噴射器的制造方法
【專利說明】噴射器
[0001]關聯(lián)申請的相互參照
[0002]本申請基于2012年12月13日申請的日本專利申請2012-272099以及2013年10月22日申請的日本專利申請2013-219043，通過參照將該
【發(fā)明內(nèi)容】
引入本申請。
技術(shù)領域
[0003]本發(fā)明涉及一種使流體減壓并且利用以高速度噴射的噴射流體的吸引作用來吸引流體的噴射器。
【背景技術(shù)】
[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，公知有噴射器。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出的噴射冷媒的吸引作用來吸引從蒸發(fā)器流出的氣相冷媒，在升壓部(擴壓部)中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來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)的制冷系數(shù)(COP)。
[0006]此外，在專利文獻I中，作為應用于噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)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。更詳細而言，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來實現(xiàn)作為噴嘴部整體的喂■嘴效率的提尚，作為喂■射式制冷循環(huán)系統(tǒng)整體，欲實現(xiàn)COP的進一步提尚。
[0008]另外，在一般的噴射器中，在噴嘴部的軸線方向的延長線上，擴壓部(升壓部)配置在同軸上。并且，在專利文獻2中記載了通過使這樣配置的擴壓部的擴展角度比較小而能夠提高噴射效率。
[0009]需要說明的是，噴嘴效率指的是在噴嘴部將冷媒的壓力能轉(zhuǎn)換為動能時的能量轉(zhuǎn)換效率，噴射效率指的是作為噴射器整體的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0010]在先技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特許第3331604號公報
[0013]專利文獻2:日本特開2003-14318號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]然而，根據(jù)本申請的發(fā)明人的研宄，在專利文獻I的噴射器中，例如存在如下情況:在噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱負荷降低，循環(huán)系統(tǒng)的高壓側(cè)冷媒的壓力與低壓側(cè)冷媒的壓力的壓力差(高低壓差)縮小時，在第一噴嘴進行高低壓差的減壓，而在第二噴嘴中冷媒幾乎不被減壓。在這樣的情況下，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，無法在擴壓部中使冷媒充分升壓。
[0015]相對于此，考慮了這樣的方法:通過將專利文獻2所公開的擴展角度比較小的擴壓部應用于專利文獻I的噴射器來提高噴射效率，從而在噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的低負荷時也在擴壓部中使冷媒充分升壓。然而，當應用這樣的擴壓部時，作為噴射器整體，噴嘴部的軸線方向的長度變長，因而存在噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的通常負荷時的噴射器的外形不必要地變大的情況。
[0016]于是，本發(fā)明人等之前在日本特愿2012-184950號(以下稱為在先申請例。)中提出了一種在噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)中應用的噴射器，該噴射器具備:
[0017]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(cè)連通而吸引從蒸發(fā)器流出的冷媒的吸引用通路、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而升壓的升壓用空間；
