JP2007192502A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の流体通路を有する熱交換器に関するもので、例えば、エジェクタ式冷凍サイクルの蒸発器に用いて好適なものである。 The present invention relates to a heat exchanger having a plurality of fluid passages, and is suitable for use in, for example, an evaporator of an ejector refrigeration cycle.
従来、冷媒減圧手段の役割および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタ有するエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。このエジェクタ式冷凍サイクルは、例えば、車両用空調装置、あるいは車載の荷物を冷凍、冷蔵する車両用冷凍装置等に適用して有効である。また、定置型の冷凍サイクルシステム、例えば、空調装置、冷蔵庫、冷凍庫などに適用して有効である。この種のエジェクタ式冷凍サイクルは特許文献1等にて知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ejector refrigeration cycle having an ejector serving as a refrigerant decompression unit and a refrigerant circulation unit is known. This ejector-type refrigeration cycle is effective when applied to, for example, a vehicle air conditioner, or a vehicle refrigeration device that freezes and refrigerates on-board luggage. Further, it is effective when applied to a stationary refrigeration cycle system such as an air conditioner, a refrigerator, a freezer and the like. This type of ejector refrigeration cycle is known from
また、本出願人は、先に、特願2005−37645号(特開2005−308384号公報)の特許出願(以下、先願例という)にて、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルにおける具体的構成を提案している。
In addition, the applicant of the present application previously described a specific application in the ejector-type refrigeration cycle of
この先願例では、冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタの出口側に第1蒸発器を配置し、この第1蒸発器の出口側を圧縮機の吸入側に接続するともに、エジェクタの上流部から分岐する冷媒分岐通路を設け、この冷媒分岐通路の下流側に第2蒸発器を配置し、第2蒸発器の出口側をエジェクタの冷媒吸引口に接続したエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。 In this prior application example, the first evaporator is disposed on the outlet side of the ejector that functions as the refrigerant decompression means and the refrigerant circulation means, and the outlet side of the first evaporator is connected to the suction side of the compressor. An ejector refrigeration cycle is disclosed in which a refrigerant branch passage branching from an upstream portion is provided, a second evaporator is disposed downstream of the refrigerant branch passage, and an outlet side of the second evaporator is connected to a refrigerant suction port of the ejector. ing.
この先願例のエジェクタ式冷凍サイクルによると、膨張時の冷媒の高速な流れにより生じる圧力低下を利用して、第2蒸発器から排出される気相冷媒を吸引するとともに、膨張時の冷媒の速度エネルギーをエジェクタのディフューザ部(昇圧部)にて圧力エネルギーに変換して冷媒圧力を上昇させるので、圧縮機の駆動動力を低減できる。このため、サイクルの運転効率を向上することができる。 According to the ejector-type refrigeration cycle of the prior application, the pressure drop caused by the high-speed flow of the refrigerant at the time of expansion is used to suck the gas-phase refrigerant discharged from the second evaporator, and the speed of the refrigerant at the time of expansion Since the energy is converted into pressure energy by the diffuser part (pressure raising part) of the ejector and the refrigerant pressure is increased, the driving power of the compressor can be reduced. For this reason, the operating efficiency of the cycle can be improved.
また、第1、第2蒸発器により別々の空間、または第1、第2蒸発器により同一の空間に対して吸熱(冷却)作用を発揮することができる。 Further, the first and second evaporators can exert heat absorption (cooling) action on separate spaces, or the first and second evaporators on the same space.
また、この先願例では、第2蒸発器の上側に、冷媒分岐通路を通過した冷媒が流入するタンク部を配置し、このタンク部が第2蒸発器の複数の冷媒通路(チューブ)に対して冷媒を分配するようになっている。このため、第2蒸発器の複数のチューブに対する冷媒の分配を簡素な構成により実現することができる。
ところで、先願例のエジェクタ式冷凍サイクルでは、冷媒分岐通路で分岐された冷媒が第2蒸発器のタンク部に流入する。換言すれば、第2蒸発器のタンク部には冷凍サイクルを循環する冷媒の一部のみが流入するので、タンク部に流入する冷媒の流量が少ない。 By the way, in the ejector refrigeration cycle of the prior application example, the refrigerant branched in the refrigerant branch passage flows into the tank portion of the second evaporator. In other words, since only a part of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle flows into the tank portion of the second evaporator, the flow rate of the refrigerant flowing into the tank portion is small.
このため、タンク部内の空間のうち冷媒の入口部に近い空間には直接冷媒が届くが、冷媒の入口部から離れた空間には直接冷媒が届きにくいので、複数のチューブに対する冷媒の分配の均一性が不十分になってしまう。 For this reason, the refrigerant reaches the space close to the inlet of the refrigerant in the space in the tank portion, but the refrigerant does not easily reach the space away from the inlet of the refrigerant, so the distribution of the refrigerant to the tubes is uniform. It becomes inadequate.
この結果、複数のチューブによる吸熱(冷却)作用を均一にすることが難しく、第2蒸発器を通過した空気の温度分布の均一性が不十分になってしまうという問題がある。 As a result, it is difficult to make the heat absorption (cooling) action by the plurality of tubes uniform, and there is a problem that the uniformity of the temperature distribution of the air that has passed through the second evaporator becomes insufficient.
また、複数の内部通路に対する熱交換流体(例えば温水等)の分配をタンク部によって行う熱交換器においても、熱交換流体の流量が少ないときには同様の問題が生じる。 In the heat exchanger in which the heat exchange fluid (for example, hot water) is distributed to the plurality of internal passages by the tank unit, the same problem occurs when the flow rate of the heat exchange fluid is small.
本発明は、上記点に鑑み、熱交換流体の流量が少なくても複数の流体通路に対する熱交換流体の分配を均一化できる熱交換器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the heat exchanger which can equalize | distribute the heat exchange fluid with respect to a some fluid channel | path even if the flow volume of a heat exchange fluid is small in view of the said point.
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも液相流体を含む熱交換流体が内部に流れる複数の流体通路(21)と、
複数の流体通路(21)の入口部(21a)よりも上方に配置され、複数の流体通路(21)に対する熱交換流体流れの分配を行うタンク(18b)とを備え、
タンク(18b)の内部であって入口部(21a)の上方には、タンク(18b)に流入した液相流体を一旦溜めるための貯留部材(75、77、80)が配置されており、
貯留部材(75、77、80)から溢れた液相流体が入口部(21a)側に落下するようになっていることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a plurality of fluid passages (21) through which a heat exchange fluid including at least a liquid phase fluid flows,
A tank (18b) that is disposed above the inlet portions (21a) of the plurality of fluid passages (21) and distributes the heat exchange fluid flow to the plurality of fluid passages (21),
Storage members (75, 77, 80) for temporarily storing the liquid phase fluid that has flowed into the tank (18b) are disposed inside the tank (18b) and above the inlet (21a).
The liquid phase fluid overflowing from the storage member (75, 77, 80) is configured to fall to the inlet portion (21a) side.
これによると、熱交換流体のうち液相流体が貯留部材(75、77、80)によって一旦溜められ、貯留部材(75、77、80)から溢れた液相流体が流体通路(21)に流入するので、複数の流体通路(21)のうち液相流体が直接届きやすい位置にある流体通路(21)への液相流体の流入を抑制し、液相流体が直接届きにくい位置にある流体通路(21)へ液相流体を誘導することができる。 According to this, the liquid phase fluid of the heat exchange fluid is temporarily stored by the storage member (75, 77, 80), and the liquid phase fluid overflowing from the storage member (75, 77, 80) flows into the fluid passage (21). Therefore, the fluid passage in the position where the liquid-phase fluid is prevented from flowing directly into the fluid passage (21) in the position where the liquid-phase fluid is easily reachable among the plurality of fluid passages (21), and the liquid-phase fluid is difficult to reach directly. The liquid phase fluid can be guided to (21).
このため、熱交換流体の流量が少なくても複数の流体通路(21)に対する熱交換流体の分配を均一化できる。 For this reason, even if the flow rate of the heat exchange fluid is small, the distribution of the heat exchange fluid to the plurality of fluid passages (21) can be made uniform.
本発明は、具体的には、貯留部材(75)は断面山形に形成されており、
断面山形の裾部(75d)とタンク(18b)の上下方向に延びる内壁面(60b)とによって谷間状の貯留部(76)が形成されており、
さらに、貯留部材(75)のうち断面山形の頂部には穴部(75a)が形成されており、
貯留部(76)に液相流体が一旦溜まり、貯留部(76)に溜まった液相流体が穴部(75a)を通じて落下するようになっている。
Specifically, in the present invention, the storage member (75) is formed in a cross-sectional mountain shape,
A valley-shaped storage part (76) is formed by the bottom part (75d) having a mountain-shaped cross section and the inner wall surface (60b) extending in the vertical direction of the tank (18b),
Furthermore, the hole (75a) is formed in the top part of the cross-sectional mountain shape among the storage members (75),
The liquid phase fluid once accumulates in the reservoir (76), and the liquid phase fluid accumulated in the reservoir (76) falls through the hole (75a).
これにより、貯留部材(75、77、80)で液相流体を一旦溜めることができ、さらに、貯留部材(75、77、80)から溢れた液相流体を入口部(21a)側に落下させることができる。 As a result, the liquid phase fluid can be temporarily stored in the storage member (75, 77, 80), and the liquid phase fluid overflowing from the storage member (75, 77, 80) is dropped to the inlet (21a) side. be able to.
本発明は、より具体的には、断面山形の屈曲角度(θ)を30度以上、170度以下の範囲に設定すれば、貯留部材(75、77、80)による液相流体の貯留と落下とを適切に行うことができ、複数の流体通路(21)に対する熱交換流体の分配をより均一化できることがわかった。 More specifically, in the present invention, when the bending angle (θ) of the cross-sectional mountain shape is set in the range of 30 degrees or more and 170 degrees or less, the liquid phase fluid is stored and dropped by the storage member (75, 77, 80). It was found that the heat exchange fluid can be more evenly distributed to the plurality of fluid passages (21).
また、本発明は、具体的には、穴部(75a)は、入口部(21a)と重合するように配置されている。 In the present invention, specifically, the hole (75a) is arranged so as to overlap with the inlet (21a).
