噴射器的制造方法
【專利說明】噴射器
[0001 ]相關申請的相互參照
[0002]本申請基于2013年7月30日申請的日本專利申請2013-157580，該
【發(fā)明內容】
作為參照編入本申請。
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，并且通過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，作為應用于蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置的減壓裝置，已知有噴射器。在這種噴射器中，具有使制冷劑減壓的噴嘴部，能夠通過從該噴嘴部噴射的噴射制冷劑的吸引作用來吸引從蒸發(fā)器流出的氣相制冷劑，通過升壓部(擴散器)將噴射制冷劑與吸引制冷劑混合并使它們升壓。
[0005]因此，在作為減壓裝置具有噴射器的制冷循環(huán)裝置(以下，記載為噴射器式制冷循環(huán)。)中，能夠利用噴射器的升壓部中的制冷劑升壓作用來降低壓縮機的消耗功率，與作為減壓裝置具有膨脹閥等的通常的制冷循環(huán)裝置相比能夠提高循環(huán)的性能系數(C0P)。
[0006]此外，專利文獻I中公開了作為應用于噴射器式制冷循環(huán)的噴射器具有使制冷劑二階段減壓的噴嘴部。更詳細而言，在該專利文獻I的噴射器中，通過第I噴嘴將高壓液相狀態(tài)的制冷劑減壓到氣液二相狀態(tài)，使成為氣液二相狀態(tài)的制冷劑流向第2噴嘴。
[0007]由此，在專利文獻I的噴射器中，促進第2噴嘴中的制冷劑的沸騰而實現噴嘴部整體的嗔嘴效率的提尚，實現嗔射器式制冷循環(huán)整體的進一步的CO P的提尚。
[0008]并且，在一般的噴射器中，在噴嘴部的軸線方向的延長線上同軸地配置有擴散部(升壓部)。此外，在專利文獻2中記載如下內容:通過使這樣配置的擴散部的擴張角度比較小，從而能夠提尚嗔射器效率。
[0009]另外，噴嘴效率是指在噴嘴部中將制冷劑的壓力能量轉換成運動能量時的能量轉換效率，噴射器效率是噴射器整體的能量轉換效率。
[0010]但是，在專利文獻I的噴射器中，例如如果噴射器式制冷循環(huán)的熱負荷變低，循環(huán)的高壓側制冷劑的壓力與低壓側制冷劑的壓力之間的壓力差(高低壓差)縮小，則有時通過第I噴嘴減壓高低壓差的量，在第2噴嘴中制冷劑幾乎未被減壓。
[0011]在這樣的情況下，有時不能通過使氣液二相制冷劑流向第2噴嘴而得到噴嘴效率提高效果，無法通過擴散部使制冷劑充分地升壓。
[0012]對此，考慮如下方法:將專利文獻2所公開的擴張角度比較小的擴散部應用于專利文獻I的噴射器來提高噴射器效率，由此即使在噴射器式制冷循環(huán)的低負荷時也能夠通過擴散部使制冷劑充分地升壓。
[0013]然而，若應用這樣的擴散部，由于噴射器整體的在噴嘴部的軸線方向上的長度變長，因此在噴射器式制冷循環(huán)的通常負荷時噴射器的體格會不必要地變大。
[0014]現有技術文獻
[0015]專利文獻
[0016]專利文獻1:日本專利第3331604號公報
[0017]專利文獻2:日本特開2003-14318號公報

【發(fā)明內容】

[0018]本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種能夠抑制噴射器整體的體格大型化的噴射器。
[0019]本發(fā)明的另一個目的在于抑制噴射器的噴射器效率的降低，在該噴射器中，配置于起到噴嘴作用的制冷劑通路的下游側的制冷劑通路形成于通路形成部件的外周側。
