieve the above object, and in the invention described in claim 1 , an ejector applied to the vapor compression refrigeration cycle apparatus (10),
A decompression space (30b) for decompressing the refrigerant, a suction passage (13b) communicating with the refrigerant flow downstream side of the decompression space (30b) and sucking the refrigerant from the refrigerant suction port (31b), and a decompression space (30b) The mixing space (30h) into which the injected refrigerant injected from the suction refrigerant and the suction refrigerant sucked through the suction passage (13b) flow in, and the pressure increasing space (in which the refrigerant flowing out from the mixing space (30h) flows in) 30e) is formed, and at least part of the body (30) is disposed in the decompression space (30b), the mixing space (30h), and the pressurization space (30e). A passage-forming member (35) formed in a conical shape whose cross-sectional area expands with distance from the use space (30b),
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the decompression space (30b) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) serves as a nozzle that decompresses and injects the refrigerant. The functioning nozzle passage (13a) is a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the mixing space (30h) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35). , A mixing passage (13d) for mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant, between the inner peripheral surface of the body (30) forming the pressurizing space (30e) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) The refrigerant passage formed between them is a diffuser passage (13c) that functions as a diffuser that converts the kinetic energy of the mixed refrigerant into pressure energy.
The most downstream portion of the suction passage (13b) is characterized in that the passage cross-sectional area is formed in a constant shape or an enlarged shape toward the downstream side of the refrigerant flow.

これによれば、吸引用通路(13b)の最下流部の形状が、冷媒流れ下流側に向かって、通路断面積が一定の形状あるいは拡大する形状に形成されているので、吸引用通路(13b)から混合通路(13d)へ吸引される吸引冷媒の速度分布の縮流を抑制することができる。従って、噴射冷媒が通路形成部材(35)の外周側へ広がることを、吸引冷媒が阻害してしまうことを抑制することができる。   According to this, since the shape of the most downstream part of the suction passage (13b) is formed in a shape in which the passage cross-sectional area is constant or expands toward the downstream side of the refrigerant flow, the suction passage (13b) ) From the velocity distribution of the suction refrigerant sucked into the mixing passage (13d). Therefore, it can suppress that a suction | inhalation refrigerant | coolant inhibits that an injection refrigerant | coolant spreads to the outer peripheral side of a channel | path formation member (35).

その結果、噴射冷媒の流速が低下しても、混合通路(13d)における液滴と気相冷媒との混合性の低下を抑制でき、エジェクタ効率の低下を充分に抑制することができる。   As a result, even if the flow rate of the injection refrigerant is reduced, it is possible to suppress a decrease in the mixing property between the droplets and the gas-phase refrigerant in the mixing passage (13d), and it is possible to sufficiently suppress the decrease in the ejector efficiency.

また、上述した特徴のエジェクタにおいて、ノズル通路(13a)へ流入する冷媒をノズル通路(13a)の中心軸周りに旋回させる旋回流発生手段(30a、31、32)を備えていてもよい。   In addition, the ejector having the characteristics described above may include swirl flow generating means (30a, 31, 32) that swirls the refrigerant flowing into the nozzle passage (13a) around the central axis of the nozzle passage (13a).

これによれば、ノズル通路(13a)へ流入する冷媒流量が増加して、噴射冷媒の流速が比較的高速となった際等に、旋回中心側の冷媒を減圧沸騰させ、旋回中心側に気相冷媒が偏在した二相分離状態の冷媒をノズル通路へ流入させることができる。従って、ノズル通路(13a)におけるエネルギ変換効率を向上させることができる。   According to this, when the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle passage (13a) increases and the flow rate of the injected refrigerant becomes relatively high, the refrigerant on the turning center side is boiled under reduced pressure, and the refrigerant flows to the turning center side. The two-phase separated refrigerant in which the phase refrigerant is unevenly distributed can be caused to flow into the nozzle passage. Therefore, the energy conversion efficiency in the nozzle passage (13a) can be improved.

また、上述した旋回流発生手段(30a、31、32)を有するエジェクタ(13)を備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、冷媒を圧縮する圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒を過冷却液相冷媒となるまで冷却する放熱器(12)を備え、旋回流発生手段(30a、31、32)には、過冷却液相冷媒が流入するようになっていてもよい。   In the ejector refrigeration cycle including the ejector (13) having the swirl flow generating means (30a, 31, 32) described above, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11) that compresses the refrigerant is supercooled liquid phase refrigerant. And a radiator (12) that cools until a supercooled liquid phase refrigerant flows into the swirl flow generating means (30a, 31, 32).

これによれば、熱負荷が低下した際にも、エジェクタ効率の低下を充分に抑制可能なエジェクタ(13)を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。   Accordingly, it is possible to provide an ejector refrigeration cycle including an ejector (13) that can sufficiently suppress a decrease in ejector efficiency even when a thermal load is reduced.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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ものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the ejector of the first embodiment. 図2のX部の模式的な拡大断面図である。It is a typical expanded sectional view of the X section of FIG. 第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the change of the state of the refrigerant | coolant in the ejector type refrigeration cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のエジェクタの吸引用通路から流出する冷媒の速度分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the speed distribution of the refrigerant | coolant which flows out out of the channel | path for suction of the ejector of 1st Embodiment. 比較例のエジェクタの吸引用通路から流出する冷媒の速度分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the speed distribution of the refrigerant | coolant which flows out out of the channel | path for suction of the ejector of a comparative example. 第2実施形態のエジェクタの各冷媒通路を説明するための模式的な拡大断面図である。It is a typical expanded sectional view for explaining each refrigerant passage of the ejector of a 2nd embodiment. 第3実施形態のエジェクタの各冷媒通路を説明するための模式的な拡大断面図である。It is a typical expanded sectional view for explaining each refrigerant passage of the ejector of a 3rd embodiment. 他の実施形態のエジェクタの吸引用通路から流出する冷媒の速度分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the speed distribution of the refrigerant | coolant which flows out out of the channel | path for suction of the ejector of other embodiment.

(第1実施形態)
図1〜図6を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ13は、図1に示すように、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、すなわち、エジェクタ式冷凍サイクル10に適用されている。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10は、車両用空調装置に適用され、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の冷却対象流体は、送風空気である。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described using FIGS. As shown in FIG. 1, the ejector 13 of this embodiment is applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus including an ejector as a refrigerant decompression unit, that is, an ejector refrigeration cycle 10. Furthermore, this ejector-type refrigeration cycle 10 is applied to a vehicle air conditioner, and fulfills a function of cooling blown air that is blown into a vehicle interior that is a space to be air-conditioned. Therefore, the cooling target fluid of the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment is blown air.

また、このエジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒として冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)を採用しており、圧縮機11の吐出口からエジェクタ13へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。   Further, in the ejector refrigeration cycle 10, an HFO refrigerant (specifically, R1234yf) is adopted as the refrigerant, and the high-pressure side refrigerant pressure in the cycle from the discharge port of the compressor 11 to the ejector 13 is the refrigerant. The subcritical refrigeration cycle does not exceed the critical pressure. Furthermore, refrigeration oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant, and a part of the refrigeration oil circulates in the cycle together with the refrigerant.

まず、エジェクタ式冷凍サイクル10において、圧縮機11は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。本実施形態の圧縮機11は、車両走行用の駆動力を出力するエンジン(内燃機関)とともにエンジンルーム内に配置されている。さらに、圧縮機11は、プーリ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機である。   First, in the ejector refrigeration cycle 10, the compressor 11 increases the pressure until the refrigerant is sucked into a high-pressure refrigerant and is discharged. The compressor 11 according to the present embodiment is disposed in an engine room together with an engine (internal combustion engine) that outputs a driving force for vehicle travel. Further, the compressor 11 is an engine-driven compressor that is driven by a rotational driving force output from the engine via a pulley, a belt, or the like.

より具体的には、本実施形態では、圧縮機11として、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された斜板式の可変容量型圧縮機を採用している。この圧縮機11では、吐出容量を変化させるための図示しない吐出容量制御弁を有している。吐出容量制御弁は、後述する制御装置から出力される制御電流によって、その作動が制御される。   More specifically, in the present embodiment, a swash plate type variable displacement compressor configured such that the refrigerant discharge capacity can be adjusted by changing the discharge capacity is employed as the compressor 11. The compressor 11 has a discharge capacity control valve (not shown) for changing the discharge capacity. The operation of the discharge capacity control valve is controlled by a control current output from a control device described later.

圧縮機11の吐出口には、放熱器12の凝縮部12aの冷媒入口側が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12dにより送風される車室外空気(外気)を熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。   The refrigerant inlet side of the condenser 12 a of the radiator 12 is connected to the discharge port of the compressor 11. The radiator 12 is a heat exchanger for heat radiation that radiates and cools the high-pressure refrigerant by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and outside air (outside air) blown by the cooling fan 12d. .

より具体的には、この放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン12dから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部12a、凝縮部12aから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄えるレシーバ部12b、およびレシーバ部12bから流出した液相冷媒と冷却ファン12dから送風される外気とを熱交換させ、液相冷媒を過冷却する過冷却部12cを有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器である。   More specifically, the radiator 12 is a condensing unit that exchanges heat between the high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 and the outside air blown from the cooling fan 12d to radiate and condense the high-pressure gas-phase refrigerant. 12a, a receiver 12b that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the condensing unit 12a and stores excess liquid-phase refrigerant, and a liquid-phase refrigerant that flows out of the receiver unit 12b and the outside air blown from the cooling fan 12d exchange heat. This is a so-called subcool condenser that includes a supercooling section 12c that supercools the liquid-phase refrigerant.

また、冷却ファン12dは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。放熱器12の過冷却部12cの冷媒出口側には、エジェクタ13の冷媒流入口31aが接続されている。   Further, the cooling fan 12d is an electric blower in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. A refrigerant inlet 31 a of the ejector 13 is connected to the refrigerant outlet side of the supercooling portion 12 c of the radiator 12.

エジェクタ13は、放熱器12から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって後述する蒸発器14から流出した冷媒を吸引(輸送)して循環させる冷媒循環手段(冷媒輸送手段)としての機能を果たす。   The ejector 13 functions as a refrigerant pressure reducing means for reducing the pressure of the supercooled high-pressure liquid-phase refrigerant that has flowed out of the radiator 12 and flowing it to the downstream side, and is described later by the suction action of the refrigerant flow injected at a high speed. It functions as a refrigerant circulating means (refrigerant transporting means) that sucks (transports) and circulates the refrigerant flowing out of the evaporator 14 that circulates.

さらに、本実施形態のエジェクタ13は、減圧させた冷媒の気液を分離する気液分離手段としての機能も果たす。つまり、本実施形態のエジェクタ13は、気液分離機能付きエジェクタ(エジェクタモジュール)として構成されている。   Furthermore, the ejector 13 according to the present embodiment also functions as a gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid of the decompressed refrigerant. That is, the ejector 13 of the present embodiment is configured as an ejector with a gas-liquid separation function (ejector module).