これにより、穴部(75a)を通じて落下した液相流体を流体通路(21)内に直接流入させることができるので、熱交換流体の分配をより均一化できる。 Thereby, since the liquid phase fluid which fell through the hole part (75a) can be directly flowed in in the fluid channel | path (21), distribution of a heat exchange fluid can be made more uniform.
また、本発明は、具体的には、穴部(75a)の縁部は波形状に形成されている。 In the present invention, specifically, the edge of the hole (75a) is formed in a wave shape.
これによると、液相流体は穴部(75a)の縁部で発生する表面張力によって液滴状態になるが、穴部(75a)の縁部を波形状にすることによって液相流体が大きな液滴になることを防止できる。換言すれば、液相流体を小さな液滴状態にて穴部(75a)から落下させることができる。このため、熱交換流体の分配をより均一化できる。 According to this, the liquid phase fluid is in a droplet state due to the surface tension generated at the edge of the hole (75a), but the liquid phase fluid is a large liquid by making the edge of the hole (75a) corrugated. It can be prevented from becoming drops. In other words, the liquid phase fluid can be dropped from the hole (75a) in a small droplet state. For this reason, the distribution of the heat exchange fluid can be made more uniform.
なお、本発明における「波形状」とは、曲線により形成される滑らかな波形状のみを意味するものではなく、直線により形成される尖った波形状をも含む意味のものである。 The “wave shape” in the present invention does not mean only a smooth wave shape formed by a curve, but also includes a sharp wave shape formed by a straight line.
本発明は、より具体的には、穴部(75a)の縁部は波形状に形成されており、
波形状のうち穴部(75a)の外部側に窪んだ頂部(75c)が入口部(21a)と重合するように、穴部(75a)が配置されている。
In the present invention, more specifically, the edge of the hole (75a) is formed in a wave shape,
The hole (75a) is arranged so that the top (75c) of the corrugated shape that is recessed outside the hole (75a) overlaps with the inlet (21a).
これにより、波形状のうち穴部(75a)の外部側に窪んだ頂部(75c)から落下した液相流体を流体通路(21)内に直接流入させることができるので、液相流体を流体通路(21)に効果的に流入させることができる。 Thus, the liquid phase fluid that has dropped from the top portion (75c) that is recessed outside the hole portion (75a) in the wave shape can be directly flowed into the fluid passage (21). (21) can be effectively introduced.
また、本発明は、ノズル部(14a)から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口(14b)から冷媒を吸引し、ノズル部(14a)から噴射された冷媒と冷媒吸引口(14b)から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ(14)と、
エジェクタ(14)から吐出された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)と、
冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒を蒸発させる第2蒸発器(18)とを備え、
第2蒸発器(18)は、上述の本発明による熱交換器により構成されている。
Further, according to the present invention, the refrigerant is sucked from the refrigerant suction port (14b) by the high-speed refrigerant flow ejected from the nozzle portion (14a), and the refrigerant jetted from the nozzle portion (14a) and the refrigerant suction port (14b). An ejector (14) for mixing and discharging the refrigerant sucked from
A first evaporator (15) for evaporating the refrigerant discharged from the ejector (14);
A second evaporator (18) for evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (14b),
The 2nd evaporator (18) is comprised by the heat exchanger by the above-mentioned this invention.
これによると、第2蒸発器(18)は分岐された冷媒流れ中に配置されるため、第2蒸発器(18)に流入する冷媒の流量が少なくなるが、第2蒸発器(18)を上述の本発明による熱交換器により構成するので、第2蒸発器(18)に対して上述した本発明による作用効果を発揮できる。 According to this, since the second evaporator (18) is arranged in the branched refrigerant flow, the flow rate of the refrigerant flowing into the second evaporator (18) decreases, but the second evaporator (18) Since it comprises the heat exchanger according to the present invention described above, the effects of the present invention described above can be exhibited with respect to the second evaporator (18).
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図12に基づいて説明する。本実施形態は、本発明による熱交換器をエジェクタ式冷凍サイクルに適用した例である。エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、エジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニット、あるいは、エジェクタ付き蒸発器ユニットとも呼ばれうるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is an example in which the heat exchanger according to the present invention is applied to an ejector refrigeration cycle. The ejector-type refrigeration cycle unit can also be called an ejector-type refrigeration cycle evaporator unit or an ejector-equipped evaporator unit.
エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、エジェクタを備える冷凍サイクルを構成するために配管を介して冷凍サイクルの他の構成部品である凝縮器、および圧縮機と接続される。エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、ひとつの形態では室内機として空気を冷却する用途に用いられる。また、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットは、他の形態では、室外機として用いることができる。 The ejector-type refrigeration cycle unit is connected to a condenser, which is another component of the refrigeration cycle, and a compressor via a pipe in order to configure a refrigeration cycle including the ejector. In one form, the ejector-type refrigeration cycle unit is used as an indoor unit for cooling air. In addition, the ejector refrigeration cycle unit can be used as an outdoor unit in another form.
図1は第1実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクル10を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機11は、電磁クラッチ11a、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。
FIG. 1 shows an example in which an
この圧縮機11としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチ11aの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを使用してもよい。また、圧縮機11として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
As the
この圧縮機11の冷媒吐出側には放熱器12が配置されている。放熱器12は圧縮機11から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気(車室外空気)との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。
A
ここで、エジェクタ式冷凍サイクル10の冷媒として、本実施形態ではフロン系、HC系等の冷媒のように高圧圧力が臨界圧力を超えない冷媒を用いて、蒸気圧縮式の亜臨界サイクルを構成している。このため、放熱器12は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。
Here, as a refrigerant of the
放熱器12の出口側には受液器12aが設けられている。この受液器12aは周知のように縦長のタンク形状のものであり、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液冷媒を溜める気液分離器を構成する。受液器12aの出口にはタンク形状内部の下部側から液冷媒を導出するようになっている。なお、受液器12aは本例では放熱器12と一体的に設けられている。
A
また、放熱器12として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器12aと、この受液器12aからの飽和液冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する公知の構成を採用してもよい。
Further, as the
受液器12aの出口側には温度式膨張弁13が配置されている。この温度式膨張弁13は受液器12aからの液冷媒を減圧する減圧手段であって、圧縮機11の吸入側通路に配置された感温部13aを有している。
A temperature
温度式膨張弁13は周知のように、圧縮機11の吸入側冷媒(後述の蒸発器出口側冷媒)の温度と圧力とに基づいて圧縮機吸入側冷媒の過熱度を検出し、圧縮機吸入側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度(冷媒流量)を調整するものである。
As is well known, the temperature
温度式膨張弁13の出口側にエジェクタ14が配置されている。このエジェクタ14は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用(巻き込み作用)によって冷媒の循環を行う流体輸送を冷媒循環手段(運動量輸送式ポンプ)でもある。
