喷射器的制造方法
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 路形成构件形成为完全的圆锥形状这样的含义，也包括形成为近似圆锥的形状或者局部包含圆锥形状这样的含义。具体而言，轴向剖面形状不限于等腰三角形，也包括夹着顶点的两边向内周侧凸出的形状、夹着顶点的两边向外周侧凸出的形状以及剖面形状为半圆形状等的含义。
【附图说明】
[0048]图1是本申请的第一实施方式的喷射式制冷循环系统的简图。
[0049]图2是第一实施方式的喷射器的轴向剖视图。
[0050]图3是用于对第一实施方式的喷射器的各冷媒通路的功能进行说明的示意性的剖视图。
[0051]图4是图2的IV-1V剖视图。
[0052]图5是示出第一实施方式的喷射式制冷循环系统中的冷媒的状态的焓熵图。
[0053]图6是本申请的第二实施方式的喷射器的轴向剖视图。
[0054]图7是本申请的第三实施方式的喷射器的轴向剖视图。
[0055]图8A是示出本申请的第四实施方式的喷射器的通路形成构件的示意性的俯视图。
[0056]图SB是示出第四实施方式的喷射器的示意性的剖视图。
[0057]图9是示出变形例的油返回通路的入口部与液相冷媒流出通路的入口部的位置关系的剖视图。
[0058]图10是示出变形例的油返回通路的入口部与液相冷媒流出通路的入口部的另一位置关系的剖视图。
【具体实施方式】
[0059]以下，参照附图对用于实施本申请的多个方式进行说明。在各方式中，有时对与在之前的方式中说明过的内容对应的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。在各方式中，在仅说明结构的一部分的情况下，对于结构的其他部分能够应用在先说明的其他方式。不仅能够将在各实施方式中具体明示了能够组合的部分彼此组合，只要不特别对组合造成妨碍，即便没有明示，也能够将实施方式彼此局部组合。
[0060](第一实施方式)
[0061]使用图1?图5，对本申请的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的喷射器13应用于具备喷射器作为冷媒减压装置的蒸汽压缩式的制冷循环装置、即喷射式制冷循环系统10。此外，该喷射式制冷循环10系统应用于车辆用空气调节装置，发挥对向空气调节对象空间即车室内输送的送风空气进行冷却的功能。
[0062]首先，在喷射式制冷循环系统10中，压缩机11是吸入冷媒并将冷媒升压至成为高压冷媒后排出的设备。具体而言，本实施方式的压缩机11是在一个壳体内收容固定容量型的压缩机构Ila以及驱动压缩机构Ila的电动马达Ilb而构成的电动压缩机。
[0063]作为该压缩机构11a，能够采用涡旋型压缩机构、叶片型压缩机构等各种压缩机构。另外，电动马达Ilb是由从后述的控制装置输出的控制信号控制其动作(转速)的设备，电动马达Iib也可以采用交流马达、直流马达中的任一形式。
[0064]在压缩机11的排出口连接有散热器12的冷凝部12a的冷媒入口侧。散热器12是散热用热交换器，通过使从压缩机11排出的高压冷媒与利用冷却风扇12d输送的车室外空气(外部气体)进行热交换，由此来使高压冷媒散热而冷却。
[0065]更具体而言，该散热器12是所谓的过冷(subcool)型冷凝器，其构成为具有:冷凝部12a，其使从压缩机11排出的高压气相冷媒与从冷却风扇12d输送来的外部气体进行热交换，使高压气相冷媒散热而冷凝；接收部12b，其对从冷凝部12a流出的冷媒的气液分进行离，并存储多余液相冷媒；以及过冷却部12c，其使从接收部12b流出的液相冷媒与从冷却风扇12d输送的外部气体进行热交换，对液相冷媒进行过冷却。
[0066]需要说明的是，在喷射式制冷循环系统10中，作为冷媒，采用HFC系冷媒(具体而是R134a)，构成高压侧冷媒压力不超过冷媒的临界压力的亚临界制冷循环系统。当然，作为冷媒，也可以采用HFO系冷媒(具体而言是R1234yf)等。此外，在冷媒中混入有用于对压缩机11进行润滑的制冷机油，制冷机油的一部分与冷媒一起在循环系统中循环。
[0067]另外，冷却风扇12d是转速(送风空气量)由从控制装置输出的控制电压来控制的电动式送风机。在散热器12的过冷却部12c的冷媒出口侧连接有喷射器13的冷媒流入P 31ao
[0068]喷射器13作为使从散热器12流出的过冷却状态的高压液相冷媒减压并向下游侧流出的冷媒减压装置而发挥功能，并且，作为通过高速喷射的冷媒流的吸引作用吸引(输送)从后述的蒸发器14流出的冷媒并使之循环的冷媒循环机构(冷媒输送机构)而发挥功能。此外，本实施方式的喷射器13还作为对减压后的冷媒的气液进行分离的气液分离装置而发挥功能。
[0069]使用图2、图3对喷射器13的具体结构进行说明。需要说明的是，图2的上下的各箭头表示将喷射式制冷循环系统10搭载于车辆用空气调节装置的状态下的上下各方向。另外，图3是用于对喷射器13的各冷媒通路的功能进行说明的示意性的剖视图，对与图2相同的部分标注相同的附图标记。
[0070]首先，如图2所示，本实施方式的喷射器13具备通过组合多个构成构件而构成的主体30。具体而言，该主体30构成为具有壳体主体31，该壳体主体31由外观为棱柱状的金属形成，且形成喷射器13的外壳，在该壳体主体31的内部固定有喷嘴主体32、中间主体33、下部主体34等。
[0071]在壳体主体31上形成有使从散热器12流出的冷媒向内部流入的冷媒流入口 31a、对从蒸发器14流出的冷媒进行吸引的冷媒吸引口 31b、使在形成于主体30内部的气液分离空间30f中分离出的液相冷媒向蒸发器14的冷媒入口侧流出的液相冷媒流出口 31c、以及使在气液分离空间30f中分离出的气相冷媒向压缩机11的吸入侧流出的气相冷媒流出口31d 等。
[0072]喷嘴主体32由在冷媒流动方向上变细的大致圆锥形状的金属构件形成，以轴向与铅垂方向(图2的上下方向)平行的方式通过压入等手段固定在壳体主体31的内部。在喷嘴主体32的上方侧与壳体主体31之间形成有使从冷媒流入口 31a流入的冷媒回旋的回旋空间30a。
[0073]回旋空间30a形成为旋转体形状，图2的点划线示出的中心轴线沿着铅垂方向延伸。需要说明的是，旋转体形状是使平面图形绕同一平面上的一条直线(中心轴线)旋转了时形成的立体形状。更具体而言，本实施方式的回旋空间30a形成为大致圆柱状。当然，也可以形成为圆锥形状或者圆锥台与圆柱结合而成的形状等。
[0074]此外，在从回旋空间30a的中心轴线方向观察时，将冷媒流入口 31a与回旋空间30a连接的冷媒流入通路31e沿回旋空间30a的内壁面的切线方向延伸。由此，从冷媒流入通路31e向回旋空间30a流入的冷媒沿着回旋空间30a的内壁面流动，在回旋空间30a内回旋。
[0075]需要说明的是，冷媒流入通路31e不需要形成为在从回旋空间30a的中心轴线方向观察时与回旋空间30a的切线方向完全一致，只要至少包括回旋空间30a的切线方向的分量，也可以形成为包括其他方向的分量(例如，回旋空间30a的轴向的分量)。
[0076]在此，由于对在回旋空间30a内回旋的冷媒作用有离心力，因此，在回旋空间30a内，中心轴线侧的冷媒压力比外周侧的冷媒压力低。因此，在本实施方式中，在喷射式制冷循环系统10的通常运转时，使回旋空间30a内的中心轴线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。
[0077]这样的回旋空间30a内的中心轴线侧的冷媒压力的调整能够通过调整在回旋空间30a内回旋的冷媒的回旋流速来实现。此外，回旋流速的调整例如能够通过调整冷媒流入通路31e的通路截面积与回旋空间30a的轴向垂直截面积的面积比等来进行。需要说明的是，本实施方式的回旋流速是指回旋空间30a的最外周部附近处的冷媒的回旋方向上的流速。
[0078]另外，在喷嘴主体32的内部形成有使从回旋空间30a流出的冷媒减压并向下游侧流出的减压用空间30b。该减压用空间30b形成为将圆柱状空间与从该圆柱状空间的下方侧连续而朝向冷媒流动方向逐渐扩展的圆锥台形状空间结合而成的旋转体形状，减压用空间30b的中心轴线与回旋空间30a的中心轴线配置在同轴上。
[0079]此外，在减压用空间30b的内部配置有通路形成构件35，该通路形成构件35在减压用空间30b内形成冷媒通路面积最缩小的最小通路面积部30m，并且使最小通路面积部30m的通路面积变化。该通路形成构件35形成为朝向冷媒流动下游侧逐渐扩展的大致圆锥形状，其中心轴线与减压用空间30b的中心轴线配置在同轴上。换言之，通路形成构件35形成为随着从减压用空间30b离开而截面积扩大的圆锥状。
[0080]并且，作为在喷嘴主体32的形成减压用空间30b的部位的内周面与通路形成构件35的上方侧的外周面之间形成的冷媒通路，形成有收敛部131以及扩展部132。更具体而言，如图3所示，收敛部131是形成于比最小通路面积部30m靠冷媒流动上游侧且冷媒通路面积逐渐缩小的冷媒通路。另外，扩展部132是从最小通路面积部30m向冷媒流动下游侧形成且冷媒通路面积逐渐扩大的冷媒通路。
[0081]在该扩展部132中，在从径向观察时，减压用空间30b与通路形成构件35重合(overlap)，因此，冷媒通路的轴向垂直剖面的形状形成为圆环状(从大径的圆形状除去配置在同轴上的小径的圆形状而得到的圆环形状)。此外，由于本实施方式的通路形成构件35的扩展角度比减压用空间30b的圆锥台形状空间的扩展角度小，因此，扩展部132的冷媒通路面积朝向冷媒流动下游侧而逐渐扩大。
[0082]在本实施方式中，利用该通路形状使形成在减压用空间30b的内周面与通路形成构件35的顶部侧的外周面之间的冷媒通路成为作为喷嘴而发挥功能的喷嘴通路13a，对冷媒进行减压并且使冷媒的流速增速成为音速并喷射。此外，由于向喷嘴通路13a流入的冷媒在回旋空间30a中回旋，因此，在喷嘴通路13a中流通的冷媒以及从喷嘴通路13a喷射的喷射冷媒也具有与在回旋空间30a中回旋的冷媒向同方向回旋的方向的速度分量。
[0083]接下来，如图2所示，中间主体33由在其中心部设置有贯通表背的旋转体形状的贯通孔、并且在该贯通孔的外周侧收容有使通路形成构件35位移的驱动装置37的金属制的圆板状构件构成。需要说明的是，中间主体33的贯通孔的中心轴线与回旋空间30a以及减压用空间30b的中心轴线配置在同轴上。另外，中间主体33通过压入等手段固定在壳体主体31的内部且固定在喷嘴主体32的下方侧。
[0084]此外，在中间主体33的上表面和与其对置的壳体主体31的内壁面之间形成有使从冷媒吸引口 31b流入的冷媒滞留的流入空间30c。在本实施方式中，由于喷嘴主体32的下方侧的尖细前端部定位在中间主体33的贯通孔的内部，因此，流入空间30c在从回旋空间30a以及减压用空间30b的中心轴线方向观察时形成为圆环状剖面。
[0085]需要说明的是，将冷媒吸引口 31b与流入空间30c连接的吸引冷媒流入通路30h优选在从流入空间30c的中心轴线方向观察时沿着流入空间30c的内周壁面的切线方向延伸。其理由在于，通过使从冷媒吸引口 31b经由吸引冷媒流入通路30h向流入空间30c内流入的冷媒向与回旋空间30a内的冷媒相同的方向回旋，由此能够促进从流入空间30c向后述的升压用空间30e流入的冷媒的回旋流。
[0086]另外，在中间主体33的贯通孔中的供喷嘴主体32的下方侧插入的范围、即从与轴线垂直的径向观察时中间主体33与喷嘴主体32重合的范围内，以与喷嘴主体32的尖细前端部的外周形状相适的方式使冷媒通路面积朝向冷媒流动方向而逐渐缩小。由此，在贯通孔的内周面与喷嘴 主体32的下方侧的外周面之间形成使流入空间30c与减压用空间30b的冷媒流动下游侧连通的吸引通路30d。