エジェクタ13の具体的構成については、図2、図3を用いて説明する。なお、図2における上下の各矢印は、エジェクタ式冷凍サイクル10を車両用空調装置に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、図3は、エジェクタ13の各冷媒通路の機能および形状を説明するための模式的な拡大断面図であって、図2と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付している。   A specific configuration of the ejector 13 will be described with reference to FIGS. In addition, the up and down arrows in FIG. 2 indicate the up and down directions in a state where the ejector refrigeration cycle 10 is mounted on the vehicle air conditioner. FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view for explaining the function and shape of each refrigerant passage of the ejector 13, and the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those in FIG. 2. .

まず、本実施形態のエジェクタ13は、図2に示すように、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー30を備えている。ボデー30は、エジェクタ13の外殻を形成するハウジングボデー31を有している。ハウジングボデー31は、中空角柱状あるいは中空円柱状の金属もしくは樹脂にて形成されている。ボデー30は、ハウジングボデー31の内部に、ノズルボデー32、ミドルボデー33、ロワーボデー34等を固定することによって構成されている。   First, the ejector 13 of this embodiment is provided with the body 30 comprised by combining a some structural member, as shown in FIG. The body 30 has a housing body 31 that forms the outer shell of the ejector 13. The housing body 31 is formed of a hollow prismatic or hollow cylindrical metal or resin. The body 30 is configured by fixing a nozzle body 32, a middle body 33, a lower body 34, and the like inside a housing body 31.

ハウジングボデー31には、放熱器12から流出した冷媒を内部へ流入させる冷媒流入口31a、蒸発器14から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口31b、ボデー30の内部に形成された気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を蒸発器14の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒流出口31c、および気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入側へ流出させる気相冷媒流出口31d等が形成されている。   The housing body 31 includes a refrigerant inlet 31 a that allows the refrigerant flowing out of the radiator 12 to flow into the interior, a refrigerant suction port 31 b that sucks the refrigerant flowing out of the evaporator 14, and a gas-liquid separation space formed inside the body 30. The liquid-phase refrigerant outlet 31c that causes the liquid-phase refrigerant separated in 30f to flow out to the refrigerant inlet side of the evaporator 14 and the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f flow out to the suction side of the compressor 11. The gas-phase refrigerant outlet 31d to be made is formed.

さらに、本実施形態では、気液分離空間30fと液相冷媒流出口31cとを接続する液相冷媒通路に、蒸発器14へ流入させる冷媒を減圧させる減圧手段としてのオリフィス30iを配置している。   Further, in the present embodiment, an orifice 30i as a pressure reducing means for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the evaporator 14 is disposed in the liquid phase refrigerant passage connecting the gas-liquid separation space 30f and the liquid phase refrigerant outlet 31c. .

ノズルボデー32は、冷媒流れ方向に先細る略円錐形状の金属部材等で形成されており、中心軸方向が鉛直方向(図2の上下方向)と平行になるように、ハウジングボデー31の内部に圧入等の手段によって固定されている。ノズルボデー32の上方側とハウジングボデー31との間には、冷媒流入口31aから流入した冷媒を旋回させる旋回空間30aが形成されている。   The nozzle body 32 is formed of a substantially conical metal member or the like that tapers in the refrigerant flow direction, and is press-fitted into the housing body 31 so that the central axis direction is parallel to the vertical direction (vertical direction in FIG. 2). It is fixed by means such as. Between the upper side of the nozzle body 32 and the housing body 31, a swirling space 30a for swirling the refrigerant flowing from the refrigerant inlet 31a is formed.

旋回空間30aは、回転体形状に形成され、図2の一点鎖線で示す中心軸が鉛直方向に延びている。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の1つの直線(中心軸)の周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間30aは、略円柱状に形成されている。もちろん、円錐あるいは円錐台と円柱とを結合させた形状等に形成されていてもよい。   The swirling space 30a is formed in a rotating body shape, and the central axis shown by the one-dot chain line in FIG. 2 extends in the vertical direction. The rotating body shape is a three-dimensional shape formed when a plane figure is rotated around one straight line (central axis) on the same plane. More specifically, the swirl space 30a of the present embodiment is formed in a substantially cylindrical shape. Of course, you may form in the shape etc. which combined the cone or the truncated cone, and the cylinder.

冷媒流入口31aと旋回空間30aとを接続する冷媒流入通路31eは、旋回空間30aの中心軸方向から見たときに、旋回空間30aの内壁面の接線方向に延びている。このため、冷媒流入通路31eから旋回空間30aへ流入した冷媒は、旋回空間30aの外周側の壁面に沿って流れ、旋回空間30a内を中心軸周りに旋回する。従って、本実施形態のハウジングボデー31およびノズルボデー32のうち旋回空間30aを形成する部位は、旋回流発生手段を構成している。   The refrigerant inflow passage 31e that connects the refrigerant inlet 31a and the swirling space 30a extends in the tangential direction of the inner wall surface of the swirling space 30a when viewed from the central axis direction of the swirling space 30a. For this reason, the refrigerant that has flowed into the swirl space 30a from the refrigerant inflow passage 31e flows along the outer peripheral wall surface of the swirl space 30a, and swirls around the central axis in the swirl space 30a. Therefore, the part which forms the turning space 30a among the housing body 31 and the nozzle body 32 of this embodiment comprises the turning flow generation means.

ここで、旋回空間30a内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間30a内では中心軸側の冷媒圧力が外周側の冷媒圧力よりも低下する。そこで、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させるようにしている。   Here, since centrifugal force acts on the refrigerant swirling in the swirling space 30a, the refrigerant pressure on the central axis side is lower than the refrigerant pressure on the outer peripheral side in the swirling space 30a. Therefore, in the present embodiment, during normal operation of the ejector refrigeration cycle 10, the refrigerant pressure on the central axis side in the swirling space 30a is set to the pressure that becomes the saturated liquid phase refrigerant, or the refrigerant boils under reduced pressure (causes cavitation). The pressure is lowered to the pressure.

このような旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力の調整は、旋回空間30a内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することによって実現することができる。さらに、旋回流速の調整は、例えば、冷媒流入通路31eの通路断面積と旋回空間30aの軸方向垂直断面積との面積比を調整すること等によって行うことができる。なお、本実施形態の旋回流速とは、旋回空間30aの最外周部近傍における冷媒の旋回方向の流速を意味している。   Such adjustment of the refrigerant pressure on the central axis side in the swirling space 30a can be realized by adjusting the swirling flow velocity of the refrigerant swirling in the swirling space 30a. Further, the swirl flow rate can be adjusted by adjusting the area ratio between the passage sectional area of the refrigerant inflow passage 31e and the vertical sectional area in the axial direction of the swirling space 30a, for example. Note that the swirling flow velocity in the present embodiment means the flow velocity in the swirling direction of the refrigerant in the vicinity of the outermost peripheral portion of the swirling space 30a.

ノズルボデー32の内部には、旋回空間30aから流出した冷媒を減圧させて下流側へ流出させる減圧用空間30bが形成されている。この減圧用空間30bは、円柱状空間とこの円柱状空間の下方側から連続して冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる円錐台形状空間とを結合させた回転体形状に形成されており、減圧用空間30bの中心軸は旋回空間30aの中心軸と同軸上に配置されている。   Inside the nozzle body 32, a decompression space 30b is formed in which the refrigerant that has flowed out of the swirling space 30a is decompressed and flows out downstream. The decompression space 30b is formed in a rotating body shape in which a cylindrical space and a frustoconical space that continuously spreads from the lower side of the cylindrical space and gradually expands in the refrigerant flow direction. The central axis of the working space 30b is arranged coaxially with the central axis of the swirling space 30a.

減圧用空間30bの内部には、減圧用空間30b内に冷媒通路面積が最も縮小した最小通路面積部30mを形成するとともに、最小通路面積部30mの通路面積を変化させる通路形成部材35が配置されている。つまり、通路形成部材35は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に広がる略円錐形状の樹脂部材で形成されており、その中心軸が減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。換言すると、通路形成部材35は、減圧用空間30b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いる。   Inside the decompression space 30b, a passage forming member 35 that forms a minimum passage area portion 30m having the smallest refrigerant passage area in the decompression space 30b and changes the passage area of the minimum passage area portion 30m is disposed. ing. That is, the passage forming member 35 is formed of a substantially conical resin member that gradually spreads toward the downstream side of the refrigerant flow, and its central axis is arranged coaxially with the central axis of the decompression space 30b. In other words, the passage forming member 35 is formed in a conical shape whose cross-sectional area increases as the distance from the decompression space 30b increases.

そして、ノズルボデー32の減圧用空間30bを形成する部位の内周面と通路形成部材35の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路としては、図3に示すように、先細部131および末広部132が形成される。先細部131は、最小通路面積部30mよりも冷媒流れ上流側に形成されて、最小通路面積部30mに至るまでの通路断面積が徐々に縮小する冷媒通路である。末広部132は、最小通路面積部30mから冷媒流れ下流側に形成されて、通路断面積が徐々に拡大する冷媒通路である。   As a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the part forming the pressure reducing space 30b of the nozzle body 32 and the outer peripheral surface on the upper side of the passage forming member 35, as shown in FIG. And the divergent part 132 is formed. The tapered portion 131 is a refrigerant passage that is formed on the upstream side of the refrigerant flow with respect to the minimum passage area portion 30m and that the passage cross-sectional area up to the minimum passage area portion 30m gradually decreases. The divergent portion 132 is a refrigerant passage that is formed on the downstream side of the refrigerant flow from the minimum passage area portion 30m, and the passage cross-sectional area gradually increases.

さらに、本実施形態の末広部132の通路断面積の拡大度合は、図3に示すように、末広部132の入口側よりも出口側の方が大きくなっている。換言すると、末広部132の通路断面積の拡大度合は、冷媒流れ下流側に向かって、徐々に大きくなっている。より詳細には、本実施形態では、末広部132の通路断面積の拡大度合を段階的に大きくしている。   Furthermore, as shown in FIG. 3, the degree of expansion of the cross-sectional area of the divergent portion 132 of the present embodiment is larger on the outlet side than on the inlet side of the divergent portion 132. In other words, the degree of expansion of the passage cross-sectional area of the divergent portion 132 is gradually increased toward the downstream side of the refrigerant flow. More specifically, in this embodiment, the degree of expansion of the passage cross-sectional area of the divergent portion 132 is increased stepwise.

