噴射器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種噴射器。通過使形成于在主體部(30)的內部形成的減壓用空間(30b)的內周面與改變最小面積部(30m)的冷媒通路面積的閥芯(35)的外周面之間的冷媒通路作為噴嘴而發(fā)揮功能，使形成于在主體部(30)的內部形成的升壓用空間(30e)的內周面與通路形成部件(36)的外周面之間的冷媒通路作為擴壓器而發(fā)揮功能，由此構成噴射器。此外，利用獨立部件形成閥芯(35)與通路形成部件(36)，通過減小閥芯(35)從冷媒承受的載荷，能夠實現使閥芯(35)變位的驅動裝置(37)的小型化。由此，無論噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱負載如何，都能夠使可發(fā)揮高能量轉換效率的噴射器小型化。
【專利說明】噴射器
[0001]相關申請的相互參照
[0002]本申請基于2012年7月9日申請的日本專利申請2012-153320主張優(yōu)先權，通過參照將其公開內容引入本申請。

【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及一種噴射器，該噴射器使流體減壓，并且借助以高速度噴射的噴射流體的吸引作用來吸引流體。

【背景技術】
[0004]以往，作為在蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置中應用的減壓裝置，公知噴射器。這種噴射器具有使冷媒減壓的噴嘴部，能夠利用從該噴嘴部噴射的噴射冷媒的吸引作用吸引從蒸發(fā)器流出的氣相冷媒，利用升壓部(擴壓器部)使噴射冷媒與吸引冷媒混合而升壓。
[0005]因此，在具備噴射器作為減壓裝置的制冷循環(huán)裝置(以下，記載為噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)。)中，能夠利用噴射器的升壓部的冷媒升壓作用減少壓縮機的消耗動力，與具備膨脹閥等作為減壓裝置的通常的制冷循環(huán)裝置相比，能夠提高循環(huán)系統(tǒng)的性能系數(COP)。
[0006]此外，在專利文獻I中，作為應用于制冷循環(huán)裝置的噴射器，公開了具有使冷媒分兩個階段減壓的噴嘴部的噴射器。更詳細地說，在該專利文獻I的噴射器中，利用第一噴嘴將高壓液相狀態(tài)的冷媒減壓至成為氣液二相狀態(tài)，使成為了氣液二相狀態(tài)的冷媒向第二噴嘴流入。
[0007]由此，在專利文獻I的噴射器中，促進第二噴嘴中的冷媒的沸騰，實現噴嘴部整體的噴嘴效率的提高，作為噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)整體也意欲實現COP的進一步提高。需要說明的是，噴嘴效率指的是，在噴嘴部將冷媒的壓力能量轉換為動能時的能量轉換效率。
[0008]在先技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本專利第3331604號公報
[0011]然而，根據本申請的發(fā)明人們的研宄，在專利文獻I的噴射器中，例如存在如下情況:在噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱負載降低，循環(huán)系統(tǒng)的高壓側冷媒的壓力與低壓側冷媒的壓力的壓力差(高低壓差)縮小時，通過第一噴嘴進行高低壓差量的減壓，而在第二噴嘴中冷媒幾乎不被減壓。在這樣的情況下，存在無法獲得使氣液二相冷媒向第二噴嘴流入所帶來的噴嘴效率提高效果的可能。
[0012]對此，本發(fā)明人們首先在日本特愿2012-20882號(以下，稱作在先申請例。)中提出了一種噴射器，該噴射器具備:主體部，其形成有使從散熱器流出的冷媒回旋的回旋空間、使從該回旋空間流出的冷媒減壓的減壓用空間、與減壓用空間的冷媒流動下游側連通而吸引從蒸發(fā)器流出的冷媒的吸引用通路、使從減壓用空間噴射的噴射冷媒與從吸引用通路吸引的吸引冷媒混合而升壓的升壓用空間；圓錐形狀的閥芯，其配置在減壓用空間內以及升壓用空間內，在減壓用空間內形成冷媒通路面積縮至最小的最小面積部，并且在升壓用空間內形成隨著朝向冷媒流動下游側而冷媒通路面積逐漸擴大的冷媒通路；以及驅動裝置，其使該閥芯變位，使形成在減壓用空間的內周面與閥芯的外周面之間的冷媒通路作為使冷媒減壓并噴射的噴嘴而發(fā)揮功能，使形成在升壓用空間的內周面與閥芯的外周面之間的冷媒通路作為將噴射冷媒以及吸引冷媒的速度能量轉換為壓力能量的擴壓器而發(fā)揮功會K。
[0013]在該在先申請例的噴射器中，通過利用回旋空間使冷媒回旋，從而使回旋空間內的回旋中心側的冷媒壓力降至成為飽和液相冷媒的壓力、或者冷媒減壓沸騰(產生空穴)的壓力。并且，使壓力降低后的回旋中心側的冷媒向減壓用空間流入，在減壓用空間內的最小面積部附近可靠地使冷媒減壓沸騰。由此，使減壓用空間內的作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路中的能量轉換效率(相當于噴嘴效率)提高。
[0014]此外，驅動裝置根據噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱負載使閥芯變位，改變減壓用空間內的作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路的冷媒通路面積、以及升壓用空間內的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路的冷媒通路面積，從而可靠地提高上述能量轉換效率。
