喷射器式制冷循环的制作方法
【专利说明】喷射器式制冷循环
[0001 ]相关申请的相互参照
[0002]本申请基于2013年9月23日申请的日本专利申请2013-196310，该
【发明内容】
作为参照编入本申请。
技术领域
[0003]本发明涉及一种作为制冷剂减压装置具有喷射器的喷射器式制冷循环。
【背景技术】
[0004]以往，已知一种作为制冷剂减压装置具有喷射器的蒸气压缩式的制冷循环，即喷射器式制冷循环。例如，在专利文献I中公开了如下的喷射器式制冷循环:其具有对从喷射器流出的制冷剂进行气液分离的气液分离器，使由该气液分离器分离出的液相制冷剂流入蒸发器，并且使由气液分离器分离出的气相制冷剂吸入压缩机。
[0005]更详细而言，在该专利文献I的喷射器式制冷循环中，通过从喷射器的喷嘴部喷射出的高速度的喷射制冷剂的吸引作用(栗作用)而从喷射器的制冷剂吸引口吸引蒸发器下游侧的制冷剂，利用喷射器的扩散部(升压部)使喷射制冷剂与吸引制冷剂的混合制冷剂升压并流入气液分离器。
[0006]由此，在专利文献I的喷射器式制冷循环中，能够使相当于压缩机的吸入制冷剂压力的气液分离器内的制冷剂压力上升到比蒸发器的制冷剂蒸发压力高。因此，与压缩机的吸入制冷剂压力和蒸发器中的制冷剂蒸发压力大致相等的通常的制冷循环装置相比，能够降低压缩机的消耗动力，提高循环的性能系数(COP)。
[0007]但是，像专利文献I的喷射器式制冷循环那样，在通过从喷射器的喷嘴部喷射的喷射制冷剂的吸引作用来吸引蒸发器下游侧的制冷剂的结构中，在使喷射制冷剂的流量降低时，相对于喷射制冷剂的流量的降低程度，从制冷剂吸引口吸引蒸发器下游侧的制冷剂的吸引能力的降低程度容易变大。
[0008]因此，像循环的热负荷降低的低负荷运转时那样，当喷射制冷剂的流量降低时，喷射器的吸引能力大幅降低，存在无法使制冷剂流入蒸发器的情况。因此，在低负荷运转时，存在无法利用蒸发器充分地对冷却对象流体进行冷却的情况。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011 ] 专利文献I:日本特开平5-149652号公报
【发明内容】
[0012]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种喷射器式制冷循环，能够不受负荷变动的影响而充分地对冷却对象流体进行冷却。
[0013]根据本发明的一个方式，喷射器式制冷循环具有:压缩机，压缩并排出制冷剂;散热器，使从压缩机排出的制冷剂散热；以及喷射器。喷射器具有:喷嘴部，使从散热器流出的制冷剂减压；制冷剂吸引口，通过从喷嘴部喷射的高速度的喷射制冷剂的吸引作用来吸引制冷剂；以及升压部，使喷射制冷剂与从制冷剂吸引口吸引的吸引制冷剂的混合制冷剂升压。喷射器式制冷循环还具有:气液分离装置，将从升压部流出的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂，使气相制冷剂向压缩机的吸入口侧流出；蒸发器，配置于将气液分离装置的液相制冷剂流出口与制冷剂吸引口连接起来的制冷剂通路，使在该蒸发器的内部流通的制冷剂蒸发；以及制冷剂流路切换装置，切换在循环中循环的制冷剂的流路。制冷剂流路切换装置能够切换使喷射制冷剂从升压部流出的第一制冷剂流路和使喷射制冷剂从制冷剂吸引口流出的第二制冷剂流路。
[0014]由此，在制冷剂流路切换装置切换到第一制冷剂流路时，能够得到如下的喷射器式制冷循环:使制冷剂按照压缩机—散热器—喷射器的喷嘴部—喷射器的升压部—气液分离装置—压缩机的顺序循环，并且使制冷剂按照气液分离装置—蒸发器—喷射器的制冷剂吸引口的顺序循环。
[0015]并且，在制冷剂流路切换装置切换到第二制冷剂流路时，能够得到使制冷剂按照压缩机—散热器—喷射器的喷嘴部—蒸发器—压缩机的顺序循环的制冷循环。
[0016]因此，即使在喷射器的吸引能力有可能大幅降低的低负荷运转时，也能够通过制冷剂流路切换装置将第一制冷剂流路切换到第二制冷剂流路，从而借助压缩机的制冷剂排出能力将由喷射器的喷嘴部减压后的制冷剂可靠地供给到蒸发器。