[0087]换句话说，在本实施方式中，通过吸引冷媒流入通路30h、流入空间30c以及吸引通路30d，形成从外部经由冷媒吸引口 31b吸引冷媒的吸引用通路13b。此外，该吸引用通路13b的中心轴线垂直剖面也形成为圆环状，在吸引用通路13b中，吸引冷媒从中心轴线的外周侧朝向内周侧以回旋的方式进行流动。
[0088]另外，在中间主体33的贯通孔中的、吸引通路30d的冷媒流动下游侧形成有升压用空间30e，该升压用空间30e构成为朝向冷媒流动方向而逐渐扩展的大致圆锥台形状。该升压用空间30e是使从上述的喷嘴通路13a喷射出的喷射冷媒与从吸引通路30d吸引来的吸引冷媒混合的空间。
[0089]在升压用空间30e的内部配置有前述的通路形成构件35的下方侧。此外，由于升压用空间30e内的通路形成构件35的圆锥状侧面的扩展角度比升压用空间30e的圆锥台形状空间的扩展角度小，因此，该冷媒通路的冷媒通路面积朝向冷媒流动下游侧而逐渐扩大。
[0090]在本实施方式中，通过像这样使冷媒通路面积扩大，从而使在形成升压用空间30e的中间主体33的内周面与通路形成构件35的下方侧的外周面之间形成的冷媒通路成为作为扩压部而发挥功能的扩压通路13c，将喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒的速度能转换为压力能。换句话说，在扩压通路13c中，使喷射冷媒与吸引冷媒混合并升压。
[0091]此外，扩压通路13c的中心轴线垂直剖面形状也形成为圆环状，如图3中示意性地示出那样，在扩压通路13c中流通的冷媒也具有与在回旋空间30a中回旋的冷媒向同方向回旋的方向上的速度分量。
[0092]接下来，对配置在中间主体33的内部、用于使通路形成构件35位移的驱动装置37进行说明。该驱动装置37构成为具有作为压力随动构件的圆形薄板状的隔膜37a。更具体而言，如图2所示，隔膜37a以将形成在中间主体33的外周侧的圆柱状的空间分隔为上下两个空间的方式通过焊接等手段固定。
[0093]通过隔膜37a分隔出的两个空间中的上方侧(流入空间30c侧)的空间构成封入空间37b，在该封入空间37b中封入有根据蒸发器14流出冷媒的温度而发生压力变化的温敏介质。在该封入空间37b中，以成为预定的密度的方式封入有与在喷射式制冷循环系统10中循环的冷媒相同组成的温敏介质。因此，本实施方式的温敏介质是以R134a作为主成分的介质。
[0094]另一方面，通过隔膜37a分隔出的两个空间中的下方侧的空间构成通过未图示的连通路使蒸发器14流出冷媒导入的导入空间37c。因此，蒸发器14流出冷媒的温度经由分隔出流入空间30c与封入空间37b的盖构件37d以及隔膜37a等传递至封入在封入空间37b中的温敏介质。
[0095]更详细而言，根据图2、图3显而易见，在本实施方式的中间主体33的上方侧配置有吸引用通路13b，在从中间主体33的中心轴线侧到下方侧的范围内配置有扩压通路13c。因此，驱动装置37的至少一部分配置于在从轴线的径向观察时由吸引用通路13b以及扩压通路13c自上下方向夹着的位置。
[0096]并且，驱动装置37的封入空间37b配置于在从回旋空间30a、通路形成构件35等的中心轴线方向观察时与吸引用通路13b以及扩压通路13c重合的位置，且配置于由吸引用通路13b以及扩压通路13c包围的位置。由此，蒸发器14流出冷媒的温度传递至封入空间37b，封入空间37b的内压是与蒸发器14流出冷媒的温度相应的压力。
[0097]此外，隔膜37a根据封入空间37b的内压与向导入空间37c流入的蒸发器14流出冷媒的压力的差压而相应地变形。因此，隔膜37a优选富有弹性，并且热传导良好，由强韧的材质形成，例如，优选由不锈钢(SUS304)等的金属薄板形成。
[0098]另外，在隔膜37a的中心部通过焊接等手段接合有圆柱状的动作棒37e的上端侧，在动作棒37e的下端侧固定有通路形成构件35的最下方侧(底侧)的外周侧。由此，隔膜37a与通路形成构件35连结，通路形成构件35伴随着隔膜37a的位移而进行位移，从而能够调整喷嘴通路13a的冷媒通路面积(最小通路面积部30m的通路截面积)。
[0099]具体而言，若向流入空间30c流入的蒸发器14流出冷媒的温度(过热度)上升，则封入在封入空间37b中的温敏介质的饱和压力上升，从封入空间37b的内压减去导入空间37c的压力而得到的差压增大。由此，隔膜37a使通路形成构件35向使最小通路面积部30m的通路截面积扩大的方向(铅垂方向下方侧)位移。
[0100]另一方面，若向流入空间30c流入的蒸发器14流出冷媒的温度(过热度)降低，则封入在封入空间37b中的温敏介质的饱和压力降低，从封入空间37b的内压减去导入空间37c的压力而得到的差压变小。由此，隔膜37a使通路形成构件35向使最小通路面积部30m的通路截面积缩小的方向(铅垂方向上方侧)位移。
[0101]这样，通过隔膜37a根据蒸发器14流出冷媒的温度而使通路形成构件35在上下方向上位移，由此能够以使蒸发器14流出冷媒的过热度接近预定的规定值的方式调整最小通路面积部30m的通路截面积。需要说明的是，动作棒37e与中间主体33之间的间隙被未图示的O型环等密封构件密封，即便动作棒37e位移，冷媒也不会从该间隙泄漏。
[0102]另外，通路形成构件35的底面承受固定于下部主体34的螺旋弹簧40的负载。螺旋弹簧40对通路形成构件35施加向缩小最小通路面积部30m的通路截面积的一侧施力的负载，通过调整该负载，也能够改变通路形成构件35的开阀压力，从而改变目标的过热度。
[0103]此外，在本实施方式中，在中间主体33的外周侧设置有多个(具体而言是两个)圆柱状的空间，在该空间的内部分别固定圆形薄板状的隔膜37a而构成两个驱动装置37，但驱动装置37的数量不限于此。需要说明的是，在将驱动装置37设置在多处位置的情况下，优选各个驱动装置37相对于中心轴线以等角度间隔配置。
[0104]另外，也可以为这样的结构:在从轴向观察时形成为圆环状的空间内，固定由圆环状的薄板形成的隔膜，利用多个动作棒连结该隔膜与通路形成构件35。
[0105]接下来，下部主体34由金属制的圆柱状构件形成，以闭塞壳体主体31的底面的方式通过螺纹固定等手段固定在壳体主体31内。并且，在壳体主体31的内部空间中的、下部主体34的上表面侧与中间主体33的底面侧之间，形成有对从扩压通路13c流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间30f。
[0106]该气液分离空间30f形成为大致圆柱状的旋转体形状的空间，气液分离空间30f的中心轴线也与回旋空间30a、减压用空间30b等的中心轴线配置在同轴上。
[0107]如上所述，在扩压通路13c中，冷媒沿着剖面圆环形状的冷媒通路以回旋的方式流动，因此，从该扩压通路13c向气液分离空间30f流入的冷媒也具有回旋方向的速度分量。因此，在气液分离空间30f内，在离心力的作用下，冷媒的气液被分离。此外，该气液分离空间30f的内容积形成为如下程度的容积:即便循环系统中产生负荷变动而在循环系统中循环的冷媒循环流量发生变动，实际上也无法积存多余冷媒。
[0108]在下部主体34的中心部设置有圆筒状的管34a，该圆筒状的管34a相对于气液分离空间30f配置在同轴上，且朝向上方侧延伸。因此，在气液分离空间30f中分离出的液相冷媒暂时滞留于管34a的外周侧后从液相冷媒流出口 31c流出。在该管34a的内部形成有气相冷媒流出通路34b，该气相冷媒流出通路34b将在气液分离空间30f中分离出的气相冷媒向气相冷媒流出口 31d引导。
[0109]此外，在壳体主体31的形成气液分离空间30f的内周壁面的下方侧(形成分离出的液相冷媒所贮存的空间的一侧)，形成有将在气液分离空间30f中分离出的液相冷媒向液相冷媒流出口 31c引导的液相冷媒流出通路30i的入口部30j。
[0110]在管34a的上端部固定有上述的螺旋弹簧40。需要说明的是，螺旋弹簧40也作为使对冷媒进行减压时的压力波动所导致的通路形成构件35的振动衰减的振动缓冲构件而发挥功能。
[0111]另外，在形成为圆柱状的下部主体34中的管34a的外周侧的上表面、即形成气液分离空间30f的底面的部位，开口有油返回通路34c的入口部34d。该油返回通路34c是将在气液分离空间30f中被分离且混入有制冷机油的液相冷媒向气相冷媒流出通路34b引导的冷媒通路，形成为与气液分离空间30f的轴向平行地延伸的形状。油返回通路34与通路形成构件35的轴向平行地延伸。
[0112]此外，如图4的剖视图所示，油返回通路34c的入口部34d配置在比通路形成构件35的轴中心靠近气液分离空间30f的外周侧的位置。另一方面，油返回通路34c的出口部34e在气相冷媒流出通路34b内开口。
[0113]另外，在通路形成构件35的相对于轴向垂直的剖面中，从通路形成构件35的轴中心朝向液相冷媒流出通路30i的入口部30j的中心延伸的线段L1、与从通路形成构件35的轴中心朝向油返回通路34c的入口部34d的中心延伸的线段L2配置在同一直线上。
[0114]换句话说，在本实施方式中，在线段LI与线段L2之间形成的角度Θ为180°。因此，作为在线段LI与线段L2之间形成的角度，采用液相冷媒流出通路30i的入口部30 j与油返回通路34c的入口部34d最大程度分离时的角度。
[0115]需要说明的是，在液相冷媒流出通路30i的入口部30j以及油返回通路34c的入口部34d的通路剖面不形成为圆形的情况下，作为液相冷媒流出通路30i的入口部30j的中心、油返回通路34c的入口部34d的中心，也可以采用各个入口部30j、34c的通路剖面的重心点等。
[0116]如图1所示，在喷射器13的液相冷媒流出口 31c连接有蒸发器14的入口侧。蒸发器14是吸热用热交换器，其通过使由喷射器13减压后的低压冷媒与从送风风扇14a向车室内输送的送风空气进行热交换而使低压冷媒蒸发来发挥吸热作用。
[0117]送风风扇14a是由从控制装置输出的控制电压来控制转速(送风空气量)的电动式送风机。在蒸发器14的出口侧连接有喷射器13的冷媒吸引口 31b。此外，在喷射器13的气相冷媒流出口 31d连接有压缩机11的吸入侧。
[0118]接下来，未图示的控制装置由包括CPU、ROM以及RAM等的公知的微型计算机与其周边电路构成。该控制装置根据存储在其ROM内的控制程序进行各种运算、处理，控制上述的各种电气式的致动器llb、12d、14a等的动作。
[0119]另外，在控制装置上连接有检测车室内温度的内部气温传感器、检测外部气体温度的外部气体温传感器、检测车室内的日照量的日照传感器、检测蒸发器14的吹出空气温度(蒸发器温度)的蒸发器温度传感器、检测散热器12出口侧冷媒的温度的出口侧温度传感器以及检测散热器12出口侧冷媒的压力的出口侧压力传感器等空气调节控制用的传感器组，这些传感器组的检测值输入控制装置。
[0120]此外，在控制装置的输入侧连接有配置在车室内前部的仪表盘附近的未图示的操作面板，来自设置于该操作面板的各种操作开关的操作信号向控制装置输入。作为设置于操作面板的各种操作开关，设置有要求进行车室内空气调节的空气调节动作开关、设定车室内温度的车室内温度设定开关等。
[0121]需要说明的是，本实施方式的控制装置为对与其输出侧连接的各种控制对象设备的动作进行控制的控制部构成为一体的结构，但控制装置中的、控制各控制对象设 备的动作的结构(硬件以及软件)构成各控制对象设备的控制部。例如，在本实施方式中，控制压缩机11的电动马达Ilb的动作的结构(硬件以及软件)构成排出能力控制部。