[0015]然而，對于如在先申請例的噴射器那樣使減壓用空間內的冷媒通路面積以及升壓用空間內的冷媒通路面積同時變化的閥芯，例如存在與僅使減壓用空間內的冷媒通路面積變化的閥芯相比外形增大的顧慮。此外，由于閥芯從冷媒承受的載荷也增大，因此，用于使閥芯變位的驅動裝置的外形也增大，存在噴射器整體大型化的情況。


【發(fā)明內容】

[0016]鑒于所述問題，本發(fā)明的目的在于，使無論噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱負載如何都能夠發(fā)揮高能量轉換效率的噴射器小型化。
[0017]根據本申請的一方式，噴射器應用于蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置中，
[0018]噴射器具備主體部，該主體部具有:供冷媒流入的冷媒流入口 ；使從冷媒流入口流入的冷媒回旋的回旋空間；使從回旋空間流出的冷媒減壓的減壓用空間；與減壓用空間的冷媒流動下游側連通而從外部吸引冷媒的吸引用通路；以及使從減壓用空間噴射出的噴射冷媒與從吸引用通路吸引來的吸引冷媒混合的升壓用空間。此外，噴射器還具備:閥芯，其配置在減壓用空間內；通路形成部件，其配置在升壓用空間內，在升壓用空間內形成冷媒通路面積隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸擴大的冷媒通路；以及驅動裝置，其使閥芯變位。減壓用空間具有冷媒通路截面積最小的最小面積部，驅動裝置通過使閥芯變位來改變最小面積部的冷媒通路截面積。
[0019]閥芯的外周面所劃分出的冷媒通路作為使從回旋空間流出的冷媒減壓并噴射的噴嘴而發(fā)揮功能，通路形成部件的外周面所劃分出的冷媒通路作為將噴射冷媒以及吸引冷媒的速度能量轉換為壓力能量的擴壓器而發(fā)揮功能。閥芯與通路形成部件作為獨立部件設置。
[0020]由此，使回旋空間內的回旋中心側的壓力降低了的冷媒向減壓用空間內流入，因此，能夠提高減壓用空間內的作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路中的能量轉換效率(相當于噴嘴效率)。在此基礎上，由于驅動裝置根據制冷循環(huán)裝置的熱負載使閥芯變位，因此，無論熱負載如何，都能夠發(fā)揮高能量轉換效率。
[0021]此外，由于閥芯與通路形成部件利用獨立部件形成，因此能夠使閥芯小型化。并且，通過該小型化，基于閥芯從冷媒承受的壓力所產生的載荷也變小，因此，還能夠實現用于使閥芯變位的驅動裝置的小型化。其結果，能夠實現噴射器整體的小型化。
[0022]另外，升壓用空間以及通路形成部件既可以形成為旋轉體形狀，也可以具有隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸在徑向上擴展的形狀。由此，升壓用空間內的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路從軸中心側朝向徑向外側擴展，因此能夠縮小噴射器整體的軸向尺寸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的第一實施方式的噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)的簡圖。
[0024]圖2是第一實施方式的噴射器的沿著軸向的剖視圖。
[0025]圖3A是示出第一實施方式的噴射器的各冷媒通路中的冷媒的流動的示意性的剖視圖。
[0026]圖3B是圖3A的IIIB-1IIB剖視圖。
[0027]圖3C是圖3A的IIIC-1IIC剖視圖。
[0028]圖4是示出第一實施方式的噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷媒的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0029]圖5是本發(fā)明的第二實施方式的噴射器的示意性的剖視圖。
[0030]圖6是本發(fā)明的第三實施方式的噴射器的示意性的剖視圖。
[0031]圖7是本發(fā)明的變形例的噴射器的示意性的剖視圖。
[0032]圖8是本發(fā)明的變形例的噴射器的示意性的剖視圖。

【具體實施方式】
[0033]以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的多個方式進行說明。在各方式中，有時對與在在先方式中說明過的內容對應的部分標注相同的附圖標記，省略重復的說明。在各方式中，在僅說明一部分結構的情況下，結構的其他部分能夠應用在先說明的其他方式。在各實施方式中，不僅能夠使具體明示了能夠組合的部分彼此組合，只要不特別對組合產生阻礙，即使沒有明示，也可以將實施方式彼此局部組合。
[0034](第一實施方式)
[0035]使用圖1?圖4對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。如圖1所示，本實施方式的噴射器13應用于具備噴射器作為冷媒減壓機構的制冷循環(huán)裝置、即噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10。此外，該噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10應用于車輛用空氣調節(jié)裝置，發(fā)揮對向作為空氣調節(jié)對象空間的車室內送風的送風空氣進行冷卻的功能。
[0036]首先，在噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10中，壓縮機11吸入冷媒，使冷媒升壓至成為高壓冷媒后排出。具體而言，本實施方式的壓縮機11是在一個殼體內收容固定容量型的壓縮機構11a、以及驅動壓縮機構Ila的電動馬達Ilb而構成的電動壓縮機。