先細部131の下流側および末広部132では、径方向から見たときに減圧用空間30bと通路形成部材35が重合(オーバーラップ)しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状(大径の円形状から同軸上に配置された小径の円形状を除いたドーナツ形状)となる。   At the downstream side and the divergent portion 132 of the tapered portion 131, the decompression space 30b and the passage forming member 35 are overlapped (overlapped) when viewed from the radial direction, so the shape of the axial cross section of the refrigerant passage is circular. It becomes an annular shape (a donut shape excluding a small-diameter circular shape arranged coaxially from a large-diameter circular shape).

本実施形態では、このような通路形状によって減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路をラバールノズルとして機能するノズル通路13aとし、冷媒を減圧させるとともに、冷媒の流速を超音速(二相音速よりも速い流速)となるように増速させて噴射している。   In the present embodiment, the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the pressure reducing space 30b and the outer peripheral surface on the top side of the passage forming member 35 by such a passage shape is the nozzle passage 13a that functions as a Laval nozzle, and the refrigerant The pressure of the refrigerant is increased and the flow rate of the refrigerant is increased to a supersonic speed (a flow speed faster than the two-phase sound speed).

なお、本実施形態における減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路とは、例えば、図3の末広部132に示すように、通路形成部材35の外周面から法線方向に延びる線分が、ノズルボデー32のうち減圧用空間30bを形成する部位と交わる範囲を含んで形成される冷媒通路である。   Note that the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the decompression space 30b and the outer peripheral surface on the top side of the passage forming member 35 in the present embodiment is, for example, as shown in the divergent portion 132 of FIG. A line segment extending in the normal direction from the outer peripheral surface of the passage forming member 35 is a refrigerant passage formed including a range where the portion of the nozzle body 32 that forms the decompression space 30b intersects.

次に、ミドルボデー33は、図2に示すように、その中心部に表裏(上下)を貫通する回転体形状の貫通穴が設けられている。さらに、ミドルボデー33は、この貫通穴の外周側に通路形成部材35を変位させる駆動機構37を収容した金属製円板状部材で形成されている。   Next, as shown in FIG. 2, the middle body 33 is provided with a rotating body-shaped through hole penetrating the front and back (up and down) at the center. Further, the middle body 33 is formed of a metal disk-like member that houses a drive mechanism 37 that displaces the passage forming member 35 on the outer peripheral side of the through hole.

ミドルボデー33の貫通穴の中心軸は旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。また、ミドルボデー33は、ハウジングボデー31の内部であって、かつ、ノズルボデー32の下方側に圧入等の手段によって固定されている。   The central axis of the through hole of the middle body 33 is arranged coaxially with the central axes of the swirling space 30a and the decompression space 30b. The middle body 33 is fixed inside the housing body 31 and below the nozzle body 32 by means such as press fitting.

さらに、ミドルボデー33の上面とこれに対向するハウジングボデー31の内壁面との間には、冷媒吸引口31bから流入した冷媒を滞留させる流入空間30cが形成されている。本実施形態では、ノズルボデー32の下方側の先細先端部32aがミドルボデー33の貫通穴の内部に位置付けられるため、流入空間30cは、旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸方向からみたときに、断面円環状に形成される。   Furthermore, an inflow space 30c is formed between the upper surface of the middle body 33 and the inner wall surface of the housing body 31 facing the middle body 33 for retaining the refrigerant flowing in from the refrigerant suction port 31b. In the present embodiment, since the tapered tip portion 32a on the lower side of the nozzle body 32 is positioned inside the through hole of the middle body 33, the inflow space 30c is viewed from the central axis direction of the swirl space 30a and the decompression space 30b. It is formed in an annular cross section.

ミドルボデー33の貫通穴のうち、ノズルボデー32の下方側が挿入される範囲、すなわち軸線に垂直な径方向から見たときにミドルボデー33とノズルボデー32が重合する範囲では、流入空間30cと減圧用空間30bの冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路30dが形成されている。この吸引通路30dも、旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸方向からみたときに、断面円環状に形成されている。   Among the through holes of the middle body 33, in the range where the lower side of the nozzle body 32 is inserted, that is, in the range where the middle body 33 and the nozzle body 32 overlap when viewed from the radial direction perpendicular to the axis, the inflow space 30c and the decompression space 30b A suction passage 30d that communicates with the downstream side of the refrigerant flow is formed. The suction passage 30d is also formed in an annular cross section when viewed from the central axis direction of the swirling space 30a and the decompression space 30b.

つまり、本実施形態では、冷媒吸引口31bと流入空間30cとを接続する吸引冷媒流入通路、流入空間30cおよび吸引通路30dによって、外部から冷媒を吸引する吸引用通路13bが形成されている。また、吸引用通路13bの冷媒出口(具体的には、吸引通路30dの冷媒出口)は、ノズル通路13aの冷媒出口(冷媒噴射口)の外周側に、円環状に開口している。   That is, in this embodiment, the suction passage 13b for sucking the refrigerant from the outside is formed by the suction refrigerant inflow passage connecting the refrigerant suction port 31b and the inflow space 30c, the inflow space 30c, and the suction passage 30d. The refrigerant outlet of the suction passage 13b (specifically, the refrigerant outlet of the suction passage 30d) opens in an annular shape on the outer peripheral side of the refrigerant outlet (refrigerant injection port) of the nozzle passage 13a.

さらに、吸引用通路13bの冷媒流れ最下流部(すなわち、吸引通路30dの冷媒流れ最下流部)の形状は、図3に示すように、冷媒流れ下流側へ向かって、通路断面積が一定となる形状に形成されている。   Furthermore, the shape of the most downstream portion of the refrigerant flow in the suction passage 13b (that is, the most downstream portion of the refrigerant flow in the suction passage 30d) has a constant passage sectional area toward the downstream side of the refrigerant flow, as shown in FIG. It is formed into a shape.

また、ミドルボデー33の貫通穴のうち、吸引通路30dの冷媒流れ下流側には、図2に示すように、略円錐台状に形成された混合用空間30hが形成されている。この混合用空間30hは、上述した減圧用空間30b(具体的には、ノズル通路13a)から噴射される噴射冷媒と吸引用通路13b(具体的には、吸引通路30d)から吸引された吸引冷媒とを合流させる空間である。   Further, in the through hole of the middle body 33, a mixing space 30h formed in a substantially truncated cone shape is formed on the downstream side of the refrigerant flow in the suction passage 30d as shown in FIG. The mixing space 30h includes an injection refrigerant injected from the above-described decompression space 30b (specifically, the nozzle passage 13a) and a suction refrigerant sucked from the suction passage 13b (specifically, the suction passage 30d). It is a space that joins.

混合用空間30hの内部には、前述した通路形成部材35の上下方向中間部が配置されており、図3に示すように、ミドルボデー33の貫通穴のうち混合用空間30hを形成する部位の内周面と通路形成部材35の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒と吸引冷媒との混合を促進させる混合通路13dを形成している。   Inside the mixing space 30h, the intermediate portion in the vertical direction of the passage forming member 35 described above is disposed. As shown in FIG. 3, the inner portion of the through hole of the middle body 33 that forms the mixing space 30h is arranged. The refrigerant passage formed between the peripheral surface and the outer peripheral surface of the passage forming member 35 forms a mixing passage 13d that promotes mixing of the injected refrigerant and the suction refrigerant.

混合通路13dは、ノズル通路13aの冷媒流れ方向に連続して配置されており(すなわち、ノズル通路13aの冷媒流れ直後に配置されており)、冷媒流れ下流側へ向かって、通路断面積が略一定となるように形成されている。   The mixing passage 13d is arranged continuously in the refrigerant flow direction of the nozzle passage 13a (that is, arranged immediately after the refrigerant flow in the nozzle passage 13a), and the passage cross-sectional area is substantially toward the refrigerant flow downstream side. It is formed to be constant.

なお、本実施形態における混合用空間30hの内周面と通路形成部材35の外周面との間に形成される冷媒通路とは、図3に示すように、通路形成部材35の外周面から法線方向に延びる線分がミドルボデー33のうち混合用空間30hを形成する部位と交わる範囲を含んで形成される冷媒通路である。   In addition, the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the mixing space 30h and the outer peripheral surface of the passage forming member 35 in this embodiment is a method from the outer peripheral surface of the passage forming member 35 as shown in FIG. A line segment extending in the linear direction is a refrigerant passage formed to include a range where the middle body 33 intersects with a portion forming the mixing space 30h.

また、ミドルボデー33の貫通穴のうち、混合用空間30hの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間30eが形成されている。昇圧用空間30eは、混合用空間30h(具体的には、混合通路13d)から流出した冷媒を流入させる空間である。   In addition, in the through hole of the middle body 33, a pressure increasing space 30e formed in a substantially truncated cone shape gradually spreading in the refrigerant flow direction is formed on the downstream side of the refrigerant flow in the mixing space 30h. The pressurizing space 30e is a space into which the refrigerant that has flowed out of the mixing space 30h (specifically, the mixing passage 13d) flows.

昇圧用空間30eの内部には、通路形成部材35の下方部が配置されている。さらに、ミドルボデー33の昇圧用空間30eを形成する部位の内周面と通路形成部材35の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。これにより、この冷媒通路では、噴射冷媒および吸引冷媒の混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換させることができる。   A lower portion of the passage forming member 35 is disposed in the boosting space 30e. Further, the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the portion forming the pressurizing space 30e of the middle body 33 and the outer peripheral surface on the lower side of the passage forming member 35 has a passage sectional area toward the downstream side of the refrigerant flow. It is formed into a shape that gradually expands. Thereby, in this refrigerant path, the velocity energy of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant can be converted into pressure energy.

従って、昇圧用空間30eを形成するミドルボデー33の内周面と通路形成部材35の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギへ変換するディフューザ(昇圧部)として機能するディフューザ通路13cを形成している。このディフューザ通路13cも、吸引用通路13b等と同様に、断面円環状に形成されている。   Therefore, the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the middle body 33 forming the pressurizing space 30e and the outer peripheral surface on the lower side of the passage forming member 35 has the kinetic energy of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant. A diffuser passage 13c is formed that functions as a diffuser (a pressure increasing unit) that converts pressure energy. The diffuser passage 13c is also formed in an annular cross section like the suction passage 13b.

次に、ミドルボデー33の内部に配置されて、通路形成部材35を変位させる駆動手段である駆動機構37について説明する。この駆動機構37は、圧力応動部材である円形薄板状のダイヤフラム37aを有して構成されている。より具体的には、図2に示すように、ダイヤフラム37aはミドルボデー33の外周側に形成された円柱状の空間を上下の2つの空間に仕切るように、溶接、接着等の手段によって固定されている。   Next, a drive mechanism 37 that is disposed inside the middle body 33 and that is a drive means for displacing the passage forming member 35 will be described. The drive mechanism 37 includes a circular thin plate-like diaphragm 37a that is a pressure responsive member. More specifically, as shown in FIG. 2, the diaphragm 37a is fixed by means such as welding or adhesion so as to partition a cylindrical space formed on the outer peripheral side of the middle body 33 into two upper and lower spaces. Yes.

