喷射器的制造方法
【专利说明】喷射器
[0001 ]相关申请的相互参照
[0002]本申请基于2013年7月30日申请的日本专利申请2013-157580，该
【发明内容】
作为参照编入本申请。
技术领域
[0003]本发明涉及一种喷射器，该喷射器使流体减压，并且通过以高速度喷射的喷射流体的吸引作用来吸引流体。
【背景技术】
[0004]以往，作为应用于蒸气压缩式的制冷循环装置的减压装置，已知有喷射器。在这种喷射器中，具有使制冷剂减压的喷嘴部，能够通过从该喷嘴部喷射的喷射制冷剂的吸引作用来吸引从蒸发器流出的气相制冷剂，通过升压部(扩散器)将喷射制冷剂与吸引制冷剂混合并使它们升压。
[0005]因此，在作为减压装置具有喷射器的制冷循环装置(以下，记载为喷射器式制冷循环。)中，能够利用喷射器的升压部中的制冷剂升压作用来降低压缩机的消耗功率，与作为减压装置具有膨胀阀等的通常的制冷循环装置相比能够提高循环的性能系数(C0P)。
[0006]此外，专利文献I中公开了作为应用于喷射器式制冷循环的喷射器具有使制冷剂二阶段减压的喷嘴部。更详细而言，在该专利文献I的喷射器中，通过第I喷嘴将高压液相状态的制冷剂减压到气液二相状态，使成为气液二相状态的制冷剂流向第2喷嘴。
[0007]由此，在专利文献I的喷射器中，促进第2喷嘴中的制冷剂的沸腾而实现喷嘴部整体的嗔嘴效率的提尚，实现嗔射器式制冷循环整体的进一步的CO P的提尚。
[0008]并且，在一般的喷射器中，在喷嘴部的轴线方向的延长线上同轴地配置有扩散部(升压部)。此外，在专利文献2中记载如下内容:通过使这样配置的扩散部的扩张角度比较小，从而能够提尚嗔射器效率。
[0009]另外，喷嘴效率是指在喷嘴部中将制冷剂的压力能量转换成运动能量时的能量转换效率，喷射器效率是喷射器整体的能量转换效率。
[0010]但是，在专利文献I的喷射器中，例如如果喷射器式制冷循环的热负荷变低，循环的高压侧制冷剂的压力与低压侧制冷剂的压力之间的压力差(高低压差)缩小，则有时通过第I喷嘴减压高低压差的量，在第2喷嘴中制冷剂几乎未被减压。
[0011]在这样的情况下，有时不能通过使气液二相制冷剂流向第2喷嘴而得到喷嘴效率提高效果，无法通过扩散部使制冷剂充分地升压。
[0012]对此，考虑如下方法:将专利文献2所公开的扩张角度比较小的扩散部应用于专利文献I的喷射器来提高喷射器效率，由此即使在喷射器式制冷循环的低负荷时也能够通过扩散部使制冷剂充分地升压。
[0013]然而，若应用这样的扩散部，由于喷射器整体的在喷嘴部的轴线方向上的长度变长，因此在喷射器式制冷循环的通常负荷时喷射器的体格会不必要地变大。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1:日本专利第3331604号公报
[0017]专利文献2:日本特开2003-14318号公报
【发明内容】
[0018]本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够抑制喷射器整体的体格大型化的喷射器。
[0019]本发明的另一个目的在于抑制喷射器的喷射器效率的降低，在该喷射器中，配置于起到喷嘴作用的制冷剂通路的下游侧的制冷剂通路形成于通路形成部件的外周侧。
[0020]根据本发明的一方式，喷射器用于蒸气压缩式的制冷循环装置。该喷射器具备主体及通路形成部件，其中，该主体具有:使制冷剂减压的减压用空间、与减压用空间的制冷剂流下游侧连通并从外部吸引制冷剂的吸引用通路、使从减压用空间喷射的制冷剂与从吸引用通路吸引的制冷剂汇合的混合用空间、及由混合用空间混合的制冷剂所流入的升压用空间，该通路形成部件至少配置在减压用空间的内部、混合用空间的内部及升压用空间的内部，且具有截面积随着远离减压用空间而扩大的圆锥形状。减压用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有喷嘴通路，该喷嘴通路起到使制冷剂减压并喷射的喷嘴的作用。混合用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有混合通路，该混合通路使喷射制冷剂与吸引制冷剂混合。升压用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有扩散通路，该扩散通路起到将混合制冷剂的运动能量转换成压力能量的扩散器的作用。混合通路具有截面积朝向制冷剂流下游侧为恒定或逐渐缩小的形状。
[0021]由此，采用形成为圆锥形的结构作为通路形成部件，因此扩散通路具有随着远离减压用空间而沿通路形成部件的外周扩大的形状。由此，抑制扩散通路的轴向尺寸扩大，能够抑制喷射器整体的体格的大型化。另外，混合通路形成为通路截面积朝向制冷剂流下游侧为恒定的形状或逐渐缩小的形状，因此能够使向混合通路流入的喷射制冷剂与吸引制冷剂的混合制冷剂加速。由此，在混合通路能够使混合制冷剂的压力朝向出口侧而逐渐降低。