[0122]接下来，使用图5的焓熵图对上述结构的本实施方式的动作进行说明。需要说明的是，该焓熵图的纵轴表示与图3的P0、P1、P2对应的压力。首先，当将操作面板的动作开关接通(ON)时，控制装置使压缩机11的电动马达11b、冷却风扇12d、送风风扇14a等动作。由此，压缩机11吸入冷媒，将其压缩后排出。
[0123]从压缩机11排出的高温高压状态的气相冷媒(图5的a5点)向散热器12的冷凝部12a流入，与从冷却风扇12d输送来的送风空气(外部气体)进行热交换，散热后冷凝。通过冷凝部12a散热后的冷媒在接收部12b中被气液分离。通过接收部12b进行气液分离而得到的液相冷媒在过冷却部12c中与从冷却风扇12d输送来的送风空气进行热交换，进一步散热而成为过冷却液相冷媒(图5的a5点一b5点)。
[0124]从散热器12的过冷却部12c流出的过冷却液相冷媒在形成于喷射器13的减压用空间30b的内周面与通路形成构件35的外周面之间的喷嘴通路13a中被等熵地减压而喷射(图5的b5点一c5点)。此时，减压用空间30b的最小通路面积部30m的冷媒通路面积被调整为使蒸发器14出口侧冷媒的过热度接近预定的规定值。
[0125]并且，通过从喷嘴通路13a喷射出的喷射冷媒的吸引作用，经由冷媒吸引口 31b、吸引用通路13b(流入空间30c以及吸引通路30d)吸引从蒸发器14流出的冷媒。此外，从喷嘴通路13a喷射出的喷射冷媒与经由吸引用通路13b等吸引来的吸引冷媒向扩压通路13c流入(图5的c5点一d5点、h5点一d5点)。
[0126]在扩压通路13c中，通过冷媒通路面积的扩大，从而冷媒的速度能转换为压力能。由此，一边将喷射冷媒与吸引冷媒混合，一边使混合冷媒的压力上升(图5的d5点一e5点)。从扩压通路13c流出的冷媒在气液分离空间30f中被气液分离(图5的e5点一f5点、e5点一g5点)。
[0127]在气液分离空间30f中分离出的液相冷媒从液相冷媒流出口 31c流出，向蒸发器14流入。向蒸发器14流入的冷媒从通过送风风扇14a输送来的送风空气吸热并蒸发，从而对送风空气进行冷却(图5的g5点一h5点)。另一方面，在气液分离空间30f中分离出的气相冷媒从气相冷媒流出口 31d流出，被向压缩机11吸入并被再次压缩(图5的f5点—a5 点)。
[0128]本实施方式的喷射式制冷循环系统10能够如上那样动作而对向车室内输送的送风空气进行冷却。此外，在该喷射式制冷循环系统10中，由于使通过扩压通路13c升压后的冷媒吸入到压缩机11，因此能够减少压缩机11的驱动动力，从而提高循环效率(COP)。
[0129]此外，根据本实施方式的喷射器13，在回旋空间30a中使冷媒回旋，由此能够使回旋空间30a内的回旋中心侧的冷媒压力降压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30a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。
[0130]通过像这样成为了二相分离状态的冷媒向喷嘴通路13a流入，从而在喷嘴通路13a的收敛部131中，在冷媒从圆环状的冷媒通路的外周侧壁面剥离时产生的壁面沸腾以及因圆环状的冷媒通路的中心轴线侧的冷媒的空穴而产生的沸腾核所带来的界面沸腾的作用下，冷媒的沸腾得到促进。由此，向喷嘴通路13a的最小通路面积部30m流入的冷媒成为气相与液相均质地混合了的气液混合状态。
[0131]并且，在最小通路面积部30m的附近，气液混合状态的冷媒的流动产生闭塞(choking)，因该闭塞而到达了音速的气液混合状态的冷媒在扩展部132被加速并喷射。这样，通过壁面沸腾以及界面沸腾双方所带来的沸腾促进，能够高效地将气液混合状态的冷媒加速至成为音速，由此能够提高喷嘴通路13a的能量转换效率(相当于喷嘴效率)。
[0132]另外，在本实施方式的喷射器13中，作为通路形成构件35，采用形成为随着从减压用空间30b离开而截面积扩大的圆锥状的构件，由于将扩压通路13c的剖面形状形成为圆环状，因此，能够将扩压通路13c的形状形成为随着从减压用空间30b离开而沿着通路形成构件35的外周扩展的形状，并且能够使在扩压通路13c中流通的冷媒回旋。
[0133]由此，能够将扩压通路13c中的用于使冷媒升压的流路形成为螺旋状，因此，相对于扩压部形成为沿喷嘴部的轴线方向延伸的形状的情况而言，能够抑制扩压通路13c的轴向(通路形成构件35的轴向)的尺寸扩大。其结果是，能够抑制作为喷射器13整体的外形的大型化。
[0134]另外，在本实施方式的喷射器13的主体30中形成有对从扩压通路13c流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间30f，因此，相对于独立于喷射器13设置气液分离装置的情况，能够有效地减小气液分离空间30f的容积。
[0135]换句话说，在本实施方式的气液分离空间30f中，由于从形成为剖面圆环状的扩压通路13c流出的冷媒已经进行回旋，因此，不需要在气液分离空间30f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，相对于独立于喷射器13设置气液分离装置的情况而言，能够有效地减小气液分离空间30f的容积。
[0136]另外，根据本实施方式的喷射器13，在从通路形成构件35的轴向观察时，在气液分离空间30f内开口的油返回通路34c的入口部34d配置于比通路形成构件35的轴中心靠近外周侧的位置。换言之，在通路形成构件35的径向上，从油返回通路34c的入口部34d到通路形成构件35的轴中心的距离比从入口部34d到气液分离空间30f的外周侧的距离长。
[0137]因此，能够将扩压通路13c的剖面形状形成为环状且使扩压通路形成为朝向冷媒流动下游侧而逐渐向外周侧扩展的形状，能够使在离心力的作用下向气液分离空间30f的外周侧偏倚的液相冷媒高效地向油返回通路34c流入。并且，能够经由气相冷媒流出通路34b使混入有制冷机油的液相冷媒向压缩机11的吸入侧流出。
[0138]换句话说，根据本实施方式的喷射器13，能够实现可使通过气液分离空间30f分离出的混入有制冷机油的液相冷媒适当向外部流入的气液分离装置一体型的喷射器。
[0139]另外，根据本实施方式的喷射器13，由于从通路形成构件35的轴中心朝向液相冷媒流出通路30i的入口部30j的中心延伸的线段LI与从通路形成构件35的轴中心朝向油返回通路34c的入口部34d的中心延伸的线段L2配置在同一直线上，因此，能够有效地抑制在气液分离空间30f内分离出的气相冷媒向油返回通路34c流入。
[0140]其理由在于，在液相冷媒流出通路30i的入口部30j附近，气液分离空间30f内的液相冷媒的液面容易降低。换句话说，若线段LI与线段L2配置为在一直线上，则能够将油返回通路34c的入口部34d配置于与液相冷媒流出通路30i的入口部30j分离的位置，因此，能够抑制油返回通路34c的入口部34d附近的液相冷媒的液面的降低。
[0141]其结果是，能够有效地抑制在气液分离空间30f内分离出的气相冷媒向油返回通路34c流入。
[0142]另外，根据本实施方式的喷射器13，由于具备驱动装置37，因此，能够根据喷射式制冷循环系统10的负荷变动而相应地使通路形成构件35位移，从而能够调整喷嘴通路13a以及扩压通路13c的冷媒通路面积。因此，能够根据喷射式制冷循环系统10的负荷变动而相应地使喷射器13适当地动作。
[0143]此外，由于驱动装置37中的、封入有温敏介质的封入空间37b配置于由吸引用通路13b与扩压通路13c夹着的位置，因此，能够有效地活用形成在吸引用通路13b与扩压通路13c之间的空间。其结果是，能够进一步抑制作为喷射器整体的外形的大型化。
[0144]并且，由于封入空间37b配置在由吸引用通路13b与扩压通路13c包围的位置，因此，能够在不受外部气体温度的影响等的情况下将在吸引用通路13b中流通的冷媒的蒸发器14流出冷媒的温度良好地传递至温敏介质，从而能够使封入空间37b内的压力变化。换句话说，能够使封入空间37b内的压力根据蒸发器14流出冷媒的温度而相应地高精度地变化。
[0145](第二实施方式)
[0146]在本实施方式中，相对于第一实施方式而言，如图6的剖视图所示，在喷射器13的气相冷媒流出通路34b内配置作为使从油返回通路34c的出口部34e流出的冷媒的压力降低的流出通路侧减压装置的一例的节流件36。更具体而言，节流件36通过缩小气相冷媒流出通路34b内的通路截面积来降低从油返回通路34c的出口部34e流出的冷媒压力。
[0147]其他的喷射器13以及喷射式制冷循环系统10的结构与第一实施方式相同。因此，在本实施方式的喷射器13中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0148]此外，在本实施方式的喷射器13中，由于具备节流件36，因此能够使出口部34e的冷媒压力比油返回通路34c的入口部34d的冷媒压力低。因此，能够使混入有制冷机油的液相冷媒可靠地向压缩机11的吸入侧流出。此外，通过适当地设定节流件36的减压量，还能够适当地调整经由油返回通路34c向压缩机11的吸入侧返回的液相冷媒的流量。
[0149](第三实施方式)
[0150]在本实施方式中，相对于第一实施方式而言，如图7的剖视图所示，设置有储液孔34fo具体而言，该储液孔34f通过对下部主体34中的管34a的外周侧的上表面、即形成气液分离空间30f的底面的部位实施锪孔加工、使底面向下方侧凹陷而形成。
[0151]因此，储液孔34f在其内部形成气液分离空间30f中的最靠下方侧的空间，在气液分离空间30f内分离出的液相冷媒优先向储液孔34f流入。此外，储液孔34f的内径形成为比油返回通路34c的通路直径大，本实施方式的油返回通路34c的入口部34d在储液孔34f的底面开口。
[0152]其他的喷射器13以及喷射式制冷循环系统10的结构与第一实施方式相同。因此，在本实施方式的喷射器13中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0153]此外，在本实施方式的喷射器13中，由于在形成气液分离空间30f的底面的部位设置有储液孔34f，且在该储液孔34f内开口有油返回通路34c的入口部34d，因此，即便在气液分离空间30f的液面因负荷变动等而降低的情况、气液分离空间30f的液面因车辆的倾斜等而降低的情况下，也能够使混入有制冷机油的液相冷媒稳定地向油返回通路34c流入。
[0154]当然，也可以将储液孔34f应用于第二实施方式的具备作为流出通路侧减压装置的一例的节流件36的喷射器13。
[0155](第四实施方式)
[0156]在本实施方式中，说明如图8A、8B所示那样，相对于第一实施方式的喷射器13而言追加有作为用于促进从扩压通路13c流出的冷媒绕通路形成构件35的轴线回旋的回旋促进部的一例的多个整流板38的例子。需要说明的是，在图8A中，在从轴向观察通路形成构件35时，利用粗实线箭头示意性地示出沿着通路形成构件35的圆锥状侧面流动的冷媒的流动方向，还示意性地示出整流板38等。
[0157]更具体而言，整流板38配置在通路形成构件35的最下方部的外周侧，且配置在扩压通路13c的形成冷媒出口侧的部位。此外，该整流板38由在通路形成构件35的轴向上扩展的板状构件构成，如图8A所示，绕通路形成构件35的轴线配置为圆环状。