ダイヤフラム37aによって仕切られた2つの空間のうち上方側(流入空間30c側)の空間は、蒸発器14出口側冷媒(具体的には、蒸発器14から流出した冷媒)の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間37bを構成している。この封入空間37bには、エジェクタ式冷凍サイクル10を循環する冷媒と同等の組成の感温媒体が予め定めた密度となるように封入されている。従って、本実施形態における感温媒体は、R1234yfを主成分とする媒体である。   Of the two spaces partitioned by the diaphragm 37a, the space on the upper side (the inflow space 30c side) changes in pressure according to the temperature of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 (specifically, the refrigerant that has flowed out of the evaporator 14). An enclosed space 37b in which a temperature sensitive medium is enclosed is configured. A temperature sensitive medium having the same composition as the refrigerant circulating in the ejector refrigeration cycle 10 is enclosed in the enclosed space 37b so as to have a predetermined density. Therefore, the temperature sensitive medium in the present embodiment is a medium mainly composed of R1234yf.

一方、ダイヤフラム37aによって仕切られた2つの空間のうち下方側の空間は、図示しない連通路を介して、蒸発器14出口側冷媒を導入させる導入空間37cを構成している。従って、封入空間37bに封入された感温媒体には、流入空間30cと封入空間37bとを仕切る蓋部材37dおよびダイヤフラム37aを介して、蒸発器14出口側冷媒の温度が伝達される。   On the other hand, the lower space of the two spaces partitioned by the diaphragm 37a constitutes an introduction space 37c for introducing the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 through a communication path (not shown). Accordingly, the temperature of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 is transmitted to the temperature sensitive medium enclosed in the enclosed space 37b via the lid member 37d and the diaphragm 37a that partition the inflow space 30c and the enclosed space 37b.

さらに、ダイヤフラム37aは、封入空間37bの内圧と導入空間37cへ流入した蒸発器14出口側冷媒の圧力との差圧に応じて変形する。このため、ダイヤフラム37aは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましい。従って、ダイヤフラム37aとして、ステンレス(SUS304)等の金属薄板を採用してもよいし、耐圧性およびシール性に優れる基布入りEPDM(エチレンプロピレンジエン共重合ゴム)等のゴム製のものを採用してもよい。   Further, the diaphragm 37a is deformed according to a differential pressure between the internal pressure of the enclosed space 37b and the pressure of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 flowing into the introduction space 37c. For this reason, it is preferable that the diaphragm 37a is made of a tough material that is rich in elasticity and has good heat conduction. Accordingly, a thin metal plate such as stainless steel (SUS304) may be used as the diaphragm 37a, or a rubber made material such as EPDM (ethylene propylene diene copolymer rubber) containing a base fabric that is excellent in pressure resistance and sealability. May be.

ダイヤフラム37aの中心部には、円柱状の作動棒37eの一端側端部(上方側端部)が接合されている。作動棒37eは、駆動機構37から通路形成部材35へ、通路形成部材35を変位させるための駆動力を伝達するものである。作動棒37eの他端側端部(下方側端部)は、通路形成部材35の最下方側(底部)の外周側に固定されている。   One end (upper end) of a cylindrical actuating rod 37e is joined to the center of the diaphragm 37a. The actuating rod 37e transmits a driving force for displacing the passage forming member 35 from the drive mechanism 37 to the passage forming member 35. The other end (lower end) of the actuating rod 37e is fixed to the outer peripheral side of the lowermost side (bottom) of the passage forming member 35.

また、図2に示すように、通路形成部材35の底面は、コイルバネ40の荷重を受けている。コイルバネ40は、通路形成部材35に対して、上方側(通路形成部材35が最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小する側)に付勢する荷重を加える弾性部材である。従って、通路形成部材35は、作動棒37eから受ける荷重とコイルバネ40から受ける荷重が釣り合うように変位する。   Further, as shown in FIG. 2, the bottom surface of the passage forming member 35 receives a load of the coil spring 40. The coil spring 40 is an elastic member that applies a load that biases the passage forming member 35 upward (the passage forming member 35 reduces the passage cross-sectional area of the minimum passage area 30m). Therefore, the passage forming member 35 is displaced so that the load received from the operating rod 37e and the load received from the coil spring 40 are balanced.

より具体的には、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、封入空間37bに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間37bの内圧から導入空間37cの圧力を差し引いた差圧が大きくなる。これにより、ダイヤフラム37aが導入空間37c側へ変位して、通路形成部材35が作動棒37eから受ける荷重が増加する。このため、蒸発器14出口側冷媒の温度が上昇すると、通路形成部材35は、最小通路面積部30mにおける通路断面積を拡大させる方向(鉛直方向下方側)に変位する。   More specifically, when the temperature of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 (superheat degree) increases, the saturation pressure of the temperature-sensitive medium enclosed in the enclosed space 37b increases, and the pressure in the introduction space 37c increases from the internal pressure of the enclosed space 37b. The differential pressure after subtracting is increased. As a result, the diaphragm 37a is displaced toward the introduction space 37c, and the load that the passage forming member 35 receives from the operating rod 37e increases. For this reason, if the temperature of the evaporator 14 outlet side refrigerant | coolant rises, the channel | path formation member 35 will be displaced to the direction (vertical direction lower side) which expands the channel | path cross-sectional area in the minimum channel | path area part 30m.

一方、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が低下すると、封入空間37bに封入された感温媒体の飽和圧力が低下して、封入空間37bの内圧から導入空間37cの圧力を差し引いた差圧が小さくなる。これにより、ダイヤフラム37aが封入空間37b側へ変位して、通路形成部材35が作動棒37eから受ける荷重が減少する。このため、蒸発器14出口側冷媒の温度が低下すると、通路形成部材35は、最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小させる方向(鉛直方向上方側)に変位する。   On the other hand, when the temperature (superheat degree) of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 is lowered, the saturation pressure of the temperature sensitive medium enclosed in the enclosed space 37b is lowered, and the pressure of the introduction space 37c is subtracted from the internal pressure of the enclosed space 37b. The differential pressure is reduced. Thereby, the diaphragm 37a is displaced to the enclosure space 37b side, and the load that the passage forming member 35 receives from the operating rod 37e decreases. For this reason, if the temperature of the evaporator 14 outlet side refrigerant | coolant falls, the channel | path formation member 35 will be displaced to the direction (vertical direction upper side) which reduces the channel | path cross-sectional area in the minimum channel | path area part 30m.

本実施形態の駆動機構37では、このように蒸発器14出口側冷媒の過熱度に応じてダイヤフラム37aが通路形成部材35を変位させることによって、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度KSHに近づくように、最小通路面積部30mにおける通路断面積を調整している。この基準過熱度KSHは、コイルバネ40の荷重を調整することによって変更することもできる。   In the drive mechanism 37 of the present embodiment, the diaphragm 37a displaces the passage forming member 35 in accordance with the degree of superheat of the evaporator 14 outlet side refrigerant in this way, so that the degree of superheat of the evaporator 14 outlet side refrigerant is predetermined. The passage cross-sectional area in the minimum passage area 30m is adjusted so as to approach the reference superheat degree KSH. The reference superheat degree KSH can be changed by adjusting the load of the coil spring 40.

なお、作動棒37eとミドルボデー33との隙間は、図示しないO−リング等のシール部材によってシールされており、作動棒37eが変位してもこの隙間から冷媒が漏れることはない。   The gap between the operating rod 37e and the middle body 33 is sealed by a sealing member such as an O-ring (not shown), and the refrigerant does not leak from the gap even if the operating rod 37e is displaced.

また、本実施形態では、ミドルボデー33に複数(本実施形態では、3つ)の円柱状の空間を設け、この空間の内部にそれぞれ円形薄板状のダイヤフラム37aを固定して複数の駆動機構37を構成しているが、駆動機構37の数はこれに限定されるものではない。本実施形態のように、駆動手段37を複数箇所に設ける場合は、それぞれ中心軸に対して等角度間隔で配置されていることが望ましい。   In the present embodiment, a plurality of (three in this embodiment) columnar spaces are provided in the middle body 33, and a circular thin plate-like diaphragm 37a is fixed inside each of the spaces, so that the plurality of drive mechanisms 37 are provided. Although configured, the number of drive mechanisms 37 is not limited to this. When the driving means 37 is provided at a plurality of places as in the present embodiment, it is desirable that the driving means 37 be disposed at equiangular intervals with respect to the central axis.

また、軸方向からみたときに円環状に形成される空間内に、円環状の薄板で形成されたダイヤフラムを固定し、複数の作動棒でこのダイヤフラムと通路形成部材35とを連結する構成としてもよい。   Alternatively, a diaphragm formed by an annular thin plate may be fixed in a space formed in an annular shape when viewed from the axial direction, and the diaphragm and the passage forming member 35 may be connected by a plurality of operating rods. Good.

次に、ロワーボデー34は、円柱状の金属部材で形成されており、ハウジングボデー31の底面を閉塞するように、ハウジングボデー31内にネジ止め等の手段によって固定されている。ロワーボデー34の上方側とミドルボデー33との間には、昇圧用空間30e内に形成されたディフューザ通路13cから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間30fが形成されている。   Next, the lower body 34 is formed of a cylindrical metal member, and is fixed in the housing body 31 by means such as screwing so as to close the bottom surface of the housing body 31. Between the upper side of the lower body 34 and the middle body 33, there is formed a gas-liquid separation space 30f for separating the gas-liquid refrigerant flowing out from the diffuser passage 13c formed in the pressure increasing space 30e.

気液分離空間30fは、略円柱状の回転体形状の空間として形成されており、気液分離空間30fの中心軸も、旋回空間30a、減圧用空間30b、混合用空間30h、昇圧用空間30e等の中心軸と同軸上に配置されている。この気液分離空間30fでは、ディフューザ通路13cから流出した冷媒を中心軸周りに旋回させ、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離している。   The gas-liquid separation space 30f is formed as a substantially cylindrical rotating body-shaped space, and the central axis of the gas-liquid separation space 30f is also the swirl space 30a, the decompression space 30b, the mixing space 30h, and the pressurization space 30e. It is arranged on the same axis as the central axis. In the gas-liquid separation space 30f, the refrigerant that has flowed out of the diffuser passage 13c is swung around the central axis, and the gas-liquid refrigerant is separated by the action of centrifugal force.

さらに、気液分離空間30fの内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。   Furthermore, the internal volume of the gas-liquid separation space 30f is a volume that cannot substantially store surplus refrigerant even when a load fluctuation occurs in the cycle and the refrigerant circulation flow rate circulating in the cycle fluctuates.