An
エジェクタ14には、膨張弁13通過後の冷媒(中間圧冷媒)の通路面積を小さく絞って、冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部14aと、ノズル部14aの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する第2蒸発器18からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口14bが備えられている。
In the
さらに、ノズル部14aおよび冷媒吸引口14bの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部14aからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口14bの吸引冷媒とを混合する混合部14cが設けられている。そして、混合部14cの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部14dが配置されている。このディフューザ部14dは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。
Furthermore, a mixing
エジェクタ14の出口部14e(ディフューザ部14dの先端部)側に第1蒸発器15が接続され、この第1蒸発器15の出口側は圧縮機11の吸入側に接続される。
The
一方、エジェクタ14の入口側(温度式膨張弁13の出口側とエジェクタ14の入口側との間の中間部位)から冷媒分岐通路16が分岐され、この冷媒分岐通路16の下流側はエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される。Zは冷媒分岐通路16の分岐点を示す。
On the other hand, a
この冷媒分岐通路16には絞り機構17が配置され、この絞り機構17よりも冷媒流れ下流側には第2蒸発器18が配置されている。絞り機構17は第2蒸発器18への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。
A
本実施形態では、2つの蒸発器15、18を後述の構成により一体構造に組み付けるようになっている。この2つの蒸発器15、18を図示しないケース内に収納し、そして、このケース内に構成される空気通路に共通の電動送風機19により空気(被冷却空気)を矢印Aのごとく送風し、この送風空気を2つの蒸発器15、18で冷却するようになっている。
In the present embodiment, the two
2つの蒸発器15、18で冷却された冷風を共通の冷却対象空間(図示せず)に送り込み、これにより、2つの蒸発器15、18にて共通の冷却対象空間を冷却するようになっている。ここで、2つの蒸発器15、18のうち、エジェクタ14下流側の主流路に接続される第1蒸発器15を空気流れAの上流側(風上側)に配置し、エジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される第2蒸発器18を空気流れAの下流側(風下側)に配置している。
The cool air cooled by the two
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を車両空調用冷凍サイクル装置に適用する場合は車室内空間が冷却対象空間となる。また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を冷凍車用冷凍サイクル装置に適用する場合は冷凍車の冷凍冷蔵庫内空間が冷却対象空間となる。
Note that, when the
ところで、本実施形態では、エジェクタ14、第1、第2蒸発器15、18および絞り機構17を1つの一体化ユニット20として組み付けている。次に、この一体化ユニット20の具体例を図2〜図11により説明する。
By the way, in this embodiment, the
図2は第1、第2蒸発器15、18の全体構成の概要を示す分解斜視図である。図3は第1、第2蒸発器15、18の上側タンク部の横断面図で、図4は第2蒸発器18の上側タンク部の縦断面図で、図5は図4におけるB−B拡大断面図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an outline of the overall configuration of the first and
まず、2つの蒸発器15、18の一体化構造の具体例を図2により説明する。この図2の例では、2つの蒸発器15、18が完全に1つの蒸発器構造として一体化されるようになっている。そのため、第1蒸発器15は1つの蒸発器構造のうち空気流れAの上流側領域を構成し、そして、第2蒸発器18は1つの蒸発器構造のうち空気流れAの下流側領域を構成するようになっている。
First, a specific example of an integrated structure of the two
第1蒸発器15および第2蒸発器18の基本的構成は同一であり、それぞれ熱交換コア部15a、18aと、この熱交換コア部15a、18aの上下両側に位置するタンク部15b、15c、18b、18cとを備えている。
The basic configurations of the
ここで、熱交換コア部15a、18aは、それぞれ上下方向に延びる複数のチューブ21を備える。このチューブ21は、本発明における熱源流体通路に該当するものである。これら複数のチューブ21の間には、被熱交換媒体、この実施形態では冷却される空気が通る通路が形成される。
Here, each of the heat
これら複数のチューブ21相互間には、フィン22を配置し、チューブ21とフィン22とを接合することができる。熱交換コア部15a、18aは、チューブ21とフィン22との積層構造からなる。このチューブ21とフィン22は熱交換コア部15a、18aの左右方向に交互に積層配置される。他の実施形態では、フィン22を備えない構成を採用することができる。
The
なお、図2では、フィン22を一部のみ図示しているが、熱交換コア部15a、18aの全域にフィン22が配置され、熱交換コア部15a、18aの全域にチューブ21とフィン22の積層構造が構成されている。そして、この積層構造の空隙部を電動送風機19の送風空気が通過するようになっている。
In FIG. 2, only a part of the
チューブ21は冷媒通路を構成するもので、断面形状が空気流れ方向Aに沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン22は薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンであり、チューブ21の平坦な外面側に接合され空気側伝熱面積を拡大する。
The
熱交換コア部15aのチューブ21と熱交換コア部18aのチューブ21は互いに独立した冷媒通路を構成し、第1蒸発器15の上下両側のタンク部15b、15cと、第2蒸発器18の上下両側のタンク部18b、18cは互いに独立した冷媒通路空間を構成する。
The
図5に示すように、第1蒸発器15の上下両側のタンク部15b、15cは熱交換コア部15aのチューブ21の上下両端部が挿入され、接合されるチューブ嵌合穴部15dを有し、チューブ21の上下両端部がタンク部15b、15cの内部空間に連通するようになっている。
As shown in FIG. 5, the upper and
同様に、第2蒸発器18の上下両側のタンク部18b、18cは熱交換コア部18aのチューブ21の上下両端部が挿入され、接合されるチューブ嵌合穴部18dを有し、チューブ21の上下両端部がタンク部18b、18cの内部空間に連通するようになっている。
Similarly, the
これにより、上下両側のタンク部15b、15c、18b、18cは、それぞれ対応する熱交換コア部15a、18aの複数のチューブ21へ冷媒流れを分配したり、複数のチューブ21からの冷媒流れを集合する役割を果たす。
As a result, the
なお、図5では、上下両側のタンク部15b、15c、18b、18cのチューブ嵌合穴部15d、18dのうち上側タンク15b、18b側のチューブ嵌合穴部のみを図示している。一方、下側タンク15c、18c側のチューブ嵌合穴部は上側タンク15b、18b側のチューブ嵌合穴部と同様の構成であるので、下側タンク15c、18c側のチューブ嵌合穴部については図示を省略している。
In FIG. 5, only the tube fitting hole on the
2つの上側タンク15b、18b、および2つの下側タンク15c、18cは隣接しているので、2つの上側タンク15b、18b同士、および2つの下側タンク15c、18c同士を一体成形することができる。もちろん、2つの上側タンク15b、18b、および2つの下側タンク15c、18cをそれぞれ独立の部材として成形してもよい。
Since the two
本実施形態では、図2、図5に示すように、2つの上側タンク15b、18bを底面側半割れ部材60、上面側半割れ部材61およびキャップ62に分割して成形している。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5, the two
より具体的には、底面側半割れ部材60は2つの上側タンク15b、18bのそれぞれの底面側半割れ部を一体成形した略W字状断面を有し、上面側半割れ部材61は2つの上側タンク15b、18bのそれぞれの上面側半割れ部を一体成形した略M字状断面を有している。
More specifically, the bottom
底面側半割れ部材60の略W字状断面の中央には平面部60aが形成されており、上面側半割れ部材61の略M字状断面の中央には平面部61aが形成されている。そして、底面側半割れ部材60と上面側半割れ部材61とを上下方向に組み合わせると、平面部60aと平面部61aとが密接して2つの筒形状を形成する。さらに、この2つの筒形状の長手方向一端部(図2の右端部)をキャップ62で閉塞することによって、2つの上側タンク15b、18bを構成している。
A
なお、チューブ21、フィン22、タンク部15b、15c、18b、18c等の蒸発器構成部品の具体的材質としては、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムが好適であり、このアルミニウム材にて各部品を成形することにより、第1、第2蒸発器15、18の全体構成を一体ろう付けにて組み付けることができる。
In addition, as a concrete material of the evaporator components such as the
本実施形態では、図2に示す接続ブロック23および絞り機構17を構成するキャピラリチューブ17a等もろう付けにて第1、第2蒸発器15、18と一体に組み付けるようになっている。
In the present embodiment, the
これに対し、エジェクタ14はノズル部14aに高精度な微小通路を形成しているので、エジェクタ14をろう付けすると、ろう付け時の高温度(アルミニウムのろう付け温度:600℃付近)にてノズル部14aが熱変形して、ノズル部14aの通路形状、寸法等を所期の設計通りに維持できないという不具合が生じる。
On the other hand, since the
そこで、エジェクタ14については、第1、第2蒸発器15、18、接続ブロック23およびキャピラリチューブ17a等の一体ろう付けを行った後に、蒸発器側に組み付けするようにしてある。
Therefore, the
より具体的に、エジェクタ14、キャピラリチューブ17aおよび接続ブロック23等の組み付け構造を説明すると、キャピラリチューブ17aおよび接続ブロック23は、蒸発器部品と同様にアルミニウム材にて成形される。
More specifically, the assembly structure of the
図5に示すように、キャピラリチューブ17aは、上側タンク15b、18bの上面側半割れ部材61の平面部61aの上方に形成される谷間部61bに挟まれるように配置される。
As shown in FIG. 5, the
接続ブロック23は第1、第2蒸発器15、18のうち上側タンク15b、18bの長手方向の一方(図2の左方)における側面部にろう付け固定される部材であって、図1に示す一体化ユニット20の1つの冷媒入口25と、1つの冷媒出口26と、エジェクタ14を蒸発器側に組み付けるためのエジェクタ入口部63とを構成する。
The
図3、図6に示すように、接続ブロック23の厚さ方向の途中にて冷媒入口25は、エジェクタ14の入口側に向かう第1通路をなす主通路25aと、キャピラリチューブ17aの入口側に向かう第2通路をなす分岐通路16とに分岐される。この分岐通路16は図1の分岐通路16の入口部分に相当する。従って、図1の分岐点Zは接続ブロック23の内部に構成されることになる。
As shown in FIGS. 3 and 6, in the middle of the
これに対し、冷媒出口26は接続ブロック23の厚さ方向に貫通する1つの単純な通路穴(円形穴等)で構成される。
On the other hand, the
この接続ブロック23は介在プレート64を介して上側タンク15b、18bの側面部にろう付け固定される。この介在プレート64は、接続ブロック23と一体に固定されることによって上述の主通路25aおよび分岐通路16を形成する役割と、エジェクタ14の長手方向の固定を行う役割とを果たすものである。
The
アルミニウム材にて成形される介在プレート64には、接続ブロック23の主通路25aと連通する主通路側開口部64aと、接続ブロック23の分岐通路16と連通する分岐通路側開口部64bと、接続ブロック23の冷媒出口26と連通する冷媒出口側開口部64cとが形成されている。
The intervening
主通路側開口部64aの周縁部には上側タンク18b内に挿入される円筒部64dが形成されており、この円筒部64dの先端部には円筒部64dの内径方向に突出する円環状のフランジ部64eが形成されている。
