专利名称：喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷射器，该喷射器是一种用于对流体进行减压的减压装置，本发明还涉及一种用于通过高速喷射夹带液压流体的夹带作用而输送流体的动量输送型泵。本发明有效地应用于热水供给设备、制冷机械、车辆用空调等等，其中喷射器被用作用于对制冷剂减压的减压装置以及用于对制冷剂进行循环的泵装置。
背景技术：
在用作制冷剂减压装置和制冷剂循环装置的传统喷射器中，调节流经喷射器的制冷剂的流量。例如，官方公报JP-A-2003-90635中公开了这种类型的喷射器。
在这种传统实例中，以与本发明第一实施例相同的方式，可变流量式喷射器应用于热水供给设备的循环(图1中的喷射器循环)。因此，喷射器的组成结构(如图2所示)基本上与本发明的实施例相同。但是，形成在喷嘴18侧的针24端部的锥部50的形状不同于本发明的实施例。
如图8所示，传统实例的锥部50形成有一个锥角θ3。当利用移动装置在喷嘴的轴线方向(图8中的上下方向)上移动针24时，喉部18a能被改变，也就是说，能改变喷嘴18的开口度，即能改变制冷剂穿过它的通路面积。换句话说，有可能增加和降低流经喷嘴18的制冷剂的流量。
在传统实例中，当沿制冷剂喷射方向(图8中的向下方向)R1移动针阀24时，喷嘴18的开口度降低。当沿与制冷剂喷射方向相反的方向(图8中的向上方向)R2移动针阀24时，喷嘴18的开口度增加。
由于上述原因，当压缩机高速转动时，即当流入喷射器的制冷剂量很大时，有可能增加喷嘴18的开口度，从而流经喷嘴(喷射器)的制冷剂量增加。因此，在喷射器循环中的蒸发器中，制冷剂吸收大量的热量，而水制冷剂热交换器(散热器)中，大量的热量可能被散发至将被供给的热水。也就是说，在循环中制冷剂流动量很大的情况下，有可能提高加热热水的加热容量。
但是，在上述现有技术的喷射器中，当相对于针24位移的改变降低喉部面积的改变、以通过更精密地调节制冷剂的流量而稳定循环操作时，需要降低锥部50的锥角θ3。在此情况下，会自然延长锥部50的长度。
但是，移动装置沿轴线方向R移动针的范围受到限制。因此，在锥部50的锥角θ3很小的情况下，不可能完全打开喉部的面积。对于上述原因，特别是当制冷剂流量很高时，高压侧的压力趋于上升，而且需要进行控制，以能够降低压缩机的每秒种的转数。
发明内容
已完成了本发明来克服上述问题。本发明的目的是在移动装置能够移动针的范围内更精密地调节制冷剂的流量。本发明的另一目的是在针完全打开的同时增加制冷剂的流量。
为实现上述目的，本发明提供一种喷射器，包括高压空间，高压流体从入口流入所述高压空间；具有节流部的节流装置，高压流体的通路面积通过该节流部从所述高压空间朝着喉部降低；针阀，针阀用于当该针阀沿节流部的轴线方向移动时，改变节流装置的开口度；锥部，所述锥部形成在所述针阀的喉部侧的端部；以及抽吸空间，所述抽吸空间具有流体流入其内的第二入口，节流装置设置在抽吸空间内，通过从所述喉部高速喷射出的液压流体的夹带作用、流体从第二入口抽入抽吸空间。其中设有多个锥部，且所述多个锥部的锥角彼此不同。
由于上述结构，当锥角减小时，在锥部的情况下，能够减小相对于针阀24的位移量的节流装置的开口度的变化，也就是说，能够更精确地控制节流装置的开口度。
在锥部的另一种情况下，能够通过增加锥角而缩短锥部的整个长度。因此，即便在针阀的位移量很小时，也可以更精确地完全打开节流阀的开口度，而且能够增加制冷剂的流量。
在本发明的上述喷射器中，优选的是，在多个锥部中，用于改变节流部的开口度的其中一个锥部的锥角小于其它锥部的锥角。
由于上述结构，用于改变节流部的开口度的其中一个锥部的锥角小于其它锥部的锥角。因此，能够减小相对于针阀沿轴线方向(R)的位移量的节流装置的开口度的变化。也就是说，能够更精确地控制节流装置的开口度。
在本发明的上述各个喷射器中，优选的是，多个锥部形成为随着锥角到达针阀的喉部侧上的端部而增加锥角。
