喷射器及热泵装置的制作方法

本公开涉及具备一流体微粒化喷嘴的喷射器及使用了该喷射器的热泵装置。

背景技术：

微粒化技术除了被应用于液体燃料的燃烧技术等的能量关联技术之外，还被应用于喷雾涂装、喷雾干燥、调湿、农药撒放、灭火等各种产业领域。对喷雾喷嘴所要求的性能根据喷雾喷嘴的用途而各种各样。另外，关于喷雾喷嘴的微粒化原理，研究了通过乱流实现的微粒化、包括使通过扩散喷雾而形成的薄膜分裂的微粒化、使用了离心力的微粒化、包括形成液线并使其分裂的微粒化、通过二流体的相互作用实现的微粒化等各种各样的原理。

喷射器在真空泵、制冷循环装置等各种各样的设备中被用作减压单元。如图9所示，专利文献1所记载的制冷循环装置200具备压缩机102、冷凝器103、喷射器104、分离器105以及蒸发器106。喷射器104从冷凝器103接受作为驱动流的制冷剂液，将从蒸发器106供给的制冷剂蒸气吸入并使其升压，然后朝向分离器105排出。在分离器105中将制冷剂液和制冷剂蒸气分离。压缩机102吸入由喷射器104升压后的制冷剂蒸气。由此，压缩机102的压缩做功减少，制冷循环的COP(coefficient of performance：性能系数)提高。

如图10所示，喷射器104具有喷嘴140、吸引口141、混合部142以及升压部143。在喷嘴140的出口附近设置有将喷嘴140的内部和外部连通的多个连通口144。制冷剂蒸气从吸引口141被喷射器104吸入。吸入的制冷剂蒸气的一部分经过连通口144而被导入喷嘴140的内部。另外，喷射器104的喷嘴140在出口附近具有缩径部。在缩径部，制冷剂的流速上升，压力下降。因此，供给到喷嘴140的制冷剂(驱动流)在缩径部处从液相向气液二相变化。但是，在将过冷却状态的液体作为驱动流的情况下，由于不会发生相变化，所以无法将驱动流微粒化。

如图11所示，专利文献2所记载的喷射器300具备第1喷嘴301、第2喷嘴302、雾化机构303以及混合部304。第1喷嘴301被供给液相的工作流体。第2喷嘴302吸入气相的工作流体。雾化机构303配置于第1喷嘴301的顶端部，使液相的工作流体保持液相状态而雾化。由雾化机构303生成的雾状的工作流体和被第2喷嘴302吸入的气相的工作流体在混合部304中混合，生成流体混合流(merged fluid flow)。

如图12所示，雾化机构303具有喷射部306及碰撞面形成部307。喷射部306是安装于第1喷嘴301的顶端部的部分。喷射部306形成有多个节流孔308。多个节流孔308以将第1喷嘴301和混合部304连通的方式贯通筒状的喷射部306的底部。制冷剂液经过这些节流孔308而从第1喷嘴306朝向碰撞面形成部307喷射。碰撞面形成部307是具有应该与来自喷射部306的喷流碰撞的碰撞面309的部分，由轴部310及摆部311构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3158656号公报