ロワーボデー34の中心部には、気液分離空間30fに対して同軸上に配置されて、上方側へ向かって延びる円筒状のパイプ34aが設けられている。そして、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、パイプ34aの外周側に一時的に滞留して、液相冷媒流出口31cから流出する。パイプ34aの内部には、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒をハウジングボデー31の気相冷媒流出口31dへ導く気相冷媒流出通路34bが形成されている。   At the center of the lower body 34, a cylindrical pipe 34a is provided coaxially with the gas-liquid separation space 30f and extending upward. The liquid refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f temporarily stays on the outer peripheral side of the pipe 34a and flows out from the liquid refrigerant outlet 31c. A gas-phase refrigerant outflow passage 34b is formed in the pipe 34a to guide the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f to the gas-phase refrigerant outlet 31d of the housing body 31.

パイプ34aの上端部には、前述したコイルバネ40が固定されている。このコイルバネ40は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材35の振動を減衰させる振動緩衝部材としての機能も果たしている。また、ロワーボデー34の気液分離空間30fの底面を形成する部位には、液相冷媒中の冷凍機油を気相冷媒流出通路34bを介して圧縮機11内へ戻すオイル戻し穴34cが形成されている。   The coil spring 40 described above is fixed to the upper end of the pipe 34a. The coil spring 40 also functions as a vibration buffer member that attenuates vibration of the passage forming member 35 caused by pressure pulsation when the refrigerant is depressurized. Further, an oil return hole 34c for returning the refrigeration oil in the liquid-phase refrigerant into the compressor 11 through the gas-phase refrigerant outflow passage 34b is formed in a portion forming the bottom surface of the gas-liquid separation space 30f of the lower body 34. Yes.

また、エジェクタ13の液相冷媒流出口31cには、図1に示すように、蒸発器14の冷媒入口側が接続されている。蒸発器14は、エジェクタ13にて減圧された低圧冷媒と送風ファン14aから車室内へ送風される送風空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。   Further, as shown in FIG. 1, the refrigerant inlet side of the evaporator 14 is connected to the liquid phase refrigerant outlet 31 c of the ejector 13. The evaporator 14 performs heat exchange between the low-pressure refrigerant decompressed by the ejector 13 and the blown air blown into the vehicle interior from the blower fan 14a, thereby evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect. It is a vessel.

送風ファン14aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。蒸発器14の出口側には、エジェクタ13の冷媒吸引口31bが接続されている。さらに、エジェクタ13の気相冷媒流出口31dには圧縮機11の吸入側が接続されている。   The blower fan 14a is an electric blower whose rotation speed (amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. A refrigerant suction port 31 b of the ejector 13 is connected to the outlet side of the evaporator 14. Further, the suction side of the compressor 11 is connected to the gas-phase refrigerant outlet 31 d of the ejector 13.

次に、図示しない制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ11、12d、14a等の作動を制御する。   Next, a control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operations of the above-described various electric actuators 11, 12d, 14a and the like.

また、制御装置には、車室内温度を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、蒸発器14の吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する蒸発器温度センサ、放熱器12出口側冷媒の温度を検出する出口側温度センサおよび放熱器12出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力センサ等の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。   In addition, the control device includes an internal air temperature sensor that detects the temperature inside the vehicle, an external air temperature sensor that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the vehicle interior, and an air temperature (evaporator temperature) of the evaporator 14. A sensor group for air conditioning control such as an evaporator temperature sensor to detect, an outlet side temperature sensor to detect the temperature of the radiator 12 outlet side refrigerant, and an outlet side pressure sensor to detect the pressure of the radiator 12 outlet side refrigerant are connected, Detection values of these sensor groups are input.

さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。   Furthermore, an operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input to the control device. The As various operation switches provided on the operation panel, there are provided an air conditioning operation switch for requesting air conditioning in the vehicle interior, a vehicle interior temperature setting switch for setting the vehicle interior temperature, and the like.

なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。例えば、本実施形態では、圧縮機11の吐出容量制御弁の作動を制御する構成が吐出能力制御手段を構成している。   Note that the control device of the present embodiment is configured integrally with control means for controlling the operation of various control target devices connected to the output side of the control device. The configuration (hardware and software) for controlling the operation constitutes the control means of each control target device. For example, in this embodiment, the configuration for controlling the operation of the discharge capacity control valve of the compressor 11 constitutes the discharge capacity control means.

次に、上記構成における本実施形態の作動を図4のモリエル線図を用いて説明する。まず、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)されると、制御装置が圧縮機11の吐出容量制御弁、冷却ファン12d、送風ファン14a等を作動させる。そして、エンジンから出力される回転駆動力が圧縮機11に伝達されると、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。   Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described using the Mollier diagram of FIG. First, when the operation switch of the operation panel is turned on (ON), the control device operates the discharge capacity control valve of the compressor 11, the cooling fan 12d, the blower fan 14a, and the like. When the rotational driving force output from the engine is transmitted to the compressor 11, the compressor 11 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it.

圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒(図4のa点)は、放熱器12の凝縮部12aへ流入し、冷却ファン12dから送風された外気と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮部12aにて凝縮した冷媒は、レシーバ部12bにて気液分離される。レシーバ部12bにて気液分離された液相冷媒は、過冷却部12cにて冷却ファン12dから送風された外気と熱交換し、さらに放熱して過冷却液相冷媒となる(図4のa点→b点)。   The high-temperature and high-pressure refrigerant (point a in FIG. 4) discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12a of the radiator 12, exchanges heat with the outside air blown from the cooling fan 12d, and dissipates heat to condense. The refrigerant condensed in the condensing unit 12a is gas-liquid separated in the receiver unit 12b. The liquid-phase refrigerant separated from the gas and liquid in the receiver unit 12b exchanges heat with the outside air blown from the cooling fan 12d in the supercooling unit 12c, and further dissipates heat to become a supercooled liquid-phase refrigerant (a in FIG. 4). Point → b).

放熱器12の過冷却部12cから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタ13の減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の外周面との間に形成されるノズル通路13aにて等エントロピ的に減圧されて噴射される(図4のb点→c点)。この際、減圧用空間30bの最小通路面積部30mにおける通路断面積は、蒸発器14出口側冷媒(図4のh点)の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように調整される。   The supercooled liquid-phase refrigerant that has flowed out of the supercooling portion 12c of the radiator 12 passes through the nozzle passage 13a formed between the inner peripheral surface of the decompression space 30b of the ejector 13 and the outer peripheral surface of the passage forming member 35. The pressure is reduced entropically and injected (point b → point c in FIG. 4). At this time, the passage cross-sectional area in the minimum passage area 30m of the decompression space 30b is adjusted so that the superheat degree of the evaporator 14 outlet side refrigerant (point h in FIG. 4) approaches a predetermined reference superheat degree.

そして、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器14から流出した冷媒(図4のh点)が、冷媒吸引口31bおよび吸引用通路13b(より詳細には、流入空間30cおよび吸引通路30d)を介して吸引される。ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒および吸引用通路13b等を介して吸引された吸引冷媒は、ディフューザ通路13cへ流入して合流する(図4のc点→d点、h点→d点)。   Then, the refrigerant (point h in FIG. 4) that has flowed out of the evaporator 14 by the suction action of the refrigerant injected from the nozzle passage 13a causes the refrigerant suction port 31b and the suction passage 13b (more specifically, the inflow space 30c). And is sucked through the suction passage 30d). The refrigerant injected from the nozzle passage 13a and the suction refrigerant sucked through the suction passage 13b and the like flow into the diffuser passage 13c and merge (point c → d point, point h → d point in FIG. 4). .

ディフューザ通路13cでは冷媒通路断面積の拡大により、冷媒の運動エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する(図4のd点→e点)。ディフューザ通路13cから流出した冷媒は気液分離空間30fにて気液分離される(図4のe点→f点、e点→g点)。   In the diffuser passage 13c, the kinetic energy of the refrigerant is converted into pressure energy by expanding the refrigerant passage cross-sectional area. As a result, the pressure of the mixed refrigerant rises while the injected refrigerant and the suction refrigerant are mixed (point d → point e in FIG. 4). The refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c is gas-liquid separated in the gas-liquid separation space 30f (point e → f, point e → g in FIG. 4).

気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、オリフィス30iにて減圧されて(図4のg点→g’点)、蒸発器14へ流入する。蒸発器14へ流入した冷媒は、送風ファン14aによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する(図4のg’点→h点)。これにより、送風空気が冷却される。気液分離空間30fにて分離された気相冷媒は気相冷媒流出口31dから流出して、圧縮機11へ吸入され再び圧縮される(図4のf点→a点)。   The liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f is depressurized by the orifice 30i (point g → point g ′ in FIG. 4) and flows into the evaporator 14. The refrigerant that has flowed into the evaporator 14 absorbs heat from the blown air blown by the blower fan 14a and evaporates (point g ′ → point h in FIG. 4). Thereby, blowing air is cooled. The gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f flows out from the gas-phase refrigerant outlet 31d, is sucked into the compressor 11, and is compressed again (point f → a in FIG. 4).

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、以上の如く作動して、車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。   The ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment operates as described above and can cool the blown air blown into the vehicle interior.

この際、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、ディフューザ通路13cにて昇圧された冷媒を圧縮機11へ吸入させている。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10によれば、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機11の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。   At this time, in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the refrigerant whose pressure has been increased in the diffuser passage 13c is sucked into the compressor 11. Therefore, according to the ejector-type refrigeration cycle 10, the power consumption of the compressor 11 can be reduced compared with the normal refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant evaporation pressure in the evaporator and the pressure of the refrigerant sucked by the compressor are substantially equal. Coefficient of performance (COP) can be improved.

また、本実施形態のエジェクタ13によれば、旋回空間30aにて冷媒を旋回させることで、旋回空間30a内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させることができる。これにより、旋回中心軸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、旋回空間30a内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。   Further, according to the ejector 13 of the present embodiment, by turning the refrigerant in the swirling space 30a, the refrigerant pressure on the turning center side in the swirling space 30a is reduced to the pressure that becomes the saturated liquid phase refrigerant, or the refrigerant is depressurized. The pressure can be reduced to boiling (causing cavitation). Thus, the gas phase refrigerant is present in the swirl space 30a in the vicinity of the swirl center line, and the liquid single phase is surrounded by the two-phase separation so that a larger amount of gas-phase refrigerant exists on the inner periphery side than the outer periphery side of the swirl center shaft. State.

このように二相分離状態となった冷媒がノズル通路13aへ流入することで、ノズル通路13aの先細部131では、円環状の冷媒通路の外周側壁面から冷媒が剥離する際に生じる壁面沸騰および円環状の冷媒通路の中心軸側の冷媒のキャビテーションによって生じた沸騰核による界面沸騰によって冷媒の沸騰が促進される。これにより、ノズル通路13aの最小通路面積部30mへ流入する冷媒が、気相と液相が均質に混合した気液混合状態となる。   As the refrigerant in the two-phase separation state flows into the nozzle passage 13a in this manner, the tip 131 of the nozzle passage 13a has a wall surface boiling that occurs when the refrigerant is separated from the outer peripheral side wall surface of the annular refrigerant passage. Boiling of the refrigerant is promoted by interfacial boiling by boiling nuclei generated by cavitation of the refrigerant on the central axis side of the annular refrigerant passage. Thereby, the refrigerant flowing into the minimum passage area 30m of the nozzle passage 13a is in a gas-liquid mixed state in which the gas phase and the liquid phase are uniformly mixed.