由于上述结构，与形成一个锥角的传统实例相比较，由于锥部的锥角随着它们到达针阀的喉部侧上的端部而增加，因此能够缩短锥部的长度。因此，即便在针阀的位移量很小时，也能够更彻底地完全打开节流装置的开口度，而且使更多的制冷剂流动。
就此而论，在上述每个装置中括号中的参考标记和符号表示下面所述实施例中所述的具体装置的联系。
从下面结合附图对本发明优选实施例的说明中，可以更全面地理解本发明。
图1是示出第一实施例的模型的示意图，其中本发明的喷射器应用于喷射器循环(热水供给设备)；图2表示第一实施例的喷射器的剖视图；图3表示第一实施例的针阀的主要部分的剖视图；图4是图3所示的部分A的放大示意图；图5表示第一实施例的针阀位移量和喷嘴喉部的打开面积之间的关系的曲线图；图6表示第二实施例的针阀的锥部的剖视图；图7表示第二实施例的针阀位移量和喷嘴喉部的打开面积之间的关系的曲线图；以及图8表示现有技术的针阀的主要部分的剖视图。
具体实施例方式
第一实施例在本实施例中，本发明的喷射器循环应用于热泵式热水供给设备，在该热水供给设备中，二氧化碳用做制冷剂。图1表示第一实施例的模型的示意图。
参考标记11表示由诸如电动机之类的驱动源(未示出)驱动用于抽吸和压缩制冷剂的压缩机。从该压缩机11排出的高温高压制冷剂流入以下将称作散热器的水制冷剂热交换器12，并且热量在制冷剂和将被提供的热水之间交换。换句话说，制冷剂被热水冷却。参考标记13表示蒸发器13，在蒸发器13内，热量在液相制冷剂和外部空气之间交换，从而使液相制冷剂被蒸发，而且热量从外部空气移至制冷剂。
参考标记14表示喷射器，在该喷射器14中，从散热器12流出的制冷剂被减压并且被膨胀，从而抽吸从蒸发器13蒸发的汽相制冷剂、且同时把膨胀能量转换成压力能，从而升高压缩机11的抽吸压力。就此而言，后面将说明喷射器14的详细结构。
图1示出了蛇形蒸发器13。但是，这种蛇形蒸发器13被绘制成热交换器的模型。因此，蒸发器13并不局限于这种蛇形蒸发器。可以使用由许多管和几个储罐组成的被成为多流式的热交换器。
参考标记15表示汽液分离器15，在该汽液分离器15中，流入分离器15的制冷剂被分成汽相制冷剂和液相制冷剂，并存储起来。这样被分离的汽相制冷剂被抽吸至压缩机11，而且这样被分离的液相制冷剂被抽吸至蒸发器13侧。
就此而论，为对抽入蒸发器13的制冷剂进行减压并且确实地(正面地)降低蒸发器13内的压力(蒸发压力)，将汽液分离器15与蒸发器13连接的制冷剂通路包括毛细管或固定(stationary)节流阀，当制冷剂循环时，通过该毛细管或固定节流阀产生预定的压力损失。
就此而论，为确保压缩机11的滑动部分的润滑特性且也为了确保压缩机11的密封特性，制冷剂与润滑剂混合。在此实施例中，润滑剂(PAG)在汽液分离器15中与制冷剂分离并集聚在汽液分离器15的最低层。因此，从回油孔15b抽吸润滑剂(包含许多润滑剂的液相制冷剂)且与汽相制冷剂一起被提供到压缩机11，回油孔15b设置在U形汽相制冷剂排放管15a的最低部。
下面，参照图2解释喷射器14。喷射器14是现有技术中公知的可变流量式喷射器，通过该喷射器能够改变制冷剂的流量。首先，从散热器12流出的制冷剂通过入口16并且流入形成在喷射器14中的高压空间17，再进一步流至喷嘴18的喉部18a。在高压空间17和喷嘴18的喉部18a之间，设置节流部18b，在该节流部18b中能够逐渐降低制冷剂的通路面积。
采用节流部18b，从散热器12流出的高压制冷剂的压力能(压位差)被转换成速度能(速位差)，从而对制冷剂进行减压和膨胀。该实施例采用分叉喷嘴，在分叉喷嘴的通路的中部设置最小通路面积的喉部18a。
其流量在喷嘴18中增加的制冷剂从喷射口18c喷射到抽吸空间23a。抽吸空间23a与汽相流动口19连通，已在蒸发器13中变成汽相制冷剂的制冷剂通过汽相流动口19流入喷射器14。因此，通过从喷嘴18喷射的高速制冷剂流(喷射流)的夹带作用，已在蒸发器13中变成汽相制冷剂的制冷剂被吸入喷射器14。
