喷射器的制造方法
【专利说明】喷射器
[0001]关联申请的相互参照
[0002]本申请基于2012年12月27日申请的日本专利申请2012-285640以及2013年11月11日申请的日本专利申请2013-233017主张优先权，通过参照将其公开内容引入本申请。
技术领域
[0003]本申请涉及一种使流体减压并且通过以高速度喷射的喷射流体的吸引作用吸引流体的喷射器。
【背景技术】
[0004]以往，作为在蒸汽压缩式的制冷循环装置中应用的减压装置，公知喷射器。在这种喷射器中，具有使冷媒减压的喷嘴部，能够利用从该喷嘴部喷射的喷射冷媒的吸引作用来吸引从蒸发器流出的气相冷媒，在升压部(扩压部)中使喷射冷媒与吸引冷媒混合而升压。
[0005]因此，在具备喷射器作为减压装置的制冷循环装置(以下记载为喷射式制冷循环系统)中，能够利用喷射器的升压部的冷媒升压作用减少压缩机的消耗动力，与具备膨胀阀等作为减压装置的普通的制冷循环装置相比，能够提高循环系统的制冷系数(COP)。
[0006]此外，在专利文献I中，作为在喷射式制冷循环系统中应用的喷射器，公开了具有以两个阶段使冷媒减压的喷嘴部的喷射器。更详细而言，在该专利文献I的喷射器中，通过第一喷嘴将高压液相状态的冷媒减压至成为气液二相状态，使成为了气液二相状态的冷媒向第二喷嘴流入。
[0007]由此，在专利文献I的喷射器中，促进第二喷嘴中的冷媒的沸腾，实现喷嘴部整体的喂'嘴效率的提尚，想要实现喂'射式制冷循环系统整体的COP的进一步提尚。
[0008]另外，在普通的喷射器中，在喷嘴部的轴线方向的延长线上同轴地配置有扩压部(升压部)。此外，在专利文献2中记载有，通过使这样配置的扩压部的扩展角度比较小，能够提高喷射效率。
[0009]需要说明的是，喷嘴效率指的是在喷嘴部将冷媒的压力能转换为动能时的能量转换效率，喷射效率是作为喷射器整体的能量转换效率。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本专利第3331604号公报
[0013]专利文献2:日本特开2003-14318号公报
【发明内容】
[0014]然而，根据本申请的发明人的研宄，在专利文献I的喷射器中，例如存在如下情况:若喷射式制冷循环系统的热负荷降低，循环系统的高压侧冷媒的压力与低压侧冷媒的压力的压力差(高低压差)缩小，则在第一喷嘴完成高低压差的减压，而在第二喷嘴中冷媒几乎不被减压。
[0015]在这样的情况下，无法获得使气液二相冷媒向第二喷嘴流入所带来的喷嘴效率提高效果，无法在扩压部中使冷媒充分升压。
[0016]相对于此，考虑如下方法:通过在专利文献I的喷射器中应用专利文献2所公开的扩展角度比较小的扩压部来提高喷射效率，由此在喷射式制冷循环系统的低负荷时也通过扩压部使冷媒充分升压。
[0017]然而，若应用这样的扩压部，则作为喷射器整体，喷嘴部的轴线方向的长度增长，因此，担心在喷射式制冷循环系统的通常负荷时，喷射器的外形不必要地增大。
[0018]因此，本发明的发明人们之前在日本特愿2012-184950号(以下称为在先申请例。)中提出了一种应用于喷射式制冷循环系统的喷射器，该喷射器具备:
[0019]主体，其形成有使从散热器流出的冷媒回旋的回旋空间、使从该回旋空间流出的冷媒减压的减压用空间、与减压用空间的冷媒流动下游侧连通而吸引从蒸发器流出的冷媒的吸引用通路、以及使从减压用空间喷射出的喷射冷媒与从吸引用通路吸引来的吸引冷媒混合而升压的升压用空间；以及
[0020]通路形成构件，其至少一部分配置在减压用空间的内部以及升压用空间的内部，且形成为随着从减压用空间离开而截面积扩大的圆锥状，
[0021]在主体中的形成减压用空间的部位的内周面与通路形成构件的外周面之间形成的冷媒通路形成作为使从回旋空间流出的冷媒减压并喷射的喷嘴而发挥功能的喷嘴通路，