[0158] 另外，各个整流板38配置为在从轴向观察时，其板面相对于径向倾斜。并且，通过使从扩压通路13c流出的冷媒沿着各整流板38的板面流动，由此能促进从扩压通路13c流出的冷媒的回旋方向的流动。其他的结构以及动作与第一实施方式相同。因此，在本实施方式的喷射器13中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0159]在此，例如在喷射式制冷循环系统10的热负荷减少而在循环系统中循环的冷媒流量减少的运转条件等下，有在扩压通路13c中流通的冷媒的速度分量中的、回旋方向的速度分量相对于轴向的速度分量变得极小、回旋方向的速度分量几乎消失的情况。
[0160]与此相对，根据本实施方式的喷射器13，由于具备作为回旋促进部的一例的整流板38，因此，如图8A、8B的粗实线箭头所示，与喷射式制冷循环系统10的运转条件无关，均能够使向气液分离空间30f流入的冷媒绕通路形成构件35的轴线回旋。因此，能够可靠地使离心力作用于气液分离空间30f内的冷媒。
[0161]其结果是，根据本实施方式的喷射器13，与喷射式制冷循环系统10的运转条件等无关，均能够可靠地对向气液分离空间30f流入的冷媒的气液进行分离，并且能够可靠地使分离出的液相冷媒向气液分离空间30f的外周侧偏倚而向油返回通路34c流入。
[0162]需要说明的是，在本实施方式中，说明了形成为平板状的整流板38，但整流板38不限于此。只要能够促进冷媒绕通路形成构件35的轴线回旋地流动，整流板38也可以形成为从轴向观察时沿着回旋流动方向弯曲的形状。
[0163]另外，在本实施方式中，如图8A所示，多个整流板38的配置采用冷媒流动出口侧的整流板38彼此的间隔比入口侧的整流板38彼此的间隔宽的、所谓减速叶栅配置。由此，能够使整流板38作为使形成在相邻的整流板38彼此间的冷媒通路的通路截面积逐渐扩大而将冷媒的速度能转换为压力能的扩散器发挥功能。
[0164]此外，整流板38的配置不限于此，也可以采用冷媒流动出口侧的整流板38彼此的间隔比入口侧的整流板38彼此的间隔窄的所谓增速叶栅配置(加速叶栅配置)。由此，能够使形成在相邻的整流板38彼此间的冷媒通路的通路截面积逐渐缩小而使冷媒的回旋方向的流速增速，因此能够有效地促进回旋流动。
[0165]本申请不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本申请的主旨的范围内如下进行各种变形。
[0166](I)在上述的实施方式中，油返回通路34c的入口部34d配置于下部主体34中的形成气液分离空间30f的底面的部位，且配置于从通路形成构件35的轴向观察时能够目视确认到的位置，但油返回通路34c的入口部34d的配置不限于此。
[0167]换句话说，在从通路形成构件35的轴向观察时，油返回通路34c的入口部34d只要配置在比通路形成构件35的轴中心靠近气液分离空间30f的外周侧的位置即可，例如，可以配置在壳体主体31的形成气液分离空间30f的圆筒状侧面的部位，也可以配置在下部主体34的管34a的圆筒状侧面。
[0168](2)在上述的实施方式中，未说明将气液分离空间30f与液相冷媒流出口 31c连接的液相冷媒流出通路30i的详细结构，但液相冷媒流出通路30i可以如图9的剖视图所示那样，沿着气液分离空间30f的内周壁面的切线方向延伸。由此，能够有效地活用在气液分离空间30f内回旋的冷媒的动能，从而使冷媒向蒸发器14侧流出。
[0169]在像这样构成液相冷媒流出通路30i的情况下，如图9所示，也将线段LI与线段L2配置在同一直线上即可。换言之，只要将线段LI与线段L2之间形成的角度Θ配置为180。即可。
[0170]在此，根据本发明的发明人的研宄可知，只要使在线段LI与线段L2之间形成的角度为90°以上，就能够充分抑制气相冷媒向油返回通路34c流入。
[0171]因此，在设置多个油返回通路34c以及液相冷媒流出通路30i的情况下，也优选使在线段LI与线段L2之间形成的角度为90°以上。例如，在设置两个油返回通路34c与两个液相冷媒流出通路30i的情况下，只要如图10所示那样配置即可。
[0172]S卩，只要将两个油返回通路34c的入口部34d相对于通路形成构件35的轴中心对称地配置、将两个液相冷媒流出通路30i的入口部30j相对于通路形成构件35的轴中心对称地配置、并将四个入口部34d、30j分别相对于通路形成构件35的轴中心以90°间隔配置即可。需要说明的是，图9、图10分别是与第一实施方式的图4对应的附图。
[0173](3)在上述的实施方式中，虽未说明喷射器13的液相冷媒流出口 31c的详细内容，但也可以在液相冷媒流出口 31c配置使冷媒减压的减压装置(例如，由节流件、毛细管构成的侧方固定节流装置)。例如，也可以在液相冷媒流出口 31c追加固定节流装置，而将喷射器13应用于具备二级升压式的压缩机的喷射式制冷循环系统。
[0174](4)在上述的实施方式中，作为使通路形成构件35位移的驱动装置37，说明了采用包括封入有伴随温度变化而发生压力变化的温敏介质的封入空间37b以及根据封入空间37b内的温敏介质的压力而相应地位移的隔膜37a的结构的例子，但驱动装置不限于此。
[0175]例如，作为温敏介质，也可以采用根据温度而发生体积变化的热蜡，作为驱动装置，也可以采用构成为具有形状记忆合金性的弹性构件的装置，此外，作为驱动装置，还可以采用通过电动马达、螺线管等电气机构使通路形成构件35位移的装置。
[0176](5)在上述的实施方式中，虽未说明通路形成构件35的材质，但通路形成构件35既可以用金属(例如铝)形成，也可以用树脂形成。例如，通过用树脂形成通路形成构件35而实现轻量化，由此能够使驱动装置37小型化，能够实现作为喷射器13整体的外形的进一步小型化。
[0177](6)在上述的实施方式中，说明了将具备本申请的喷射器13的喷射式制冷循环系统10应用于车辆用空气调节装置的例子，但具备本申请的喷射器13的喷射式制冷循环10的应用不限于此。例如，也可以应用于固定式空气调节装置、冷暖保存库、自动售货机用冷却加热装置等。
[0178](7)在上述的实施方式中，说明了采用过冷型的热交换器作为散热器12的例子，但也可以采用仅由冷凝部12a构成的普通散热器。
【主权项】
1.一种喷射器，其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，该喷射器具备: 主体(30)，其具有冷媒流入口(31a)、使从所述冷媒流入口(31a)流入的冷媒回旋的回旋空间(30a)、使从所述回旋空间(30a)流出的冷媒减压的减压用空间(30b)、与所述减压用空间(30b)的冷媒流动下游侧连通而从外部吸引冷媒的吸引用通路(13b)及使从所述减压用空间(30b)喷射出的喷射冷媒与从所述吸引用通路(13b)吸引来的吸引冷媒混合的升压用空间(30e);以及 通路形成构件(35)，其具有配置在所述减压用空间(30b)的内部以及所述升压用空间(30e)的内部的至少一部分，该通路形成构件(35)具有随着从所述减压用空间(30b)离开而截面积扩大的圆锥形状， 在所述主体(30)中的形成所述减压用空间(30b)的部位的内周面与所述通路形成构件(35)的外周面之间形成的冷媒通路是喷嘴通路(13a)，该喷嘴通路(13a)作为使从所述回旋空间(30a)流出的冷媒减压并喷射的喷嘴而发挥功能， 在所述主体(30)中的形成所述升压用空间(30e)的部位的内周面与所述通路形成构件(35)的外周面之间形成的冷媒通路是扩压通路(13c)，该扩压通路(13c)作为使所述喷射冷媒与所述吸引冷媒的混合冷媒升压的扩压部而发挥功能， 所述扩压通路(13c)在所述通路形成构件(35)的与轴向垂直的剖面中具有环形状，此外，所述主体(30)具有:气液分离空间(30f)，其利用离心力的作用对从所述扩压通路(13c)流出的冷媒的气液进行分离；气相冷媒流出通路(34b)，其使在所述气液分离空间(30f)中分离出的气相冷媒向所述压缩机(11)的吸入侧流出；以及油返回通路(34c)，其将在所述气液分离空间(30f)中分离出且混入有所述制冷机油的液相冷媒从所述气液分离空间(30f)向所述气相冷媒流出通路(34b)引导， 所述油返回通路(34c)具有在所述气液分离空间(30f)内开口的入口部(34d)，在所述通路形成构件(35)的径向上，从所述油返回通路(34c)的所述入口部(34d)到所述通路形成构件(35)的轴中心的距离比从所述入口部(34d)到所述气液分离空间(30f)的外周侧的距离长。2.根据权利要求1所述的喷射器，其中， 所述油返回通路(34c)具有在所述气相冷媒流出通路(34b)内开口的出口部(34e)，并且，在所述气相冷媒流出通路(34b)内，具备使从所述出口部(34e)流出的冷媒的压力降低的流出通路侧减压装置(36)。3.根据权利要求1或2所述的喷射器，其中， 所述主体(30)具有储液孔(34f)，该储液孔(34f)从所述气液分离空间(30f)的底面凹陷，在所述气液分离空间(30f)中分离出的液相冷媒优先于气相冷媒流入该储液孔(34f)， 所述油返回通路(34c)的所述入口部(34d)在所述储液孔(34f)内开口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷射器，其中， 所述主体(30)还具有液相冷媒流出通路(30i)，该液相冷媒流出通路(30i)使在所述气液分离空间(30f)中分离出的液相冷媒流出， 所述液相冷媒流出通路(30i)具有在所述气液分离空间(30f)内开口的入口部(30i)， 在所述通路形成构件(35)的相对于轴向垂直的剖面中，从所述通路形成构件(35)的轴中心朝向所述液相冷媒流出通路(30i)的所述入口部(30j)的中心延伸的线段(LI)与从所述通路形成构件(35)的轴中心朝向所述油返回通路(34c)的所述入口部(34d)的中心延伸的线段(L2)之间的角度(Θ )为90°以上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷射器，其中， 所述喷射器还具备回旋促进部(38)，该回旋促进部(38)促进从所述扩压通路(13c)流出的冷媒绕所述通路形成构件(35)的轴线回旋。6.根据权利要求1至5中任一项所述的喷射器，其中， 在所述扩压通路(13c)中流通的冷媒绕所述通路形成构件(35)的轴线回旋。7.根据权利要求1至6中任一项所述的喷射器，其中， 所述油返回通路(34c)与所述通路形成构件(35)的轴向平行地延伸。
【专利摘要】在主体(30)的内部，通过配置通路形成构件(35)而形成使从喷嘴通路(13a)喷射出的喷射冷媒与从吸引用通路(13b)吸引来的吸引冷媒混合并升压的扩压通路(13c)，并且形成利用离心力的作用对从扩压通路(13c)流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间(30f)。并且，将在气液分离空间(30f)内开口的油返回通路(34c)的入口部(34d)配置在比通路形成构件(35)的轴中心靠近外周侧的位置。由此，能够使在离心力的作用下向气液分离空间(30f)的外周侧偏倚且混入有制冷机油的液相冷媒高效地向油返回通路(34c)流入。换句话说，能够使混入有制冷机油的液相冷媒适当地向外部流出。
【IPC分类】F25B1/00, F04F5/46, F04F5/44, F04F5/20
【公开号】CN104903594
【申请号】CN201380067797
【发明人】横山佳之, 西岛春幸, 山田悦久, 中岛大介
【申请人】株式会社电装
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月23日
【公告号】US20150345840, WO2014103276A1