そして、最小通路面積部30mの近傍で気液混合状態の冷媒の流れに閉塞(チョーキング)が生じ、このチョーキングによって音速に到達した気液混合状態の冷媒が末広部132にて加速されて噴射される。このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって、気液混合状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路13aにおけるエネルギ変換効率を向上させることができる。   Then, the flow of refrigerant in the gas-liquid mixed state is choked in the vicinity of the minimum passage area portion 30m, and the gas-liquid mixed state refrigerant that has reached the speed of sound by this choking is accelerated by the divergent portion 132 and injected. The Thus, the energy conversion efficiency in the nozzle passage 13a can be improved by efficiently accelerating the gas-liquid mixed state refrigerant to the sound speed by the boiling promotion by both the wall surface boiling and the interface boiling.

ところで、本実施形態のエジェクタ13のように、ノズル通路13aから超音速の冷媒を噴射するエジェクタでは、エジェクタ式冷凍サイクル10の熱負荷が低下して、ノズル通路13aへ流入する冷媒流量が減少すると、噴射冷媒のマッハ数が低下してしまう。さらに、超音速で噴射される噴射冷媒では、マッハ数が低下すると、噴射冷媒中の気相冷媒が通路形成部材35の外周側へ広がりにくくなる。   By the way, in the ejector which injects supersonic refrigerant from the nozzle passage 13a as in the ejector 13 of the present embodiment, the heat load of the ejector refrigeration cycle 10 decreases and the flow rate of refrigerant flowing into the nozzle passage 13a decreases. As a result, the Mach number of the injected refrigerant decreases. Further, in the refrigerant injected at supersonic speed, when the Mach number decreases, the gas-phase refrigerant in the injected refrigerant is less likely to spread to the outer peripheral side of the passage forming member 35.

このため、噴射冷媒の流速(マッハ数)が低下してしまうと、気相冷媒からの抗力を受けて移動する液相冷媒の粒(液滴)を通路形成部材35の外周側へ分布させにくくなってしまう。従って、混合通路13dにおける液滴と気相冷媒との混合性が悪化して、噴射冷媒中の液滴の有する速度エネルギを、混合冷媒中の気相冷媒(すなわち、噴射冷媒中の気相冷媒および吸引冷媒)に効率的に伝達することができなくなってしまう。   For this reason, when the flow velocity (Mach number) of the injected refrigerant decreases, it is difficult to distribute the particles (droplets) of the liquid phase refrigerant that moves due to the drag from the gas phase refrigerant to the outer peripheral side of the passage forming member 35. turn into. Therefore, the mixing property between the droplets in the mixing passage 13d and the gas-phase refrigerant deteriorates, and the velocity energy of the droplets in the injection refrigerant is changed to the gas-phase refrigerant in the mixed refrigerant (that is, the gas-phase refrigerant in the injection refrigerant). And suction refrigerant) cannot be efficiently transmitted.

そのため、ノズル通路13aにおけるエネルギ変換効率を向上させることができたとしても、エジェクタ13全体としてのエネルギ変換効率(エジェクタ効率)が低下してしまうおそれがある。延いては、エジェクタ13全体としての昇圧性能が低下して、エジェクタ式冷凍サイクル10のCOP向上効果を充分に得られなくなってしまうおそれがある。   Therefore, even if the energy conversion efficiency in the nozzle passage 13a can be improved, the energy conversion efficiency (ejector efficiency) of the ejector 13 as a whole may be reduced. As a result, the boosting performance of the ejector 13 as a whole is lowered, and the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle 10 may not be sufficiently obtained.

これに対して、本実施形態のエジェクタ13では、ノズル通路13aの末広部132の通路断面積の拡大度合が、末広部(132)の入口側よりも出口側の方が大きくなっているので、ノズル通路13aから混合通路13dへ噴射される噴射冷媒の流れを、図3の太実矢印に示すように、通路形成部材35の外周側へ広げやすい。 On the other hand, in the ejector 13 of the present embodiment, the degree of expansion of the cross-sectional area of the divergent portion 132 of the nozzle passage 13a is larger on the outlet side than on the inlet side of the divergent portion (132). the flow of the injection refrigerant jetted from the nozzle passage 13a to the mixing passage 13d, as shown in FutoshiMinoru line arrow in FIG. 3, tends to spread to the outer peripheral side of the through passage forming member 35.

従って、噴射冷媒の流速(マッハ数)が低下しても、混合通路13dにおける液滴と気相冷媒との混合性の低下を抑制することができ、エジェクタ効率の低下を抑制することができる。   Therefore, even if the flow rate (Mach number) of the injection refrigerant is reduced, it is possible to suppress a decrease in the mixing property between the droplets and the gas-phase refrigerant in the mixing passage 13d, and it is possible to suppress a decrease in the ejector efficiency.

さらに、本実施形態のエジェクタ13では、吸引用通路13bの最下流部の形状が、冷媒流れ下流側に向かって、通路断面積が一定の形状に形成されているので、吸引用通路13bから混合通路13dへ吸引される吸引冷媒の速度分布の縮流を抑制することができる。従って、噴射冷媒が通路形成部材35の外周側へ広がることを、吸引冷媒が阻害してしまうことを抑制することができる。   Furthermore, in the ejector 13 of the present embodiment, the shape of the most downstream portion of the suction passage 13b is formed so that the cross-sectional area of the passage is constant toward the downstream side of the refrigerant flow. The contraction of the velocity distribution of the suction refrigerant sucked into the passage 13d can be suppressed. Accordingly, it is possible to prevent the suction refrigerant from inhibiting the injection refrigerant from spreading to the outer peripheral side of the passage forming member 35.

このことを、図5、図6を用いて詳細に説明する。図5は、本実施形態のエジェクタ13の吸引用通路13bから流出する冷媒の速度分布(速度プロファイル)を示している。また、図6は、吸引用通路13bの最下流部の形状が、冷媒流れ下流側に向かって徐々に縮小する形状に形成された比較用のエジェクタの吸引用通路から流出する冷媒の速度分布(速度プロファイル)を示している。   This will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 shows the velocity distribution (velocity profile) of the refrigerant flowing out from the suction passage 13b of the ejector 13 of the present embodiment. FIG. 6 shows the velocity distribution of the refrigerant flowing out from the suction passage of the comparative ejector in which the shape of the most downstream portion of the suction passage 13b is gradually reduced toward the refrigerant flow downstream side ( Speed profile).

図5、図6から明らかなように、比較例の吸引用通路から流出する冷媒は、吸引用通路の通路壁面近傍の冷媒の流速が早くなり、速度分布に縮流が生じている。このため、混合通路13dへ流入した吸引冷媒の流速が速やかに減速しにくく、噴射冷媒が通路形成部材35の外周側へ広がることを、吸引冷媒が阻害してしまう。   As is apparent from FIGS. 5 and 6, the refrigerant flowing out from the suction passage of the comparative example has a faster flow rate of the refrigerant in the vicinity of the passage wall surface of the suction passage, resulting in contraction in the velocity distribution. For this reason, the flow rate of the suction refrigerant that has flowed into the mixing passage 13d is difficult to quickly decelerate, and the suction refrigerant inhibits the injection refrigerant from spreading to the outer peripheral side of the passage forming member 35.

これに対して、本実施形態の吸引用通路13bから流出する冷媒は、速度分布に縮流が生じず、混合通路13dへ流入した吸引冷媒の流速が速やかに減速させることができる。その結果、噴射冷媒が通路形成部材35の外周側へ広がることを、吸引冷媒が阻害してしまうことを抑制することができる。   On the other hand, the refrigerant flowing out from the suction passage 13b of the present embodiment does not cause a contraction in the velocity distribution, and the flow velocity of the suction refrigerant flowing into the mixing passage 13d can be quickly reduced. As a result, it is possible to prevent the suction refrigerant from inhibiting the injection refrigerant from spreading to the outer peripheral side of the passage forming member 35.

従って、噴射冷媒の流速(マッハ数)が低下しても、混合通路13dにおける液滴と気相冷媒との混合性の低下を抑制することができ、エジェクタ効率の低下を、より一層効果的に抑制することができる。   Therefore, even if the flow rate (Mach number) of the injection refrigerant is reduced, it is possible to suppress a drop in the mixing property between the droplets and the gas-phase refrigerant in the mixing passage 13d, and to further effectively reduce the ejector efficiency. Can be suppressed.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図7に示すように、ミドルボデー33および通路形成部材35の軸方向断面形状を変更した例を説明する。なお、図7は、第1実施形態で説明した図3に対応する拡大断面図であって、図7では、第1実施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、以下の図面でも同様である。
(Second Embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the axial cross-sectional shape of the middle body 33 and the channel | path formation member 35 with respect to 1st Embodiment, as shown in FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 3 described in the first embodiment. In FIG. 7, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

より具体的には、本実施形態では、通路形成部材35の軸方向断面において、通路形成部材35のうち、ノズル通路13aの冷媒流れ下流側の一部および混合通路13dを形成する部位が描く曲線は、冷媒流れ下流側に向かって、通路形成部材35の中心軸からの距離Lの増加度合が徐々に小さくなっている。   More specifically, in the present embodiment, in the axial cross section of the passage forming member 35, a curve drawn by a part of the passage forming member 35 on the downstream side of the refrigerant flow of the nozzle passage 13 a and the part forming the mixing passage 13 d. The degree of increase in the distance L from the central axis of the passage forming member 35 gradually decreases toward the downstream side of the refrigerant flow.

また、本実施形態の混合通路13dは、第1実施形態と同様に、冷媒流れ下流側へ向かって、通路断面積が略一定となるように形成されている。従って、本実施形態では、通路形成部材35の軸方向断面において、ミドルボデー33のうち混合用空間30hを形成する部位が描く線は、通路形成部材35のうち混合用空間30hを形成する部位が描く線に沿って湾曲している。   Further, the mixing passage 13d of the present embodiment is formed such that the passage cross-sectional area becomes substantially constant toward the downstream side of the refrigerant flow, as in the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, in the axial cross section of the passage forming member 35, a line drawn by a portion of the middle body 33 that forms the mixing space 30h is drawn by a portion of the passage forming member 35 that forms the mixing space 30h. Curved along the line.