[0037]作為該壓縮機構11a，能夠采用渦旋型壓縮機構、葉片型壓縮機構等各種壓縮機構。另外，由于電動馬達Ilb根據從后述的控制裝置輸出的控制信號控制其動作(轉速)，因此可以采用交流馬達與直流馬達中的任一種形式。
[0038]在壓縮機11的排出口連接有散熱器12的冷凝部12a的冷媒入口側。散熱器12是通過使從壓縮機11排出的高壓冷媒與利用冷卻風扇12d輸送的車室外空氣(外部氣體)進行熱交換從而使高壓冷媒散熱而冷卻的散熱用熱交換器。
[0039]更具體而言，該散熱器12是所謂的過冷(sub-cool)型的冷凝器，構成為具有:冷凝部12a，其使從壓縮機11排出的高壓氣相冷媒與從冷卻風扇12d輸送的外部氣體進行熱交換，使高壓氣相冷媒散熱而冷凝；接收部12b，其使從冷凝部12a流出的冷媒的氣液分離，并積蓄剩余液相冷媒；以及過冷卻部12c，其使從接收部12b流出的液相冷媒與從冷卻風扇12d輸送的外部氣體進行熱交換，對液相冷媒進行過冷卻。
[0040]需要說明的是，在本實施方式的噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10中，作為冷媒而采用HFC系冷媒(具體而言是R134a)，構成高壓側冷媒壓力不超過冷媒的臨界壓力的亞臨界制冷循環(huán)系統(tǒng)。當然，只要是構成亞臨界制冷循環(huán)系統(tǒng)的冷媒，也可以采用HFO系冷媒(具體而言是R1234yf)等。此外，在冷媒中混入有用于潤滑壓縮機11的冷凍機油，冷凍機油的一部分與冷媒一起在循環(huán)系統(tǒng)中流通。
[0041]冷卻風扇12d是通過從控制裝置輸出的控制電壓來控制轉速(送風空氣量)的電動式送風機。在散熱器12的過冷卻部12c的冷媒出口側連接有噴射器13的冷媒流入口31a0
[0042]噴射器13作為使從散熱器12流出的過冷卻狀態(tài)的高壓液相冷媒減壓并向下游側流出的冷媒減壓機構而發(fā)揮功能，并且，作為利用以高速度噴射的冷媒流的吸引作用吸引(輸送)從后述的蒸發(fā)器14流出的冷媒而使其循環(huán)的冷媒循環(huán)機構(冷媒輸送機構)而發(fā)揮功能。此外，本實施方式的噴射器13還作為對減壓后的冷媒進行氣液分離的氣液分離機構而發(fā)揮功能。
[0043]使用圖2、圖3A?3C對噴射器13的具體結構進行說明。需要說明的是，圖2的上下的各箭頭表示將噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10搭載于車輛用空氣調節(jié)裝置的狀態(tài)下的上下的各方向。另外，圖3A是用于對噴射器13的各冷媒通路的功能進行說明的示意性的剖視圖，對與圖2相同的部分標注相同的附圖標記。
[0044]首先，如圖2所示，本實施方式的噴射器13具備將多個結構部件組合而構成的主體部30。具體而言，該主體部30具有由棱柱狀或圓柱狀的金屬形成而構成噴射器13的外殼的殼體主體31，在該殼體主體31的內部固定有噴嘴主體32、中間主體33、下主體34等。
[0045]在殼體主體31上形成有以下部件等:冷媒流入口 31a，其使從散熱器12流出的冷媒向內部流入；冷媒吸引口 31b，其吸入從蒸發(fā)器14流出的冷媒；液相冷媒流出口 31c，其使在形成于主體部30的內部的氣液分離空間30f分離出的液相冷媒向蒸發(fā)器14的冷媒入口側流出；以及氣相冷媒流出口 31d，其使在氣液分離空間30f分離出的氣相冷媒向壓縮機11的吸入側流出。
[0046]噴嘴主體32由在冷媒流動方向上前端變細的大致圓錐形狀的金屬部件形成，以其軸向與鉛垂方向(圖2的上下方向)平行的方式通過壓入等手段固定在殼體主體31的內部。在噴嘴主體32的上方側與殼體主體31之間形成有使從冷媒流入口 31a流入的冷媒回旋的回旋空間30a。
[0047]回旋空間30a形成為旋轉體形狀，其中心軸沿著鉛垂方向延伸。需要說明的是，旋轉體形狀指的是，使平面圖形繞相同平面上的一條直線(中心軸)回旋后形成的立體形狀。更具體而言，本實施方式的回旋空間30a形成為大致圓柱狀。當然，也可以形成為圓錐或使圓錐臺與圓柱結合而成的形狀等。
[0048]此外，如圖3B所示，使冷媒流入口 3Ia與回旋空間30a連接的冷媒流入通路3Ie在從回旋空間30a的中心軸方向觀察時沿著回旋空間30a的內壁面的切線方向延伸。由此，從冷媒流入通路31e向回旋空間30a流入的冷媒沿著回旋空間30a的內壁面流動，在回旋空間30a內回旋。
[0049]需要說明的是，冷媒流入通路31e不需要形成為在從回旋空間30a的中心軸方向觀察時與回旋空間30a的切線方向完全一致，只要至少含有回旋空間30a的切線方向的分量，也可以形成為含有其他方向的分量(例如，回旋空間30a的軸向的分量)。
[0050]這里，由于離心力作用于在回旋空間30a內回旋的冷媒，因此在回旋空間30a內，中心軸側的冷媒壓力比外周側的冷媒壓力低。因此，在本實施方式中，在噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10的通常運轉時，使回旋空間30a內的中心軸側的冷媒壓力降低至成為飽和液相冷媒的壓力、或者冷媒減壓沸騰(產生空穴)的壓力。
[0051]這樣的回旋空間30a內的中心軸側的冷媒壓力的調整能夠通過調整在回旋空間30a內回旋的冷媒的回旋流速來實現。此外，回旋流速的調整例如能夠通過調整冷媒流入通路31e的通路截面積與回旋空間30a的軸向垂直截面積的面積比等來進行。需要說明的是，本實施方式的回旋流速表示回旋空間30a的最外周部附近處的冷媒的回旋方向上的流速。
[0052]另外，在噴嘴主體32的內部形成有使從回旋空間30a流出的冷媒減壓并向下游側流出的減壓用空間30b。該減壓用空間30b形成為將圓柱狀空間與從該圓柱狀空間的下方側連續(xù)而朝向冷媒流動方向逐漸擴大的圓錐臺形狀空間結合而成的旋轉體形狀，減壓用空間30b的中心軸與回旋空間30a的中心軸配置在同軸上。