[0022]此外，向混合通路流入的喷射制冷剂及吸引制冷剂向压力较低的出口侧流动，因此能够抑制喷射制冷剂流向通路形成部件的外周面侧偏移，且能够抑制吸引制冷剂从喷射制冷剂的外周侧向内周侧流动。
[0023]因此，能够抑制喷射制冷剂中的液滴(液相制冷剂的粒)附着于主体的内周面或通路形成部件的外周面，能够在混合通路使喷射制冷剂中的液滴、喷射制冷剂中的气相制冷剂及吸引制冷剂充分混合。并且，能够使喷射制冷剂中的液滴所具有的速度能量有效传递到混合制冷剂中的气相制冷剂。
[0024]其结果，能够抑制由扩散通路转换成压力能量的混合制冷剂的运动能量减少，能够抑制扩散通路中的升压量的降低，因此能够抑制喷射器效率的降低。
[0025]即，即使是形成于喷嘴通路的下游侧的混合通路在通路形成部件的外周侧形成的结构的喷射器，也能够抑制喷射器效率的降低。
[0026]根据本发明的另一方式，喷射器用于蒸气压缩式的制冷循环装置。该喷射器具备主体及通路形成部件，其中，该主体具有:使制冷剂减压的减压用空间、及与减压用空间的制冷剂流下游侧连通并从外部吸引制冷剂的第1吸引用通路，该通路形成部件至少配置于减压用空间的内部，具有截面积随着远离减压用空间而扩大的圆锥形状，且具有与减压用空间的制冷剂流下游侧连通并从外部吸引制冷剂的第2吸引用通路。主体还具有升压用空间，从减压用空间喷射的制冷剂、从第1吸引用通路吸引的第1吸引制冷剂及从第2吸引用通路吸引的第2吸引制冷剂的制冷剂混合而成的制冷剂流入该升压用空间。减压用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有喷嘴通路，该喷嘴通路起到使制冷剂减压并喷射的喷嘴的作用。升压用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有扩散通路，该扩散通路起到将混合制冷剂的运动能量转换成压力能量的扩散器的作用。第1吸引用通路的制冷剂出口在喷嘴通路的制冷剂出口的外周侧开口，第2吸引用通路的制冷剂出口在喷嘴通路的制冷剂出口的内周侧开口。
[0027]由此，采用形成为圆锥形的结构作为通路形成部件，因此扩散通路具有随着远离减压用空间而沿通路形成部件的外周扩大的形状。由此，抑制扩散通路的轴向尺寸扩大，能够抑制喷射器整体的体格的大型化。另外，第1吸引用通路的制冷剂出口在喷嘴通路的制冷剂出口的外周侧开口，第2吸引用通路的制冷剂出口在喷嘴通路的制冷剂出口的内周侧开口，因此第1吸引制冷剂从喷射制冷剂的外周侧与喷射制冷剂汇合，第2吸引制冷剂从喷射制冷剂的内周侧与喷射制冷剂汇合。
[0028]因此，能够使喷射制冷剂中的外周侧的制冷剂与第1吸引制冷剂的边界面及喷射制冷剂中的内周侧的制冷剂与第2吸引制冷剂的边界面均为自由界面，抑制喷射制冷剂向外周侧或内周侧偏移。
[0029]此外，第1吸引制冷剂从喷射制冷剂的外周侧向内周侧流动，第2吸引制冷剂从喷射制冷剂的内周侧向外周侧流动，因此能够使喷射制冷剂、第1吸引制冷剂及第2吸引制冷剂充分混合。因此，能够使喷射制冷剂中的液滴所具有的速度能量有效传递到混合制冷剂中的气相制冷剂。
[0030]其结果，能够抑制喷射器效率的降低。即，即使是形成于喷嘴通路的下游侧的混合通路在通路形成部件的外周侧形成的结构的喷射器，也能够抑制喷射器效率的降低。
[0031]另外，通路形成部件不严格地限于仅由截面积随着远离减压用空间而扩大的形状形成，通过至少一部分包含截面积随着远离减压用空间而扩大的形状，从而包含能够使扩散通路的形状成为随着远离减压用空间而向外侧扩张的形状的结构。
[0032]此外，“形成为圆锥状”不限于通路形成部件形成为完全的圆锥形状的意思，也包含与圆锥近似的形状、或一部分包含圆锥而形成的意思。具体来说，是指与轴向平行的截面形状不限于等腰三角形，还包含夹着顶点的二边向内周侧凸出的形状、夹着顶点的二边向外周侧凸出的形状、截面形状是半圆形的形状等。
【附图说明】
[0033]图1是本发明的第1实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0034]图2是第1实施方式的喷射器的与轴向平行的剖面图。
[0035]图3是表示第1实施方式的喷射器的各制冷剂通路的概略剖面图。
[0036]图4是表示图2的IV部的图。
[0037]图5是表示第1实施方式的喷射器式制冷循环中的制冷剂的状态的莫里尔图。
[0038]图6是本发明的第2实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0039]图7是第2实施方式的喷射器的与轴向平行的剖面图。