【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 路形成构件形成为完全的圆锥形状这样的含义，也包括形成为近似圆锥的形状或者局部包含圆锥形状这样的含义。具体而言，轴向剖面形状不限于等腰三角形，也包括夹着顶点的两边向内周侧凸出的形状、夹着顶点的两边向外周侧凸出的形状以及剖面形状为半圆形状等的含义。
【附图说明】
[0048]图1是本申请的第一实施方式的喷射式制冷循环系统的简图。
[0049]图2是第一实施方式的喷射器的轴向剖视图。
[0050]图3是用于对第一实施方式的喷射器的各冷媒通路的功能进行说明的示意性的剖视图。
[0051]图4是图2的IV-1V剖视图。
[0052]图5是示出第一实施方式的喷射式制冷循环系统中的冷媒的状态的焓熵图。
[0053]图6是本申请的第二实施方式的喷射器的轴向剖视图。
[0054]图7是本申请的第三实施方式的喷射器的轴向剖视图。
[0055]图8A是示出本申请的第四实施方式的喷射器的通路形成构件的示意性的俯视图。
[0056]图SB是示出第四实施方式的喷射器的示意性的剖视图。
[0057]图9是示出变形例的油返回通路的入口部与液相冷媒流出通路的入口部的位置关系的剖视图。
[0058]图10是示出变形例的油返回通路的入口部与液相冷媒流出通路的入口部的另一位置关系的剖视图。
【具体实施方式】
[0059]以下，参照附图对用于实施本申请的多个方式进行说明。在各方式中，有时对与在之前的方式中说明过的内容对应的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。在各方式中，在仅说明结构的一部分的情况下，对于结构的其他部分能够应用在先说明的其他方式。不仅能够将在各实施方式中具体明示了能够组合的部分彼此组合，只要不特别对组合造成妨碍，即便没有明示，也能够将实施方式彼此局部组合。
[0060](第一实施方式)
[0061]使用图1?图5，对本申请的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的喷射器13应用于具备喷射器作为冷媒减压装置的蒸汽压缩式的制冷循环装置、即喷射式制冷循环系统10。此外，该喷射式制冷循环10系统应用于车辆用空气调节装置，发挥对向空气调节对象空间即车室内输送的送风空气进行冷却的功能。
[0062]首先，在喷射式制冷循环系统10中，压缩机11是吸入冷媒并将冷媒升压至成为高压冷媒后排出的设备。具体而言，本实施方式的压缩机11是在一个壳体内收容固定容量型的压缩机构Ila以及驱动压缩机构Ila的电动马达Ilb而构成的电动压缩机。
[0063]作为该压缩机构11a，能够采用涡旋型压缩机构、叶片型压缩机构等各种压缩机构。另外，电动马达Ilb是由从后述的控制装置输出的控制信号控制其动作(转速)的设备，电动马达Iib也可以采用交流马达、直流马达中的任一形式。
[0064]在压缩机11的排出口连接有散热器12的冷凝部12a的冷媒入口侧。散热器12是散热用热交换器，通过使从压缩机11排出的高压冷媒与利用冷却风扇12d输送的车室外空气(外部气体)进行热交换，由此来使高压冷媒散热而冷却。
[0065]更具体而言，该散热器12是所谓的过冷(subcool)型冷凝器，其构成为具有:冷凝部12a，其使从压缩机11排出的高压气相冷媒与从冷却风扇12d输送来的外部气体进行热交换，使高压气相冷媒散热而冷凝；接收部12b，其对从冷凝部12a流出的冷媒的气液分进行离，并存储多余液相冷媒；以及过冷却部12c，其使从接收部12b流出的液相冷媒与从冷却风扇12d输送的外部气体进行热交换，对液相冷媒进行过冷却。
[0066]需要说明的是，在喷射式制冷循环系统10中，作为冷媒，采用HFC系冷媒(具体而是R134a)，构成高压侧冷媒压力不超过冷媒的临界压力的亚临界制冷循环系统。当然，作为冷媒，也可以采用HFO系冷媒(具体而言是R1234yf)等。此外，在冷媒中混入有用于对压缩机11进行润滑的制冷机油，制冷机油的一部分与冷媒一起在循环系统中循环。
[0067]另外，冷却风扇12d是转速(送风空气量)由从控制装置输出的控制电压来控制的电动式送风机。在散热器12的过冷却部12c的冷媒出口侧连接有喷射器13的冷媒流入P 31ao
[0068]喷射器13作为使从散热器12流出的过冷却状态的高压液相冷媒减压并向下游侧流出的冷媒减压装置而发挥功能，并且，作为通过高速喷射的冷媒流的吸引作用吸引(输送)从后述的蒸发器14流出的冷媒并使之循环的冷媒循环机构(冷媒输送机构)而发挥功能。此外，本实施方式的喷射器13还作为对减压后的冷媒的气液进行分离的气液分离装置而发挥功能。
[0069]使用图2、图3对喷射器13的具体结构进行说明。需要说明的是，图2的上下的各箭头表示将喷射式制冷循环系统10搭载于车辆用空气调节装置的状态下的上下各方向。另外，图3是用于对喷射器13的各冷媒通路的功能进行说明的示意性的剖视图，对与图2相同的部分标注相同的附图标记。
[0070]首先，如图2所示，本实施方式的喷射器13具备通过组合多个构成构件而构成的主体30。具体而言，该主体30构成为具有壳体主体31，该壳体主体31由外观为棱柱状的金属形成，且形成喷射器13的外壳，在该壳体主体31的内部固定有喷嘴主体32、中间主体33、下部主体34等。
[0071]在壳体主体31上形成有使从散热器12流出的冷媒向内部流入的冷媒流入口 31a、对从蒸发器14流出的冷媒进行吸引的冷媒吸引口 31b、使在形成于主体30内部的气液分离空间30f中分离出的液相冷媒向蒸发器14的冷媒入口侧流出的液相冷媒流出口 31c、以及使在气液分离空间30f中分离出的气相冷媒向压缩机11的吸入侧流出的气相冷媒流出口31d 等。
[0072]喷嘴主体32由在冷媒流动方向上变细的大致圆锥形状的金属构件形成，以轴向与铅垂方向(图2的上下方向)平行的方式通过压入等手段固定在壳体主体31的内部。在喷嘴主体32的上方侧与壳体主体31之间形成有使从冷媒流入口 31a流入的冷媒回旋的回旋空间30a。
[0073]回旋空间30a形成为旋转体形状，图2的点划线示出的中心轴线沿着铅垂方向延伸。需要说明的是，旋转体形状是使平面图形绕同一平面上的一条直线(中心轴线)旋转了时形成的立体形状。更具体而言，本实施方式的回旋空间30a形成为大致圆柱状。当然，也可以形成为圆锥形状或者圆锥台与圆柱结合而成的形状等。
[0074]此外，在从回旋空间30a的中心轴线方向观察时，将冷媒流入口 31a与回旋空间30a连接的冷媒流入通路31e沿回旋空间30a的内壁面的切线方向延伸。由此，从冷媒流入通路31e向回旋空间30a流入的冷媒沿着回旋空间30a的内壁面流动，在回旋空间30a内回旋。
[0075]需要说明的是，冷媒流入通路31e不需要形成为在从回旋空间30a的中心轴线方向观察时与回旋空间30a的切线方向完全一致，只要至少包括回旋空间30a的切线方向的分量，也可以形成为包括其他方向的分量(例如，回旋空间30a的轴向的分量)。
[0076]在此，由于对在回旋空间30a内回旋的冷媒作用有离心力，因此，在回旋空间30a内，中心轴线侧的冷媒压力比外周侧的冷媒压力低。因此，在本实施方式中，在喷射式制冷循环系统10的通常运转时，使回旋空间30a内的中心轴线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。
[0077]这样的回旋空间30a内的中心轴线侧的冷媒压力的调整能够通过调整在回旋空间30a内回旋的冷媒的回旋流速来实现。此外，回旋流速的调整例如能够通过调整冷媒流入通路31e的通路截面积与回旋空间30a的轴向垂直截面积的面积比等来进行。需要说明的是，本实施方式的回旋流速是指回旋空间30a的最外周部附近处的冷媒的回旋方向上的流速。
[0078]另外，在喷嘴主体32的内部形成有使从回旋空间30a流出的冷媒减压并向下游侧流出的减压用空间30b。该减压用空间30b形成为将圆柱状空间与从该圆柱状空间的下方侧连续而朝向冷媒流动方向逐渐扩展的圆锥台形状空间结合而成的旋转体形状，减压用空间30b的中心轴线与回旋空间30a的中心轴线配置在同轴上。
[0079]此外，在减压用空间30b的内部配置有通路形成构件35，该通路形成构件35在减压用空间30b内形成冷媒通路面积最缩小的最小通路面积部30m，并且使最小通路面积部30m的通路面积变化。该通路形成构件35形成为朝向冷媒流动下游侧逐渐扩展的大致圆锥形状，其中心轴线与减压用空间30b的中心轴线配置在同轴上。换言之，通路形成构件35形成为随着从减压用空间30b离开而截面积扩大的圆锥状。
[0080]并且，作为在喷嘴主体32的形成减压用空间30b的部位的内周面与通路形成构件35的上方侧的外周面之间形成的冷媒通路，形成有收敛部131以及扩展部132。更具体而言，如图3所示，收敛部131是形成于比最小通路面积部30m靠冷媒流动上游侧且冷媒通路面积逐渐缩小的冷媒通路。另外，扩展部132是从最小通路面积部30m向冷媒流动下游侧形成且冷媒通路面积逐渐扩大的冷媒通路。
[0081]在该扩展部132中，在从径向观察时，减压用空间30b与通路形成构件35重合(overlap)，因此，冷媒通路的轴向垂直剖面的形状形成为圆环状(从大径的圆形状除去配置在同轴上的小径的圆形状而得到的圆环形状)。此外，由于本实施方式的通路形成构件35的扩展角度比减压用空间30b的圆锥台形状空间的扩展角度小，因此，扩展部132的冷媒通路面积朝向冷媒流动下游侧而逐渐扩大。
[0082]在本实施方式中，利用该通路形状使形成在减压用空间30b的内周面与通路形成构件35的顶部侧的外周面之间的冷媒通路成为作为喷嘴而发挥功能的喷嘴通路13a，对冷媒进行减压并且使冷媒的流速增速成为音速并喷射。此外，由于向喷嘴通路13a流入的冷媒在回旋空间30a中回旋，因此，在喷嘴通路13a中流通的冷媒以及从喷嘴通路13a喷射的喷射冷媒也具有与在回旋空间30a中回旋的冷媒向同方向回旋的方向的速度分量。
[0083]接下来，如图2所示，中间主体33由在其中心部设置有贯通表背的旋转体形状的贯通孔、并且在该贯通孔的外周侧收容有使通路形成构件35位移的驱动装置37的金属制的圆板状构件构成。需要说明的是，中间主体33的贯通孔的中心轴线与回旋空间30a以及减压用空间30b的中心轴线配置在同轴上。另外，中间主体33通过压入等手段固定在壳体主体31的内部且固定在喷嘴主体32的下方侧。
[0084]此外，在中间主体33的上表面和与其对置的壳体主体31的内壁面之间形成有使从冷媒吸引口 31b流入的冷媒滞留的流入空间30c。在本实施方式中，由于喷嘴主体32的下方侧的尖细前端部定位在中间主体33的贯通孔的内部，因此，流入空间30c在从回旋空间30a以及减压用空间30b的中心轴线方向观察时形成为圆环状剖面。
[0085]需要说明的是，将冷媒吸引口 31b与流入空间30c连接的吸引冷媒流入通路30h优选在从流入空间30c的中心轴线方向观察时沿着流入空间30c的内周壁面的切线方向延伸。其理由在于，通过使从冷媒吸引口 31b经由吸引冷媒流入通路30h向流入空间30c内流入的冷媒向与回旋空间30a内的冷媒相同的方向回旋，由此能够促进从流入空间30c向后述的升压用空间30e流入的冷媒的回旋流。
[0086]另外，在中间主体33的贯通孔中的供喷嘴主体32的下方侧插入的范围、即从与轴线垂直的径向观察时中间主体33与喷嘴主体32重合的范围内，以与喷嘴主体32的尖细前端部的外周形状相适的方式使冷媒通路面积朝向冷媒流动方向而逐渐缩小。由此，在贯通孔的内周面与喷嘴 主体32的下方侧的外周面之间形成使流入空间30c与减压用空间30b的冷媒流动下游侧连通的吸引通路30d。