[0053]此外，在減壓用空間30b的內部配置有閥芯35，該閥芯35在減壓用空間30b內形成冷媒通路面積縮至最小的最小面積部30m，并且改變最小面積部30m的通路面積。該閥芯35形成為隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸擴大的大致圓錐形狀，其中心軸與減壓用空間30b的中心軸配置在同軸上。
[0054]并且，作為形成在減壓用空間30b的內周面(噴嘴主體32的形成減壓用空間30b的部位的內周面)與閥芯35的外周面之間的冷媒通路，如圖3A所示，形成冷媒通路面積朝向冷媒流動下游側直至最小面積部30m逐漸縮小的前端變細部131，以及從最小面積部30m向下游側形成且冷媒通路面積逐漸擴大的末端擴大部132。
[0055]在該末端擴大部132中，由于在從徑向觀察時，減壓用空間30b與閥芯35重合(overlap)，因此，冷媒通路的軸向垂直剖面的形狀形成為圓環(huán)形狀(從圓形狀除去配置在同軸上的小徑的圓形狀而成的環(huán)形狀)。此外，由于本實施方式的閥芯35的擴張角度比減壓用空間30b的圓錐臺形狀空間的擴張角度小，因此，末端擴大部132的冷媒通路面積隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸擴大。
[0056]在本實施方式中，通過該通路形狀使形成在減壓用空間30b的內周面與閥芯35的外周面之間的冷媒通路作為噴嘴而發(fā)揮功能，利用該冷媒通路使被減壓的冷媒的流速以接近音速的方式增速。此外，在該冷媒通路中，如圖3A示意性所示，冷媒一邊沿著剖面圓環(huán)形狀的冷媒通路回旋一邊流動。
[0057]接下來，如圖2所示，中間主體33由金屬制圓板狀部件形成，在中間主體33的中心部設置有貫通表背的旋轉體形狀的貫通孔，并且在該貫通孔的外周側收容有使閥芯35變位的驅動裝置37。需要說明的是，貫通孔的中心軸與回旋空間30a以及減壓用空間30b的中心軸配置在同軸上。另外，中間主體33通過壓入等手段固定在殼體主體31的內部且固定在噴嘴主體32的下方側。
[0058]此外，在中間主體33的上表面和與其對置的殼體主體31的內壁面之間形成有使從冷媒吸引口 31b流入的冷媒滯留的流入空間30c。需要說明的是，在本實施方式中，由于噴嘴主體32的下方側的前端變細前端部定位在中間主體33的貫通孔的內部，因此，流入空間30c在從回旋空間30a以及減壓用空間30b的中心軸方向觀察時形成為剖面圓環(huán)形狀。
[0059]另外，在中間主體33的貫通孔中的、插入有噴嘴主體32的下方側的范圍、即從徑向觀察時中間主體33與噴嘴主體32重合的范圍內，以與噴嘴主體32的前端變細前端部的外周形狀相適的方式使冷媒通路截面積隨著朝向冷媒流動方向而逐漸縮小。
[0060]由此，在貫通孔的內周面與噴嘴主體32的下方側的外周面之間形成吸引用通路30d，該吸引用通路30d使流入空間30c與減壓用空間30b的冷媒流動下游側連通，從冷媒吸引口 31b吸引冷媒。需要說明的是，該吸引用通路30d也在從中心軸方向觀察時形成為剖面圓環(huán)形狀。
[0061]此外，在中間主體33的貫通孔中的、吸引用通路30d的冷媒流動下游側的范圍內形成有升壓用空間30e，該升壓用空間30e形成為隨著朝向冷媒流動方向而逐漸擴大的大致圓錐臺形狀。該升壓用空間30e是使從上述的作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路噴射的噴射冷媒與從吸引用通路30d吸引的吸引冷媒混合的空間。
[0062]在升壓用空間30e的內部配置有通路形成部件36，該通路形成部件36在升壓用空間30e內形成隨著朝向冷媒流動下游側而通路面積逐漸擴大的冷媒通路。更詳細地說，通路形成部件36由獨立于閥芯35的獨立部件形成，并且形成為隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸擴大的旋轉體形狀(大致圓錐臺形狀)。如圖3C所示，通路形成部件36的中心軸與升壓用空間30e的中心軸配置在同軸上。通路形成部件36的中心軸與固定于閥芯35的中心側動作棒38b的中心軸配置在同軸上。另外，在閥芯35以及通路形成部件36的軸向上，在閥芯35與通路形成部件36之間設有規(guī)定的間隙。
[0063]此外，本實施方式的通路形成部件36的擴張角度比升壓用空間30e的圓錐臺形狀空間的擴張角度小。因此，形成在升壓用空間30e的內周面(中間主體33的形成升壓用空間30e的部位的內周面)與通路形成部件36的外周面之間的冷媒通路在從中心軸方向觀察時形成為剖面圓環(huán)形狀，該冷媒通路的冷媒通路面積隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸擴大。
[0064]在本實施方式中，通過以此方式擴大冷媒通路面積，如圖3A所示，使形成在升壓用空間30e的內周面與通路形成部件36的外周面之間的冷媒通路作為擴壓器而發(fā)揮功能，將噴射冷媒以及吸引冷媒的速度能量轉換為壓力能量。
[0065]此外，在形成于升壓用空間30e的內周面與通路形成部件36的外周面之間的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路中，在從形成于減壓用空間30b的內周面與閥芯35的外周面之間的作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路噴射的噴射冷媒所具有的回旋方向的速度分量的作用下，冷媒一邊沿著剖面圓環(huán)形狀的冷媒通路回旋一邊流動。
[0066]另外，如圖2所示，通路形成部件36具有多個腳部36a，且利用該腳部36a固定于主體部30 (具體而言是中間主體33的底面?zhèn)?。因此，在各腳部36a彼此之間形成供冷媒流通的冷媒通路。