[0040]图8是表示图7的VIII部的图。
[0041 ]图9是本发明的第3实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0042]图10是本发明的第4实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0043]图11是表示第4实施方式的喷射器式制冷循环中的制冷剂的状态的莫里尔图。
[0044]图12是本发明的第5实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0045]图13是表示第5实施方式的喷射器式制冷循环中的制冷剂的状态的莫里尔图。
[0046]图14是本发明的第6实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
[0047]图15是表示第6实施方式的喷射器式制冷循环中的制冷剂的状态的莫里尔图。
[0048]图16是本发明的第7实施方式的喷射器式制冷循环的概略图。
【具体实施方式】
[0049]本发明的发明人们首先在日本专利申请2012— 184950号(以下，称为在先申请例。)中提出应用于喷射器式制冷循环的喷射器。喷射器具有主体，该主体具有:使从散热器流出的制冷剂回旋的回旋空间、使从该回旋空间流出的制冷剂减压的减压用空间、与减压用空间的制冷剂流下游侧连通并吸引从蒸发器流出的制冷剂的吸引用通路、以及将从减压用空间喷射的喷射制冷剂与从吸引用通路吸引的吸引制冷剂混合并升压的升压用空间，喷射器还具有通路形成部件，该通路形成部件的至少一部分配置在减压用空间的内部和升压用空间的内部，形成为截面积随着远离减压用空间而扩大的圆锥形状。减压用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有起到使从回旋空间流出的制冷剂减压并喷射的喷嘴的作用的喷嘴通路。升压用空间在主体的内周面与通路形成部件的外周面之间具有起到使喷射制冷剂与吸引制冷剂的混合制冷剂升压的扩散器的作用的扩散通路。
[0050]在该在先申请例的喷射器中，通过使制冷剂在回旋空间中回旋而能够使回旋空间内的回旋中心侧的制冷剂压力降低到成为饱和液相制冷剂的压力或者制冷剂减压沸腾(产生气蚀)的压力。由此，与回旋中心轴的外周侧相比使气相制冷剂较多地存在于回旋中心轴的内周侧，从而能够成为回旋空间内的回旋中心线附近是气体单相、其周围是液体单相的二相分离状态。
[0051 ]并且，由于二相分离状态的制冷剂向喷嘴通路流入而利用壁面沸腾和界面沸腾促进沸腾，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匀地混合的气液混合状态。此外，在喷嘴通路的最小流路面积部附近成为气液混合状态的制冷剂产生堵塞(阻塞)，气液混合状态的制冷剂的流速加速到二相音速。
[0052]这样加速到二相音速的制冷剂在喷嘴通路的最小流路面积部的下游侧成为均匀地混合的理想的二相喷雾流动，能够使其流速进一步增大。其结果为，能够通过喷嘴通路使制冷剂的压力能量转换成速度能量时的能量转换效率(相当于喷嘴效率)提高。
[0053]此外，在在先申请例的喷射器中，作为通路形成部件采用形成为圆锥状的部件，使扩散通路的形状成为伴随着远离减压用空间而沿着通路形成部件的外周扩张的形状。由此，能够抑制扩散通路的轴向尺寸扩大，抑制喷射器整体的体格大型化。
[0054]S卩，根据在先申请例的喷射器，不会导致体格的大型化，即使喷射器式制冷循环的负荷变动产生，也能够抑制喷嘴通路中的能量转换效率(相当于喷嘴效率)的降低。
[0055]但是，本发明的发明人们为了喷射器的进一步的能量转换效率的提高，对在先申请例的喷射器进行了研究，在在先申请例的喷射器中，虽然能够抑制喷嘴通路中的能量转换效率的降低，但喷射器整体的能量转换效率(喷射器效率)会变得比期望的值低。
[0056]因此，本发明的发明人们调查了其原因，发现其原因在于，在在先申请例的喷射器中，喷嘴通路的下游侧的制冷剂通路形成于通路形成部件的外周侧，此外，吸引用通路的制冷剂出口相对于通路形成部件的中心轴在喷嘴通路的制冷剂出口(制冷剂喷射口)的外周侧开口。
[0057]其理由在于，若成为如在先申请例的喷射器那样的制冷剂通路结构的话，喷射制冷剂中的液滴(液相制冷剂的粒)会附着于通路形成部件的外周面，喷射制冷剂中的液滴所具有的速度能量变得无法有效传递到混合制冷剂中的气相制冷剂(喷射制冷剂中的气相制冷剂及吸引制冷剂)。
[0058]对该情况进行更详细说明，从喷嘴通路喷射的喷射制冷剂中的外周侧的制冷剂与从吸引用通路吸引的吸引制冷剂接触，因此喷射制冷剂的外周侧的制冷剂与吸引制冷剂的边界面成为自由边界。另一方面，喷射制冷剂中的内周侧