专利文献2：国际公开第2015/019563号

技术实现要素：

喷射器的性能依赖于驱动流与吸引流之间的动量输送是否高效地进行。在该观点下，专利文献2的喷射器300还有进一步改良的余地。

本公开提供一种用于提高喷射器的性能的技术。

即，本公开提供一种喷射器，具备：

第1喷嘴，其被供给液相的工作流体；

第2喷嘴，其吸入气相的所述工作流体；

雾化机构，其配置于所述第1喷嘴的顶端部，使液相的所述工作流体保持液相状态而雾化；以及

混合室，其将由所述雾化机构生成的雾状的所述工作流体和被所述第2喷嘴吸入的气相的所述工作流体混合而生成流体混合流，

所述雾化机构具有节流孔和在所述节流孔的中心轴的延长线上设置的碰撞板，

所述碰撞板包括相对于所述节流孔的所述中心轴倾斜的碰撞面，

在将所述碰撞板正投影到投影面上时，在所述碰撞板的投影像中，所述碰撞面的轮廓线上的至少1点相对于第2基准线位于基准点侧，

在此，

将所述节流孔的所述中心轴的延长线与所述碰撞面的交点定义为基准点，

将包含所述节流孔的所述中心轴且与所述碰撞面垂直地交叉的平面定义为基准面，

将所述基准面与所述碰撞面的轮廓线的交点定义为碰撞端点，

将连结所述基准点和所述碰撞端点的线段定义为第1基准线，

将包含所述碰撞端点且与所述第1基准线垂直的直线定义为所述第2基准线，并且，

将包含所述第1基准线且与所述基准面垂直的面定义为投影面。

根据上述技术，喷射器的性能得以提高。

附图说明

图1是本公开的一实施方式的喷射器的剖视图。

图2A是图1所示的喷射器的雾化机构的局部放大剖视图。

图2B是图1所示的喷射器的雾化机构的平面图。

图3是图1所示的喷射器的混合部的沿着A-A线的剖视图。

图4A是通过将雾化机构的碰撞板的一部分向与喷射器的中心轴平行的投影面投影而得到的局部投影图。

图4B是碰撞板的展开图。

图5A是专利文献2所记载的喷射器的作用说明图。

图5B是在专利文献2所记载的喷射器中生成的液膜的沿着VB-VB线的剖视图。

图6A是实施方式的喷射器的作用说明图。

图6B是在实施方式的喷射器中生成的液膜的沿着VIB-VIB线的剖视图。

图7A是通过将变形例的碰撞板的一部分向与喷射器的中心轴平行的投影面投影而得到的局部投影图。

图7B是变形例的碰撞板的展开图。

图7C是通过将另一变形例的碰撞板的一部分向与喷射器的中心轴平行的投影面投影而得到的局部投影图。

图7D是通过将又一变形例的碰撞板的一部分向与喷射器的中心轴平行的投影面投影而得到的局部投影图。

图8是使用了喷射器的热泵装置的结构图。

图9是以往的制冷循环装置的结构图。

图10是图9的制冷循环装置所使用的喷射器的剖视图。

图11是专利文献2所记载的喷射器的剖视图。

图12是图11所示的喷射器的雾化机构的放大剖视图。

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

喷射器的性能依赖于驱动流与吸引流之间的动量的输送是否高效地进行。在驱动流是液体、吸引流是气体的情况下，需要扩大参与动量的输送的气液界面。若考虑使喷射器的效率最大(使驱动能最小＝使总冷凝量与吸入蒸气量相等)，则需要将一流体微粒化技术应用于喷射器。

根据专利文献2的喷射器300的雾化机构303，来自喷射部306的喷流与碰撞面309碰撞，成为薄的液膜。液膜在飞出到混合部304的空间之后，通过液膜自身的不稳定现象而分裂为许多粒子。液膜越薄，则生成越微细的粒子。从碰撞面309向混合部304的空间飞出的液膜的厚度随着液膜的速度的下降而增加。液膜的速度随着液膜的移动距离的增加而下降。因此，碰撞面309中的液膜的扩张角越大，则液膜的厚度越大，通过液膜的分裂而生成的粒子的直径也越大。若粒子的直径大，则混合部304中的动量的输送的效率也不会上升，喷射器的性能也不会上升。也就是说，对于具备雾化机构的喷射器而言，生成薄的液膜是性能提高的一个关键。

本公开的第1技术方案的喷射器具备：

第1喷嘴，其被供给液相的工作流体；

第2喷嘴，其吸入气相的所述工作流体；

雾化机构，其配置于所述第1喷嘴的顶端部，使液相的所述工作流体保持液相状态而雾化；以及

混合室，其将由所述雾化机构生成的雾状的所述工作流体和被所述第2喷嘴吸入的气相的所述工作流体混合而生成流体混合流，

所述雾化机构具有节流孔和在所述节流孔的中心轴的延长线上设置的碰撞板，

所述碰撞板包括相对于所述节流孔的所述中心轴倾斜的碰撞面，

在将所述碰撞板正投影到投影面上时，在所述碰撞板的投影像中，所述碰撞面的轮廓线上的至少1点相对于第2基准线位于基准点侧，

在此，

将所述节流孔的所述中心轴的延长线与所述碰撞面的交点定义为基准点，

将包含所述节流孔的所述中心轴且与所述碰撞面垂直地交叉的平面定义为基准面，

将所述基准面与所述碰撞面的轮廓线的交点定义为碰撞端点，

将连结所述基准点和所述碰撞端点的线段定义为第1基准线，

将包含所述碰撞端点且与所述第1基准线垂直的直线定义为所述第2基准线，并且，

将包含所述第1基准线且与所述基准面垂直的面定义为投影面。

根据第1技术方案，可抑制碰撞面上的液膜的速度的下降，所以能够形成薄的液膜。通过薄的液膜的分裂而形成直径小的粒子。由此，动量的输送的效率提高，喷射器的性能也提高。

本公开的第2技术方案中，例如，在第1技术方案的喷射器的所述碰撞板的所述投影像中，从所述碰撞面的所述轮廓线到所述第2基准线的距离随着远离所述碰撞端点而连续地或阶段性地扩大。根据第2技术方案，即使在对喷射器所要求的能力及压力比都低的情况下，也能够提高喷射器的性能。