[0067]接下來，對配置在中間主體33的外周側且使閥芯35變位的驅動裝置37進行說明。該驅動裝置37構成為具有壓力響應部件、即圓形薄板狀的隔板37a。更具體而言，如圖2所示，隔板37a以將形成在中間主體33的外周側的圓柱狀的空間分隔成上下兩個空間的方式通過焊接等手段進行固定。
[0068]被隔板37a分隔出的兩個空間中的上方側(流入空間30c側)的空間構成封入空間37b，該封入空間37b封入有根據蒸發(fā)器14流出冷媒的溫度相應地發(fā)生壓力變化的感溫介質。在該封入空間37b中，以達到預先確定的密度的方式封入有與在制冷循環(huán)系統(tǒng)10中循環(huán)的冷媒相同組成的感溫介質。因此，本實施方式中的感溫介質是Rl34a。
[0069]另一方面，被隔板37a分隔出的兩個空間中的下方側的空間構成經由未圖示的連通路導入蒸發(fā)器14流出冷媒的導入空間37c。因此，蒸發(fā)器14流出冷媒的溫度經由將流入空間30c與封入空間37b分隔開的蓋部件37d以及隔板37a傳遞至封入在封入空間37b中的感溫介質。
[0070]由此，封入空間37b的內壓成為與蒸發(fā)器14流出冷媒的溫度相應的壓力。此外，隔板37a根據封入空間37b的內壓與向導入空間37c流入的蒸發(fā)器14流出冷媒的壓力的差壓相應地變形。因此，隔板37a優(yōu)選利用富有彈性、熱傳導良好、并且強韌的材質形成，例如，優(yōu)選利用不銹鋼(SUS304)等的金屬薄板形成。
[0071]另外，圓柱狀的外周側動作棒38a的上端側通過焊接等手段接合在隔板37a的中心部，在外周側動作棒38a的下端側固定有板部件39。此外，在板部件39的中心部固定有圓柱狀的中心側動作棒38b的下端側，在中心側動作棒38b的上端側固定有閥芯35的底面?zhèn)取?br> [0072]由此，隔板37a與閥芯35連結，伴隨著隔板37a的變位，閥芯35變位，調整減壓用空間30b的最小面積部30m的冷媒通路面積。
[0073]具體而言，若蒸發(fā)器14流出冷媒的溫度(過熱度)上升，則封入到封入空間37b的感溫介質的飽和壓力上升，封入空間37b的內壓減去導入空間37c的壓力而得到的差壓增大。由此，隔板37a使閥芯35向使最小面積部30m的冷媒通路面積擴大的方式方向(鉛垂方向下方側)變位。
[0074]另一方面，若蒸發(fā)器14流出冷媒的溫度(過熱度)降低，則封入到封入空間37b的感溫介質的飽和壓力降低，封入空間37b的內壓減去導入空間37c的壓力而得到的差壓變小。由此，隔板37a使閥芯35向使最小面積部30m的冷媒通路面積縮小的方向(鉛垂方向上方側)變位。
[0075]這樣，隔板37a與蒸發(fā)器14流出冷媒的過熱度相應地使閥芯35變位，由此，以使蒸發(fā)器14出口側冷媒的過熱度接近預先確定的規(guī)定值的方式調整最小面積部30m的冷媒通路面積。
[0076]需要說明的是，板部件39承受固定于下主體34的螺旋彈簧40的載荷。螺旋彈簧40對板部件39施加朝向使閥芯35縮小減壓用空間30b的最小面積部30m的冷媒通路面積的一側施力的載荷，通過調整該載荷，能夠改變閥芯35的開閥壓力，還能夠改變想要獲得的過熱度。
[0077]此外，板部件39的外徑形成為比前述的通路形成部件36的最大外徑大。因此，夕卜周側動作棒38a不會與通路形成部件36接觸。另外，外周側動作棒38a與中間主體33的間隙被未圖示的O型圈等密封部件密封，即使外周側動作棒38a變位，冷媒也不會從該間隙泄漏。
[0078]接下來，下主體34由圓柱狀的金屬部件形成，以關閉殼體主體31的底面的方式通過螺紋固定等手段固定于殼體主體31內。在下主體34的上方側與中間主體33之間形成有氣液分離空間30f，該氣液分離空間30f使從前述的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路流出的冷媒的氣液分離。
[0079]該氣液分離空間30f形成為大致圓柱狀的旋轉體形狀的空間，氣液分離空間30f的中心軸也與回旋空間30a、減壓用空間30b等的中心軸配置在同軸上。
[0080]另外，如前所述，在形成于升壓用空間30e的內周面與通路形成部件36的外周面之間的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路中，由于冷媒一邊沿著剖面圓環(huán)形狀的冷媒通路回旋一邊流動，因此，從作為該擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路向氣液分離空間30f流入的冷媒也具有回旋方向的速度分量。因此，在氣液分離空間30f內，通過離心力的作用使冷媒的氣液分離。
[0081]在下主體34的中心部設置有圓筒狀的管34a，該管34a與氣液分離空間30f配置在同軸上，且朝向上方側延伸。并且，在氣液分離空間30f分離出的液相冷媒貯存在管34a的外周側。另外，在管34a的內部形成有氣相冷媒流出通路34b，該氣相冷媒流出通路34b將在氣液分離空間30f分離出的氣相冷媒向殼體主體31的氣相冷媒流出口 3Id引導。
[0082]此外，在管34a的上端部固定有前述的螺旋彈簧40。需要說明的是，該螺旋彈簧40還作為使對冷媒進行減壓時的壓力脈動所引起的閥芯35的振動衰減的振動緩沖部件而發(fā)揮功能。另外，在管34a的根部(最下方部)形成有油返回孔34c，該油返回孔34c使液相冷媒中的冷凍機油經由氣相冷媒流出通路34b向壓縮機11內返回。
[0083]如圖1所示，在噴射器13的液相冷媒流出口 31c連接有蒸發(fā)器14的入口側。蒸發(fā)器14是吸熱用熱交換器，通過使利用噴射器13減壓后的低壓冷媒與從送風風扇14a向車室內輸送的送風空氣進行熱交換，由此使低壓冷媒蒸發(fā)而發(fā)揮吸熱作用。