[0022]在主体中的形成升压用空间的部位的内周面与通路形成构件的外周面之间形成的冷媒通路形成作为使喷射冷媒与吸引冷媒混合并升压的扩压部而发挥功能的扩压通路，
[0023]此外，在主体上形成有利用离心力的作用对从扩压通路流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间。
[0024]在该在先申请例的喷射器中，通过回旋空间使冷媒旋转，由此能够使回旋空间内的旋转中心侧的冷媒压力降低至成为饱和液相冷媒的压力、或者冷媒减压沸腾(产生空穴)的压力。由此，与回旋中心轴的外周侧相比，在内周侧存在更多气相冷媒，从而能够做成回旋空间内的回旋中心线附近为气体单相、在其周围为液体单相的二相分离状态。
[0025]并且，二相分离状态的冷媒向喷嘴通路流入，在壁面沸腾以及界面沸腾的作用下被促进沸腾，因此在喷嘴通路的最小流路面积部附近，成为气相与液相均质混合了的气液混合状态。此外，在喷嘴通路的最小流路面积部附近成为了气液混合状态的冷媒产生闭塞(choking)，从而气液混合状态的冷媒的流速加速至成为二相音速。
[0026]像这样加速至二相音速的冷媒在从喷嘴通路的最小流路面积部起的下游侧成为均质地混合了的理想的二相喷雾流，从而能够进一步使其流速增大。其结果是，能够提高通过喷嘴通路将冷媒的压力能向速度能转换时的能量转换效率(相当于喷嘴效率)。
[0027]此外，对于在先申请例的喷射器，作为通路形成构件，采用形成为圆锥状的构件，在相对于通路形成构件的轴向垂直的剖面中，扩压通路具有圆环形状。并且，将扩压通路的形状形成为随着从减压用空间离开而沿着通路形成构件的外周扩展的形状，并且使在扩压通路中流通的冷媒绕通路形成构件的轴线回旋。
[0028]由此，由于将扩压通路中的用于使冷媒升压的冷媒流路形成为螺旋状，因此，能够抑制扩压通路的轴向尺寸扩大，从而能够抑制喷射器整体的外形的大型化。
[0029]此外，对于在先申请例的喷射器，在形成于主体的内部的气液分离空间中，利用离心力的作用对从扩压通路流出的冷媒的气液进行分离，因此，相对于在主体的外部配置气液分离装置的情况，能够在气液分离空间中高效地对冷媒的气液进行分离，并且能够有效地减小气液分离空间的容积。
[0030]其理由在于，从扩压通路流出后向气液分离空间流入的冷媒已经具有回旋方向的速度分量。换句话说，由于能够利用该回旋方向的速度分量使冷媒在气液分离空间内高速旋转，因此能够进行高效的气液分离。此外，由于不需要在气液分离空间内设置用于使冷媒产生回旋流或使回旋流生长的空间，因此能够有效地减小气液分离空间的容积。
[0031]因此，根据在先申请例的喷射器，在不导致外形大型化的情况下，无论制冷循环系统的负荷变动如何，都能够实现可发挥较高的喷嘴效率的气液分离装置一体型的喷射器。
[0032]然而，在普通的制冷循环装置的冷媒中混入有压缩机润滑用的制冷机油，作为这种制冷机油，采用对于液相冷媒具有相溶性的制冷机油。因此，对于在低压侧具有气液分离器(储压器)的制冷循环装置，通过使分离出的液相冷媒的一部分经由油返回通路向压缩机的吸入侧返回，由此进行压缩机的润滑。
[0033]然而，在如在先申请例的喷射器那样，扩压通路的轴向垂直剖面形状形成为圆环状而扩压通路形成为随着朝向冷媒流动下游侧而逐渐向外周侧扩展的形状的结构、在容积较小的气液分离空间内使冷媒高速回旋从而进行高效的气液分离的结构中，相对于气相冷媒而言密度较高的液相冷媒容易向气液分离空间内的外周侧偏倚。
[0034]因此，若不适当地设置油返回通路，则无法使混入有制冷机油的液相冷媒向压缩机的吸入侧返回，担心对压缩机的耐久寿命造成负面影响。
[0035]鉴于上述问题，本申请的目的在于提供一种能够使在气液分离装置中分离出的混入有制冷机油的液相冷媒适当地向外部流出的气液分离装置一体型的喷射器。