本公开的第3技术方案中，例如，在第1或第2技术方案的喷射器的所述碰撞板的所述投影像中，从所述碰撞面的所述轮廓线到所述第2基准线的距离的最大值为所述第1基准线的长度以下。根据第3技术方案，即使在对喷射器所要求的能力低且对喷射器所要求的压力比高的情况下，也能够提高喷射器的性能。

本公开的第4技术方案的喷射器具备：

第1喷嘴，其被供给液相的工作流体；

第2喷嘴，其吸入气相的所述工作流体；

雾化机构，其配置于所述第1喷嘴的顶端部，使液相的所述工作流体保持液相状态而雾化；以及

混合室，其将由所述雾化机构生成的雾状的所述工作流体和被所述第2喷嘴吸入的气相的所述工作流体混合而生成流体混合流，

所述雾化机构具有节流孔和在所述节流孔的中心轴的延长线上设置的碰撞板，

所述碰撞板包括相对于所述节流孔的所述中心轴倾斜的碰撞面，

满足从包含a条件和b条件的组中选择的至少一个条件，所述a条件是所述碰撞面的轮廓线上的点的位置在与所述喷射器的中心轴平行的方向上变化，所述b条件是所述碰撞面的所述轮廓线包括朝向所述喷射器的所述出口而凸出的部分。

本公开的第5技术方案中，例如，在第4技术方案的喷射器中，在将所述节流孔的所述中心轴的延长线与所述碰撞面的交点定义为基准点，将包含所述节流孔的所述中心轴且与所述碰撞面垂直地交叉的平面定义为第1基准面，将所述碰撞面的所述轮廓线与所述第1基准面的交点定义为碰撞端点，将包含所述碰撞端点且与所述喷射器的中心轴垂直的平面定义为第2基准面时，从所述碰撞面的所述轮廓线到所述第2基准面的距离随着远离所述碰撞端点而连续地或阶段性地扩大。

本公开的第6技术方案中，例如，在第5技术方案的喷射器中，从所述碰撞面的所述轮廓线到所述第2基准面的距离的最大值为从所述基准点到所述第2基准面的距离以下。

根据第4～第6技术方案，可得到与第1～第3技术方案相同的效果。

本公开的第7技术方案的热泵装置具备：

对制冷剂蒸气进行压缩的压缩机；

制冷剂液在其中流动的热交换器；

第1～第6技术方案的任一技术方案的喷射器，其使用由所述压缩机压缩后的所述制冷剂蒸气和从所述热交换器流出的所述制冷剂液生成制冷剂混合流，

提取器，其从所述喷射器接受所述制冷剂混合流，从所述制冷剂混合流中提取所述制冷剂液；

液路径，其从所述提取器经由所述热交换器而到达所述喷射器；以及

蒸发器，其储存所述制冷剂液，通过使所述制冷剂液蒸发来生成应该由所述压缩机压缩的所述制冷剂蒸气。

根据第7技术方案，将供给到喷射器的制冷剂液用作驱动流，使来自压缩机的制冷剂蒸气吸入喷射器。喷射器使用制冷剂液和制冷剂蒸气生成制冷剂混合流。由于能够减少压缩机应该承担的做功，所以既能大幅削减压缩机中的压缩比，又能达成与以往同等或更高的热泵装置的效率。另外，也能够使热泵装置小型化。

本公开的第8技术方案中，例如，在第7技术方案的热泵装置中，从所述喷射器排出的所述制冷剂混合流的压力比被所述喷射器吸入的所述制冷剂蒸气的压力高，比向所述喷射器供给的所述制冷剂液的压力低。根据第8技术方案，能够高效地提高制冷剂的压力。

本公开的第9技术方案中，例如，在第7或第8技术方案的热泵装置中，所述制冷剂是常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂。