[0017]S卩，能够抑制在低负荷运转时无法向蒸发器供给制冷剂的情况，能够不受负荷变动的影响而充分地对冷却对象流体进行冷却。
[0018]根据本发明的另一方式，喷射器式制冷循环具有:压缩机，压缩并排出制冷剂;散热器，使从压缩机排出的制冷剂散热；以及喷射器。喷射器具有:喷嘴部，使从散热器流出的制冷剂减压；制冷剂吸引口，通过从喷嘴部喷射的高速度的喷射制冷剂的吸引作用来吸引制冷剂；以及升压部，使喷射制冷剂与从制冷剂吸引口吸引的吸引制冷剂的混合制冷剂升压。喷射器式制冷循环还具有:气液分离装置，将从升压部流出的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂，使气相制冷剂向压缩机的吸入口侧流出；蒸发器，配置于将气液分离装置的液相制冷剂流出口与制冷剂吸引口连接起来的制冷剂通路，使在该蒸发器的内部流通的制冷剂蒸发;旁路通路，将蒸发器的制冷剂出口侧与压缩机的吸入口侧连接；以及制冷剂流路切换装置，切换在循环中循环的制冷剂的流路。制冷剂流路切换装置能够切换第一制冷剂流路和第二制冷剂流路，该第一制冷剂流路是使从蒸发器流出的制冷剂向制冷剂吸引口侧流动的制冷剂流路，该第二制冷剂流路是使从蒸发器流出的制冷剂经由旁路通路向压缩机的吸入口侧流动的制冷剂流路。
[0019]由此，在制冷剂流路切换装置切换到第一制冷剂流路时，能够得到如下的喷射器式制冷循环:使制冷剂按照压缩机—散热器—喷射器的喷嘴部—喷射器的升压部—气液分离装置—压缩机的顺序循环，并且使制冷剂按照气液分离装置—蒸发器—喷射器的制冷剂吸引口的顺序循环。
[0020]并且，在制冷剂流路切换装置切换到第二制冷剂流路时，能够得到使制冷剂按照压缩机—散热器—喷射器的喷嘴部—喷射器的升压部—气液分离装置—蒸发器—旁路通路—压缩机的顺序循环的制冷循环。
[0021 ]因此，能够抑制在低负荷运转时无法向蒸发器供给制冷剂的情况，能够不受负荷变动的影响而充分地对冷却对象流体进行冷却。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的第一实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0023]图2是本发明的第二实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0024]图3是第二实施方式的通常运转模式时的喷射器的剖面图。
[0025]图4是第二实施方式的低负荷运转模式时的喷射器的剖面图。
[0026]图5是对第二实施方式的喷射器的各制冷剂通路的功能进行说明的示意性的剖面图。
[0027]图6是本发明的第三实施方式的喷射器的剖面图。
[0028]图7是第三实施方式的喷射器的剖面图。
[0029]图8是本发明的第四实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照【附图说明】实施本发明的多个实施方式。在各方式中，有时对与在先前的方式中进行了说明的事项对应的部分标记相同的参照符号并省略重复说明。在各方式中，在仅对结构的一部分进行说明的情况下，能够对结构的其他部分应用先前进行了说明的其他方式。不光能够将在各实施方式中具体明示为能够组合的部分彼此组合，只要不特别妨碍组合，即使未明示也能够部分地将实施方式彼此组合。
[0031](第一实施方式)
[0032]以下，使用附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1的概略图所示的本实施方式的喷射器式制冷循环10应用于车辆用空调装置，实现对向作为空调对象空间的车室内吹送的送风空气进行冷却的功能。该喷射器式制冷循环10能够切换制冷剂流路，能够切换后述的通常运转模式时的制冷剂流路(第一制冷剂流路)与低负荷运转模式时的制冷剂流路(第二制冷剂流路)。在图1中，利用实线箭头表示第一制冷剂流路，利用虚线箭头表示第二制冷剂流路。