[0036]根据本申请的一方案，喷射器应用于在冷媒中混入有压缩机润滑用的制冷机油的蒸汽压缩式的制冷循环装置。喷射器具备:主体，其具有冷媒流入口、使从冷媒流入口流入的冷媒回旋的回旋空间、使从回旋空间流出的冷媒减压的减压用空间、与减压用空间的冷媒流动下游侧连通而从外部吸引冷媒的吸引用通路、以及使从减压用空间喷射出的喷射冷媒与从吸引用通路吸引来的吸引冷媒混合的升压用空间；以及通路形成构件，其至少一部分配置在减压用空间的内部以及升压用空间的内部，该通路形成构件具有随着从减压用空间离开而截面积扩大的圆锥形状。在主体中的形成减压用空间的部位的内周面与通路形成构件的外周面之间形成的冷媒通路是喷嘴通路，该喷嘴通路作为使从回旋空间流出的冷媒减压并喷射的喷嘴而发挥功能。在主体中的形成升压用空间的部位的内周面与通路形成构件的外周面之间形成的冷媒通路是扩压通路，该扩压通路作为使喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒升压的扩压部而发挥功能。扩压通路在与通路形成构件的轴向垂直的剖面中具有环形状。此外，主体具有:气液分离空间，其利用离心力的作用对从扩压通路流出的冷媒的气液进行分离；气相冷媒流出通路，其使在气液分离空间中分离出的气相冷媒向压缩机的吸入侧流出；以及油返回通路，其将在气液分离空间中分离出且混入有制冷机油的液相冷媒从气液分离空间向气相冷媒流出通路引导。油返回通路具有在气液分离空间内开口的入口部，在通路形成构件的径向上，从油返回通路的入口部到通路形成构件的轴中心的距离比从入口部到气液分离空间的外周侧的距离长。
[0037]由此，通过使冷媒在回旋空间中回旋，能够提高喷嘴通路的能量转换效率(相当于喷嘴效率)。此外，通过使在扩压通路中流通的冷媒回旋，能够抑制扩压通路的轴向尺寸的扩大。
[0038]此外，由于在形成于主体的内部的气液分离空间中对从扩压通路流出的冷媒的气液进行分离，因此，能够在气液分离空间中高效地对冷媒的气液进行分离，并且能够有效地减小气液分离空间的容积。
[0039]在此基础上，根据本申请，在从通路形成构件的轴向观察时，在气液分离空间内开口的油返回通路的入口部配置于比通路形成构件的轴中心靠近外周侧的位置。
[0040]因此，能够将扩压通路的剖面形状形成为环状，能够使在离心力的作下向气液分离空间的外周侧偏倚的液相冷媒向油返回通路流入。并且，能够使混入有制冷机油的液相冷媒经由气相冷媒流出通路向压缩机的吸入口侧流出。
[0041]换句话说，根据本申请，能够提供能使在气液分离空间中分离出的混入有制冷机油的液相冷媒适当地向外部流出的气液分离装置一体型的喷射器。
[0042]另外，所述的喷射器也可以具备促进从扩压通路流出的冷媒绕通路形成构件的轴线回旋的回旋促进部。
[0043]由此，由于具备回旋促进部，因此，能够可靠地使向气液分离空间流入的冷媒回旋。因此，能够利用离心力的作用可靠地对向气液分离空间流入的冷媒的气液进行分离，并且能够使分离出的液相冷媒向气液分离空间的外周侧偏倚而可靠地向油返回通路流入。
[0044]此外，也可以是，从扩压通路流出的冷媒绕通路形成构件的轴线回旋。
[0045]由此，由于向气液分离空间流入的冷媒也回旋，因此，能够利用离心力的作用可靠地对向气液分离空间流入的冷媒的气液进行分离，并且能够使分离出的液相冷媒向气液分离空间的外周侧偏倚而可靠地向油返回通路流入。
[0046]此外，通路形成构件严格来说不限于仅由随着从减压用空间离开而截面积扩大的形状形成，包括通过在至少一部分包含随着从减压用空间离开而截面积扩大的形状而能够将扩压通路的形状形成为随着从减压用空间离开而向外侧扩展的形状的构件。
[0047]此外，“形成为圆锥状”不限于通