本公开的第10技术方案中，例如，在第7～第9技术方案的任一技术方案的热泵装置中，所述制冷剂包含水作为主成分。主成分为水的制冷剂对环境造成的负担小。

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。本公开不限定于以下的实施方式。

如图1所示，喷射器11具有第1喷嘴40、第2喷嘴41、混合部42、扩散部43以及雾化机构44。扩散部43也可以省略。第1喷嘴40是配置于喷射器11的中心部的筒状部分。第1喷嘴40被供给作为驱动流的制冷剂液(液相的工作流体)。第2喷嘴41是在第1喷嘴40的周围形成了环状空间的部分。第2喷嘴41吸入制冷剂蒸气(气相的工作流体)。混合部42是与第1喷嘴40及第2喷嘴41的双方连通的筒状部分。混合部42具有作为混合室的内部空间。雾化机构44以面对混合部42的方式配置于第1喷嘴40的顶端部。雾化机构44具有使制冷剂液保持液相状态而雾化的功能。由雾化机构44生成的雾状的制冷剂和被第2喷嘴41吸入的制冷剂蒸气在混合部42中混合，生成制冷剂混合流(流体混合流)。扩散部43是与混合部42连通的筒状部分，具有使制冷剂混合流排出到喷射器11的外部的开口部。扩散部43的内径从上游侧朝向下游侧而慢慢扩大。在扩散部43处，制冷剂混合流的速度降低，由此，制冷剂混合流的静压恢复。在省略了扩散部43的情况下，在混合部42处制冷剂混合流的静压恢复。第1喷嘴40、第2喷嘴41、混合部42、扩散部43以及雾化机构44具有共同的中心轴O。

如图2A及图2B所示，雾化机构44具有喷射部51及碰撞板53(碰撞面形成部)。喷射部51是安装于第1喷嘴40的顶端部的部分。在喷射部51形成有多个节流孔51a及51b(喷射口)。多个节流孔51a及51b以将第1喷嘴40和混合部42连通的方式贯通喷射部51。碰撞板53设置在节流孔51a及51b的中心轴52a及52b的延长线上。制冷剂液经过多个节流孔51a及51b而从第1喷嘴40朝向碰撞板53喷射。即，喷射部51能够生成制冷剂液的喷流(jet)。从多个节流孔51a及51b喷射出的多个喷流分别与碰撞板53碰撞。由此，生成微细喷雾流。

作为供从喷射部51喷射出的喷流碰撞的碰撞面，碰撞板53具有第1主面53p及第2主面53q。第1主面53p及第2主面53q分别朝向喷射器11的出口延伸。多个节流孔51a及51b包括多个第1节流孔51a及多个第2节流孔51b。多个第1节流孔51a配置于碰撞板53的第1主面53p侧。多个第2节流孔51b配置于碰撞板53的第2主面53q侧。从第1节流孔51a喷射出的喷流与碰撞板53的第1主面53p碰撞。从第2节流孔51b喷射出的喷流与碰撞板53的第2主面53q碰撞。这样，雾化机构44构成为喷流与碰撞板53的两面碰撞。“主面”是指具有最大面积的面。

在如本实施方式这样使制冷剂液的喷流分别与碰撞板53的两面碰撞时，喷流的膜会形成于碰撞板53的两面。因此，即使在一个面产生了液悬垂滴，液悬垂滴也会被卷入另一个面的喷流的膜而微粒化。也就是说，根据本实施方式中的雾化机构44，既能抑制液悬垂滴的产生，又能高效地生成喷雾流。

如图2A所示，在本实施方式中，碰撞板53是从喷射部51的表面朝向喷射器11的出口延伸的筒状部分。第1主面53p及第2主面53q都是环状的面。详细而言，第1主面53p形成为随着靠近喷射器11的出口而从中心轴O到第1主面53p的距离增加。第2主面53q形成为随着靠近喷射器11的出口而从中心轴O到第2主面53q的距离减少。通过这样的形状的碰撞板53，能够均匀地朝向混合部42供给喷雾流。

如图2A所示，第1节流孔51a的中心轴52a相对于碰撞板53的第1主面53p倾斜，与碰撞板53交叉。第2节流孔51b的中心轴52b相对于碰撞板53的第2主面53q倾斜，与碰撞板53交叉。另外，第1节流孔51a的中心轴52a及第2节流孔51b的中心轴52b也可以分别相对于混合部42的内壁面42p倾斜。节流孔51a及51b的开口形状(截面形状)没有特别的限定。节流孔51a及51b的开口形状例如是圆形、椭圆形或矩形。通过适当设定节流孔51a及51b的形状、数量、配置等，能够使喷雾流中的液滴的大小均匀化。