[0020]根據本發(fā)明的一方式，噴射器用于蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置。該噴射器具備主體及通路形成部件，其中，該主體具有:使制冷劑減壓的減壓用空間、與減壓用空間的制冷劑流下游側連通并從外部吸引制冷劑的吸引用通路、使從減壓用空間噴射的制冷劑與從吸引用通路吸引的制冷劑匯合的混合用空間、及由混合用空間混合的制冷劑所流入的升壓用空間，該通路形成部件至少配置在減壓用空間的內部、混合用空間的內部及升壓用空間的內部，且具有截面積隨著遠離減壓用空間而擴大的圓錐形狀。減壓用空間在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有噴嘴通路，該噴嘴通路起到使制冷劑減壓并噴射的噴嘴的作用?；旌嫌每臻g在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有混合通路，該混合通路使噴射制冷劑與吸引制冷劑混合。升壓用空間在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有擴散通路，該擴散通路起到將混合制冷劑的運動能量轉換成壓力能量的擴散器的作用?；旌贤肪哂薪孛娣e朝向制冷劑流下游側為恒定或逐漸縮小的形狀。
[0021]由此，采用形成為圓錐形的結構作為通路形成部件，因此擴散通路具有隨著遠離減壓用空間而沿通路形成部件的外周擴大的形狀。由此，抑制擴散通路的軸向尺寸擴大，能夠抑制噴射器整體的體格的大型化。另外，混合通路形成為通路截面積朝向制冷劑流下游側為恒定的形狀或逐漸縮小的形狀，因此能夠使向混合通路流入的噴射制冷劑與吸引制冷劑的混合制冷劑加速。由此，在混合通路能夠使混合制冷劑的壓力朝向出口側而逐漸降低。
[0022]此外，向混合通路流入的噴射制冷劑及吸引制冷劑向壓力較低的出口側流動，因此能夠抑制噴射制冷劑流向通路形成部件的外周面?zhèn)绕?，且能夠抑制吸引制冷劑從噴射制冷劑的外周側向內周側流動?br>[0023]因此，能夠抑制噴射制冷劑中的液滴(液相制冷劑的粒)附著于主體的內周面或通路形成部件的外周面，能夠在混合通路使噴射制冷劑中的液滴、噴射制冷劑中的氣相制冷劑及吸引制冷劑充分混合。并且，能夠使噴射制冷劑中的液滴所具有的速度能量有效傳遞到混合制冷劑中的氣相制冷劑。
[0024]其結果，能夠抑制由擴散通路轉換成壓力能量的混合制冷劑的運動能量減少，能夠抑制擴散通路中的升壓量的降低，因此能夠抑制噴射器效率的降低。
[0025]即，即使是形成于噴嘴通路的下游側的混合通路在通路形成部件的外周側形成的結構的噴射器，也能夠抑制噴射器效率的降低。
[0026]根據本發(fā)明的另一方式，噴射器用于蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置。該噴射器具備主體及通路形成部件，其中，該主體具有:使制冷劑減壓的減壓用空間、及與減壓用空間的制冷劑流下游側連通并從外部吸引制冷劑的第1吸引用通路，該通路形成部件至少配置于減壓用空間的內部，具有截面積隨著遠離減壓用空間而擴大的圓錐形狀，且具有與減壓用空間的制冷劑流下游側連通并從外部吸引制冷劑的第2吸引用通路。主體還具有升壓用空間，從減壓用空間噴射的制冷劑、從第1吸引用通路吸引的第1吸引制冷劑及從第2吸引用通路吸引的第2吸引制冷劑的制冷劑混合而成的制冷劑流入該升壓用空間。減壓用空間在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有噴嘴通路，該噴嘴通路起到使制冷劑減壓并噴射的噴嘴的作用。升壓用空間在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有擴散通路，該擴散通路起到將混合制冷劑的運動能量轉換成壓力能量的擴散器的作用。第1吸引用通路的制冷劑出口在噴嘴通路的制冷劑出口的外周側開口，第2吸引用通路的制冷劑出口在噴嘴通路的制冷劑出口的內周側開口。