在从汽相流动口19抽吸的汽相制冷剂和从喷嘴18喷射的高速制冷剂流(喷射流)在混合部20彼此混合时，这样的混合流流入扩散器21。在扩散器21中，混合制冷剂的速度能转换成压力能，从而制冷剂压力能够上升。其压力已经上升的制冷剂通过流出口22流入汽液分离器15。
就此而论，扩散器21和混合部20由其内容纳喷嘴18的壳体23构成。喷嘴18通过压配合方式固定至壳体23。在此连接方式中，喷嘴18和壳体23由不锈钢制成。
就此而论，在本实施例的喷射器14中，当针阀24沿喷嘴的中心轴线R的方向移动时，流经喷射器14的制冷剂的量被控制。参照图2-4，下面解释针阀24。针阀24形成为基本上的针形。在喷嘴18侧沿针阀24的轴线方向的端部，形成第一锥部24a和第二锥部24b，第一锥部24a和第二锥部24b分别具有两个不同的角度θ1和θ2，从而随着针阀24靠近喷嘴18，其横截面积能够减小。
在此情况下，锥角θ1和θ2被限定为这样的角度，即节流部18b的轴线R和锥面以该角度彼此交叉。在此实施例中，在针阀24的喉部18a侧的第一锥部24a的锥角θ1小第二锥部24b的锥角θ2。就此而论，第一锥角θ1大约为15度，而第二锥角θ2为大约50度。当然，锥角并不局限于上述具体的值，也就是说，锥角可以有各种改变。另一方面，喷嘴相对侧的针阀24的端部固定至电动式驱动器25。
在此实施例中，步进电机用作驱动器25。通过螺钉25c将针阀24连接至驱动器(步进电机)25的磁性转子25a。因此，当磁性转子25a转动时，也就是说，当把预定步进数输入步进电机时，针阀24沿轴向移动一段距离，该距离与转子25a的转动角度和螺钉25c的螺距的乘积成正比。就此而论，参考标记25b表示用于产生磁场的励磁线圈。
就此而论，驱动流和抽吸流在混合部20中彼此混合，从而能够保存驱动流的动量和抽吸流的动量之和。因此，即使在混合部20中，制冷剂的压力(静压)也上升。另一方面，在扩散器21中，如上所述，当通路的截面积逐渐扩展时，制冷剂的速度能(动压)转换成压力能(静压)。因此，在喷射器14中，制冷剂压力可以在混合部20和扩散器21中都上升。
在理想的喷射器14中，优选的是，制冷剂压力增加，从而驱动制冷剂流的动量和抽吸制冷剂流的动量之和能够被保存在混合部20中，而且制冷剂的压力增加，从而能量能够被保存在扩散器21中。因此，在此实施例中，根据热交换器12所需的热负载，针阀24通过驱动器(步进电机)25移动，从而能够可变地控制喷嘴18的开口度。
接下来，下面将说明在操作可变容量时由如上所述构成的本实施例的喷射器的操作。当驱动器(步进电机)25如上所述在图3所示的横截面上上下移动针阀24时，第一锥部24a和喷嘴18的喉部18a之间的距离改变。在此实施例中，当针阀24在制冷剂喷射方向上(图3中的向下方向)移动时，第一锥部24a和喷嘴18的喉部18a之间的距离减小，也就是说，喷嘴18的开口度减小。当针阀24沿与制冷剂喷射方向相反的方向R2(图3中向上的方向)移动时，喷嘴18的开口度被扩大。
接下来，将列举第一实施例的操作效果如下(1)由于多个锥部24a、24b形成在针阀24内，从而当它们移至针阀24的喉部18a侧的端部时，锥角θ1和θ2能够依次增加，在全开时喉部18a中的制冷剂通路的面积能够被增加。
图5的曲线图表示针阀24的位移量和喉部18a的制冷剂通路面积(以下称之为喉部面积)之间的关系。当在针阀24完全关闭(步进数和位移量都为零)时针阀24沿与制冷剂喷射方向相反的方向R2移动时，第一锥部24a和喉部18a之间产生间隙，从而喉部面积增加。在图5所示的区域B中，通过第一锥部24a调节喉部面积。
就此而论，在其中由一个锥角θ3形成锥部50的传统实例的情况下，如图5中的虚线所示，喉部面积逐渐增加。因此，不可能通过针阀24的有限的位移充分地增加喉部面积，其中位移装置25可以移动针阀24。图5中的线D是已暂时设定的所需的最小喉部面积。当喉部面积小于线D时，即便压缩机11形成必要量的制冷剂流，施加在喷射器14(喷射器循环)的高压侧的压力也趋于增加。因此，结果是，必须通过降低压缩机11的转速来降低制冷剂的流量，也就是说，在某些情况下，不可能形成所需量的制冷剂流。