如图2B所示，多个第1节流孔51a沿着碰撞板53的第1主面53p以等角度间隔配置。也就是说，多个第1节流孔51a配置在第1假想圆C1上。同样，多个第2节流孔51b沿着碰撞板53的第2主面53q以等角度间隔配置。也就是说，多个第2节流孔51b配置在与第1假想圆C1为同心关系的第2假想圆C2上。在中心轴O周围的相同角度位置配置有第1节流孔51a和第2节流孔51b的组。环状的第1主面53p与第1假想圆C1及第2假想圆为同心关系。环状的第2主面53q也与第1假想圆C1及第2假想圆C2为同心关系。根据这样的配置，可充分地抑制由制冷剂液的绕过产生的液悬垂滴。另外，多个第1节流孔51a轴对称地配置，多个第2节流孔51b轴对称地配置。因此，可抑制喷雾流中的液滴的直径的不均。此外，第1节流孔51a的数量可以与第2节流孔51b的数量一致，也可以不同。

如图3所示，在与喷射器11的中心轴O垂直的截面中，混合部42的内壁面42p呈圆形。在本实施方式中，作为碰撞面的第1主面53p及第2主面53q分别是环状的面。因此，喷雾流也在混合部42中呈环状扩散。混合部42的截面形状与雾化机构44中的节流孔51a及51b的配置为相似关系，换言之，通过使混合部42的截面形状与喷雾流的扩散形状为相似关系，能够提高喷射器11的体积效率。

在本实施方式中，混合部42由截面积(内径)渐减的部分和具有恒定的截面积(内径)的部分构成。但是，也可以仅由截面积渐减的部分构成混合部42。

根据喷射器11，输入到第1喷嘴40的液相的驱动流和输入到第2喷嘴41的气相的吸引流在混合部42(混合室)中混合，生成制冷剂混合流。输入到第1喷嘴40的液相的驱动流通过雾化机构44而成为微细喷雾流，流入混合部42。在生成制冷剂混合流的过程中，制冷剂混合流的压力通过液相的驱动流的动量向气相的吸引流输送而上升，制冷剂混合流的温度通过吸引流的冷凝而上升。对雾化机构44应用了一流体微粒化原理。具体而言，雾化机构44通过从节流孔51a及51b喷射液相的驱动流来形成液柱状的喷流。液柱状的喷流与碰撞板53碰撞而形成液膜。从碰撞板53的顶端部向空间排出液膜，液膜向微细的粒子变化。

如先前所说明那样，为了提高喷射器11的性能，在碰撞面(第1主面53p及第2主面53p)上形成薄的液膜并通过薄的液膜的分裂而生成微细的粒子(液滴)是重要的。为了形成厚度均匀的薄的液膜，本实施方式的喷射器11的雾化机构44具有参照图4A及图4B而说明的构造。图4A是通过将碰撞板53的一部分向与喷射器11的中心轴O平行的投影面投影而得到的局部投影图。图4B是碰撞板53的展开图。

如图4A及图4B所示，将节流孔53a的中心轴52a(参照图2A)与第1主面53p(碰撞面)的交点定义为基准点80。将包含节流孔51a的中心轴52a(喷流的中心轴)且与第1主面53p垂直地交叉的平面定义为基准面81。将基准面81与喷射器11的出口侧的第1主面53p的轮廓线54的交点定义为碰撞端点82。将连结基准点80和碰撞端点82的线段定义为第1基准线83。将包含第1基准线83且与基准面81垂直的面定义为投影面84。在图4A中，基准面81与纸面垂直。在将碰撞板53正投影到投影面84时，在碰撞板53的投影像中，第1主面53p的轮廓线54上的至少1点相对于包含碰撞端点82且与第1基准线83垂直的第2基准线85位于基准点80侧。在本实施方式中，在碰撞板53的投影像中，第1主面53p的整个轮廓线54相对于第2基准线85位于基准点80侧。

换言之，在本实施方式中，喷射器11的出口侧的第1主面53p的轮廓线54上的点的位置在与喷射器11的中心轴O平行的方向上变化。再换言之，第1主面53p的轮廓线54包含朝向喷射器11的出口凸出的部分。凸出的部分处于与来自节流孔53a的喷流碰撞的位置(角度位置)。中心轴O周围的凸出的部分的位置(角度位置)与形成有节流孔53a的位置(角度位置)一致。根据这样的构造，可得到以下说明的效果。

首先，参照图5A对专利文献2所记载的喷射器300的雾化机构303进行说明。来自节流孔308的喷流与碰撞面309碰撞。喷流呈放射状扩散而形成薄的液膜313。从碰撞面309飞出的薄的液膜313因液膜自身的不稳定现象而向细小的粒子315分裂。液膜313越薄，液膜313的速度越快，则液膜313分裂得越细小。但是，薄的液膜313因边界层的发展而在碰撞面309上流动的过程中减速及厚膜化。喷射器300的出口侧的碰撞面309的轮廓线上的点的位置在与喷射器300的中心轴平行的方向上不变(恒定)，所以液膜313的两端部在碰撞面309上行进的距离比液膜313的中心部在碰撞面309上行进的距离长。其结果，如图5B所示，宽度方向上的液膜313的两端部的厚度超过液膜313的中心部的厚度，粒子315的直径也增加。