[0087]换句话说，在本实施方式中，通过吸引冷媒流入通路30h、流入空间30c以及吸引通路30d，形成从外部经由冷媒吸引口 31b吸引冷媒的吸引用通路13b。此外，该吸引用通路13b的中心轴线垂直剖面也形成为圆环状，在吸引用通路13b中，吸引冷媒从中心轴线的外周侧朝向内周侧以回旋的方式进行流动。
[0088]另外，在中间主体33的贯通孔中的、吸引通路30d的冷媒流动下游侧形成有升压用空间30e，该升压用空间30e构成为朝向冷媒流动方向而逐渐扩展的大致圆锥台形状。该升压用空间30e是使从上述的喷嘴通路13a喷射出的喷射冷媒与从吸引通路30d吸引来的吸引冷媒混合的空间。
[0089]在升压用空间30e的内部配置有前述的通路形成构件35的下方侧。此外，由于升压用空间30e内的通路形成构件35的圆锥状侧面的扩展角度比升压用空间30e的圆锥台形状空间的扩展角度小，因此，该冷媒通路的冷媒通路面积朝向冷媒流动下游侧而逐渐扩大。
[0090]在本实施方式中，通过像这样使冷媒通路面积扩大，从而使在形成升压用空间30e的中间主体33的内周面与通路形成构件35的下方侧的外周面之间形成的冷媒通路成为作为扩压部而发挥功能的扩压通路13c，将喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒的速度能转换为压力能。换句话说，在扩压通路13c中，使喷射冷媒与吸引冷媒混合并升压。
[0091]此外，扩压通路13c的中心轴线垂直剖面形状也形成为圆环状，如图3中示意性地示出那样，在扩压通路13c中流通的冷媒也具有与在回旋空间30a中回旋的冷媒向同方向回旋的方向上的速度分量。
[0092]接下来，对配置在中间主体33的内部、用于使通路形成构件35位移的驱动装置37进行说明。该驱动装置37构成为具有作为压力随动构件的圆形薄板状的隔膜37a。更具体而言，如图2所示，隔膜37a以将形成在中间主体33的外周侧的圆柱状的空间分隔为上下两个空间的方式通过焊接等手段固定。
[0093]通过隔膜37a分隔出的两个空间中的上方侧(流入空间30c侧)的空间构成封入空间37b，在该封入空间37b中封入有根据蒸发器14流出冷媒的温度而发生压力变化的温敏介质。在该封入空间37b中，以成为预定的密度的方式封入有与在喷射式制冷循环系统10中循环的冷媒相同组成的温敏介质。因此，本实施方式的温敏介质是以R134a作为主成分的介质。
[0094]另一方面，通过隔膜37a分隔出的两个空间中的下方侧的空间构成通过未图示的连通路使蒸发器14流出冷媒导入的导入空间37c。因此，蒸发器14流出冷媒的温度经由分隔出流入空间30c与封入空间37b的盖构件37d以及隔膜37a等传递至封入在封入空间37b中的温敏介质。
[0095]更详细而言，根据图2、图3显而易见，在本实施方式的中间主体33的上方侧配置有吸引用通路13b，在从中间主体33的中心轴线侧到下方侧的范围内配置有扩压通路13c。因此，驱动装置37的至少一部分配置于在从轴线的径向观察时由吸引用通路13b以及扩压通路13c自上下方向夹着的位置。
[0096]并且，驱动装置37的封入空间37b配置于在从回旋空间30a、通路形成构件35等的中心轴线方向观察时与吸引用通路13b以及扩压通路13c重合的位置，且配置于由吸引用通路13b以及扩压通路13c包围的位置。由此，蒸发器14流出冷媒的温度传递至封入空间37b，封入空间37b的内压是与蒸发器14流出冷媒的温度相应的压力。
[0097]此外，隔膜37a根据封入空间37b的内压与向导入空间37c流入的蒸发器14流出冷媒的压力的差压而相应地变形。因此，隔膜37a优选富有弹性，并且热传导良好，由强韧的材质形成，例如，优选由不锈钢(SUS304)等的金属薄板形成。
[0098]另外，在隔膜37a的中心部通过焊接等手段接合有圆柱状的动作棒37e的上端侧，在动作棒37e的下端侧固定有通路形成构件35的最下方侧(底侧)的外周侧。由此，隔膜37a与通路形成构件35连结，通路形成构件35伴随着隔膜37a的位移而进行位移，从而能够调整喷嘴通路13a的冷媒通路面积(最小通路面积部30m的通路截面积)。
[0099]具体而言，若向流入空间30c流入的蒸发器14流出冷媒的温度(过热度)上升，则封入在封入空间37b中的温敏介质的饱和压力上升，从封入空间37b的内压减去导入空间37c的压力而得到的差压增大。由此，隔膜37a使通路形成构件35向使最小通路面积部30m的通路截面积扩大的方向(铅垂方向下方侧)位移。
[0100]另一方面，若向流入空间30c流入的蒸发器14流出冷媒的温度(过热度)降低，则封入在封入空间37b中的温敏介质的饱和压力降低，从封入空间37b的内压减去导入空间37c的压力而得到的差压变小。由此，隔膜37a使通路形成构件35向使最小通路面积部30m的通路截面积缩小的方向(铅垂方向上方侧)位移。
[0101]这样，通过隔膜37a根据蒸发器14流出冷媒的温度而使通路形成构件35在上下方向上位移，由此能够以使蒸发器14流出冷媒的过热度接近预定的规定值的方式调整最小通路面积部30m的通路截面积。需要说明的是，动作棒37e与中间主体33之间的间隙被未图示的O型环等密封构件密封，即便动作棒37e位移，冷媒也不会从该间隙泄漏。
[0102]另外，通路形成构件35的底面承受固定于下部主体34的螺旋弹簧40的负载。螺旋弹簧40对通路形成构件35施加向缩小最小通路面积部30m的通路截面积的一侧施力的负载，通过调整该负载，也能够改变通路形成构件35的开阀压力，从而改变目标的过热度。
[0103]此外，在本实施方式中，在中间主体33的外周侧设置有多个(具体而言是两个)圆柱状的空间，在该空间的内部分别固定圆形薄板状的隔膜37a而构成两个驱动装置37，但驱动装置37的数量不限于此。需要说明的是，在将驱动装置37设置在多处位置的情况下，优选各个驱动装置37相对于中心轴线以等角度间隔配置。
[0104]另外，也可以为这样的结构:在从轴向观察时形成为圆环状的空间内，固定由圆环状的薄板形成的隔膜，利用多个动作棒连结该隔膜与通路形成构件35。
[0105]接下来，下部主体34由金属制的圆柱状构件形成，以闭塞壳体主体31的底面的方式通过螺纹固定等手段固定在壳体主体31内。并且，在壳体主体31的内部空间中的、下部主体34的上表面侧与中间主体33的底面侧之间，形成有对从扩压通路13c流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间30f。
[0106]该气液分离空间30f形成为大致圆柱状的旋转体形状的空间，气液分离空间30f的中心轴线也与回旋空间30a、减压用空间30b等的中心轴线配置在同轴上。
[0107]如上所述，在扩压通路13c中，冷媒沿着剖面圆环形状的冷媒通路以回旋的方式流动，因此，从该扩压通路13c向气液分离空间30f流入的冷媒也具有回旋方向的速度分量。因此，在气液分离空间30f内，在离心力的作用下，冷媒的气液被分离。此外，该气液分离空间30f的内容积形成为如下程度的容积:即便循环系统中产生负荷变动而在循环系统中循环的冷媒循环流量发生变动，实际上也无法积存多余冷媒。
[0108]在下部主体34的中心部设置有圆筒状的管34a，该圆筒状的管34a相对于气液分离空间30f配置在同轴上，且朝向上方侧延伸。因此，在气液分离空间30f中分离出的液相冷媒暂时滞留于管34a的外周侧后从液相冷媒流出口 31c流出。在该管34a的内部形成有气相冷媒流出通路34b，该气相冷媒流出通路34b将在气液分离空间30f中分离出的气相冷媒向气相冷媒流出口 31d引导。
[0109]此外，在壳体主体31的形成气液分离空间30f的内周壁面的下方侧(形成分离出的液相冷媒所贮存的空间的一侧)，形成有将在气液分离空间30f中分离出的液相冷媒向液相冷媒流出口 31c引导的液相冷媒流出通路30i的入口部30j。
[0110]在管34a的上端部固定有上述的螺旋弹簧40。需要说明的是，螺旋弹簧40也作为使对冷媒进行减压时的压力波动所导致的通路形成构件35的振动衰减的振动缓冲构件而发挥功能。
[0111]另外，在形成为圆柱状的下部主体34中的管34a的外周侧的上表面、即形成气液分离空间30f的底面的部位，开口有油返回通路34c的入口部34d。该油返回通路34c是将在气液分离空间30f中被分离且混入有制冷机油的液相冷媒向气相冷媒流出通路34b引导的冷媒通路，形成为与气液分离空间30f的轴向平行地延伸的形状。油返回通路34与通路形成构件35的轴向平行地延伸。
[0112]此外，如图4的剖视图所示，油返回通路34c的入口部34d配置在比通路形成构件35的轴中心靠近气液分离空间30f的外周侧的位置。另一方面，油返回通路34c的出口部34e在气相冷媒流出通路34b内开口。
[0113]另外，在通路形成构件35的相对于轴向垂直的剖面中，从通路形成构件35的轴中心朝向液相冷媒流出通路30i的入口部30j的中心延伸的线段L1、与从通路形成构件35的轴中心朝向油返回通路34c的入口部34d的中心延伸的线段L2配置在同一直线上。
[0114]换句话说，在本实施方式中，在线段LI与线段L2之间形成的角度Θ为180°。因此，作为在线段LI与线段L2之间形成的角度，采用液相冷媒流出通路30i的入口部30 j与油返回通路34c的入口部34d最大程度分离时的角度。
[0115]需要说明的是，在液相冷媒流出通路30i的入口部30j以及油返回通路34c的入口部34d的通路剖面不形成为圆形的情况下，作为液相冷媒流出通路30i的入口部30j的中心、油返回通路34c的入口部34d的中心，也可以采用各个入口部30j、34c的通路剖面的重心点等。
[0116]如图1所示，在喷射器13的液相冷媒流出口 31c连接有蒸发器14的入口侧。蒸发器14是吸热用热交换器，其通过使由喷射器13减压后的低压冷媒与从送风风扇14a向车室内输送的送风空气进行热交换而使低压冷媒蒸发来发挥吸热作用。
[0117]送风风扇14a是由从控制装置输出的控制电压来控制转速(送风空气量)的电动式送风机。在蒸发器14的出口侧连接有喷射器13的冷媒吸引口 31b。此外，在喷射器13的气相冷媒流出口 31d连接有压缩机11的吸入侧。
[0118]接下来，未图示的控制装置由包括CPU、ROM以及RAM等的公知的微型计算机与其周边电路构成。该控制装置根据存储在其ROM内的控制程序进行各种运算、处理，控制上述的各种电气式的致动器llb、12d、14a等的动作。
[0119]另外，在控制装置上连接有检测车室内温度的内部气温传感器、检测外部气体温度的外部气体温传感器、检测车室内的日照量的日照传感器、检测蒸发器14的吹出空气温度(蒸发器温度)的蒸发器温度传感器、检测散热器12出口侧冷媒的温度的出口侧温度传感器以及检测散热器12出口侧冷媒的压力的出口侧压力传感器等空气调节控制用的传感器组，这些传感器组的检测值输入控制装置。
[0120]此外，在控制装置的输入侧连接有配置在车室内前部的仪表盘附近的未图示的操作面板，来自设置于该操作面板的各种操作开关的操作信号向控制装置输入。作为设置于操作面板的各种操作开关，设置有要求进行车室内空气调节的空气调节动作开关、设定车室内温度的车室内温度设定开关等。
[0121]需要说明的是，本实施方式的控制装置为对与其输出侧连接的各种控制对象设备的动作进行控制的控制部构成为一体的结构，但控制装置中的、控制各控制对象设 备的动作的结构(硬件以及软件)构成各控制对象设备的控制部。例如，在本实施方式中，控制压缩机11的电动马达Ilb的动作的结构(硬件以及软件)构成排出能力控制部。