但是，在本实施例中，设置了其中当针阀移动时由第二锥部24b调节喉部面积的部分(图5中的区域C)。由于第二锥部24b的锥角θ2很大，当针阀24移动时，喉部面积突然增加。进一步地，由于第二锥部24b的锥角θ2很大，因此该锥部的长度短，而且有可能通过针阀24的小位移量扩大喉部的面积。因此，通过利用位移装置实现的针阀24的有限的位移，能够更加扩大喉部的面积，而且使更多的制冷剂流动。由于上述原因，与传统的实例不同，没有必要降低压缩机的转速，而且系统控制被简化。
(2)用于调节制冷剂流量的第一锥部24a的锥角θ1可被减小至小于另一锥角θ2。因此，能够更精确地调节制冷剂的流量。
根据上述结构，用于改变喷嘴18的开口(喉部面积)的第一锥部24a的锥角θ1小于另一锥部24b的锥角θ2。因此，可减小相对于针阀24位移的针阀18的喉部面积在轴线方向R上的变化。也就是说，能够更精确地控制节流装置18的开口度。
由于项(1)和(2)所述的操作效果，可通过第一锥部24a精确地控制喉部面积，而且在通过有限的位移移动针阀时，可通过第二锥部24a扩大喉部的面积。
第二实施例第二实施例的构成基本上和第一实施例相同。但是，如图6所示，在第二实施例中，第二锥部24b的锥角θ2垂直于喷嘴轴线R。由于上述构成，第一实施例的操作效果(2)能够被更显著地体现出来。如图7所示，当针阀24移动超出其中第一锥部24a调节喉部面积的区域B时，喉部面积可在一个冲程(图7中的区域C)完全打开。由于上述原因，通过针有限的位移可扩大喉部面积。
就此而论，当然，在第二实施例中，也能够体现出第一实施例中所述的效果(1)。
其它实施例在上述实施例中，本发明应用于喷射器循环用于热水供给设备的实例中。但是，要说明的是，本发明并不局限于上述的具体实例。当然，本发明可应用于使用喷射器的制冷剂循环，例如制冷机械的制冷循环、绘制用于车辆的空调器。
在上述实施例中，针阀上下移动。当然，即便在其中针阀左右移动的喷射器的情况下，本发明也可实现相同的效果。
虽然为说明的目的描述了本发明，但是很显然，不超出本发明的基本原理和保护范围，本领域的技术人员可以作出许多改变。
权利要求
1.一种喷射器，包括高压空间，高压流体从入口流入所述高压空间；具有节流部的节流装置，高压流体的通路面积通过所述节流部从所述高压空间朝着喉部降低；针阀，所述针阀用于当所述针阀沿所述节流部的轴向(R)移动时改变所述节流装置的开口度；锥部，所述锥部形成在所述针阀的喉部侧的端部；以及抽吸空间，所述抽吸空间具有流体流入其内的第二入口，节流装置设置在所述抽吸空间内，流体通过从所述喉部高速喷射出的液压流体的夹带作用被从所述第二入口抽吸到所述抽吸空间内，其中设有多个锥部，且所述多个锥部的锥角(θ1，θ2)彼此不同。
2.如权利要求1所述的喷射器，其中在所述多个锥部中，改变所述节流部的开口度的一个锥部的锥角(θ1)小于其它锥部的锥角(θ2)。
3.如权利要求1所述的喷射器，其中所述多个锥部形成为所述锥角(θ1，θ2)在所述针阀的喉部侧的端部附近增加。
全文摘要
本发明涉及一种可变容量式喷射器，器能够在其中位移装置移动针的范围内更精确地调节制冷剂的流量，且能够在针阀全开时增加制冷剂的流量。当在节流部(18b)的轴线方向上移动针时，针阀(24)改变喷嘴(18)的开口度(喉部面积)，在该针阀(24)中，第二锥部(24b)形成在第一锥部(24b)的喉部(18a)侧，且第二锥部(24b)的锥角(θ2)大于第一锥部(24a)的锥角(θ1)。
文档编号F25B43/00GK1673648SQ20051005457
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月22日
发明者尾形豪太, 武内裕嗣, 山本康弘 申请人:株式会社电装