如图6A所示，根据本实施方式，第1主面53p的轮廓线54上的至少1点相对于第2基准线85位于基准点80侧(参照图4A)。因此，液膜55的两端部在第1主面53p上行进的距离与液膜55的中心部在第1主面53p上行进的距离大概相等，可抑制液膜55的两端部的减速。如图6B所示，能够形成均匀且薄的液膜55。飞出到空间(混合部42)的液膜55分裂而形成的粒子56的直径也小。其结果，气相的制冷剂与液相的制冷剂(液相的制冷剂的粒子)之间的动量的输送高效地进行，所以喷射器11的性能也提高。另外，根据本实施方式，在实现了足够高的性能(压力比及效率)的情况下，可以缩小喷射器的尺寸。

另外，在对喷射器所要求的能力小的情况下、对喷射器所要求的压力比低的情况下或者满足这双方的情况下，需要使驱动流的流量减少。在该情况下，来自节流孔的喷流的速度下降，液膜的流量也减少。在喷流的速度慢且液膜的流量少的情况下，宽度方向上的液膜的两端部的速度的下降显著，从液膜形成的粒子的直径也容易扩大。“对喷射器要求的能力”是指应该升压的蒸气的流量。“对喷射器要求的压力比”是指喷射器的出口的静压相对于喷射器的入口的全压的比，在出口处流体为二相流的情况下是指饱和压力。

如图4A所示，根据本实施方式，在碰撞板53的投影像中，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准线85的距离随着远离碰撞端点82而连续地扩大。根据这样的结构，在液膜55的流量少的情况下也可抑制液膜55的减速，可形成足够薄的液膜55。因此，通过液膜55的分裂而形成的粒子56的直径也足够小。此外，也可以将包含碰撞端点82且与喷射器11的中心轴O垂直的平面定义为第2基准面185。在该情况下，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准面185的距离随着远离碰撞端点82而连续地扩大。

另外，根据本实施方式，由于可平均地抑制液膜55的减速，所以在碰撞板53的顶端部处，由于表面张力而绕向碰撞板53的背侧的制冷剂液减少，也可抑制液悬垂滴。

如图4A所示，根据本实施方式，在碰撞板53的投影像中，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准线85的距离的最大值为第1基准线83的长度以下。详细而言，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准线85的距离的最大值与第1基准线83的长度大概相等。根据这样的结构，在喷流的速度快且液膜的流量少的情况下也可抑制液膜55的减速，也可防止水跃的发生。其结果，可抑制液膜55的两端部的厚度的增大，通过液膜55的分裂而形成的粒子56的直径也足够小。此外，在定义了第2基准面185的情况下，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准面185的距离的最大值可以为从基准点80到第2基准面185的距离以下。“水跃”是指在流过了一定的距离的时刻液膜不连续地厚膜化的现象。

另外，根据本实施方式，在碰撞板53的供喷流碰撞的部分以外形成空间。换言之，对碰撞板53的顶端部赋予了周期性的凹凸形状。在该情况下，在凹形状的部分处，可促进碰撞板53的一个面(第1主面53p)与另一个面(第2主面53q)之间的气体(气相的制冷剂)的扩散。其结果，可抑制由碰撞板53的表背的压力分布引起的喷雾方向的变化。

此外，根据图7A及图7B所示的变形例，在碰撞板153的投影像中，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准线85的距离的最大值小于第1基准线83的长度。根据本变形例的碰撞板153，也可得到与图4A及图4B所示的碰撞板53相同的效果。在定义了第2基准面185的情况下，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准面185的距离的最大值可以小于从基准点80到第2基准面185的距离。

如图4A及图4B所示，根据本实施方式，第1主面53p的轮廓线54由曲线与直线的组合形成。但是，也可以如图7A及图7B所示的碰撞板153那样，第1主面53p的轮廓线54仅由曲线形成。而且，也可以如图7C所示的碰撞板253那样，第1主面53p的轮廓线54仅由直线形成。通过图7A及图7C所示的碰撞板153及253，也可得到与参照图4A及图4B说明的碰撞板53相同的效果。

根据图7D所示的碰撞板353，从第1主面53p的轮廓线54到第2基准线85(第2基准面185)的距离随着远离碰撞端点82而阶段性地扩大。通过图7D所示的碰撞板353，也可得到与参照图4A及图4B说明的碰撞板53相同的效果。