[0033]此外，在该喷射器式制冷循环10中，采用HFC类制冷剂(具体而言为R134a)作为制冷剂，喷射器式制冷循环10成为高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。当然，作为制冷剂也可以采用HFO类制冷剂(具体而言为R1234yf)等。并且，在制冷剂中混入用于润滑压缩机11的冷冻机油，冷冻机油的一部分与制冷剂一同在循环中循环。
[0034]在喷射器式制冷循环10中，压缩机11吸入制冷剂并将其升压到成为高压制冷剂后排出。具体而言，本实施方式的压缩机11是在I个壳体内收纳固定容量型的压缩机构以及驱动压缩机构的电动机的电动压缩机。
[0035]作为该压缩机构可以采用涡旋型压缩机构、叶片型压缩机构等各种压缩机构。并且，由于电动机通过从后述的空调控制装置21输出的控制信号来控制其动作(转速)，因此也可以采用交流电动机、直流电动机中的任意一种形式。
[0036]并且，压缩机11也可以是通过经由滑轮、带等从车辆行驶用发动机传递的旋转驱动力进行驱动的发动机驱动式的压缩机。作为这种发动机驱动式的压缩机可以采用能够根据排出容量的变化来调整制冷剂排出能力的可变容量型压缩机，或者根据电磁离合器的接通断开使压缩机的工作效率发生变化而调整制冷剂排出能力的固定容量型压缩机。
[0037]散热器12的冷凝部12a的制冷剂入口侧与压缩机11的排出口连接。散热器12是通过使从压缩机11排出的高压制冷剂与由冷却风扇12d吹送的车室外空气(外气)进行热交换，从而使高压制冷剂散热而冷却的散热用热交换器。
[0038]更具体而言，该散热器12是所谓的过冷型的冷凝器，具有:冷凝部12a，使从压缩机11排出的高压气相制冷剂与从冷却风扇12d吹送的外气进行热交换，并使高压气相制冷剂散热而冷凝;作为高压侧气液分离装置的接收器部12b，对从冷凝部12a流出的制冷剂进行气液分离并储存剩余液相制冷剂；以及过冷却部12c，使从接收器部12b流出的液相制冷剂与从冷却风扇12d吹送的外气进行热交换，对液相制冷剂进行过冷却。
[0039]冷却风扇12d是通过从空调控制装置21输出的控制电压来控制其转速(送风空气量)的电动式送风机。
[0040]喷射器20的喷嘴部20a的制冷剂流入口侧与散热器12的过冷却部12c的制冷剂出口连接。喷射器20起到使从散热器12流出的过冷却状态的高压液相制冷剂减压并向下游侧流出的制冷剂减压装置的作用，并且起到通过以高速度喷射的喷射制冷剂的吸引作用来吸弓丨(输送)从后述的蒸发器16流出的制冷剂并使其循环的制冷剂循环装置(制冷剂输送装置)的作用。
[0041 ]更具体而言，喷射器20具有喷嘴部20a和主体部20b。喷嘴部20a由顶端朝向制冷剂的流向逐渐变细的大致圆筒状的金属(例如，不锈钢合金)等形成，利用设置在其内部的制冷剂通路(节流通路)使制冷剂等熵地减压膨胀。
[0042]在设置在喷嘴部20a的内部的制冷剂通路中设置有:通路截面积最缩小的喉部(最小面积部)、通路截面积从制冷剂流入口侧朝向喉部逐渐缩小的顶端变细部、以及通路截面积从喉部朝向喷射制冷剂的制冷剂喷射口逐渐扩大的扩开部。即，本实施方式的喷嘴部20a构成拉瓦尔喷嘴。
[0043]并且，在本实施方式中，作为喷嘴部20a采用以如下的方式设定的部件:在喷射器式制冷循环10的通常运转时，从制冷剂喷射口喷射的喷射制冷剂的流速为音速以上。当然，喷嘴部20a也可以具有顶端变细的喷嘴。
[0044]主体部20b由大致圆筒状的金属(例如，铝)或者树脂形成，起到在内部支承固定喷嘴部20a的固定部件的作用，并且起到喷射器20的外壳的作用。更具体而言，喷嘴部20a以收纳在主体部20b的长度方向一端侧的内部的方式被压入固定。因此，制冷剂不会从喷嘴部20a与主体部20b的固定部(压入部)泄漏。
[0045]并且，在主体部20b的外周面中的与喷嘴部20a的外周侧对应的部位设置有将其内外贯通而与喷嘴部20a的