专利名称：冷冻循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用喷射器的冷冻循环装置，尤其是涉及根据运转状态来切换喷射器和通常的节流装置的制冷剂回路结构。
背景技术：
作为已往的利用喷射器的冷冻循环装置存在如下的冷冻循环装置，即使在喷射器的性能降低时，也可通过旁通喷射器来实现运转，并且有效地利用2个蒸发器(例如，参照专利文献1)。在冷冻循环装置中，依次环状地连接压缩机1、散热器2、喷射器3、分配器7和与分配器7的气液二相出口连接的第1蒸发器51而构成第1回路，另外，分配器7的液体制冷剂出口和喷射器3的吸引部经由第1节流装置4及第2蒸发器52连接而构成第2回路，制冷剂在第1回路和第2回路中循环，第2节流装置6被设在连接散热器2的出口部与第1 节流装置4的出口部的配管上，将第1蒸发器51的过热度与预先设定的值进行比较，当大于设定值时，关闭第1节流装置4，开放第2节流装置6。根据该结构，可以提供即使在喷射器3阻塞而性能降低时也能有效地利用2个蒸发器而得到预定的冷却能力的冷冻循环装置。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-255817号公报(参照第5页，图1)
发明内容
发明要解决的课题但是，已往的利用喷射器的冷冻循环装置，存在在旁通喷射器的通常运转中，因通过喷射器的吸引部时产生的压力损失而使其性能降低的问题。本发明是为了解决上述已往的课题而做出的，其目的是提供一种冷冻循环装置， 该冷冻循环装置能将旁通喷射器的通常运转时的压力损失降低，提高冷冻循环的性能。解决课题的技术方案本发明的冷冻循环装置具有第1回路、第2回路、第2节流装置和开闭阀；上述第 1回路构成为，用配管依次环状地连接压缩机、散热器、喷射器和气液分离器；上述压缩机压缩制冷剂，上述散热器使从该压缩机排出的上述制冷剂散热而冷却，上述喷射器使从该散热器排出的上述制冷剂减压及膨胀而将膨胀能转换为压力能、从而提高上述压缩机的吸入压力，上述气液分离器把从该喷射器排出的上述制冷剂分离成为气体制冷剂和液体制冷剂；上述第2回路构成为，经由第1节流装置和蒸发器用配管连接上述气液分离器的液体制冷剂出口部与上述喷射器的吸引部之间，上述第1节流装置把从上述液体制冷剂出口部排出的上述液体制冷剂减压，上述蒸发器使从该第1节流装置排出的上述液体制冷剂蒸发； 上述第2节流装置设在上述散热器的出口部与上述第1节流装置的出口部之间的配管路径上；上述开闭阀设在上述喷射器的吸引部与上述喷射器的出口部之间的配管路径上；在使用上述第2节流装置的旁通循环运转中，不实施由上述喷射器进行的上述制冷剂的压力恢复动作；在使用上述第1节流装置的喷射器循环运转中，实施由上述喷射器进行的上述制冷剂的压力恢复动作。发明效果在本发明的冷冻循环装置中，在旁通喷射器而不实施由喷射器进行的制冷剂的压力恢复动作的运转中，可降低因通过喷射器的吸引部而产生的压力损失，得到高效率的冷却性能。
图1是表示本发明的实施方式1的冷冻循环装置的结构的图。图2是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的喷射器的结构图。图3是表示本发明的实施方式2的冷冻循环装置的结构的图。图4是本发明的实施方式2的冷冻循环装置的喷射器的结构图。标记说明1...压缩机，2...冷凝器，3...喷射器，4...气液分离器，5...蒸发器，11...第
1节流装置，12...第2节流装置，13...止回阀，40...电磁线圈，41a...液体制冷剂流入部，41b...气体制冷剂吸引部，42...柔性管，43...喷管部，43a...减压部，4 ...扩开部， 43c...喉部，44...混合部，45...扩散部，46...环状流路，47...吸引流路壁