[0084]送風風扇14a是通過從控制裝置輸出的控制電壓來控制轉速(送風空氣量)的電動式送風機。在蒸發(fā)器14的出口側連接有噴射器13的冷媒吸引口 31b。此外，在噴射器13的氣相冷媒流出口 31d連接有壓縮機11的吸入側。
[0085]接下來，未圖示的控制裝置由包括CPU、ROM以及RAM等的公知的微型計算機及其周邊電路構成。該控制裝置根據存儲于其ROM內的控制程序進行各種運算、處理，控制上述的各種電氣式的致動器llb、12d、14a等的動作。
[0086]另外，在控制裝置上連接有檢測車室內溫度的內部氣體溫度傳感器、檢測外部氣體溫度的外部氣體溫度傳感器、檢測車室內的日照量的日照傳感器、檢測蒸發(fā)器14的吹出空氣溫度(蒸發(fā)器溫度)的蒸發(fā)器溫度傳感器、檢測散熱器12出口側冷媒的溫度的出口側溫度傳感器、以及檢測散熱器12出口側冷媒的壓力的出口側壓力傳感器等空氣調節(jié)控制用的傳感器組，輸入這些傳感器組的檢測值。
[0087]此外，在控制裝置的輸入側連接有配置于車室內前部的儀表盤附近的未圖示的操作面板，來自設置于該操作面板的各種操作開關的操作信號向控制裝置輸入。作為設置于操作面板的各種操作開關，設置有要求進行車室內空氣調節(jié)的空氣調節(jié)動作開關、設定車室內溫度的車室內溫度設定開關、以及空氣調節(jié)運轉模式的選擇開關等。
[0088]需要說明的是，本實施方式的控制裝置構成為，對與其輸出側連接的各種控制對象設備的動作進行控制的控制機構構成為一體，但控制裝置中的、控制各控制對象設備的動作的結構(硬件以及軟件)構成各控制對象設備的控制機構。例如，在本實施方式中，控制壓縮機11的電動馬達Ilb的動作的結構(硬件以及軟件)構成排出能力控制機構。
[0089]接下來，使用圖4的莫里爾圖對基于所述結構的本實施方式的動作進行說明。需要說明的是，在該莫里爾圖的縱軸上表示與圖3A的PO、PU P2對應的壓力。首先，當接通(ON)操作面板的動作開關時，控制裝置使壓縮機11的電動馬達11b、冷卻風扇12d、送風風扇14a等動作。由此，壓縮機11吸入冷媒，壓縮后排出。
[0090]從壓縮機11排出的高溫高壓狀態(tài)的氣相冷媒(圖4的a4點)向散熱器12的冷凝部12a流入，與從冷卻風扇12d輸送的送風空氣(外部氣體)進行熱交換，散熱而冷凝。利用冷凝部12a散熱后的冷媒通過接收部12b而氣液分離。利用接收部12b氣液分離后的液相冷媒在過冷卻部12c與從冷卻風扇12d輸送的送風空氣進行熱交換，進一步散熱，成為過冷卻液相冷媒(圖4的a4點一b4點)。
[0091]從散熱器12的過冷卻部12c流出的過冷卻液相冷媒在形成于噴射器13的減壓用空間30b的內周面與閥芯35的外周面之間且作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路中被等熵地減壓而噴射(圖4的b4點一c4點)。此時，以蒸發(fā)器14出口側冷媒的過熱度接近預先確定的規(guī)定值的方式調整減壓用空間30b的最小面積部30m的冷媒通路面積。
[0092]并且，借助從作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路噴射的噴射冷媒的吸引作用，從蒸發(fā)器14流出的冷媒經由冷媒吸引口 31b、流入空間30c以及吸引用通路30d被吸引。此外，從作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路噴射的噴射冷媒與經由吸引用通路30d等吸引的吸引冷媒向形成于升壓用空間30e的內周面與通路形成部件36的外周面之間的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路流入(圖4的c4點一d4點、h4點一d4點)。
[0093]在作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路中，因冷媒通路面積的擴大而使得冷媒的速度能量轉換為壓力能量。由此，在噴射冷媒與吸引冷媒混合的同時混合冷媒的壓力上升(圖4的d4點一e4點)。從作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路流出的冷媒在氣液分離空間30f被氣液分離(圖4的e4點一f4點、e4點一g4點)。
[0094]在氣液分離空間30f被分離出的液相冷媒從液相冷媒流出口 31c流出，向蒸發(fā)器14流入。向蒸發(fā)器14流入的冷媒從利用送風風扇14a輸送的送風空氣吸熱并蒸發(fā)，送風空氣被冷卻(圖4的g4點一h4點)。另一方面，在氣液分離空間30f被分離出的氣相冷媒從氣相冷媒流出口 3Id流出，向壓縮機11吸入。
[0095]本實施方式的噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10以如上方式動作，從而能夠對向車室內輸送的送風空氣進行冷卻。此外，在該噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10中，使在噴射器13的作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路中升壓的冷媒吸入到壓縮機11，因此，能夠減少壓縮機11的驅動動力，能夠提高循環(huán)系統(tǒng)效率(COP)。
[0096]此外，根據本實施方式的噴射器13，在回旋空間30a內使冷媒回旋，使回旋中心側的壓力降低了的冷媒向減壓用空間30b內流入，因此，能夠在最小面積部30m附近可靠地使冷媒減壓沸騰。由此，能夠提高作為噴嘴而發(fā)揮功能的冷媒通路中的能量轉換效率(相當于噴嘴效率)。