A
介在プレート64から蒸発器側に突出する第1爪部64fを上側タンク15b、18bにかしめることにより、介在プレート64を蒸発器側に仮固定することができる。さらに、介在プレート64から接続ブロック23側に突出する第2爪部64gを接続ブロック23にかしめることにより、接続ブロック23を蒸発器側に仮固定することができる。
By caulking the
そして、介在プレート64の分岐通路側開口部64bはキャピラリチューブ17aの上流側端部(図2の左端部)にろう付けによりシール接合される。
The branch
このように接続ブロック23と介在プレート64とを構成することにより、接続ブロック23の冷媒出口26が介在プレート64の冷媒出口側開口部64cを介して上側タンク15bの左側空間31と連通し、接続ブロック23の主通路25aが介在プレート64の主通路側開口部64aを介して上側タンク18bの左側空間27と連通し、かつ、接続ブロック23の分岐通路16が介在プレート64の分岐通路側開口部64bを介してキャピラリチューブ17aの上流側端部17cと連通した状態で、接続ブロック23と介在プレート64とが上側タンク15b、18bの側面部にろう付けされる。
By configuring the
エジェクタ固定板65は、エジェクタ14のディフューザ部14dを固定するとともに、上側タンク18bの内部空間を左側空間27と右側空間28とに仕切る役割を果たす部材である。上側タンク18bの左側空間27は、第2蒸発器18の複数のチューブ21を通過した冷媒を集合する集合タンクの役割を果たすものである。
The
エジェクタ固定板65は、第2蒸発器18の上側タンク18bの内部空間の長手方向における略中央部に配置され上側タンク18bの内壁面にろう付けされる。
The
図7に示すように、エジェクタ固定板65は、上側タンク18bの長手方向(図7の左右方向)を向いた平板部65aと、平板部65aから上側タンク18bの長手方向に突出する円筒部65bと、平板部65aの上端から上方へ突出する爪部65cとから構成されており、アルミニウム材にて成形される。
As shown in FIG. 7, the
円筒部65bの内部空間は、エジェクタ固定板65を左右方向に貫通する貫通穴を形成している。爪部65cは、図4に示すように上側タンク18bの上面のスリット状穴部66を貫通し、上側タンク18bにかしめられる。これにより、エジェクタ固定板65を上側タンク18bに仮固定できる。
The internal space of the
図4に示すように、キャピラリチューブ17aの下流側端部(右端側)17dは上側タンク18b内に、チューブ21の積層方向(図4の左右方向)に挿入されている。より具体的には、キャピラリチューブ17aの下流側端部17dは、上側タンク18bのキャップ62の貫通穴62aに挿入されて右側空間28内に開口している。なお、キャピラリチューブ17aの外周面とキャップ62の貫通穴62aとの間はろう付けによりシール接合される。
As shown in FIG. 4, the downstream end portion (right end side) 17d of the
上側タンク18b内の右側空間28の上下方向における略中央部には上下仕切板67が配置されている。この上下仕切板67は、右側空間28をさらに上下方向の2つの空間、すなわち、上側空間69と下側空間70とに仕切る役割を果たす部材である。この下側空間70は、第2蒸発器18の複数のチューブ21に対して冷媒を分配する分配タンクの役割を果たすものである。
An upper and
上下仕切板67はアルミニウム材にて成形され、上側タンク18bの内壁面にろう付けされる部材であり、図8に示すように全体として上側タンク18bの長手方向に延びる板形状を有している。
The upper and
より具体的には、上下仕切板67は、上側タンク18bの長手方向に延びる平板面67aと、平板面67aの長手方向両端部にて互いに反対方向に直角に屈曲する第1、第2屈曲部67b、67cとから構成されている。
More specifically, the upper and
第1屈曲部67bは、平板面67aのうちキャピラリチューブ17aの下流側端部17dに近い側(図4の右方側)の端部から上方へ向かって屈曲し、第2屈曲部67cは平板面67aの他方側の端部から下方へ向かって屈曲している。
The first
図5に示すように、平板面67aは第1蒸発器15側から第2蒸発器18側に向かって低くなるように傾斜している。第1屈曲部67bの根元部には平板面67a側へ三角状に突出するリブ67dが一体に成形されている。このリブ67dが第1屈曲部67bの剛性を高めることによって、第1屈曲部67bの屈曲角度を直角に維持している。
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、第1屈曲部67bの先端部(上端部)から上方へ突出する爪部67eは上側タンク18bの上面のスリット状穴部68を貫通して上側タンク18bにかしめられる。これにより上下仕切板67を上側タンク18bに仮固定できる。
As shown in FIG. 4, the
上下仕切板67に第1屈曲部67bを形成することにより、下側空間70は第1屈曲部67bよりもキャピラリチューブ17aの下流側端部17d側(図4の右方側)において上方に拡大されている。換言すれば、右側空間28のうちキャピラリチューブ17aの下流側端部17d側の空間には、上側空間69が形成されず、下側空間70が右側空間28の上下方向全域にわたって形成されている。
By forming the first
図8に示すように、上下仕切板67の平板面67aのうち第2屈曲部67c側(図8の左方側)の端部には、下側空間70側に窪んだ窪み部67fが形成されている。この窪み部67fは円筒状凹部67gと円錐状凹部67hとから構成されている。
As shown in FIG. 8, a recessed
円筒状凹部67gは平板面67aの第2屈曲部67c側(図8の左方側)の端部にて平板面67aの長手方向に延びる形状を有している。円錐状凹部67hは円筒状凹部67gよりも第1屈曲部67b側(図8の右方側)において円筒状凹部67gと連続して形成され、円筒状凹部67g側が深く円筒状凹部67gから離れるにつれて浅くなる形状を有している。
The
エジェクタ14は銅、アルミニウムといった金属材にて構成するが、樹脂(非金属材)で構成してもよい。エジェクタ14は、第1、第2蒸発器15、18等を一体ろう付けする組み付け工程(ろう付け工程)の終了後に、接続ブロック23のエジェクタ入口部63の穴形状および介在プレート64の主通路側開口部64aの穴形状を貫通して上側タンク18bの内部に差し込まれる。
The
ここで、図3に示すエジェクタ14の長手方向の先端部14eは図1のエジェクタ14の出口部14eに相当する部分である。このエジェクタ先端部14eはエジェクタ固定板65の円筒部65b内に挿入され、Oリング29aを用いてシール固定される。
Here, the
また、図4に示すように、エジェクタ先端部14eは上下仕切板67の平板面67aを上下方向に跨ぐ位置に配置されるが、上下仕切板67に窪み部67fが形成されるとともに、エジェクタ14のディフューザ部14dの外周面がこの窪み部67fの円筒状凹部67g上に配置されることにより、エジェクタ先端部14eの全体が上側タンク18b内の右側空間28の上側空間69に開口する。また、エジェクタ14の冷媒吸引口14bは第2蒸発器18の上側タンク18bの左側空間27に連通するようになっている。
As shown in FIG. 4, the
図3に示すように、第1蒸発器15の上側タンク15bの内部空間の長手方向における略中央部には左右仕切板30が配置され、この左右仕切板30によって上側タンク15bの内部空間が長手方向の2つの空間、すなわち、左側空間31と右側空間32とに仕切られている。
As shown in FIG. 3, a left and
ここで、左側空間31は第1蒸発器15の複数のチューブ21を通過した冷媒を集合する集合タンクの役割を果たすものであり、右側空間32は第1蒸発器15の複数のチューブ21に対して冷媒を分配する分配タンクの役割を果たすものである。
Here, the
ところで、図4に示すように、上側タンク15b、18bの上面側半割れ部材61の平板面61aのうち、上側タンク18b内の右側空間28の上側空間69に位置する部位には、凹部61cが形成されている。
By the way, as shown in FIG. 4, the recessed
この凹部61cはチューブ21の積層方向(図4の左右方向)に複数個配置されている。この凹部61cと上側タンク15b、18bの底面側半割れ部材60の平板面60aとで囲まれる空間によって複数個の連通穴71が形成されている。
A plurality of the
この複数個の連通穴71を介して、上側タンク18b内の右側空間28の上側空間69と第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間32とが連通している。
Through the plurality of communication holes 71, the
なお、複数個の凹部61cを1つにつなげた形状に形成することにより、連通穴71を上側空間69の左右方向(チューブ21の積層方向)ほぼ全域にわたって形成するようにしてもよい。
Note that the communication holes 71 may be formed over almost the entire region in the left-right direction of the upper space 69 (in the stacking direction of the tubes 21) by forming the plurality of
エジェクタ14の長手方向の左端部(図3の左端部)は図1のノズル部14aの入口部に相当する部分であり、この左端部はOリング29bを用いて介在プレート64の円筒部64dの内周面に嵌合し、シール固定される。
The left end portion (left end portion in FIG. 3) in the longitudinal direction of the
なお、本実施形態では、エジェクタ14の長手方向の固定を次のように行う。まず、エジェクタ14を接続ブロック23のエジェクタ入口部63から上側タンク18bの内部に差し込んだ後、エジェクタ入口部63内にスペーサ72を差し込み、さらに、円柱状のプラグ73の外周面の雄ネジをエジェクタ入口部63の内周面の雌ネジに螺合する。本例では、スペーサ72およびプラグ73をそれぞれアルミニウム材にて成形している。
In the present embodiment, the
図9に示すように、スペーサ72は円環部72aと、円環部72aの一部から軸方向に突出する突出部72bとから構成されている。このため、プラグ73をエジェクタ入口部63に螺合すると、スペーサ72の突出部72bがエジェクタ14の左端部をエジェクタ14の差し込み方向に押しつけるようになっている。
As shown in FIG. 9, the
一方、エジェクタ14の左端部には、径寸法を大きくした円環部74が形成されている。このため、スペーサ72の突出部72bがエジェクタ14の左端部をエジェクタ14の差し込み方向に押しつけると、このエジェクタ14の円環部74が介在プレート64のフランジ部64eに押しつけられる。このようにして、エジェクタ14の長手方向の固定を行うことができる。
On the other hand, an
ここで、突出部72bをスペーサ72の円環部72aの全周から突出するように形成してスペーサ72を単純な円筒形状にすると、接続ブロック23の主通路25aがスペーサ72によって閉塞されてしまう。
Here, if the protruding
これに対して、本実施形態では、スペーサ72の突出部72bをスペーサ72の円環部72aの一部のみから突出するように形成しているので、接続ブロック23の主通路25aを閉塞することなくエジェクタ14の長手方向の固定を行うことができる。
On the other hand, in this embodiment, since the
なお、円筒状のプラグ73の外周面はOリング29cを用いて接続ブロック23のエジェクタ入口部63の内周面に嵌合し、シール固定される。
The outer peripheral surface of the
図4、図5に示すように、上側タンク18b内の右側空間28の下側空間70内には冷媒貯留板75が配置されている。この冷媒貯留板75は、第2蒸発器18の複数のチューブ21に対する冷媒の分配を均一化する役割を果たす部材であり、本発明における貯留部材に該当するものである。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
冷媒貯留板75は、本例ではアルミニウム材にて成形され、断面山形にてチューブ21の積層方向(図4の左右方向)に延びる板形状を有している。
In this example, the
図10に示すように、冷媒貯留板75の断面山形の頂部には穴部75aがチューブ21の積層方向に複数個形成されている。この穴部75a同士の間には断面山形の結合部75bが形成されており、この結合部75bにより、穴部75aを形成しても冷媒貯留板75の剛性を確保することができる。
As shown in FIG. 10, a plurality of
図10に示すように、穴部75aは全体としてチューブ21の積層方向に延びる形状を有している。穴部75aのうちチューブ21の積層方向に延びる縁部は波形状を有しているので、当該縁部には穴部75aの外部側に窪んだ複数個の頂部75cが形成されている。一方、穴部75aのうちチューブ21の積層方向と直交する方向に延びる縁部は直線形状を有している。
As shown in FIG. 10, the
本例では、穴部75aの縁部における波形状を直線による尖った形状に形成している。なお、穴部75aの縁部における波形状を曲線による滑らかな形状に形成してもよい。
In this example, the wave shape at the edge of the