[0027]由此，采用形成為圓錐形的結構作為通路形成部件，因此擴散通路具有隨著遠離減壓用空間而沿通路形成部件的外周擴大的形狀。由此，抑制擴散通路的軸向尺寸擴大，能夠抑制噴射器整體的體格的大型化。另外，第1吸引用通路的制冷劑出口在噴嘴通路的制冷劑出口的外周側開口，第2吸引用通路的制冷劑出口在噴嘴通路的制冷劑出口的內周側開口，因此第1吸引制冷劑從噴射制冷劑的外周側與噴射制冷劑匯合，第2吸引制冷劑從噴射制冷劑的內周側與噴射制冷劑匯合。
[0028]因此，能夠使噴射制冷劑中的外周側的制冷劑與第1吸引制冷劑的邊界面及噴射制冷劑中的內周側的制冷劑與第2吸引制冷劑的邊界面均為自由界面，抑制噴射制冷劑向外周側或內周側偏移。
[0029]此外，第1吸引制冷劑從噴射制冷劑的外周側向內周側流動，第2吸引制冷劑從噴射制冷劑的內周側向外周側流動，因此能夠使噴射制冷劑、第1吸引制冷劑及第2吸引制冷劑充分混合。因此，能夠使噴射制冷劑中的液滴所具有的速度能量有效傳遞到混合制冷劑中的氣相制冷劑。
[0030]其結果，能夠抑制噴射器效率的降低。即，即使是形成于噴嘴通路的下游側的混合通路在通路形成部件的外周側形成的結構的噴射器，也能夠抑制噴射器效率的降低。
[0031]另外，通路形成部件不嚴格地限于僅由截面積隨著遠離減壓用空間而擴大的形狀形成，通過至少一部分包含截面積隨著遠離減壓用空間而擴大的形狀，從而包含能夠使擴散通路的形狀成為隨著遠離減壓用空間而向外側擴張的形狀的結構。
[0032]此外，“形成為圓錐狀”不限于通路形成部件形成為完全的圓錐形狀的意思，也包含與圓錐近似的形狀、或一部分包含圓錐而形成的意思。具體來說，是指與軸向平行的截面形狀不限于等腰三角形，還包含夾著頂點的二邊向內周側凸出的形狀、夾著頂點的二邊向外周側凸出的形狀、截面形狀是半圓形的形狀等。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明的第1實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
[0034]圖2是第1實施方式的噴射器的與軸向平行的剖面圖。
[0035]圖3是表示第1實施方式的噴射器的各制冷劑通路的概略剖面圖。
[0036]圖4是表示圖2的IV部的圖。
[0037]圖5是表示第1實施方式的噴射器式制冷循環(huán)中的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0038]圖6是本發(fā)明的第2實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
[0039]圖7是第2實施方式的噴射器的與軸向平行的剖面圖。
[0040]圖8是表示圖7的VIII部的圖。
[0041 ]圖9是本發(fā)明的第3實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
[0042]圖10是本發(fā)明的第4實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
[0043]圖11是表示第4實施方式的噴射器式制冷循環(huán)中的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0044]圖12是本發(fā)明的第5實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
[0045]圖13是表示第5實施方式的噴射器式制冷循環(huán)中的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0046]圖14是本發(fā)明的第6實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
[0047]圖15是表示第6實施方式的噴射器式制冷循環(huán)中的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0048]圖16是本發(fā)明的第7實施方式的噴射器式制冷循環(huán)的概略圖。