[0097]在此基礎上，驅動裝置37以使蒸發(fā)器14出口側冷媒的過熱度接近預先確定的規(guī)定值的方式使閥芯35變位，由此，能夠與噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10的熱負載相應地適當調整最小面積部30m的冷媒通路面積。因此，在本實施方式的噴射器13中，無論噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10的熱負載的變動如何，都能夠發(fā)揮高能量轉換效率。
[0098]此外，在本實施方式的噴射器13中，由于閥芯35以及通路形成部件36由獨立部件形成，因此，與利用一個部件形成閥芯35與通路形成部件36的情況相比，能夠使閥芯35小型化。并且，通過該小型化使得基于閥芯35從冷媒承受的壓力而產生的載荷也變小，因此，還能夠實現使閥芯35變位的驅動裝置37的小型化。其結果，能夠實現噴射器13整體的小型化。
[0099]另外，在本實施方式的噴射器13中，升壓用空間30e以及通路形成部件36形成為旋轉體形狀，并且形成為隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸在徑向上擴展的圓錐臺形狀。由此，能夠將作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路形成為隨著從軸中心側朝向徑向外側擴展，因此，能夠縮小噴射器13整體的軸向尺寸，進一步實現小型化。
[0100]另外，在本實施方式的噴射器13中，由于在作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路的冷媒流動下游側(鉛垂方向下方側)形成有氣液分離空間30f，因此，相對于與噴射器13獨立地設置氣液分離機構的情況，能夠有效地減小氣液分離空間30f的容積。
[0101]換句話說，在本實施方式的氣液分離空間30f中，由于從形成為剖面圓環(huán)形狀且作為擴壓器而發(fā)揮功能的冷媒通路流入的冷媒已經在回旋，因此，不需要設置用于在氣液分離空間30f內產生冷媒的回旋流動或促進冷媒的回旋流動增長的空間。因此，相對于與噴射器13獨立地設置氣液分離機構的情況，能夠有效地縮小氣液分離空間30f的容積。
[0102]另外，在本實施方式的噴射器13中，由于通路形成部件36通過多個腳部36a固定于主體部30，因此，即便利用獨立于閥芯35的獨立部件形成通路形成部件36，也能夠可靠且容易地將通路形成部件36固定于噴射器13的主體部30的內部空間。
[0103]另外，在本實施方式的噴射器13中，由于在從中心軸方向觀察時，吸引用通路30d形成為剖面圓環(huán)形狀，因此，能夠從噴嘴主體32的下端側的前端變細前端部的整周吸引蒸發(fā)器14流出冷媒。由此，能夠抑制吸引蒸發(fā)器14流出冷媒時的吸引壓力損失，能夠進一步提高噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10的循環(huán)系統(tǒng)效率(COP)。
[0104]另外，在本實施方式的噴射器13中，在流入空間30c的下方側配置構成驅動裝置37的封入空間37b，能夠將流入空間30c內的冷媒的溫度傳遞至封入空間37b內的感溫介質(冷媒)。由此，能夠從流入空間30c側以及導入空間37c側雙方向封入空間37b內的感溫介質傳遞蒸發(fā)器14流出冷媒。
[0105]因此，能夠抑制封入空間37b的內壓受到外部氣體溫度等的影響而變化，能夠根據蒸發(fā)器14流出冷媒的溫度(過熱度)高精度地調整最小面積部30m的冷媒通路面積。
[0106](第二實施方式)
[0107]在第一實施方式中，說明了使用壓力響應部件即隔板37a構成使閥芯35變位的驅動裝置37的例子，但在本實施方式中，如圖5所示，采用由與閥芯35連結的步進電機41構成的電動式的驅動裝置。需要說明的是，該步進電機41的動作根據從控制裝置輸出的控制脈沖控制。
[0108]另外，在本實施方式的控制裝置上連接有檢測蒸發(fā)器14出口側冷媒的溫度以及壓力的檢測機構。并且，控制裝置根據這些檢測機構的檢測信號計算蒸發(fā)器14出口側冷媒的過熱度，以使計算出的過熱度接近預先確定的目標過熱度的方式控制步進電機41的動作。其他結構以及動作與第一實施方式相同。
[0109]因此，與第一實施方式相同，在本實施方式的噴射器13中，無論噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10的熱負載如何，都能夠發(fā)揮高能量轉換效率。此外，由于能夠采用小型的步進電機41，因此能夠實現噴射器13整體的小型化。
[0110]需要說明的是，在如本實施方式這樣采用電動式的驅動裝置的情況下，也可以設置檢測散熱器12出口側冷媒的溫度以及壓力的檢測機構，控制裝置根據這些檢測機構的檢測信號計算散熱器12出口側冷媒的過冷卻度，以使計算出的過冷卻度接近預先確定的目標過冷卻度的方式控制步進電機41的動作。
[0111](第三實施方式)
[0112]在本實施方式中，如圖6所示，省略腳部36a，經由振動緩沖部件36b連結通路形成部件36與閥芯35 (具體而言是板部件39)。需要說明的是，作為振動緩沖部件36b，例如可以采用可抑制通路形成部件36的振動經由板部件39以及中心側動作棒38b傳遞至閥芯35的螺旋彈簧或樹脂材料之類的彈性部件。
[0113]通過設置這樣的振動緩沖部件36b，抑制基于通路形成部件36從冷媒承受的壓力所產生的載荷經由板部件39向閥芯35傳遞，因此，驅動裝置37實際上僅使閥芯35變位。因此，即便通路形成部件36經由振動緩沖部件36b與閥芯35連結，也與第一實施方式相同地能夠實現噴射器13的小型化。
[0114](其他實施方式)
[0115]本發(fā)明不限定于上述的實施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內如下地進行各種變形。另外，所述各實施方式所公開的機構也可以在可實施的范圍內適當組合。