図5に示すように、冷媒貯留板75の断面山形の裾部75d側における端部75eはチューブ21の上端面に載せられて、上側タンク18bの底面側半割れ部材60の上下方向に延びる内壁面60bにろう付けされる。これにより、冷媒貯留板75の裾部75dと上側タンク18bの内壁面との間に谷状の貯留部76が形成される。
As shown in FIG. 5, the
本例では、図11に示すように、穴部75aの波形状の頂部75c同士の間隔Pをチューブ21同士の間隔と同一に設定しているので、頂部75cがチューブ21の入口部21aと重合するようになっている。
In this example, as shown in FIG. 11, the interval P between the wave-shaped
以上の構成において一体化ユニット20全体の冷媒流路を図3、図4、図12により具体的に説明する。図12はこの一体化ユニット20の全体の冷媒流路を示す模式的な斜視図である。
In the above configuration, the refrigerant flow path of the
接続ブロック23の冷媒入口25は主通路25aと分岐通路16とに分岐される。主通路25aの冷媒は介在プレート64の主通路側開口部64aを通過したのち、エジェクタ14(ノズル部14a→混合部14c→ディフューザ部14d)を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は上側タンク18b内の右側空間28の上側空間69、複数個の連通穴71を経て矢印aのように第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間32に流入する。
The
この右側空間32の冷媒は熱交換コア部15aの右側部の複数のチューブ21を矢印bのように下降して下側タンク15c内の右側部に流入する。この下側タンク15c内には仕切板が設けてないので、この下側タンク15cの右側部から冷媒は矢印cのように左側部へと移動する。
The refrigerant in the
この下側タンク15cの左側部の冷媒は熱交換コア部15aの左側部の複数のチューブ21を矢印dのように上昇して上側タンク15bの左側空間31に流入し、さらに、ここから冷媒は矢印eのように接続ブロック23の冷媒出口26へと流れる。
The refrigerant on the left side of the
これに対し、接続ブロック23の分岐通路16の冷媒はまずキャピラリチューブ17aを通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒(気液2相冷媒)は矢印fのように第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間28の下側空間70に流入する。
On the other hand, the refrigerant in the
この下側空間70に流入した冷媒は、熱交換コア部18aの右側部の複数のチューブ21を矢印gのように下降して下側タンク18c内の右側部に流入する。この下側タンク18c内には左右仕切板が設けてないので、この下側タンク18cの右側部から冷媒は矢印hのように左側部へと移動する。
The refrigerant that has flowed into the
この下側タンク18cの左側部の冷媒は熱交換コア部18aの左側部の複数のチューブ21を矢印iのように上昇して上側タンク18bの左側空間27に流入する。この左側空間27にエジェクタ14の冷媒吸引口14bが連通しているので、この左側空間27内の冷媒は冷媒吸引口14bからエジェクタ14内に吸引される。
The refrigerant on the left side of the
一体化ユニット20は以上のような冷媒流路構成を持つため、一体化ユニット20全体として冷媒入口25は接続ブロック23に1つ設けるだけでよく、また冷媒出口26も接続ブロック23に1つ設けるだけでよい。
Since the
次に、第1実施形態の作動を説明する。圧縮機11を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機11で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器12に流入する。放熱器12では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器12から流出した高圧冷媒は受液器12a内に流入し、この受液器12a内にて冷媒の気液が分離され、液冷媒が受液器12aから導出され膨張弁13を通過する。
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the
この膨張弁13では、第1蒸発器15の出口冷媒(圧縮機吸入冷媒)の過熱度が所定値となるように弁開度(冷媒流量)が調整され、高圧冷媒が減圧される。この膨張弁13通過後の冷媒(中間圧冷媒)は一体化ユニット20の接続ブロック23に設けられた1つの冷媒入口25に流入する。
In the
ここで、冷媒流れは、接続ブロック23の主通路25aからエジェクタ14に向かう冷媒流れと、接続ブロック23の冷媒分岐通路16からキャピラリチューブ17aに向かう冷媒流れとに分流する。
Here, the refrigerant flow is divided into a refrigerant flow from the
そして、エジェクタ14に流入した冷媒流れはノズル部14aで減圧され膨張する。従って、ノズル部14aで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、このノズル部14aの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口14bから分岐冷媒通路16の第2蒸発器18通過後の冷媒(気相冷媒)を吸引する。
And the refrigerant | coolant flow which flowed into the
ノズル部14aから噴出した冷媒と冷媒吸引口14bに吸引された冷媒は、ノズル部14a下流側の混合部14cで混合してディフューザ部14dに流入する。このディフューザ部14dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度(膨張)エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。
The refrigerant ejected from the
そして、エジェクタ14のディフューザ部14dから流出した冷媒は第1蒸発器15における図12の矢印a〜eの冷媒流路にて冷媒が流れる。この間に、第1蒸発器15の熱交換コア部15aでは、低温の低圧冷媒が矢印A方向の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、1つの冷媒出口26から圧縮機11に吸入され、再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
一方、冷媒分岐通路16に流入した冷媒流れはキャピラリチューブ17aで減圧されて低圧冷媒(気液2相冷媒)となり、この低圧冷媒が第2蒸発器18における図12の矢印f〜iの冷媒流路にて冷媒が流れる。この間に、第2蒸発器18の熱交換コア部18aでは、低温の低圧冷媒が、第1蒸発器15通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口14bからエジェクタ14内に吸引される。
On the other hand, the refrigerant flow flowing into the
以上のごとく、本実施形態によると、エジェクタ14のディフューザ部14dの下流側冷媒を第1蒸発器15に供給するととともに、分岐通路16側の冷媒をキャピラリチューブ(絞り機構)17aを通して第2蒸発器18にも供給できるので、第1、第2蒸発器15、18で同時に冷却作用を発揮できる。そのため、第1、第2蒸発器15、18の両方で冷却された冷風を冷却対象空間に吹き出して、冷却対象空間を冷房(冷却)できる。
As described above, according to the present embodiment, the refrigerant on the downstream side of the
その際に、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力はディフューザ部14dで昇圧した後の圧力であり、一方、第2蒸発器18の出口側はエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続されているから、ノズル部14aでの減圧直後の最も低い圧力を第2蒸発器18に作用させることができる。
At that time, the refrigerant evaporating pressure of the
これにより、第1蒸発器15の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも第2蒸発器18の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を低くすることができる。そして、送風空気の流れ方向Aに対して冷媒蒸発温度が高い第1蒸発器15を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い第2蒸発器18を下流側に配置しているから、第1蒸発器15における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差および第2蒸発器18における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を両方とも確保できる。
Thereby, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
このため、第1、第2蒸発器15、18の冷却性能を両方とも有効に発揮できる。従って、共通の冷却対象空間に対する冷却性能を第1、第2蒸発器15、18の組み合わせにて効果的に向上できる。また、ディフューザ部14dでの昇圧作用により圧縮機11の吸入圧を上昇して、圧縮機11の駆動動力を低減できる。
For this reason, both the cooling performance of the 1st,
また、第2蒸発器18側の冷媒流量をエジェクタ14の機能に依存することなく、キャピラリチューブ(絞り機構)17にて独立に調整でき、第1蒸発器15への冷媒流量はエジェクタ14の絞り特性により調整できる。このため、第1、第2蒸発器15、18への冷媒流量をそれぞれの熱負荷に対応して容易に調整できる。
Further, the refrigerant flow rate on the
また、サイクル熱負荷が小さい条件では、サイクルの高低圧差が小さくなって、エジェクタ14の入力が小さくなる。この場合に、特許文献1のサイクルでは、第2蒸発器18を通過する冷媒流量がエジェクタ14の冷媒吸引能力のみに依存するので、エジェクタ14の入力低下→エジェクタ14の冷媒吸引能力の低下→第2蒸発器18の冷媒流量の減少が発生して、第2蒸発器18の冷却性能を確保しにくい。
Further, under the condition where the cycle heat load is small, the high / low pressure difference of the cycle becomes small and the input of the
これに対し、本実施形態によると、エジェクタ14の上流部で膨張弁13通過後の冷媒を分岐し、この分岐冷媒を冷媒分岐通路16を通して冷媒吸引口14bに吸引させるから、冷媒分岐通路16がエジェクタ14に対して並列的な接続関係となる。
On the other hand, according to the present embodiment, the refrigerant that has passed through the
このため、冷媒分岐通路16にエジェクタ14の冷媒吸引能力だけでなく、圧縮機11の冷媒吸入、吐出能力をも利用して冷媒を供給できる。これにより、エジェクタ14の入力低下→エジェクタ14の冷媒吸引能力の低下という現象が発生しても、第2蒸発器18側の冷媒流量の減少度合いを特許文献1のサイクルよりも小さくできる。よって、低熱負荷条件でも、第2蒸発器18の冷却性能を確保しやすい。
For this reason, the refrigerant can be supplied to the
ところで、本実施形態におけるエジェクタ式冷凍サイクル10では、膨張弁13通過後の気液2相状態の冷媒(中間圧冷媒)は接続ブロック23の主通路25aからエジェクタ14に向かう冷媒流れと、接続ブロック23の冷媒分岐通路16からキャピラリチューブ17aに向かう冷媒流れとに分流する。
By the way, in the ejector
このため、キャピラリチューブ17aから第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間28の下側空間70に流入する冷媒(矢印f)の流量が少なくなるので、下側空間70(分配タンク)のうちキャピラリチューブ17aの下流側端部17dから離れる側には冷媒が到達しにくい。
For this reason, since the flow rate of the refrigerant (arrow f) flowing from the
この結果、下側空間70(分配タンク)において複数のチューブ21に対する冷媒の分配が不均一になるので、第2蒸発器18で冷却された冷風の温度分布が不均一になる。
As a result, in the lower space 70 (distribution tank), the distribution of the refrigerant to the plurality of
そこで、本実施形態では、図5の矢印jに示すように、キャピラリチューブ17aから下側空間70に流入する気液2相冷媒のうち液冷媒は、冷媒貯留板75の裾部75dに形成される谷状の貯留部76に一旦溜まり、谷状の貯留部76から溢れた液冷媒が冷媒貯留板75の複数個の穴部75aからチューブ21側へ落下するようになっている。