另外，参照图4A～图7D说明的构造也可以在第2节流孔51b与第2主面53q之间成立。参照图4A～图7D说明的构造也可仅在第2节流孔51b与第2主面53q之间成立。

在实施方式及变形例中，碰撞板53、153、252及353分别为筒状。但是，适合雾化机构44的碰撞板的形状不限于筒状。例如，也可以在喷射器11的雾化机构44中采用平板状的碰撞板。

另外，在碰撞板53也可以仅设置面对第1主面53p的第1节流孔51a和面对第2主面53q的第2节流孔51b中的一方。

(使用了喷射器的热泵装置的实施方式)

如图8所示，本实施方式的热泵装置100(制冷循环装置)具备第1热交换单元10、第2热交换单元20、压缩机31以及蒸气路径32。第1热交换单元10及第2热交换单元20分别形成放热侧回路及吸热侧回路。由第2热交换单元20生成的制冷剂蒸气经由压缩机31及蒸气路径32而向第1热交换单元10供给。

在热泵装置100中填充有常温(日本工业标准：20℃±15℃/JIS Z8703)下的饱和蒸气压为负压(绝对压比大气压低的压力)的制冷剂。作为这样的制冷剂，可举出包含水、醇或醚作为主成分的制冷剂。在热泵装置100运转时，热泵装置100的内部的压力比大气压低。压缩机31的入口的压力例如处于0.5～5kPaA的范围。压缩机31的出口的压力例如处于5～15kPaA的范围。作为制冷剂，出于防止冻结等理由，也可以采用包含水作为主成分且换算成质量％而混合有10～40％的乙二醇、ナイブライン(日本注册商标)、无机盐等制冷剂。“主成分”是以质量比计包含有最多的成分。

第1热交换单元10具备喷射器11、第1提取器12、第1泵13以及第1热交换器14。喷射器11、第1提取器12、第1泵13以及第1热交换器14通过配管15a～15d依次连接成环状。

喷射器11通过配管15d连接于第1热交换器14，通过蒸气路径32连接于压缩机31。喷射器11被供给从第1热交换器14流出的制冷剂液作为驱动流，被供给由压缩机31压缩后的制冷剂蒸气作为吸引流。喷射器11生成干度(干燥度)小的制冷剂混合流，并向第1提取器12供给。制冷剂混合流是液相状态或干度非常小的气液二相状态的制冷剂。从喷射器11排出的制冷剂混合流的压力例如比被吸入喷射器11的制冷剂蒸气的压力高，且比向喷射器11供给的制冷剂液的压力低。

第1提取器12从喷射器11接受制冷剂混合流，从制冷剂混合流提取制冷剂液。也就是说，第1提取器12承担作为将制冷剂液和制冷剂蒸气分离的气液分离器的作用。从第1提取器12基本上仅取出制冷剂液。第1提取器12例如由具有隔热性的耐压容器形成。但是，只要能够提取制冷剂液即可，第1提取器12的构造没有特别的限定。配管15b～15d形成从第1提取器12经由第1热交换器14到达喷射器11的液路径15。第1泵13设置于第1提取器12的液出口与第1热交换器14的入口之间的液路径15。由第1泵13将储存于第1提取器12的制冷剂液向第1热交换器14压送。第1泵13的排出压力比大气压低。第1泵13配置于考虑了从该第1泵13的吸入口到第1提取器12中的制冷剂液的液面的高度的、有效吸入压头比所需吸入压头(required NPSH)大的位置。第1泵13也可以配置于第1热交换器14的出口与喷射器11的液入口之间。

第1热交换器14由翅管热交换器、壳管热交换器等公知的热交换器形成。在热泵装置100是进行室内的制冷的空气调节装置的情况下，第1热交换器14配置于室外，利用制冷剂液对室外的空气进行加热。

第2热交换单元20具有蒸发器21、泵22(第3泵)以及第2热交换器23。蒸发器21储存制冷剂液，通过使制冷剂液蒸发来生成应由压缩机31压缩的制冷剂蒸气。蒸发器21、泵22以及第2热交换器23通过配管24a～24c而连接成环状。蒸发器21例如由具有隔热性的耐压容器形成。配管24a～24c形成使储存于蒸发器21的制冷剂液经由第2热交换器23而循环的循环路24。泵22设置于蒸发器21的液出口与第2热交换器23的入口之间的循环路24。通过泵22来将存储于蒸发器21的制冷剂液向第2热交换器23压送。泵22的排出压力比大气压低。泵22配置于从该泵22的吸入口到蒸发器21中的制冷剂液的液面的高度比所需吸入压头(required NPSH)大的位置。