【具體實施方式】
[0049]本發(fā)明的發(fā)明人們首先在日本專利申請2012— 184950號(以下，稱為在先申請例。)中提出應用于噴射器式制冷循環(huán)的噴射器。噴射器具有主體，該主體具有:使從散熱器流出的制冷劑回旋的回旋空間、使從該回旋空間流出的制冷劑減壓的減壓用空間、與減壓用空間的制冷劑流下游側連通并吸引從蒸發(fā)器流出的制冷劑的吸引用通路、以及將從減壓用空間噴射的噴射制冷劑與從吸引用通路吸引的吸引制冷劑混合并升壓的升壓用空間，噴射器還具有通路形成部件，該通路形成部件的至少一部分配置在減壓用空間的內部和升壓用空間的內部，形成為截面積隨著遠離減壓用空間而擴大的圓錐形狀。減壓用空間在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有起到使從回旋空間流出的制冷劑減壓并噴射的噴嘴的作用的噴嘴通路。升壓用空間在主體的內周面與通路形成部件的外周面之間具有起到使噴射制冷劑與吸引制冷劑的混合制冷劑升壓的擴散器的作用的擴散通路。
[0050]在該在先申請例的噴射器中，通過使制冷劑在回旋空間中回旋而能夠使回旋空間內的回旋中心側的制冷劑壓力降低到成為飽和液相制冷劑的壓力或者制冷劑減壓沸騰(產生氣蝕)的壓力。由此，與回旋中心軸的外周側相比使氣相制冷劑較多地存在于回旋中心軸的內周側，從而能夠成為回旋空間內的回旋中心線附近是氣體單相、其周圍是液體單相的二相分離狀態(tài)。
[0051 ]并且，由于二相分離狀態(tài)的制冷劑向噴嘴通路流入而利用壁面沸騰和界面沸騰促進沸騰，因此在噴嘴通路的最小流路面積部附近成為氣相與液相均勻地混合的氣液混合狀態(tài)。此外，在噴嘴通路的最小流路面積部附近成為氣液混合狀態(tài)的制冷劑產生堵塞(阻塞)，氣液混合狀態(tài)的制冷劑的流速加速到二相音速。
[0052]這樣加速到二相音速的制冷劑在噴嘴通路的最小流路面積部的下游側成為均勻地混合的理想的二相噴霧流動，能夠使其流速進一步增大。其結果為，能夠通過噴嘴通路使制冷劑的壓力能量轉換成速度能量時的能量轉換效率(相當于噴嘴效率)提高。
[0053]此外，在在先申請例的噴射器中，作為通路形成部件采用形成為圓錐狀的部件，使擴散通路的形狀成為伴隨著遠離減壓用空間而沿著通路形成部件的外周擴張的形狀。由此，能夠抑制擴散通路的軸向尺寸擴大，抑制噴射器整體的體格大型化。
[0054]S卩，根據在先申請例的噴射器，不會導致體格的大型化，即使噴射器式制冷循環(huán)的負荷變動產生，也能夠抑制噴嘴通路中的能量轉換效率(相當于噴嘴效率)的降低。
[0055]但是，本發(fā)明的發(fā)明人們?yōu)榱藝娚淦鞯倪M一步的能量轉換效率的提高，對在先申請例的噴射器進行了研究，在在先申請例的噴射器中，雖然能夠抑制噴嘴通路中的能量轉換效率的降低，但噴射器整體的能量轉換效率(噴射器效率)會變得比期望的值低。
[0056]因此，本發(fā)明的發(fā)明人們調查了其原因，發(fā)現其原因在于，在在先申請例的噴射器中，噴嘴通路的下游側的制冷劑通路形成于通路形成部件的外周側，此外，吸引用通路的制冷劑出口相對于通路形成部件的中心軸在噴嘴通路的制冷劑出口(制冷劑噴射口)的外周側開口。
[0057]其理由在于，若成為如在先申請例的噴射器那樣的制冷劑通路結構的話，噴射制冷劑中的液滴(液相制冷劑的粒)會附著于通路形成部件的外周面，噴射制冷劑中的液滴所具有的速度能量變得無法有效傳遞到混合制冷劑中的氣相制冷劑(噴射制冷劑中的氣相制冷劑及吸引制冷劑)。
[0058]對該情況進行更詳細說明，從噴嘴通路噴射的噴射制冷劑中的外周側的制冷劑與從吸引用通路吸引的吸引制冷劑接觸，因此噴射制冷劑的外周側的制冷劑與吸引制冷劑的邊界面成為自由邊界。另一方面，噴射制冷劑中的內周側