Therefore, in the present embodiment, as indicated by an arrow j in FIG. 5, the liquid refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the
これにより、下側空間70(分配タンク)のうちキャピラリチューブ17aの下流側端部17dから離れる側に液冷媒を誘導することができるので、下側空間70内に挿入されている複数のチューブ21に対する冷媒の分配を均一化できる。このため、第2蒸発器18で冷却された冷風の温度分布を均一化できる。
Thereby, since the liquid refrigerant can be guided to the side away from the
本発明者による詳細な検討によると、冷媒貯留板75の断面山形の屈曲角度θ(図5)を30度以上、170度以下の範囲に設定すれば、冷媒貯留板75による液冷媒の貯留と落下とを適切に行うことができ、複数のチューブ21に対する冷媒の分配をより均一化できることがわかった。
According to a detailed study by the present inventor, if the bending angle θ (FIG. 5) of the cross-sectional mountain shape of the
また、本発明者による詳細な検討によると、冷媒貯留板75の穴部75aの縁部が直線状であると、液冷媒が穴部75aの縁部にて発生する表面張力によって比較的大きな液滴となって穴部75aからチューブ21側へ落下するので、冷媒の分配を均一化する効果が損なわれてしまうことがわかった。
Further, according to a detailed examination by the present inventor, when the edge of the
そこで、本実施形態では、図11に示すように、冷媒貯留板75の穴部75aのうちチューブ21の積層方向に延びる縁部を波形状にしているので、表面張力による液冷媒の比較的大きな液滴液冷媒は大きな液滴になる前に穴部75aから落下することができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the edge portion extending in the stacking direction of the
換言すれば、液冷媒を小さな液滴状態にて穴部75aからチューブ21側へ落下させることができるので、冷媒の分配を均一化する効果を効果的に発揮できる。
In other words, since the liquid refrigerant can be dropped from the
なお、貯留部76に溜まった液冷媒は、主に穴部75aの縁部のうち最低部に位置する頂部75cから溢れて落下する。そこで、本実施形態では、図11に示すように、波形状の頂部75c同士の間隔Pをチューブ21同士の間隔と同一に設定して、波形状の頂部75cがチューブ21の入口部21aと重合するようにしている。
In addition, the liquid refrigerant collected in the
これにより、頂部75cから溢れて落下した液冷媒を直接チューブ21内に流入させることができるので、チューブ21へ液冷媒を効果的に流入させることができる。
Thereby, since the liquid refrigerant that has overflowed and dropped from the
ところで、図13〜図15は適用例1であり、この適用例1に対して本発明を適用することによって本発明の実施形態とすることができる。図13はこの適用例1の一体化ユニット20の全体構成の概要を示す斜視図で、図14は適用例1における第1、第2蒸発器15、18の上側タンク部の横断面図で、図15は適用例1における第2蒸発器18の上側タンク部の縦断面図である。
By the way, FIGS. 13-15 is the application example 1 and it can be set as embodiment of this invention by applying this invention with respect to this application example 1. FIG. FIG. 13 is a perspective view showing an outline of the overall configuration of the
この適用例1においては、キャピラリチューブ17aを上側タンク18b内部に配置している。すなわち、キャピラリチューブ17aの下流側端部17dは、図2に示すように第2接続ブロック24の支持穴24aを貫通して上側タンク18bの右側空間28内に開口している。なお、適用例1では、右側空間28内に冷媒貯留板75を配置していない。
In this application example 1, the
また、適用例1における接続ブロック23は、本実施形態における接続ブロック23と介在プレート64を一体に成形したものに相当する。また、適用例1においては、エジェクタ入口部63が形成されておらず、冷媒入口25からエジェクタ14を第2蒸発器18の上側タンク18b内に差し込むようになっている。したがって、本実施形態におけるスペーサ72およびプラグ73が不要である。
Further, the
また、本実施形態におけるエジェクタ固定板65の代わりに上側タンク18b内の長手方向中央部に第2接続ブロック24を配置し、この第2接続ブロック24により上側タンク18bの内部空間を左右に仕切っている。
Further, in place of the
そして、本実施形態における上下仕切板67が配置されていないので、第2蒸発器18の上側タンク18b内部の右側空間28を上側空間69と下側空間70とに仕切ることなく1つの空間にしている。
And since the upper and
さらに、本実施形態における連通穴71の代わりに、第2接続ブロック24の連通穴部24cを、両上側タンク15b、18bの中間壁面33の貫通穴33aを介して第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間32に連通させている。
Further, instead of the
したがって、エジェクタ14のディフューザ部14dから吐出された低圧冷媒は、第2接続ブロック24の連通穴部24c、中間壁面33の貫通穴33aを経て、矢印aのように第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間32に流入するようになっている。
Therefore, the low-pressure refrigerant discharged from the
この適用例1に対して本発明を適用することによって、本発明の実施形態とすることができる。具体的には、右側空間28に冷媒貯留板75を配置すれば、キャピラリチューブ17aの下流側端部17dから右側空間28に流入した冷媒を複数のチューブ21に対して均一に分配できる。
By applying the present invention to this application example 1, an embodiment of the present invention can be obtained. Specifically, if the
また、図16〜図18は適用例2である。この適用例2では、一体化ユニット20の第1接続ブロック23の分岐通路16と、第2蒸発器18の入口側との間にキャピラリチューブ17aを配置し、このキャピラリチューブ17aにて第2蒸発器18の入口冷媒を減圧するようにしているが、図16〜図18の適用例2では、第2蒸発器18の減圧手段としてキャピラリチューブ17aを採用せず、その代わりに、第1接続ブロック23の分岐通路16にその通路面積を所定量に絞るオリフィス等の固定絞り穴17bを設け、これに伴って、第1実施形態のキャピラリチューブ17aの配置部位には、キャピラリチューブ17aよりも通路径の大きい接続管160を配置している。
16 to 18 are an application example 2. In this application example 2, the
適用例2では、第1接続ブロック23の分岐通路16に形成した固定絞り穴17bで減圧した低圧冷媒を接続管160を通して第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間28に導入する点が図13〜図15の適用例1と相違するのみで、他の冷媒流路は図13〜図15の適用例1と同じである。
In the application example 2, the low-pressure refrigerant decompressed by the fixed
この図16〜図18の適用例2に対しても、本発明を適用することによって、本発明の実施形態とすることができる。 By applying the present invention also to the application example 2 in FIGS. 16 to 18, the embodiment of the present invention can be obtained.
また、図19〜図21は適用例3である。図13〜図15の適用例1では、エジェクタ14およびキャピラリチューブ17aをともに共通のタンク、すなわち、第2蒸発器18の上側タンク18b内に配置しているが、図19〜図21の適用例3では、キャピラリチューブ17aのみを第2蒸発器18の上側タンク18b内に配置し、これに対し、エジェクタ14は専用の別のタンク34内に配置している。
Moreover, FIGS. 19-21 is the example 3 of application. In the application example 1 of FIGS. 13 to 15, the
第2蒸発器18の上側タンク18b内からエジェクタ14を取り除くに伴って、図13〜図15の適用例1における第2接続ブロック24を廃止し、その代わりに、上側タンク18b内の長手方向中央部に仕切板35を配置し、この仕切板35により上側タンク18bの内部空間を左右に仕切っている。キャピラリチューブ17aの下流側端部17dは、この仕切板35を貫通して上側タンク18b内の右側空間28内に連通している。
As the
上記別タンク34は図19に明示するように第1蒸発器15の上側タンク15bと第2蒸発器18の上側タンク18bとの中間部位に配置され、この両タンク15b、18bの長手方向に延びる円筒形状のもので、本例ではこの別タンク34を上側タンク15b、18bと一体成形している。
As shown in FIG. 19, the
エジェクタ14とこの円筒状の別タンク34は、図20に示すように両タンク15b、18bの仕切板30、35よりも奥側(右側)まで延びており、そして、エジェクタ14の出口部(ディフューザ部14dの出口部)は、別タンク34の円周壁を貫通する貫通穴(横穴)34aを通過して第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間32内に連通している。
As shown in FIG. 20, the
同様に、エジェクタ14の冷媒吸引口14bも別タンク34の円周壁を貫通する貫通穴(横穴)34bを通過して第2蒸発器18の上側タンク18bの左側空間27内に連通している。
Similarly, the
この図19〜図21の適用例3においても、キャピラリチューブ17aの下流側端部17dから右側空間28に流入した低圧冷媒(気液2相冷媒)は熱交換コア部18aの右側部の複数のチューブ21内に直接流入するので、複数のチューブ21に対する液冷媒の分配が不均一になってしまう。
Also in the application example 3 of FIGS. 19 to 21, the low-pressure refrigerant (gas-liquid two-phase refrigerant) flowing into the
そこで、図19〜図21の適用例3に対しても、本発明を適用して本発明の実施形態とすることができる。すなわち、右側空間28に冷媒貯留板75を配置すれば、第1実施形態と同様に複数のチューブ21に対する冷媒の分配を均一化できる。
Therefore, the present invention can also be applied to the application example 3 of FIGS. 19 to 21 to form an embodiment of the present invention. That is, if the refrigerant |
図22〜図24の適用例4は図19〜図21の適用例3の変形であり、図19〜図21の適用例3のキャピラリチューブ17aを廃止し、その代わりに、比較例3における固定絞り穴17bと接続管160を採用する。
The application example 4 of FIGS. 22 to 24 is a modification of the application example 3 of FIGS. 19 to 21, and the
すなわち、図22〜図24の適用例4では第1接続ブロック23の分岐通路16に減圧手段として固定絞り穴17bを形成し、この固定絞り穴17bの下流側を接続管160を通して第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間28内に連通している。
That is, in the application example 4 of FIGS. 22 to 24, the fixed
この図22〜図24の適用例4に対しても本発明を適用して本発明の実施形態とすることができる。 The present invention can also be applied to the application example 4 of FIGS. 22 to 24 to form an embodiment of the present invention.