具体实施例方式实施方式1图1是表示实施方式1的冷冻循环装置的结构的图。依次用配管连接压缩制冷剂的压缩机1、作为散热器的冷凝器2、将制冷剂减压的喷射器3、把已成为气液二相流的制冷剂分离成为气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离器 4，构成了第1制冷剂回路。另外，气液分离器4的液体制冷剂出口部和喷射器3的气体制冷剂吸引部41b (见后述图2)，经由将液体制冷剂减压的作为电子膨胀阀的第1节流装置 11以及使液体制冷剂蒸发的蒸发器5，用配管连接，构成了第2制冷剂回路。地球温室效应系数(GWP)小的制冷剂、例如GWP不足10的HF01234yf作为制冷剂被封入这些制冷剂回路中。另外，在冷凝器2的出口部与第1节流装置11的出口部之间的配管上，设置着作为电子膨胀阀的第2节流装置12。在喷射器3的气体制冷剂吸引部41b与喷射器3的出口部之间的配管路径上，设置着作为开闭阀的例如止回阀13。图2是实施方式1的冷冻循环装置的喷射器3的结构图。喷射器3是由喷管部43、混合部44和扩散部45构成的固定节流式的结构，该喷管部43进一步由减压部43a、喉部43c和扩开部4 构成。喷射器3，在减压部43a使从液体制冷剂流入部41a流入的作为驱动流的高压液体的制冷剂El减压、膨胀而成为气液二相制冷剂，在喉部43c，使气液二相的制冷剂El的流通速度成为音速，进而在扩开部43b，使该流通速度成为超音速，最终使气液二相的制冷剂El减压及加速。另外，气体制冷剂E2通过气体制冷剂吸引部41b被吸引。这时，气液二相的制冷剂El和气体制冷剂E2，在混合部44混合，成为干度高的气液二相制冷剂，压力恢复到一定程度后，在扩散部45，进一步恢复压力， 从喷射器3流出。下面，参照图1和图2，说明上述结构的冷冻循环装置中的运转动作。先说明利用喷射器3使制冷剂的压力恢复的运转(下面称为喷射器循环运转)。 在喷射器循环运转中，第2节流装置12设定为全闭，止回阀13由喷射器3内部的升压作用而成为关闭状态。在压缩机1中被压缩后排出的高温、高压的气体制冷剂，被送到冷凝器2， 在冷凝器2向空气散热，自身冷凝、液化，成为中温、高压的液体制冷剂，流入喷射器3。流入了喷射器3的液体制冷剂，在喷管部43被减压、加速，成为气液二相制冷剂，流入混合部 44。该气液二相制冷剂在混合部44与从气体制冷剂吸引部41b流入的气体制冷剂混合，成为干度高的气液二相制冷剂，作为驱动流的动能被转换为压力能而恢复压力。然后，该气液二相制冷剂在扩散部45进一步恢复压力，从喷射器3流出。在从喷射器3流出的时刻，气液二相制冷剂与流入喷射器3的液体制冷剂的压力相比，最终被减压，然后，流入气液分离器4。在该气液分离器4，流入的气液二相制冷剂被分离成为液体制冷剂和气体制冷剂，其中，气体制冷剂流入压缩机1。在气体制冷剂返回的U字形管设有返油孔(未图示)，滞留在气液分离器4内的油返回到压缩机1。另一方面，从气液分离器4分离出的液体制冷剂， 在第1节流装置11被减压后，流入蒸发器5，在蒸发器5从作为被冷却介质的空气吸热而蒸发，成为气体制冷剂，然后，被喷射器3的气体制冷剂吸引部41b吸引。由上述的动作，通过采用喷射器3，可以提高被压缩机1吸入的气体制冷剂的压力，压缩机1的耗电减少，可进行高效率的运转。下面，说明利用喷射器3而不实施升压作用地进行旁通的旁通运转(下面称为旁通循环运转)。在伴随着环境温度的变化而使蒸发温度上升或降低从而在喷射器3的节流量不足或过剩时、在因喉部43c的污物堵塞而使喷射器3阻塞时，第2节流装置12开放，进行利用旁通喷射器3的回路的旁通循环运转。关于判定喷射器3的节流量不足或过剩，可根据例如外气温度或室内温度、或制冷剂回路各部的温度或压力信息来判断。关于喷射器3 的阻塞，可利用例如蒸发器5的出口部的过热度比目标值过大来判断。在旁通循环运转中， 第1节流装置11设定为全闭，止回阀13由于喷射器3的内部不产生升压作用而成为开放状态。这时，在压缩机1被压缩后排出的高温、高压的气体制冷剂，被送到冷凝器2，在冷凝器2向空气散热，自身冷凝、液化，成为中温、高压的液体制冷剂，流入第2节流装置12。流入到第2节流装置12的液体制冷剂，被减压后流入蒸发器5，在蒸发器5从作为被冷却介质的空气吸热而蒸发，成为气体制冷剂。然后，其主流通过止回阀13而避开喷射器3，副流从喷射器3的气体制冷剂吸引部41b流入，通过混合部44和扩散部45从喷射器3流出，与主流合流，流入气液分离器4。流入到该气液分离器4的气体制冷剂，由于第1节流装置11 关闭，所以，被吸入到压缩机1，再次被压缩。反复以上的动作，从而利用蒸发器5的通常的冷冻循环成立。