その他の構成は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のエジェクタ13によれば、噴射冷媒の流速(マッハ数)が低下しても、混合通路13dにおける液滴と気相冷媒との混合性の低下を抑制することができ、エジェクタ効率の低下を抑制することができる。   Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, when the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment is operated, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to the ejector 13 of the present embodiment, even if the flow rate (Mach number) of the injection refrigerant is reduced, it is possible to suppress a drop in the mixing property between the droplet and the gas-phase refrigerant in the mixing passage 13d. A decrease in efficiency can be suppressed.

また、本実施形態のエジェクタ13では、通路形成部材35のノズル通路13aの冷媒流れ下流側の一部および混合通路13dを形成する部位と中心軸との距離Lの増加度合が徐々に小さくなっている。これにより、混合通路13dの形状を、冷媒流れ下流側に向かって、通路形成部材35の中心側へ曲がった形状とすることができるので、噴射冷媒中の液滴を混合通路13dの外周側へ到達させやすい。   Further, in the ejector 13 of the present embodiment, the degree of increase in the distance L between the central axis and the part of the passage forming member 35 on the downstream side of the refrigerant flow of the nozzle passage 13a and the portion forming the mixing passage 13d is gradually reduced. Yes. As a result, the shape of the mixing passage 13d can be bent toward the center side of the passage forming member 35 toward the downstream side of the refrigerant flow, so that the droplets in the injected refrigerant are moved to the outer peripheral side of the mixing passage 13d. Easy to reach.

このことをより詳細に説明すると、気相冷媒と比較して液滴の慣性力は大きいので、ノズル通路13aの冷媒出口から噴射された液滴は、図7の二点鎖線に示すように、直進性を有している。このため、混合通路13dの形状を、通路形成部材35の中心側へ曲がった形状とすると、相対的に混合通路13dの外周側壁面を中心側に分布する液滴に近づけやすい。従って、噴射冷媒を混合通路13dの外周側へ到達させやすい。   This will be explained in more detail. Since the inertial force of the liquid droplet is larger than that of the gas phase refrigerant, the liquid droplet ejected from the refrigerant outlet of the nozzle passage 13a is as shown by a two-dot chain line in FIG. It has straightness. For this reason, when the shape of the mixing passage 13d is bent to the center side of the passage forming member 35, the outer peripheral side wall surface of the mixing passage 13d is relatively close to the liquid droplets distributed on the center side. Therefore, it is easy to make the injection refrigerant reach the outer peripheral side of the mixing passage 13d.

その結果、混合通路13dにおける液滴と気相冷媒との混合性の低下を抑制することができ、エジェクタ効率の低下を、より一層効果的に抑制することができる。   As a result, it is possible to suppress a decrease in the mixing property between the droplets and the gas-phase refrigerant in the mixing passage 13d, and it is possible to more effectively suppress the decrease in the ejector efficiency.

(第3実施形態)
第1実施形態では、末広部132の通路断面積の拡大度合を段階的に大きくした例を説明したが、本実施形態では、図8に示すように、末広部132の通路断面積の拡大度合を連続的に大きくした例を説明する。このため、本実施形態のノズルボデー32の先細先端部において末広部132を形成する部位の軸方向断面形状は、曲線状(あるいは、円弧状)に形成されている。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the example in which the degree of enlargement of the passage cross-sectional area of the divergent portion 132 has been described in stages, but in this embodiment, as shown in FIG. An example in which is continuously increased will be described. For this reason, the axial cross-sectional shape of the site | part which forms the divergent part 132 in the taper front-end | tip part of the nozzle body 32 of this embodiment is formed in the curve shape (or circular arc shape).

その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。本実施形態のように、末広部132の通路断面積の拡大度合を連続的に大きくしても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図8は、第1実施形態で説明した図3に対応する拡大断面図である。   Other configurations and operations of the ejector 13 and the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the first embodiment. As in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained even when the degree of expansion of the passage sectional area of the divergent portion 132 is continuously increased. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 3 described in the first embodiment.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.

(1)上述の第1実施形態では、混合通路13dにおける噴射冷媒と吸引冷媒との混合性を低下する手段として、ノズル通路13aの末広部132の通路断面積の拡大度合を徐々に大きくする手段、および吸引用通路13bの最下流部の通路断面積を一定とする手段の双方を説明したが、これらの手段の双方を同時に採用する必要は無い。さらに、第2実施形態で説明した、混合通路13dの形状を通路形成部材35の中心側へ曲がった形状とする手段についても同様である。   (1) In the first embodiment described above, means for gradually increasing the degree of expansion of the passage cross-sectional area of the divergent portion 132 of the nozzle passage 13a as means for reducing the mixing of the injected refrigerant and the suction refrigerant in the mixing passage 13d. Although both the means for making the passage cross-sectional area of the most downstream portion of the suction passage 13b constant have been described, it is not necessary to employ both of these means at the same time. The same applies to the means described in the second embodiment in which the shape of the mixing passage 13d is bent toward the center of the passage forming member 35.

すなわち、末広部132の通路断面積の拡大度合を徐々に大きくする手段、吸引用通路13bの最下流部の通路断面積を一定とする手段、および混合通路13dの形状を通路形成部材35の中心側へ曲がった形状とする手段は、いずれか1つの手段を採用しても、複数の手段を組み合わせて作用しても、液滴と気相冷媒との混合性の低下を抑制する効果を得ることができる。   That is, a means for gradually increasing the degree of expansion of the passage cross-sectional area of the divergent portion 132, a means for making the passage cross-sectional area of the most downstream portion of the suction passage 13b constant, and the shape of the mixing passage 13d as the center of the passage forming member 35 Even if any one means is used as a means bent to the side or a plurality of means are used in combination, an effect of suppressing deterioration in the mixing property of the droplet and the gas-phase refrigerant can be obtained. be able to.

さらに、本発明者らの検討によれば、これらの手段による効果は、噴射冷媒のマッハ数が2.0以下のとなるエジェクタ式冷凍サイクル10にて、効果的に得られることが判っている。   Further, according to the study by the present inventors, it has been found that the effects of these means can be obtained effectively in the ejector refrigeration cycle 10 in which the Mach number of the injected refrigerant is 2.0 or less. .

(2)上述の第1実施形態では、末広部132の通路断面積の拡大度合を段階的に大きくした例を説明したが、もちろん連続的に大きくしてもよい。   (2) In the above-described first embodiment, the example in which the degree of expansion of the passage cross-sectional area of the divergent portion 132 is increased stepwise has been described, but may be increased continuously.

また、上述の第1、第2実施形態では、吸引用通路13bの冷媒流れ最下流部の通路断面積を一定とした例を説明したが、吸引用通路13bの通路断面積の変化はこれに限定されない。図5、図6を用いて説明したように、速度分布の縮流を抑制することができれば、吸引用通路13b(具体的には、吸引通路30d)の冷媒流れ最下流部は、冷媒流れ下流側へ向かって、通路断面積が拡大する形状に形成されていてもよい。   In the first and second embodiments described above, the example has been described in which the passage cross-sectional area of the most downstream portion of the refrigerant flow in the suction passage 13b is constant. However, the change in the passage cross-sectional area of the suction passage 13b is not limited thereto. It is not limited. As described with reference to FIGS. 5 and 6, if the contraction of the velocity distribution can be suppressed, the most downstream portion of the refrigerant flow in the suction passage 13b (specifically, the suction passage 30d) is the downstream of the refrigerant flow. You may form in the shape which a channel | path cross-sectional area expands toward the side.

このような形状であっても、図9に示すように、速度分布(速度プロファイル)に縮流が生じず、混合通路13dへ流入した吸引冷媒の流速が速やかに減速させることができる。その結果、噴射冷媒が通路形成部材35の外周側へ広がることを、吸引冷媒が阻害してしまうことを抑制することができる。   Even with such a shape, as shown in FIG. 9, no contracted flow occurs in the speed distribution (speed profile), and the flow rate of the suction refrigerant flowing into the mixing passage 13d can be quickly reduced. As a result, it is possible to prevent the suction refrigerant from inhibiting the injection refrigerant from spreading to the outer peripheral side of the passage forming member 35.

また、上述の第2実施形態では、通路形成部材35のノズル通路13aの冷媒流れ下流側の一部および混合通路13dを形成する部位と中心軸との距離Lの増加度合が徐々に小さくなっている例を説明したが、少なくとも混合通路13dを形成する部位と中心軸との距離Lの増加度合が徐々に小さくなっていれば、同様の効果を得ることができる。   Further, in the above-described second embodiment, the degree of increase in the distance L between the central axis and the part of the passage forming member 35 on the downstream side of the refrigerant flow of the nozzle passage 13a and the portion forming the mixing passage 13d and the central axis gradually decreases. However, if the degree of increase in the distance L between at least the part forming the mixing passage 13d and the central axis is gradually reduced, the same effect can be obtained.

(3)エジェクタ13の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。   (3) The configuration of the ejector 13 is not limited to that disclosed in the above-described embodiment.

例えば、上述の実施形態では、通路形成部材35を変位させる駆動手段として、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37bおよび封入空間37b内の感温媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム37aを有して構成された駆動機構37を採用した例を説明したが、駆動手段はこれに限定されない。   For example, in the above-described embodiment, the drive means for displacing the passage forming member 35 corresponds to the enclosed space 37b in which the temperature-sensitive medium whose pressure changes with temperature change is enclosed, and the pressure of the temperature-sensitive medium in the enclosed space 37b. Although the example which employ | adopted the drive mechanism 37 comprised with the diaphragm 37a which is displaced in this way was demonstrated, a drive means is not limited to this.

例えば、感温媒体として温度によって体積変化するサーモワックスを採用してもよいし、駆動手段として形状記憶合金性の弾性部材を有して構成されたものを採用してもよいし、さらに、駆動手段として電動モータやソレノイド等の電気的機構によって通路形成部材35を変位させるものを採用してもよい。   For example, a thermowax that changes in volume depending on temperature may be employed as the temperature-sensitive medium, or a drive unit that includes a shape memory alloy elastic member may be employed. As a means, a member that displaces the passage forming member 35 by an electric mechanism such as an electric motor or a solenoid may be adopted.

また、エジェクタ13に、ディフューザ通路13cを流れる冷媒の旋回流れを促進する旋回促進手段を追加してもよい。これによれば、ディフューザ通路13c内に螺旋状の冷媒流路を形成することができるので、ディフューザ通路13c内の冷媒流路が短くなってエジェクタ13の昇圧性能が低下してしまうことを抑制できる。さらに、気液分離空間30fへ流入する冷媒の旋回流れを促進させて、気液分離空間30fにおける気液分離性能を向上させることができる。   Further, a swirl promoting means for promoting the swirl flow of the refrigerant flowing through the diffuser passage 13c may be added to the ejector 13. According to this, since the spiral refrigerant flow path can be formed in the diffuser passage 13c, it is possible to prevent the refrigerant flow path in the diffuser passage 13c from being shortened and the pressure increase performance of the ejector 13 from being lowered. . Furthermore, the swirling flow of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space 30f can be promoted, and the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space 30f can be improved.