第2热交换器23由翅管型热交换器、壳管型热交换器等公知的热交换器形成。在热泵装置100是进行室内的制冷的空气调节装置的情况下，第2热交换器23配置于室内，利用制冷剂液对室内的空气进行冷却。

在本实施方式中，蒸发器21是使通过在循环路24中循环而被加热后的制冷剂液在内部直接蒸发的热交换器。储存于蒸发器21的制冷剂液与在循环路24中循环的制冷剂液直接接触。也就是说，蒸发器21中的制冷剂液的一部分在第2热交换器23中加热，被用作对饱和状态的制冷剂液进行加热的热源。配管24a的上游端优选连接于蒸发器21的下部。配管24c的下游端优选连接于蒸发器21的中间部。此外，第2热交换单元20也可以构成为，储存于蒸发器21的制冷剂液不会与在循环路24中循环的其他制冷剂液混合。例如，在蒸发器21具有壳管型热交换器那样的热交换构造的情况下，可以利用在循环路24中循环的热介质对储存于蒸发器21的制冷剂液加热，使其蒸发。在第2热交换器23中流动用于对储存于蒸发器21的制冷剂液进行加热的热介质。

蒸气路径32具有上游部分32a及下游部分32b。在蒸气路径32配置有压缩机31。蒸发器21的上部通过蒸气路径32的上游部分32a而连接于压缩机31的吸入口。压缩机31的排出口通过蒸气路径32的下游部分32b而连接于喷射器11的第2喷嘴41。压缩机31是离心式压缩机或容积式压缩机。在蒸气路径32也可以设置有多个压缩机。压缩机31从第2热交换单元20的蒸发器21经过上游部分32a而吸入制冷剂蒸气并进行压缩。压缩后的制冷剂蒸气经过下游部分32b而向喷射器11供给。

根据本实施方式，在喷射器11中制冷剂的温度及压力被提高。由于使压缩机31应该承担的做功减少，所以既能大幅削减压缩机31中的压缩比，又能达成与以往同等或更高的热泵装置100的效率。另外，也能够使热泵装置100小型化。

热泵装置100不限于制冷专用的空气调节装置。也可以设置四通阀、三通阀等流路切换部，以使第1热交换器14作为吸热用热交换器发挥功能，第2热交换器23作为放热用热交换器发挥功能。这样一来，可得到能够切换制冷运转和制热运转的空气调节装置。另外，热泵装置100不限于空气调节装置，也可以是冷却器(chiller)、蓄热装置等其他装置。第1热交换器14的加热对象及第2热交换器23的冷却对象也可以是空气以外的气体或液体。

另外，也可以设置有用于使制冷剂从第1热交换单元10返回第2热交换单元20的返回路径33。在返回路径33设置有毛细管、膨胀阀等膨胀机构34。在本实施方式中，第1提取器12和蒸发器21由返回路径33连接，以使得能够将储存于第1提取器12的制冷剂向蒸发器21转送。典型地，第1提取器12的下部和蒸发器21的下部由返回路径33连接。制冷剂液一边在膨胀机构34中被减压，一边通过返回路径33而从第1提取器12返回蒸发器21。

此外，返回路径33可从第1热交换单元10任意位置分支。例如，返回路径33可以从连接喷射器11和第1提取器12的配管15a分支，也可以从第1提取器12的上部分支。而且，不是必须使制冷剂从第1热交换单元10返回第2热交换单元20。例如，第1热交换单元10可以构成为能够适当排出多余的制冷剂，第2热交换单元20可以构成为能够适当补充制冷剂。

产业上的可利用性

本说明书所公开的喷射器及热泵装置对于利用蒸气的温水制热装置、家用空调、商用空调等空气调节装置、热水器等设备是有用的。

标号说明

11 喷射器

12 第1提取器

13 第1泵

14 第1热交换器

15 液路径

15a～15d 配管

21 蒸发器

22 第2泵

23 第2热交换器

24 循环路

31 压缩机

32 蒸气路径

40 第1喷嘴

41 第2喷嘴

42 混合部

43 扩散器

44 雾化机构

51 喷射部

51a 第1节流孔

51b 第2节流孔

52a 第1节流孔的中心轴

52b 第2节流孔的中心轴

53、153、253、353 碰撞板

53p 第1主面(碰撞面)

53q 第2主面(碰撞面)

54 轮廓线

80 基准点

81 基准面

82 碰撞端点

83 第1基准线

84 投影面

85 第2基准线

100 热泵装置

O 中心轴