这时，止回阀13的内部流动阻力，较之从喷射器3的气体制冷剂吸引部41b 到扩散部45的内部流动阻力，为足够小，所以，可以降低压力损失。通过上述的动作，在实施方式1中，在旁通循环运转时，由于设置了避开喷射器3 的开闭阀(止回阀13)，所以，可以降低压力损失，防止被压缩机1吸入的气体制冷剂的压力降低，冷冻循环的性能提高，COP(性能系数)提高。另外，作为制冷剂采用低压时气体密度小(压力损失大)的HF01234yf，所以，防止在到达压缩机1的吸入部的时刻制冷剂的压力降低的效果比其它制冷剂好，可提供高效率的冷冻循环装置。另外，本实施方式中的止回阀以在喷射器3的升压量(例如IOkPa)下被关闭的方式设计其内部的流动阻力，这是不言而喻的。作为制冷剂使用的HF01234yf具有在低压下气体密度小从而压力损失大的特征， 但并不局限于采用HF01234yf的例子，也可以采用加入R32等来调整为GWP不足500的非共沸混合制冷剂，此时也能发挥同样的效果。实施方式2图3是表示实施方式2的冷冻循环装置的结构的图。图4是实施方式2的冷冻循环装置的喷射器3的结构图。在图3和图4所示的实施方式2的冷冻循环装置中，以与前述实施方式1不同的结构为中心进行说明。如图3所示，在实施方式2中，未设置实施方式1中的止回阀13那样的、避开喷射器3的开闭阀。另外，喷射器3的喷管部43与电磁线圈40相连，是可动式的，作为通往该喷管部43的制冷剂入口的液体制冷剂流入部41a设在左右二个部位。另外，如图4所示， 喷射器3由电磁线圈40、柔性管42、喷管部43、混合部44和扩散部45构成。喷管部43，在电磁线圈40通电时，朝着距混合部44的入口部的距离增大的方向移动；在不通电时，朝着距混合部44的入口部的距离减小的方向移动。各部的结构、作用与实施方式1相同。下面，参照图3和图4，说明如上所述构成的冷冻循环装置中的运转动作。关于运转动作，也以与实施方式1不同的动作为中心进行说明。首先，在喷射器循环运转中，电磁线圈40不通电，喷管部43与混合部44的入口部保持适当的距离，成为固定状态。关于其它的动作与实施方式1中的喷射器循环运转相同。接着，说明旁通循环运转。当喷射器3的节流量不足或过剩时、当因喉部43c的污物堵塞而使喷射器3阻塞时，第2节流装置12开放，进行利用旁通喷射器3的回路的旁通循环运转。在旁通循环运转中，电磁线圈40通电，喷管部43被拉向电磁线圈40 —侧，这样， 由喷管部43的外壁和吸引流路壁47的内壁形成的环状流路46的截面积增加。被第2节流装置12减压了的液体制冷剂，流入蒸发器5，在蒸发器5从作为被冷却介质的空气吸热而蒸发，成为气体制冷剂，然后，全部气体制冷剂从喷射器3的气体制冷剂吸引部41b流入，通过混合部44和扩散部45从喷射器3流出，流入气液分离器4。这时，电磁线圈40被导通， 喷管部43被拉向电磁线圈40 —侧，从而由喷管部43的外壁和吸引流路壁47的内壁形成的环状流路46的截面积比拉靠喷管部43前的状态的截面积增加，这样，喷射器3内的内部流动阻力减小，可以使压力损失降低。根据上述的动作，在实施方式2中，喷射器3内的喷管部43借助电磁线圈40而可动，在旁通循环运转中，使喷管部43朝着由喷管部43的外壁和吸引流路壁47的内壁形成的环状流路46的截面积增加的方向移动，这样，可降低喷射器3内的压力损失，防止被压缩机1吸入的气体制冷剂的压力降低，可使冷冻循环的性能提高，COP(性能系数)提高。另外，在实施方式2中例示了，作为通往喷管部43的制冷剂的入口的液体制冷剂流入部41a设置在2个部位，用柔性管42吸收喷管部43移动时的位移。但并不局限于此， 只要具有能使喷管部43移动的功能，也可以采用任何结构。另外，在实施方式2中，喷管部43，在电磁线圈40通电时，朝着距混合部44的入口部的距离增大的方向移动，在电磁线圈40不通电时，朝着距混合部44的入口部的距离减小的方向移动。但并不局限于此，也可以使电磁线圈40通电时和不通电时的喷管部43的移动方向相反。
权利要求