このような旋回促進手段としては、通路形成部材35およびミドルボデー33のディフューザ通路を形成する部位に整流板を配置することによって構成してもよいし、当該部位に溝部を設けることによって構成してもよい。   Such swirl promoting means may be configured by arranging a rectifying plate at a portion where the diffuser passage of the passage forming member 35 and the middle body 33 is formed, or may be constituted by providing a groove at the portion. Good.

(4)エジェクタ式冷凍サイクル10を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。   (4) Each component apparatus which comprises the ejector type refrigerating cycle 10 is not limited to what was disclosed by the above-mentioned embodiment.

例えば、上述の実施形態では、圧縮機11として、エンジン駆動式の可変容量型圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機11として、電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を採用してもよい。さらに、固定容量型圧縮機構と電動モータとを備え、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機を採用してもよい。電動圧縮機では、電動モータの回転数を調整することによって、冷媒吐出能力を制御することができる。   For example, in the above-described embodiment, an example in which an engine-driven variable displacement compressor is employed as the compressor 11 has been described. However, as the compressor 11, the operating rate of the compressor is changed by the on / off of an electromagnetic clutch. You may employ | adopt the fixed capacity type compressor which adjusts a refrigerant | coolant discharge capability. Furthermore, you may employ | adopt an electric compressor provided with a fixed displacement type compression mechanism and an electric motor, and act | operating by supplying electric power. In the electric compressor, the refrigerant discharge capacity can be controlled by adjusting the rotation speed of the electric motor.

また、上述の実施形態では、放熱器12として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部12aのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。さらに、通常の放熱器とともに、この放熱器にて放熱した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える受液器(レシーバ)を一体化させたレシーバ一体型の凝縮器を採用してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which employ | adopted the subcool type heat exchanger as the heat radiator 12, you may employ | adopt the normal heat radiator which consists only of the condensation part 12a. In addition to a normal radiator, a receiver-integrated condenser that integrates a receiver (receiver) that separates the gas-liquid of the refrigerant radiated by this radiator and stores excess liquid phase refrigerant is adopted. Also good.

さらに、上述のエジェクタ式冷凍サイクル10に対して、放熱器12から流出した冷媒と圧縮機11へ吸入される冷媒とを熱交換させて、エジェクタ13へ流入する冷媒のエンタルピを低下させる内部熱交換器を追加してもよい。   Furthermore, with respect to the ejector-type refrigeration cycle 10 described above, the internal heat exchange that lowers the enthalpy of the refrigerant flowing into the ejector 13 by exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator 12 and the refrigerant sucked into the compressor 11. A vessel may be added.

また、上述の実施形態では、冷媒としてR1234yfを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C、HFO−1234ze、HFO−1234zd等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which employ | adopted R1234yf as a refrigerant | coolant, a refrigerant | coolant is not limited to this. For example, R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C, HFO-1234ze, HFO-1234zd, or the like may be employed. Or you may employ | adopt the mixed refrigerant | coolant etc. which mixed multiple types among these refrigerant | coolants.

(5)上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタ13を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を、車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明に係るエジェクタ13を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10の適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。   (5) In the above-described embodiment, the example in which the ejector refrigeration cycle 10 including the ejector 13 according to the present invention is applied to a vehicle air conditioner has been described. However, the ejector refrigeration cycle 10 including the ejector 13 according to the present invention. The application of is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a stationary air conditioner, a cold storage container, a cooling / heating device for a vending machine, and the like.

また、上述の実施形態では、放熱器12を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器14を送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、蒸発器14を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明に係るエジェクタ13を適用してもよい。   In the above-described embodiment, the radiator 12 is an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and the evaporator 14 is used as a use-side heat exchanger that cools the blown air. The present invention relates to a heat pump cycle in which the evaporator 14 is configured as an outdoor heat exchanger that absorbs heat from a heat source such as outside air, and the radiator 12 is configured as an indoor heat exchanger that heats a heated fluid such as air or water. The ejector 13 may be applied.

10 エジェクタ式冷凍サイクル
13 エジェクタ
13a ノズル通路
13b 吸引用通路
13c ディフューザ通路
13d 混合通路
30 ボデー
35 通路形成部材
131 先細部
132 末広部
10 Ejector Refrigeration Cycle 13 Ejector 13a Nozzle Passage 13b Suction Passage 13c Diffuser Passage 13d Mixing Passage 30 Body 35 Passage Forming Member 131 Tip Detail 132 Divergent Part

Claims (6)

蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10)に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)、前記減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して冷媒吸引口(31b)から冷媒を吸引する吸引用通路(13b)、前記減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路(13b)を介して吸引された吸引冷媒とを流入させる混合用空間(30h)、および前記混合用空間(30h)から流出した冷媒を流入させる昇圧用空間(30e)が形成されたボデー(30)と、
少なくとも一部が前記減圧用空間(30b)の内部、前記混合用空間(30h)の内部、および前記昇圧用空間(30e)の内部に配置されるとともに、前記減圧用空間(30b)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た通路形成部材(35)と、を備え、
前記ボデー(30)のうち前記減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、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(13a)であり、
前記ボデー(30)のうち前記混合用空間(30h)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記噴射冷媒と前記吸引冷媒とを混合させる混合通路(13d)であり、
前記ボデー(30)のうち前記昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギへ変換するディフューザとして機能するディフューザ通路(13c)であり、
前記吸引用通路(13b)の最下流部は、冷媒流れ下流側に向かって、通路断面積が一定の形状あるいは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。
An ejector applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus (10),
A decompression space (30b) for decompressing the refrigerant, a suction passage (13b) communicating with the downstream side of the refrigerant flow in the decompression space (30b) and sucking the refrigerant from the refrigerant suction port (31b), and the decompression space ( The mixing space (30h) into which the injection refrigerant injected from 30b) and the suction refrigerant sucked through the suction passage (13b) flow in, and the refrigerant flowing out from the mixing space (30h) into A body (30) in which a boosting space (30e) is formed;
At least a portion is disposed in the decompression space (30b), in the mixing space (30h), and in the pressurization space (30e), and away from the decompression space (30b). A passage forming member (35) formed in a conical shape with an enlarged cross-sectional area,
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the decompression space (30b) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) depressurizes and injects the refrigerant. A nozzle passage (13a) that functions as a nozzle to
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the mixing space (30h) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) is formed by the injection refrigerant and the suction. A mixing passage (13d) for mixing the refrigerant,
The refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the body (30) forming the pressurizing space (30e) and the outer peripheral surface of the passage forming member (35) is kinetic energy of the mixed refrigerant. A diffuser passage (13c) that functions as a diffuser for converting the pressure to pressure energy;
The ejector characterized in that the most downstream portion of the suction passage (13b) is formed in a shape in which the passage cross-sectional area is constant or expands toward the downstream side of the refrigerant flow.
前記ノズル通路(13a)には、通路断面積が最も縮小した最小通路面積部(30m)、前記最小通路面積部(30m)の冷媒流れ上流側に形成されて前記最小通路面積部(30m)へ向かって通路断面積が徐々に縮小する先細部(131)、および前記最小通路面積部(30m)の冷媒流れ下流側に形成されて通路断面積が徐々に拡大する末広部(132)が形成されており、
前記末広部(132)の通路断面積の拡大度合は、冷媒流れ下流側に向かって、徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項に記載のエジェクタ。
The nozzle passage (13a) has a minimum passage area portion (30m) whose passage cross-sectional area is reduced to the smallest, and is formed on the refrigerant flow upstream side of the minimum passage area portion (30m) to the minimum passage area portion (30m). A tapered portion (131) in which the passage cross-sectional area gradually decreases and a divergent portion (132) that is formed on the downstream side of the refrigerant flow in the minimum passage area portion (30m) and the passage cross-sectional area gradually increases are formed. And
2. The ejector according to claim 1 , wherein the degree of expansion of the cross-sectional area of the divergent section (132) gradually increases toward the downstream side of the refrigerant flow.
前記混合通路(13d)は、冷媒流れ下流側に向かって、通路断面積が一定の形状あるいは徐々に縮小する形状に形成されており、
前記通路形成部材(35)の軸方向断面において、前記通路形成部材(35)のうち、少なくとも前記混合通路(13d)を形成する部位が描く曲線は、冷媒流れ下流側に向かって、前記通路形成部材(35)の中心軸からの距離(L)の増加度合が徐々に小さく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。
The mixing passage (13d) is formed in a shape in which the cross-sectional area of the passage is constant or gradually reduced toward the downstream side of the refrigerant flow,
In the cross section in the axial direction of the passage forming member (35), a curve drawn by at least a portion forming the mixing passage (13d) of the passage forming member (35) is formed toward the downstream side of the refrigerant flow. The ejector according to claim 1 or 2 , wherein the degree of increase in the distance (L) from the central axis of the member (35) is gradually reduced.
前記混合通路(13d)は、前記ノズル通路(13a)の冷媒流れ方向に連続して配置されており、
前記通路形成部材(35)の軸方向断面において、前記通路形成部材(35)のうち、前記ノズル通路(13a)の冷媒流れ下流側の一部および前記混合通路(13d)を形成する部位が描く曲線は、冷媒流れ下流側に向かって、前記通路形成部材(35)の中心軸からの距離(L)の増加度合が徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項に記載のエジェクタ。
The mixing passage (13d) is continuously arranged in the refrigerant flow direction of the nozzle passage (13a),
In the cross section in the axial direction of the passage forming member (35), a part of the passage forming member (35) on the downstream side of the refrigerant flow of the nozzle passage (13a) and a portion forming the mixing passage (13d) are drawn. The ejector according to claim 3 , wherein the curve is such that the degree of increase in the distance (L) from the central axis of the passage forming member (35) gradually decreases toward the downstream side of the refrigerant flow.
さらに、前記ノズル通路(13a)へ流入する冷媒を前記ノズル通路(13a)の中心軸周りに旋回させる旋回流発生手段(30a、31、32)を備えることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載のエジェクタ。 Furthermore, the nozzle passage swirl flow generating means for swirling the refrigerant flowing into (13a) around the central axis of the nozzle passage (13a) (30a, 31 and 32) of 4 claims 1, characterized in that it comprises The ejector as described in any one. 請求項に記載のエジェクタ(13)と、
冷媒を圧縮する圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒を過冷却液相冷媒となるまで冷却する放熱器(12)と、を備え、
前記旋回流発生手段(30a、31、32)には、前記過冷却液相冷媒が流入することを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
An ejector (13) according to claim 5 ;
A radiator (12) for cooling the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11) for compressing the refrigerant until it becomes a supercooled liquid phase refrigerant,
The ejector refrigeration cycle, wherein the supercooled liquid phase refrigerant flows into the swirl flow generating means (30a, 31, 32).
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