[0018]通路形成構(gòu)件，其至少一部分配置在減壓用空間的內(nèi)部以及升壓用空間的內(nèi)部，且形成為隨著從減壓用空間離開而截面積擴大的圓錐狀，
[0019]在主體部中的形成減壓用空間的部位的內(nèi)周面與通路形成構(gòu)件的外周面之間形成的冷媒通路形成作為使從回旋空間流出的冷媒減壓并噴射出的噴嘴而發(fā)揮功能的噴嘴通路，
[0020]在主體部中的形成升壓用空間的部位的內(nèi)周面與通路形成構(gòu)件的外周面之間形成的冷媒通路形成作為使噴射冷媒與吸引冷媒混合并升壓的擴壓部而發(fā)揮功能的擴壓通路，
[0021]并且，所述噴射器具備通過使通路形成構(gòu)件位移而使噴嘴通路的冷媒通路面積變化的驅(qū)動裝置。
[0022]在該在先申請例的噴射器中，通過在回旋空間中使冷媒回旋，從而能使回旋空間內(nèi)的回旋中心側(cè)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(chǎn)生空穴)的壓力。由此，與回旋中心軸的外周側(cè)相比，在內(nèi)周側(cè)存在更多氣相冷媒，從而能夠做成在回旋空間內(nèi)的回旋中心線附近為氣體單相、在其周圍為液體單相的二相分離狀態(tài)。
[0023]并且，二相分離狀態(tài)的冷媒向噴嘴通路流入，在壁面沸騰以及界面沸騰的作用下被促進沸騰，因而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了的氣液混合狀態(tài)。并且，在噴嘴通路的最小流路面積部附近成為了氣液混合狀態(tài)的冷媒產(chǎn)生閉塞(choking)，從而氣液混合狀態(tài)的冷媒的流速加速至成為二相音速。
[0024]如此加速至二相音速的冷媒在從噴嘴通路的最小流路面積部起的下游側(cè)成為均勻地混合了的理想的二相噴霧流，從而能夠進一步增大其流速。其結(jié)果是，能夠提高在噴嘴通路中將冷媒的壓力能向速度能轉(zhuǎn)換時的能量轉(zhuǎn)換效率(相當于噴嘴效率)。
[0025]并且，在在先申請例的噴射器中，采用形成為隨著從減壓用空間離開而截面積擴大的圓錐狀的構(gòu)件作為通路形成構(gòu)件，從而擴壓通路的軸向垂直剖面形狀形成為圓環(huán)狀。而且，將擴壓通路的形狀形成為隨著從減壓用空間離開而沿著通路形成構(gòu)件的外周擴展的形狀，并且使在擴壓通路中流通的冷媒回旋。
[0026]由此，能夠?qū)⒃跀U壓通路中用于使冷媒升壓的冷媒流路形成為螺旋狀，因而能夠抑制擴壓通路的軸向尺寸擴大。其結(jié)果是，能夠抑制作為噴射器整體的外形的大型化。即，根據(jù)在先申請例的噴射器，不會導致外形的大型化，且無論制冷循環(huán)系統(tǒng)的負荷變動如何，都能夠發(fā)揮較高的噴嘴效率。
[0027]并且，在在先申請例的噴射器中，由于具備使通路形成構(gòu)件位移的驅(qū)動裝置，因而能夠使噴嘴通路的冷媒通路面積(最小通路面積部的通路截面積)根據(jù)噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的負荷變動而變化。因此，通過使噴嘴通路的冷媒通路面積適當?shù)馗鶕?jù)噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的負荷變動而變化，從而能夠使噴射器適當?shù)貏幼鳌?br>[0028]然而，像在先申請例的噴射器那樣，在驅(qū)動裝置為了使噴嘴通路的冷媒通路面積變化而使通路形成構(gòu)件位移的結(jié)構(gòu)中，存在以橫穿噴嘴通路或擴壓通路的方式配置將驅(qū)動裝置與通路形成構(gòu)件連結(jié)而從驅(qū)動裝置向通路形成構(gòu)件傳遞驅(qū)動力的連結(jié)構(gòu)件(動作棒)的情況。
[0029]例如，在為了抑制作為噴射器整體的大型化而將驅(qū)動裝置配置在通路形成構(gòu)件的外周側(cè)的結(jié)構(gòu)中，容易導致將連結(jié)構(gòu)件以橫穿擴壓通路或擴壓通路的出入口附近的方式配置。這樣的連結(jié)構(gòu)件的配置有時會成為在擴壓通路中流通的冷媒的回旋流動的通路阻力，從而成為使冷媒的回旋方向的速度降低的原因。