1.一种冷冻循环装置，其特征在于，具有第1回路、第2回路、第2节流装置和开闭阀；上述第1回路构成为，用配管依次环状地连接压缩机、散热器、喷射器和气液分离器，上述压缩机压缩制冷剂，上述散热器使从该压缩机排出的上述制冷剂散热而冷却，上述喷射器使从该散热器排出的上述制冷剂减压及膨胀而将膨胀能转换为压力能、从而提高上述压缩机的吸入压力，上述气液分离器把从该喷射器排出的上述制冷剂分离成为气体制冷剂和液体制冷剂；上述第2回路构成为，经由第1节流装置和蒸发器用配管连接上述气液分离器的液体制冷剂出口部与上述喷射器的吸引部之间，上述第1节流装置对从上述液体制冷剂出口部排出的上述液体制冷剂进行减压，上述蒸发器使从该第1节流装置排出的上述液体制冷剂蒸发；上述第2节流装置设在上述散热器的出口部与上述第1节流装置的出口部之间的配管路径上；上述开闭阀设在上述喷射器的吸引部与上述喷射器的出口部之间的配管路径上；在使用上述第2节流装置的旁通循环运转中，不由上述喷射器实施上述制冷剂的压力恢复动作；在使用上述第1节流装置的喷射器循环运转中，由上述喷射器实施上述制冷剂的压力恢复动作。
2.如权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述开闭阀，在上述旁通循环运转时是开状态，在上述喷射器循环运转时是闭状态。
3.如权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，作为上述开闭阀，具有止回阀，该止回阀使上述制冷剂仅在从上述喷射器的吸引部朝着其出口部的方向通过。
4.如权利要求2或3所述的冷冻循环装置，其特征在于，在上述旁通循环运转时，上述制冷剂的一部分通过上述开闭阀，剩余部分从上述喷射器的吸引部流入并从其出口部流出ο
5.一种冷冻循环装置，其特征在于，具有第1回路、第2回路和第2节流装置；上述第1回路构成为，用配管依次环状地连接压缩机、散热器、喷射器和气液分离器，上述压缩机压缩制冷剂，上述散热器使从该压缩机排出的上述制冷剂散热而冷却，上述喷射器使从该散热器排出的上述制冷剂减压及膨胀而将膨胀能转换为压力能、从而提高上述压缩机的吸入压力，上述气液分离器把从该喷射器排出的上述制冷剂分离成为气体制冷剂和液体制冷剂；上述第2回路构成为，经由第1节流装置和蒸发器用配管连接上述气液分离器的液体制冷剂出口部与上述喷射器的吸引部之间，上述第1节流装置对从上述液体制冷剂出口部排出的上述液体制冷剂进行减压，上述蒸发器使从该第1节流装置排出的上述液体制冷剂蒸发；上述第2节流装置设在上述散热器的出口部与上述第1节流装置的出口部之间的配管路径上；作为上述喷射器的构成部件的喷管部是可动式的；在使用上述第2节流装置的旁通循环运转时，不由上述喷射器实施上述制冷剂的压力恢复动作；在使用上述第1节流装置的喷射器循环运转时，由上述喷射器实施上述制冷剂的压力恢复动作。
6.如权利要求5所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述喷管部，在上述旁通循环运转时，朝着由上述喷管部的外壁和上述喷射器的吸引部的内壁构成的制冷剂流路的截面积扩大的方向移动；在上述喷射器循环运转时，朝着上述制冷剂流路的截面积缩小的方向移动。
7.如权利要求5或6所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述喷射器具有电磁线圈，上述喷管部借助上述电磁线圈的通电而移动。
8.如权利要求1至7中任一项所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述制冷剂采用地球温室效应系数(GWP)不足10的制冷剂。
9.如权利要求1至7中任一项所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述制冷剂采用地球温室效应系数(GWP)不足500的非共沸混合制冷剂。
全文摘要
本发明得到能将旁通喷射器的通常运转时的压力损失降低而使冷冻循环的性能提高的冷冻循环装置。在作为散热器的冷凝器(2)的出口部与第1节流装置(11)的出口部之间的配管路径上，设置了第2节流装置(12)。在喷射器(3)的气体制冷剂吸引部(41b)与喷射器(3)的出口部之间的配管路径上，设置了止回阀(13)。
文档编号F25B41/04GK102171519SQ20098013901
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月30日 优先权日2008年10月1日
发明者冈崎多佳志 申请人:三菱电机株式会社