[0116](I)在上述的第一、第二實施方式中，說明了利用多個腳部36a將通路形成部件36固定于中間主體33的底面?zhèn)鹊睦?，但利用腳部36a固定通路形成部件36的固定方式不限定于此。例如，也可以利用在徑向上延伸的腳部將通路形成部件36固定于殼體主體31。此外，在設置多個腳部36a的情況下，優(yōu)選各個腳部36a相對于中心軸以等角度間隔配置。
[0117](2)在上述的第一、第三實施方式中，說明了在中間主體33的外周側設置多個圓柱狀的空間，在該空間的內部固定圓形薄板狀的隔板37a而構成驅動裝置37的例子，但在將該驅動裝置37設置于多處的情況下，也優(yōu)選各個驅動裝置37相對于中心軸以等角度間隔配置。此外，也可以在從軸向觀察時形成為圓環(huán)形狀的空間內固定由圓環(huán)形狀的薄板形成的隔板37a從而構成驅動裝置。
[0118](3)在上述的實施方式中，沒有說明噴射器13的液相冷媒流出口 31c以及氣相冷媒流出口 31d的詳細內容，但也可以在這些冷媒流出口配置使冷媒減壓的減壓機構(例如，由孔口或毛細管構成的側方固定節(jié)流部)。例如，也可以在液相冷媒流出口 31c添加固定節(jié)流部，將噴射器13應用于具有高段側壓縮機構與低段側壓縮機構的雙段升壓式的噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
[0119](4)在上述的實施方式中，說明了在主體部30的內部形成有氣液分離空間30f的噴射器13，但也可以省略氣液分離空間30f。在這種情況下，只要設置相對于噴射器13獨立形成的氣液分離機構即可。
[0120](5)在上述的實施方式中，說明了將具備本發(fā)明的噴射器13的噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10應用于車輛用空氣調節(jié)裝置的例子，但該噴射器式制冷循環(huán)系統(tǒng)10的應用不限定于此。例如，也可以應用于固定型空氣調節(jié)裝置、低溫保存庫、自動販賣機用冷卻加熱裝置等。
[0121](6)在上述的實施方式中，采用形成為大致圓錐形狀的部件作為閥芯35，但只要作為形成于減壓用空間30b的內周面與閥芯35的外周面之間的冷媒通路能夠形成前端變細部以及末端擴大部132，則也可以采用球形狀的閥芯。
[0122](7)在上述的實施方式中，說明了采用過冷型的熱交換器的例子，但也可以采用僅由冷凝部12a構成通常的散熱器。
[0123]如圖7所示的本發(fā)明的一變形例，也可以由閥芯35的一部分劃分升壓用空間30e內的冷媒通路的一部分。另外，如圖8所示的本發(fā)明的一變形例，也可以由通路形成部件36的一部分劃分減壓用空間30b內的末端擴大部132的一部。
【權利要求】
1.一種噴射器，其應用于蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置中，具備: 主體部(30)，其具有供冷媒流入的冷媒流入口(31a)、使從所述冷媒流入口(31a)流入的冷媒回旋的回旋空間(30a)、使從所述回旋空間(30a)流出的冷媒減壓的減壓用空間(30b)、與所述減壓用空間(30b)的冷媒流動下游側連通而從外部吸引冷媒的吸引用通路(30d)、以及使從所述減壓用空間(30b)噴射出的噴射冷媒與從所述吸引用通路(30d)吸引來的吸引冷媒混合的升壓用空間(30e); 閥芯(35)，其配置在所述減壓用空間(30b)內； 通路形成部件(36)，其配置在所述升壓用空間(30e)內，在所述升壓用空間(30e)內形成冷媒通路面積隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸擴大的冷媒通路；以及 驅動裝置(37、41)，其使所述閥芯(35)變位， 所述減壓用空間(30b)具有冷媒通路截面積最小的最小面積部(30m)， 所述驅動裝置(37、41)通過使所述閥芯(35)變位來改變所述最小面積部(30m)的冷媒通路截面積， 所述閥芯(35)的外周面所劃分出的冷媒通路作為使從所述回旋空間(30a)流出的冷媒減壓并噴射的噴嘴而發(fā)揮功能， 所述通路形成部件(36)的外周面所劃分出的冷媒通路作為將所述噴射冷媒以及所述吸引冷媒的速度能量轉換為壓力能量的擴壓器而發(fā)揮功能， 所述閥芯(35)與所述通路形成部件(36)作為獨立部件設置。
2.根據權利要求1所述的噴射器，其中， 所述升壓用空間(30e)以及所述通路形成部件(36)形成為旋轉體形狀，并且具有隨著朝向冷媒流動下游側而逐漸在徑向上擴展的形狀。
3.根據權利要求1或2所述的噴射器，其中， 所述通路形成部件(36)具有固定在所述主體部(30)上的多個腳部(36a)， 在彼此相鄰的兩個所述腳部(36a)之間設有供冷媒流通的冷媒通路。
4.根據權利要求1或2所述的噴射器，其中， 所述通路形成部件(36)經由振動緩沖部件(36b)與閥芯(35)連結。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的噴射器，其中， 所述主體部(30)還具有對從所述升壓用空間(30e)流出的冷媒進行氣液分離的氣液分離空間(30f) ο
6.根據權利要求1?5中任一項所述的噴射器，其中， 所述閥芯(35)與所述通路形成部件(36)配置成在所述閥芯(35)與所述通路形成部件(36)之間設有規(guī)定的間隙。
【文檔編號】F04F5/46GK104428541SQ201380036497
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權日:2012年7月9日
【發(fā)明者】山田悅久, 西島春幸, 高野義昭 申請人:株式會社電裝