第1実施形態および適用例1〜4では、いずれもエジェクタ14を第2蒸発器18の上側タンク18b内またはこの上側タンク18bと隣接する別タンク34内に配置する構成を採用しているが、図25の適用例5では、エジェクタ14を第1、第2蒸発器15、18の外部に配置される外付きのカセット部36内に構成している。
In the first embodiment and application examples 1 to 4, all employ the configuration in which the
このカセット部36は第1、第2蒸発器15、18の外側に装着される外付き部材をなすものであり、大別して、エジェクタ14部分と、このエジェクタ14部分を収容する下ケース部37および上ケース部38とにより構成される。
The
エジェクタ14の本体部分(ノズル部14aを内蔵している部分)は、図25の例では第1、第2蒸発器15、18の一方の側面に沿って上下方向に延びる円柱状の形状に成形されている。ここで、エジェクタ14の本体部分はアルミニウム等の金属または樹脂のいずれで成形してもよい。
In the example of FIG. 25, the main body portion of the ejector 14 (portion in which the
エジェクタ14の本体部分の外周壁にはOリングからなるシール材S1、S2が配置されている。なお、エジェクタ14の本体部分を円柱状以外の直方体等の形状に成形してもよい。
Sealing materials S1 and S2 made of O-rings are arranged on the outer peripheral wall of the main body portion of the
第1、第2蒸発器15、18の側面部には下ケース部37が予め固定されている。具体的には、下ケース部37は、底面部を閉塞し、上面部を開口した縦長の直方体状に成形されている。なお、下ケース部37の材質はアルミニウム等の金属、あるいは樹脂のいずれでもよい。そして、下ケース部37を第1、第2蒸発器15、18の側面部にねじ止め等の手段で固定しておく。
A
そこで、この下ケース部37の上面開口部からエジェクタ14部分を下ケース部37内に挿入する。ここで、エジェクタ14部分の上部、すなわち、エジェクタ14の冷媒吸引口14bより上方の部分(ノズル部14aの入口側部分)は下ケース部37の上方へ突き出している。
Therefore, the
その後、エジェクタ14の上方突き出し部に上ケース部38を嵌合しながら、上ケース部38を下ケース部37の上面開口部に蓋部材として被せ、上ケース部38と下ケース部37とをねじ止め等の手段で一体に締結する。
After that, while fitting the
これにより、エジェクタ14部分を下ケース部37と上ケース部38内に保持固定できる。なお、図25では、空気流れ方向Aを図2等と逆転して図示しているので、第1、第2蒸発器15、18の左右も図2等に対して逆転している。
Thereby, the
上ケース部38は、適用例1〜4における第1接続ブロック23の機能をも一体に構成している。すなわち、上ケース部38には、冷媒入口25と冷媒出口26が隣接して並列形成されている。冷媒入口25は、その通路途中にて、エジェクタ14の入口側に向かう主通路25aと、分岐通路16とに分岐される。この分岐通路16に減圧手段として固定絞り穴17bを形成している。この固定絞り穴17bは、比較例3、適用例4における固定絞り穴17bと同じものである。
The
主通路25aは、冷媒入口25の通路方向からL状に屈折してエジェクタ14の長手方向(上下方向)に延びるようになっており、この主通路25aに上方から下方へ向かってエジェクタ14のノズル部14a、混合部14c、およびディフューザ部14dが順次形成されている。
The
そして、エジェクタ14の出口部(ディフューザ部14dの出口部)はエジェクタ14の長手方向の他端部(下端部)付近に位置するようになっている。このエジェクタ14の出口部は下ケース部37の連通穴37aを介して接続配管39の一端部に接続され、この接続配管39の他端部は第1蒸発器15の上側タンク15bの右側空間部32に接続される。
The outlet portion of the ejector 14 (the outlet portion of the
また、上ケース部38の冷媒出口26の通路は、第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間部31に接続される。
Further, the passage of the
また、エジェクタ14の冷媒吸引口14bは、エジェクタ14の本体部分の壁面を径方向に貫通するように形成され、エジェクタ14のノズル部14aの下流部に連通している。この冷媒吸引口14bは上ケース部38の連通穴38aを介して接続配管40の一端部に接続され、この接続配管40の他端部は第2蒸発器18の上側タンク18bの左側空間27に接続している。
The
また、分岐通路16の固定絞り穴17bの出口側は接続配管41を介して第2蒸発器18の上側タンク18bの右側空間28に接続される。
The outlet side of the fixed
外付きカセット部36の通路と、第1、第2蒸発器15、18の上側タンク15b、18bの左右の4箇所の空間27、28、31、32とを上記のように接続することにより、エジェクタ14通過後の冷媒は接続配管39を通過した後に第1蒸発器15を矢印a〜eで示す流路にて流れ、その後に、外付きカセット部36の冷媒出口26から外部流路(圧縮機吸入側)へ流れる。
By connecting the passage of the
一方、冷媒入口25で分岐通路16側に分岐され、固定絞り穴17bにて減圧された冷媒は、接続配管41を通過した後に、第2蒸発器18を矢印f〜iで示す流路にて流れ、上側タンク18bの左側空間27に至る。そして、この左側空間27から接続配管40を介してエジェクタ14の冷媒吸引口14bに吸引される。
On the other hand, the refrigerant branched to the
この図25の適用例5に対しても、本発明を適用して本発明の実施形態とすることができる。 The present invention can also be applied to the application example 5 of FIG. 25 to form an embodiment of the present invention.
図25の適用例5では、外付きカセット部36の上ケース部38に第1接続ブロック23に相当する部分を一体に構成しているが、図26の適用例6では第1接続ブロック23を外付きカセット部36から切り離して独立の部品として構成している。
In Application Example 5 of FIG. 25, a portion corresponding to the
図26の適用例6では、第1、第2蒸発器15、18の左右の両側面部のうち、一方(右)側に第1接続ブロック23を配置し、他方(左)側の側面部に外付きカセット部36を配置している。
In Application Example 6 of FIG. 26, the
外付きカセット部36は図25の適用例5と同様にエジェクタ14部分を下ケース部37と上ケース部38内に保持固定する構成になっている。但し、図26の適用例6では、下ケース部37ではなく上ケース部38を第1、第2蒸発器15、18の一方の側面部に予め固定している。
The
そして、エジェクタ14を上ケース部38の下方開口部から上ケース部38内に挿入し、その後に、下ケース部37を上ケース部38の下方開口部に蓋部材として被せ、上下の両ケース部37、38をねじ止め等の手段で一体に締結するようになっている。
Then, the
ここで、エジェクタ14の組み付け方向は図25の適用例5と逆方向であり、ノズル部14a側(入口側)が下方で、ディフューザ部14d側(出口側)が上方となるようにエジェクタ14を組み付けている。
Here, the assembly direction of the
エジェクタ14の冷媒吸引口14bは下ケース部37の連通穴37bを介して第2蒸発器18の下側タンク18cの左側部に接続される。ディフューザ部14dは上ケース部38の連通穴38bを介して第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間部31に接続される。
The
一方、第1接続ブロック23の冷媒入口25を主通路25aと分岐通路16とに分岐し、主通路25aは接続配管42により外付きカセット部36の下ケース部37の連通穴37cに接続され、この連通穴37cはエジェクタ14のノズル部14aの入口部43に連通している。
On the other hand, the
分岐通路16は減圧手段をなすキャピラリチューブ17aを介して第2蒸発器18の下側タンク18cの右側部に接続される。
The
なお、図26の適用例6の第2蒸発器18では、上側タンク18bの仕切板35を廃止し、その代わりに、下側タンク18cの長手(左右)方向の中央部に仕切板35aを配置し、この仕切板35aにより下側タンク18cの内部空間を左右に仕切るようになっている。
In the
このため、キャピラリチューブ17aを通過した低圧冷媒は第2蒸発器18を矢印f〜iで示す冷媒流路を流れた後に、下側タンク18cの左側部から連通穴37bを経てエジェクタ14の冷媒吸引口14bに吸引される。
For this reason, the low-pressure refrigerant that has passed through the
一方、冷媒入口25の主通路25aの冷媒は、接続配管42を通過し連通穴37cを経て外付きカセット部36のエジェクタ14の入口部43に流入し、ノズル部14aで減圧され、膨張する。エジェクタ14の出口部の低圧冷媒は上ケース部38の連通穴38bを介して第1蒸発器15の上側タンク15bの左側空間部31に流入する。
On the other hand, the refrigerant in the
その後、低圧冷媒は第1蒸発器15内を矢印a〜dの冷媒流路で流れ、第1接続ブロック23の冷媒出口26へと流れる。
Thereafter, the low-pressure refrigerant flows in the
この図26の適用例6に対しても、本発明を適用して本発明の実施形態とすることができる。 The present invention can also be applied to the application example 6 of FIG. 26 to form an embodiment of the present invention.