[0122]接下来，使用图5的焓熵图对上述结构的本实施方式的动作进行说明。需要说明的是，该焓熵图的纵轴表示与图3的P0、P1、P2对应的压力。首先，当将操作面板的动作开关接通(ON)时，控制装置使压缩机11的电动马达11b、冷却风扇12d、送风风扇14a等动作。由此，压缩机11吸入冷媒，将其压缩后排出。
[0123]从压缩机11排出的高温高压状态的气相冷媒(图5的a5点)向散热器12的冷凝部12a流入，与从冷却风扇12d输送来的送风空气(外部气体)进行热交换，散热后冷凝。通过冷凝部12a散热后的冷媒在接收部12b中被气液分离。通过接收部12b进行气液分离而得到的液相冷媒在过冷却部12c中与从冷却风扇12d输送来的送风空气进行热交换，进一步散热而成为过冷却液相冷媒(图5的a5点一b5点)。
[0124]从散热器12的过冷却部12c流出的过冷却液相冷媒在形成于喷射器13的减压用空间30b的内周面与通路形成构件35的外周面之间的喷嘴通路13a中被等熵地减压而喷射(图5的b5点一c5点)。此时，减压用空间30b的最小通路面积部30m的冷媒通路面积被调整为使蒸发器14出口侧冷媒的过热度接近预定的规定值。
[0125]并且，通过从喷嘴通路13a喷射出的喷射冷媒的吸引作用，经由冷媒吸引口 31b、吸引用通路13b(流入空间30c以及吸引通路30d)吸引从蒸发器14流出的冷媒。此外，从喷嘴通路13a喷射出的喷射冷媒与经由吸引用通路13b等吸引来的吸引冷媒向扩压通路13c流入(图5的c5点一d5点、h5点一d5点)。
[0126]在扩压通路13c中，通过冷媒通路面积的扩大，从而冷媒的速度能转换为压力能。由此，一边将喷射冷媒与吸引冷媒混合，一边使混合冷媒的压力上升(图5的d5点一e5点)。从扩压通路13c流出的冷媒在气液分离空间30f中被气液分离(图5的e5点一f5点、e5点一g5点)。
[0127]在气液分离空间30f中分离出的液相冷媒从液相冷媒流出口 31c流出，向蒸发器14流入。向蒸发器14流入的冷媒从通过送风风扇14a输送来的送风空气吸热并蒸发，从而对送风空气进行冷却(图5的g5点一h5点)。另一方面，在气液分离空间30f中分离出的气相冷媒从气相冷媒流出口 31d流出，被向压缩机11吸入并被再次压缩(图5的f5点—a5 点)。
[0128]本实施方式的喷射式制冷循环系统10能够如上那样动作而对向车室内输送的送风空气进行冷却。此外，在该喷射式制冷循环系统10中，由于使通过扩压通路13c升压后的冷媒吸入到压缩机11，因此能够减少压缩机11的驱动动力，从而提高循环效率(COP)。
[0129]此外，根据本实施方式的喷射器13，在回旋空间30a中使冷媒回旋，由此能够使回旋空间30a内的回旋中心侧的冷媒压力降压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30a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。
[0130]通过像这样成为了二相分离状态的冷媒向喷嘴通路13a流入，从而在喷嘴通路13a的收敛部131中，在冷媒从圆环状的冷媒通路的外周侧壁面剥离时产生的壁面沸腾以及因圆环状的冷媒通路的中心轴线侧的冷媒的空穴而产生的沸腾核所带来的界面沸腾的作用下，冷媒的沸腾得到促进。由此，向喷嘴通路13a的最小通路面积部30m流入的冷媒成为气相与液相均质地混合了的气液混合状态。
[0131]并且，在最小通路面积部30m的附近，气液混合状态的冷媒的流动产生闭塞(choking)，因该闭塞而到达了音速的气液混合状态的冷媒在扩展部132被加速并喷射。这样，通过壁面沸腾以及界面沸腾双方所带来的沸腾促进，能够高效地将气液混合状态的冷媒加速至成为音速，由此能够提高喷嘴通路13a的能量转换效率(相当于喷嘴效率)。
[0132]另外，在本实施方式的喷射器13中，作为通路形成构件35，采用形成为随着从减压用空间30b离开而截面积扩大的圆锥状的构件，由于将扩压通路13c的剖面形状形成为圆环状，因此，能够将扩压通路13c的形状形成为随着从减压用空间30b离开而沿着通路形成构件35的外周扩展的形状，并且能够使在扩压通路13c中流通的冷媒回旋。
[0133]由此，能够将扩压通路13c中的用于使冷媒升压的流路形成为螺旋状，因此，相对于扩压部形成为沿喷嘴部的轴线方向延伸的形状的情况而言，能够抑制扩压通路13c的轴向(通路形成构件35的轴向)的尺寸扩大。其结果是，能够抑制作为喷射器13整体的外形的大型化。
[0134]另外，在本实施方式的喷射器13的主体30中形成有对从扩压通路13c流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间30f，因此，相对于独立于喷射器13设置气液分离装置的情况，能够有效地减小气液分离空间30f的容积。
[0135]换句话说，在本实施方式的气液分离空间30f中，由于从形成为剖面圆环状的扩压通路13c流出的冷媒已经进行回旋，因此，不需要在气液分离空间30f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，相对于独立于喷射器13设置气液分离装置的情况而言，能够有效地减小气液分离空间30f的容积。
[0136]另外，根据本实施方式的喷射器13，在从通路形成构件35的轴向观察时，在气液分离空间30f内开口的油返回通路34c的入口部34d配置于比通路形成构件35的轴中心靠近外周侧的位置。换言之，在通路形成构件35的径向上，从油返回通路34c的入口部34d到通路形成构件35的轴中心的距离比从入口部34d到气液分离空间30f的外周侧的距离长。
[0137]因此，能够将扩压通路13c的剖面形状形成为环状且使扩压通路形成为朝向冷媒流动下游侧而逐渐向外周侧扩展的形状，能够使在离心力的作用下向气液分离空间30f的外周侧偏倚的液相冷媒高效地向油返回通路34c流入。并且，能够经由气相冷媒流出通路34b使混入有制冷机油的液相冷媒向压缩机11的吸入侧流出。
[0138]换句话说，根据本实施方式的喷射器13，能够实现可使通过气液分离空间30f分离出的混入有制冷机油的液相冷媒适当向外部流入的气液分离装置一体型的喷射器。
[0139]另外，根据本实施方式的喷射器13，由于从通路形成构件35的轴中心朝向液相冷媒流出通路30i的入口部30j的中心延伸的线段LI与从通路形成构件35的轴中心朝向油返回通路34c的入口部34d的中心延伸的线段L2配置在同一直线上，因此，能够有效地抑制在气液分离空间30f内分离出的气相冷媒向油返回通路34c流入。
[0140]其理由在于，在液相冷媒流出通路30i的入口部30j附近，气液分离空间30f内的液相冷媒的液面容易降低。换句话说，若线段LI与线段L2配置为在一直线上，则能够将油返回通路34c的入口部34d配置于与液相冷媒流出通路30i的入口部30j分离的位置，因此，能够抑制油返回通路34c的入口部34d附近的液相冷媒的液面的降低。
[0141]其结果是，能够有效地抑制在气液分离空间30f内分离出的气相冷媒向油返回通路34c流入。
[0142]另外，根据本实施方式的喷射器13，由于具备驱动装置37，因此，能够根据喷射式制冷循环系统10的负荷变动而相应地使通路形成构件35位移，从而能够调整喷嘴通路13a以及扩压通路13c的冷媒通路面积。因此，能够根据喷射式制冷循环系统10的负荷变动而相应地使喷射器13适当地动作。
[0143]此外，由于驱动装置37中的、封入有温敏介质的封入空间37b配置于由吸引用通路13b与扩压通路13c夹着的位置，因此，能够有效地活用形成在吸引用通路13b与扩压通路13c之间的空间。其结果是，能够进一步抑制作为喷射器整体的外形的大型化。
[0144]并且，由于封入空间37b配置在由吸引用通路13b与扩压通路13c包围的位置，因此，能够在不受外部气体温度的影响等的情况下将在吸引用通路13b中流通的冷媒的蒸发器14流出冷媒的温度良好地传递至温敏介质，从而能够使封入空间37b内的压力变化。换句话说，能够使封入空间37b内的压力根据蒸发器14流出冷媒的温度而相应地高精度地变化。
[0145](第二实施方式)
[0146]在本实施方式中，相对于第一实施方式而言，如图6的剖视图所示，在喷射器13的气相冷媒流出通路34b内配置作为使从油返回通路34c的出口部34e流出的冷媒的压力降低的流出通路侧减压装置的一例的节流件36。更具体而言，节流件36通过缩小气相冷媒流出通路34b内的通路截面积来降低从油返回通路34c的出口部34e流出的冷媒压力。
[0147]其他的喷射器13以及喷射式制冷循环系统10的结构与第一实施方式相同。因此，在本实施方式的喷射器13中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0148]此外，在本实施方式的喷射器13中，由于具备节流件36，因此能够使出口部34e的冷媒压力比油返回通路34c的入口部34d的冷媒压力低。因此，能够使混入有制冷机油的液相冷媒可靠地向压缩机11的吸入侧流出。此外，通过适当地设定节流件36的减压量，还能够适当地调整经由油返回通路34c向压缩机11的吸入侧返回的液相冷媒的流量。
[0149](第三实施方式)
[0150]在本实施方式中，相对于第一实施方式而言，如图7的剖视图所示，设置有储液孔34fo具体而言，该储液孔34f通过对下部主体34中的管34a的外周侧的上表面、即形成气液分离空间30f的底面的部位实施锪孔加工、使底面向下方侧凹陷而形成。
[0151]因此，储液孔34f在其内部形成气液分离空间30f中的最靠下方侧的空间，在气液分离空间30f内分离出的液相冷媒优先向储液孔34f流入。此外，储液孔34f的内径形成为比油返回通路34c的通路直径大，本实施方式的油返回通路34c的入口部34d在储液孔34f的底面开口。
[0152]其他的喷射器13以及喷射式制冷循环系统10的结构与第一实施方式相同。因此，在本实施方式的喷射器13中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0153]此外，在本实施方式的喷射器13中，由于在形成气液分离空间30f的底面的部位设置有储液孔34f，且在该储液孔34f内开口有油返回通路34c的入口部34d，因此，即便在气液分离空间30f的液面因负荷变动等而降低的情况、气液分离空间30f的液面因车辆的倾斜等而降低的情况下，也能够使混入有制冷机油的液相冷媒稳定地向油返回通路34c流入。
[0154]当然，也可以将储液孔34f应用于第二实施方式的具备作为流出通路侧减压装置的一例的节流件36的喷射器13。
[0155](第四实施方式)
[0156]在本实施方式中，说明如图8A、8B所示那样，相对于第一实施方式的喷射器13而言追加有作为用于促进从扩压通路13c流出的冷媒绕通路形成构件35的轴线回旋的回旋促进部的一例的多个整流板38的例子。需要说明的是，在图8A中，在从轴向观察通路形成构件35时，利用粗实线箭头示意性地示出沿着通路形成构件35的圆锥状侧面流动的冷媒的流动方向，还示意性地示出整流板38等。
[0157]更具体而言，整流板38配置在通路形成构件35的最下方部的外周侧，且配置在扩压通路13c的形成冷媒出口侧的部位。此外，该整流板38由在通路形成构件35的轴向上扩展的板状构件构成，如图8A所示，绕通路形成构件35的轴线配置为圆环状。