[0030]而且，若在擴壓通路中流通的冷媒的回旋方向的速度降低，則在擴壓通路中用于使冷媒升壓的螺旋狀的冷媒流路變短，因而可能導致在擴壓通路中不能使冷媒充分地升壓。
[0031]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不會導致外形的大型化，且無論制冷循環(huán)系統(tǒng)的負荷變動如何都能夠發(fā)揮較高的噴嘴效率以及較高的升壓性能的噴射器。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個方案，應用于蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)裝置的噴射器具備:
[0033]主體部，其具有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(cè)連通而從外部吸引冷媒的吸引用通路、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；以及通路形成構(gòu)件，其至少一部分配置在減壓用空間的內(nèi)部以及升壓用空間的內(nèi)部，且形成為隨著從減壓用空間離開而截面積擴大的圓錐狀，
[0034]主體部至少含有形成減壓用空間的噴嘴主體，在噴嘴主體中的形成減壓用空間的部位的內(nèi)周面與通路形成構(gòu)件的外周面之間形成的冷媒通路是作為使從回旋空間流出的冷媒減壓并噴射的噴嘴而發(fā)揮功能的噴嘴通路，在主體部中的形成升壓用空間的部位的內(nèi)周面與通路形成構(gòu)件的外周面之間形成的冷媒通路是作為使噴射冷媒與吸引冷媒的混合冷媒升壓的擴壓部而發(fā)揮功能的擴壓通路，擴壓通路的與通路形成構(gòu)件的軸向垂直的剖面的剖面形狀形成為環(huán)狀，在擴壓通路中流通的冷媒繞通路形成構(gòu)件的軸回旋，
[0035]并且，噴射器具備驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置通過使噴嘴主體位移而使噴嘴通路的冷媒通路面積變化。
[0036]據(jù)此，通過使冷媒在回旋空間中回旋，從而與在先申請例同樣，能夠提高噴嘴通路中的能量轉(zhuǎn)換效率(相當于噴嘴效率)。并且，通過使在擴壓通路中流通的冷媒回旋，能夠抑制擴壓通路的軸向尺寸的擴大。并且，由于具備驅(qū)動裝置，因而能夠使噴射器適當?shù)貏幼鳌?br>[0037]此外，驅(qū)動裝置為了使噴嘴通路的冷媒通路面積變化而使噴嘴主體位移，因而作為從驅(qū)動裝置向噴嘴主體傳遞驅(qū)動力的結(jié)構(gòu)，能夠容易地實現(xiàn)不妨礙在擴壓通路中流通的冷媒的回旋流動的結(jié)構(gòu)。
[0038]換言之，作為從驅(qū)動裝置向噴嘴主體傳遞驅(qū)動力的結(jié)構(gòu)，能夠容易地實現(xiàn)不使在擴壓通路中流通的冷媒的回旋方向的速度降低的結(jié)構(gòu)。因此，能夠抑制在擴壓通路中用于使冷媒升壓的螺旋狀的冷媒流路變短，從而能夠抑制擴壓通路中的冷媒的升壓量的降低。
[0039]其結(jié)果是，能夠提供一種不會導致外形的大型化，且無論制冷循環(huán)裝置的負荷變動如何都能夠利用噴嘴通路來發(fā)揮較高的能量轉(zhuǎn)換效率(相當于噴嘴效率)，并且能夠利用擴壓通路來發(fā)揮較高的升壓性能的噴射器。
[0040]并且，在擴壓通路中流通的冷媒也可以向與在回旋空間中回旋的冷媒相同的方向回旋。因此，能夠有效地抑制在擴壓通路中用于使冷媒升壓的螺旋狀的冷媒流路變短，從而能夠有效地抑制擴壓通路中的冷媒的升壓量的降低。
[0041]更具體而言，作為從驅(qū)動裝置向噴嘴主體傳遞驅(qū)動力的結(jié)構(gòu)，也可以具備將驅(qū)動裝置與噴嘴主體連結(jié)的連結(jié)構(gòu)件。在此情況下，也可以將連結(jié)構(gòu)件配置為不橫穿擴壓通路。另外，也可以以連結(jié)構(gòu)件不阻礙在擴壓通路中流通的冷媒的流動的方式將連結(jié)構(gòu)件配置在擴壓通路的外部。
[0042]據(jù)此，作為從驅(qū)動裝置向噴嘴主體傳遞驅(qū)動力的結(jié)構(gòu)的連結(jié)構(gòu)件能夠極其容易地實現(xiàn)不降低在擴壓通路中流通的冷媒的回旋方向的速度的結(jié)構(gòu)。