[0158] 另外，各个整流板38配置为在从轴向观察时，其板面相对于径向倾斜。并且，通过使从扩压通路13c流出的冷媒沿着各整流板38的板面流动，由此能促进从扩压通路13c流出的冷媒的回旋方向的流动。其他的结构以及动作与第一实施方式相同。因此，在本实施方式的喷射器13中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0159]在此，例如在喷射式制冷循环系统10的热负荷减少而在循环系统中循环的冷媒流量减少的运转条件等下，有在扩压通路13c中流通的冷媒的速度分量中的、回旋方向的速度分量相对于轴向的速度分量变得极小、回旋方向的速度分量几乎消失的情况。
[0160]与此相对，根据本实施方式的喷射器13，由于具备作为回旋促进部的一例的整流板38，因此，如图8A、8B的粗实线箭头所示，与喷射式制冷循环系统10的运转条件无关，均能够使向气液分离空间30f流入的冷媒绕通路形成构件35的轴线回旋。因此，能够可靠地使离心力作用于气液分离空间30f内的冷媒。
[0161]其结果是，根据本实施方式的喷射器13，与喷射式制冷循环系统10的运转条件等无关，均能够可靠地对向气液分离空间30f流入的冷媒的气液进行分离，并且能够可靠地使分离出的液相冷媒向气液分离空间30f的外周侧偏倚而向油返回通路34c流入。
[0162]需要说明的是，在本实施方式中，说明了形成为平板状的整流板38，但整流板38不限于此。只要能够促进冷媒绕通路形成构件35的轴线回旋地流动，整流板38也可以形成为从轴向观察时沿着回旋流动方向弯曲的形状。
[0163]另外，在本实施方式中，如图8A所示，多个整流板38的配置采用冷媒流动出口侧的整流板38彼此的间隔比入口侧的整流板38彼此的间隔宽的、所谓减速叶栅配置。由此，能够使整流板38作为使形成在相邻的整流板38彼此间的冷媒通路的通路截面积逐渐扩大而将冷媒的速度能转换为压力能的扩散器发挥功能。
[0164]此外，整流板38的配置不限于此，也可以采用冷媒流动出口侧的整流板38彼此的间隔比入口侧的整流板38彼此的间隔窄的所谓增速叶栅配置(加速叶栅配置)。由此，能够使形成在相邻的整流板38彼此间的冷媒通路的通路截面积逐渐缩小而使冷媒的回旋方向的流速增速，因此能够有效地促进回旋流动。
[0165]本申请不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本申请的主旨的范围内如下进行各种变形。
[0166](I)在上述的实施方式中，油返回通路34c的入口部34d配置于下部主体34中的形成气液分离空间30f的底面的部位，且配置于从通路形成构件35的轴向观察时能够目视确认到的位置，但油返回通路34c的入口部34d的配置不限于此。
[0167]换句话说，在从通路形成构件35的轴向观察时，油返回通路34c的入口部34d只要配置在比通路形成构件35的轴中心靠近气液分离空间30f的外周侧的位置即可，例如，可以配置在壳体主体31的形成气液分离空间30f的圆筒状侧面的部位，也可以配置在下部主体34的管34a的圆筒状侧面。
[0168](2)在上述的实施方式中，未说明将气液分离空间30f与液相冷媒流出口 31c连接的液相冷媒流出通路30i的详细结构，但液相冷媒流出通路30i可以如图9的剖视图所示那样，沿着气液分离空间30f的内周壁面的切线方向延伸。由此，能够有效地活用在气液分离空间30f内回旋的冷媒的动能，从而使冷媒向蒸发器14侧流出。
[0169]在像这样构成液相冷媒流出通路30i的情况下，如图9所示，也将线段LI与线段L2配置在同一直线上即可。换言之，只要将线段LI与线段L2之间形成的角度Θ配置为180。即可。
[0170]在此，根据本发明的发明人的研宄可知，只要使在线段LI与线段L2之间形成的角度为90°以上，就能够充分抑制气相冷媒向油返回通路34c流入。
[0171]因此，在设置多个油返回通路34c以及液相冷媒流出通路30i的情况下，也优选使在线段LI与线段L2之间形成的角度为90°以上。例如，在设置两个油返回通路34c与两个液相冷媒流出通路30i的情况下，只要如图10所示那样配置即可。
[0172]S卩，只要将两个油返回通路34c的入口部34d相对于通路形成构件35的轴中心对称地配置、将两个液相冷媒流出通路30i的入口部30j相对于通路形成构件35的轴中心对称地配置、并将四个入口部34d、30j分别相对于通路形成构件35的轴中心以90°间隔配置即可。需要说明的是，图9、图10分别是与第一实施方式的图4对应的附图。
[0173](3)在上述的实施方式中，虽未说明喷射器13的液相冷媒流出口 31c的详细内容，但也可以在液相冷媒流出口 31c配置使冷媒减压的减压装置(例如，由节流件、毛细管构成的侧方固定节流装置)。例如，也可以在液相冷媒流出口 31c追加固定节流装置，而将喷射器13应用于具备二级升压式的压缩机的喷射式制冷循环系统。
[0174](4)在上述的实施方式中，作为使通路形成构件35位移的驱动装置37，说明了采用包括封入有伴随温度变化而发生压力变化的温敏介质的封入空间37b以及根据封入空间37b内的温敏介质的压力而相应地位移的隔膜37a的结构的例子，但驱动装置不限于此。
[0175]例如，作为温敏介质，也可以采用根据温度而发生体积变化的热蜡，作为驱动装置，也可以采用构成为具有形状记忆合金性的弹性构件的装置，此外，作为驱动装置，还可以采用通过电动马达、螺线管等电气机构使通路形成构件35位移的装置。
[0176](5)在上述的实施方式中，虽未说明通路形成构件35的材质，但通路形成构件35既可以用金属(例如铝)形成，也可以用树脂形成。例如，通过用树脂形成通路形成构件35而实现轻量化，由此能够使驱动装置37小型化，能够实现作为喷射器13整体的外形的进一步小型化。
[0177](6)在上述的实施方式中，说明了将具备本申请的喷射器13的喷射式制冷循环系统10应用于车辆用空气调节装置的例子，但具备本申请的喷射器13的喷射式制冷循环10的应用不限于此。例如，也可以应用于固定式空气调节装置、冷暖保存库、自动售货机用冷却加热装置等。
[0178](7)在上述的实施方式中，说明了采用过冷型的热交换器作为散热器12的例子，但也可以采用仅由冷凝部12a构成的普通散热器。
【主权项】
1.一种喷射器，其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，该喷射器具备: 主体(30)，其具有冷媒流入口(31a)、使从所述冷媒流入口(31a)流入的冷媒回旋的回旋空间(30a)、使从所述回旋空间(30a)流出的冷媒减压的减压用空间(30b)、与所述减压用空间(30b)的冷媒流动下游侧连通而从外部吸引冷媒的吸引用通路(13b)及使从所述减压用空间(30b)喷射出的喷射冷媒与从所述吸引用通路(13b)吸引来的吸引冷媒混合的升压用空间(30e);以及 通路形成构件(35)，其具有配置在所述减压用空间(30b)的内部以及所述升压用空间(30e)的内部的至少一部分，该通路形成构件(35)具有随着从所述减压用空间(30b)离开而截面积扩大的圆锥形状， 在所述主体(30)中的形成所述减压用空间(30b)的部位的内周面与所述通路形成构件(35)的外周面之间形成的冷媒通路是喷嘴通路(13a)，该喷嘴通路(13a)作为使从所述回旋空间(30a)流出的冷媒减压并喷射的喷嘴而发挥功能， 在所述主体(30)中的形成所述升压用空间(30e)的部位的内周面与所述通路形成构件(35)的外周面之间形成的冷媒通路是扩压通路(13c)，该扩压通路(13c)作为使所述喷射冷媒与所述吸引冷媒的混合冷媒升压的扩压部而发挥功能， 所述扩压通路(13c)在所述通路形成构件(35)的与轴向垂直的剖面中具有环形状，此外，所述主体(30)具有:气液分离空间(30f)，其利用离心力的作用对从所述扩压通路(13c)流出的冷媒的气液进行分离；气相冷媒流出通路(34b)，其使在所述气液分离空间(30f)中分离出的气相冷媒向所述压缩机(11)的吸入侧流出；以及油返回通路(34c)，其将在所述气液分离空间(30f)中分离出且混入有所述制冷机油的液相冷媒从所述气液分离空间(30f)向所述气相冷媒流出通路(34b)引导， 所述油返回通路(34c)具有在所述气液分离空间(30f)内开口的入口部(34d)，在所述通路形成构件(35)的径向上，从所述油返回通路(34c)的所述入口部(34d)到所述通路形成构件(35)的轴中心的距离比从所述入口部(34d)到所述气液分离空间(30f)的外周侧的距离长。2.根据权利要求1所述的喷射器，其中， 所述油返回通路(34c)具有在所述气相冷媒流出通路(34b)内开口的出口部(34e)，并且，在所述气相冷媒流出通路(34b)内，具备使从所述出口部(34e)流出的冷媒的压力降低的流出通路侧减压装置(36)。3.根据权利要求1或2所述的喷射器，其中， 所述主体(30)具有储液孔(34f)，该储液孔(34f)从所述气液分离空间(30f)的底面凹陷，在所述气液分离空间(30f)中分离出的液相冷媒优先于气相冷媒流入该储液孔(34f)， 所述油返回通路(34c)的所述入口部(34d)在所述储液孔(34f)内开口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷射器，其中， 所述主体(30)还具有液相冷媒流出通路(30i)，该液相冷媒流出通路(30i)使在所述气液分离空间(30f)中分离出的液相冷媒流出， 所述液相冷媒流出通路(30i)具有在所述气液分离空间(30f)内开口的入口部(30i)， 在所述通路形成构件(35)的相对于轴向垂直的剖面中，从所述通路形成构件(35)的轴中心朝向所述液相冷媒流出通路(30i)的所述入口部(30j)的中心延伸的线段(LI)与从所述通路形成构件(35)的轴中心朝向所述油返回通路(34c)的所述入口部(34d)的中心延伸的线段(L2)之间的角度(Θ )为90°以上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷射器，其中， 所述喷射器还具备回旋促进部(38)，该回旋促进部(38)促进从所述扩压通路(13c)流出的冷媒绕所述通路形成构件(35)的轴线回旋。6.根据权利要求1至5中任一项所述的喷射器，其中， 在所述扩压通路(13c)中流通的冷媒绕所述通路形成构件(35)的轴线回旋。7.根据权利要求1至6中任一项所述的喷射器，其中， 所述油返回通路(34c)与所述通路形成构件(35)的轴向平行地延伸。
【专利摘要】在主体(30)的内部，通过配置通路形成构件(35)而形成使从喷嘴通路(13a)喷射出的喷射冷媒与从吸引用通路(13b)吸引来的吸引冷媒混合并升压的扩压通路(13c)，并且形成利用离心力的作用对从扩压通路(13c)流出的冷媒的气液进行分离的气液分离空间(30f)。并且，将在气液分离空间(30f)内开口的油返回通路(34c)的入口部(34d)配置在比通路形成构件(35)的轴中心靠近外周侧的位置。由此，能够使在离心力的作用下向气液分离空间(30f)的外周侧偏倚且混入有制冷机油的液相冷媒高效地向油返回通路(34c)流入。换句话说，能够使混入有制冷机油的液相冷媒适当地向外部流出。
【IPC分类】F25B1/00, F04F5/46, F04F5/44, F04F5/20
【公开号】CN104903594
【申请号】CN201380067797
【发明人】横山佳之, 西岛春幸, 山田悦久, 中岛大介
【申请人】株式会社电装
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月23日
【公告号】US20150345840, WO2014103276A1
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