(第2実施形態)
第1実施形態では、冷媒貯留板75の穴部75aのうちチューブ21の積層方向に延びる縁部を波形状に形成しているが、第2実施形態では、図27、図28に示すように、冷媒貯留板75の穴部75aのうちチューブ21の積層方向に延びる縁部を直線状にして、穴部75aをチューブ21の積層方向に延びる矩形状に形成している。
(Second Embodiment)
In 1st Embodiment, although the edge part extended in the lamination direction of the
第2実施形態においても、キャピラリチューブ17aから下側空間70に流入する気液2相冷媒のうち液冷媒は、貯留部76に一旦溜まり、貯留部76から溢れた液冷媒が冷媒貯留板75の複数個の穴部75aからチューブ21側へ落下する。このため、複数のチューブ21に対する液冷媒の分配を均一化できる。
Also in the second embodiment, the liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the
(第3実施形態)
第2実施形態では、冷媒貯留板75の穴部75aをチューブ21の積層方向に延びる矩形状に形成しているが、第3実施形態では、図29、図30に示すように、冷媒貯留板75の穴部75aをチューブ21の積層方向に延びる楕円状に形成している。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the
第3実施形態においても、キャピラリチューブ17aから下側空間70に流入する気液2相冷媒のうち液冷媒は、貯留部76に一旦溜まり、貯留部76から溢れた液冷媒が冷媒貯留板75の複数個の穴部75aからチューブ21側へ落下する。このため、複数のチューブ21に対する液冷媒の分配を均一化できる。
Also in the third embodiment, the liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the
(第4実施形態)
第3実施形態では、冷媒貯留板75の各穴部75aが複数のチューブ21の入口部21aと重合しているが、第3実施形態では、図31に示すように、冷媒貯留板75の各穴部75aが1つのチューブ21の入口部21aのみと重合している。
(Fourth embodiment)
In 3rd Embodiment, although each
第4実施形態では、第3実施形態に対して穴部75aのチューブ21長手方向の径を小さくする代わりに、穴部75aの個数を増加させている。
In the fourth embodiment, the number of
より具体的には、穴部75a同士の間隔をチューブ21同士の間隔と一致させて、各穴部75aをチューブ21の入口部21aの上方に位置させている。
More specifically, the intervals between the
この第4実施形態においては、貯留部76から溢れて複数個の穴部75aからチューブ21側へ落下する液冷媒をチューブ21内に直接流入させることができる。
In the fourth embodiment, the liquid refrigerant overflowing from the
このため、複数のチューブ21に対する液冷媒の分配を良好に均一化できる。
For this reason, the distribution of the liquid refrigerant to the plurality of
(第5実施形態)
上記各実施形態では、冷媒貯留板75を断面山形に形成して、断面山形の裾部75dに貯留部76を形成しているが、第5実施形態では、図32に示すように、冷媒貯留板77に断面U字状の凹部77aを形成し、凹部77aによって貯留部78を形成している。
(Fifth embodiment)
In each of the above embodiments, the
図32に示すように、冷媒貯留板77には、断面U字状の凹部77aの両端部から上側タンク18bの底面側半割れ部材60の上下方向に延びる内壁面60bに向かって延びる平面部77bが形成されており、平面部77bの先端面77cが底面側半割れ部材60の内壁面60bに当接している。
As shown in FIG. 32, the refrigerant storage plate 77 has a
平面部77bには底面側半割れ部材60の内壁面60b側を向いた切欠部77dが形成されている。この切欠部77dと底面側半割れ部材60の内壁面60bとで囲まれる空間により、凹部77a内の貯留部78に一旦溜められた液冷媒をチューブ21側に落下させるための穴部79が形成されている。
On the
この第6実施形態においては、キャピラリチューブ17aから下側空間70に流入する気液2相冷媒のうち液冷媒は、冷媒貯留板77の貯留部78に一旦溜まり、貯留部78から溢れた液冷媒が矢印kのように穴部79からチューブ21側へ落下する。
In the sixth embodiment, the liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the
このため、上記各実施形態と同様に、複数のチューブ21に対する液冷媒の分配を均一化できる。
For this reason, distribution of the liquid refrigerant with respect to the plurality of
(第6実施形態)
上記第1〜第4実施形態では、冷媒貯留板75を断面山形に形成して、断面山形の裾部75dに貯留部76を形成しているが、第6実施形態では、図33に示すように、冷媒貯留板80を断面が傾斜した平板状に形成し、冷媒貯留板80の傾斜下方側に貯留部81を形成している。
(Sixth embodiment)
In the said 1st-4th embodiment, although the refrigerant |
図33に示すように、冷媒貯留板80の断面の両端部80aが底面側半割れ部材60の内壁面60bに当接している。これにより、冷媒貯留板80の傾斜下方側と底面側半割れ部材60の内壁面60bとによって液冷媒を一旦溜めるための貯留部81が形成される。
As shown in FIG. 33, both
冷媒貯留板80の傾斜下方側には底面側半割れ部材60の内壁面60b側を向いた切欠部80bが形成されている。この切欠部80bと底面側半割れ部材60の内壁面60bとで囲まれる空間により、貯留部81に一旦溜められた液冷媒をチューブ21側に落下させるための穴部82が形成されている。
A
この第6実施形態においては、キャピラリチューブ17aから下側空間70に流入する気液2相冷媒のうち液冷媒は、貯留部81に一旦溜まり、貯留部81から溢れた液冷媒が矢印mのように穴部82からチューブ21側へ落下する。
In the sixth embodiment, the liquid refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the
このため、上記各実施形態と同様に、複数のチューブ21に対する液冷媒の分配を均一化できる。
For this reason, distribution of the liquid refrigerant with respect to the plurality of
(第7実施形態)
第1実施形態では、放熱器12の出口側に受液器12aを配置し、この受液器12aの出口側に膨張弁13を配置する膨張弁式のサイクル構成にしているが、第7実施形態では図34に示すように、第1蒸発器15の出口側に冷媒の気液を分離して余剰冷媒を液として蓄える気液分離器であるアキュムレータ50を設け、このアキュムレータ50から気相冷媒を圧縮機11の吸入側へ導出するようにしている。
(Seventh embodiment)
In the first embodiment, the
このアキュムレータ式のサイクル構成では、アキュムレータ50内に気相冷媒と液相冷媒の気液界面が形成されるから、第1実施形態のように第1蒸発器15の出口冷媒の過熱度制御を膨張弁13で行う必要がない。
In this accumulator-type cycle configuration, since the gas-liquid interface between the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant is formed in the
従って、アキュムレータ式のサイクル構成では、受液器12aおよび膨張弁13を廃止することになるので、一体化ユニット20の冷媒入口25を放熱器12の出口側に直接接続すればよい。そして、一体化ユニット20の冷媒出口26をアキュムレータの入口側に接続し、アキュムレータの出口側を圧縮機11の吸入側に接続すればよい。
Therefore, in the accumulator type cycle configuration, the
(第8実施形態)
第8実施形態は第7実施形態の変形であり、図35に示すように、アキュムレータ50も一体化ユニット20の一要素として一体に組み付け、そして、アキュムレータ50の出口部を一体化ユニット20全体の冷媒出口26として構成するものである。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment is a modification of the seventh embodiment. As shown in FIG. 35, the
(第9実施形態)
第1〜第8実施形態では、いずれもエジェクタ14の入口側で分岐した分岐通路16をエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続し、この分岐通路16に絞り機構17と第2蒸発器18を配置する構成にしているが、第9実施形態では図36に示すように、第1蒸発器15の出口側に気液分離器をなすアキュムレータ50を設け、このアキュムレータ50の液相冷媒出口部50aをエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続する分岐通路16を設け、この分岐通路16に絞り機構17と第2蒸発器18を配置する構成にしている。
(Ninth embodiment)
In the first to eighth embodiments, the
そして、第9実施形態では、エジェクタ14と、第1、第2蒸発器15、18と、絞り機構17と、アキュムレータ50とにより一体化ユニット20を構成している。ここで、一体化ユニット20全体として1つの冷媒入口25をエジェクタ14の入口側に設け、この冷媒入口25を放熱器12の出口側に接続している。
In the ninth embodiment, the
また、一体化ユニット20全体として1つの冷媒出口26をアキュムレータ50の気相冷媒出口部に設け、この冷媒出口26を圧縮機11の吸入側に接続している。
Further, as a whole
(第10実施形態)
第1〜第9実施形態では、いずれもエジェクタ14の出口側に接続される第1蒸発器15と、エジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される第2蒸発器18とを備えているが、第10実施形態では、図37に示すようにエジェクタ14の冷媒吸引口14bに接続される蒸発器18のみを備えるエジェクタ式冷凍サイクル10において一体化ユニット20を構成している。
(10th Embodiment)
In the first to ninth embodiments, each includes the
第10実施形態の一体化ユニット20は、エジェクタ14と、蒸発器18と、絞り機構17と、アキュムレータ50とにより構成され、ユニット全体として1つの冷媒入口25と1つの冷媒出口26とを有している。つまり、第10実施形態は第9実施形態の第1蒸発器15を廃止したものに相当する。
The
(第11実施形態)
第1〜第9実施形態では、いずれも一体化ユニット20内に絞り機構17も一体化しているが、第11実施形態では、図38に示すように、一体化ユニット20を第1、第2蒸発器15、18とエジェクタ14とにより構成し、絞り機構17は一体化ユニット20から分離して独立に設けている。
(Eleventh embodiment)
In each of the first to ninth embodiments, the
また、第11実施形態では、サイクル高圧側および低圧側のいずれにも気液分離器を配置しない例を示す。 In the eleventh embodiment, an example is shown in which no gas-liquid separator is disposed on either the cycle high-pressure side or the low-pressure side.
(第12実施形態)
図39は第12実施形態であり、上記第11実施形態に対して、第1蒸発器15の出口側に気液分離器をなすアキュムレータ50を設け、このアキュムレータ50を一体化ユニット20内に一体化している。すなわち、第12実施形態は、エジェクタ14と第1、第2蒸発器15、18とアキュムレータ50とにより一体化ユニット20を構成し、そして、絞り機構17は一体化ユニット20から分離して独立に設けている。
(Twelfth embodiment)
FIG. 39 shows a twelfth embodiment. In contrast to the eleventh embodiment, an
(他の実施形態)
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下述べるごとく種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made as described below.
(1)第1実施形態では、一体化ユニット20の各部材を一体に組み付けるに際して、エジェクタ14を除く他の部材、すなわち、第1蒸発器15、第2蒸発器18、接続ブロック23、キャピラリチューブ17a等を一体ろう付けしているが、これらの部材の一体組み付けは、ろう付け以外に、ねじ止め、かしめ、溶接、接着等の種々な固定手段を用いて行うことができる。
(1) In the first embodiment, when the members of the
また、第1実施形態では、エジェクタ14の固定手段としてねじ止めを例示しているが、熱変形の恐れのない固定手段であれば、ねじ止め以外の手段を用いることができる。具体的には、かしめ、接着等の固定手段を用いてエジェクタ14の固定を行ってもよい。
Moreover, although screwing is illustrated as a fixing means of the
(2)上述の各実施形態では、冷媒として高圧圧力が臨界圧力を超えないフロン系、HC系等の冷媒を用いる蒸気圧縮式の亜臨界サイクルについて説明したが、冷媒として二酸化炭素(CO2)のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いる蒸気圧縮式の超臨界サイクルに本発明を適用してもよい。 (2) In each of the above-described embodiments, the vapor compression subcritical cycle using a refrigerant such as a chlorofluorocarbon-based refrigerant or an HC-based refrigerant whose high pressure does not exceed the critical pressure has been described. However, carbon dioxide (CO2) is used as the refrigerant. Thus, the present invention may be applied to a vapor compression supercritical cycle using a refrigerant whose high pressure exceeds the critical pressure.
但し、超臨界サイクルでは、圧縮機吐出冷媒が放熱器12にて超臨界状態のまま放熱するのみであり、凝縮しないので、高圧側に配置される受液器12aでは冷媒の気液分離作用および余剰液冷媒の貯留作用を発揮できない。そこで、超臨界サイクルでは、図34〜図34に示すように第1蒸発器15の出口側に低圧側気液分離器をなすアキュムレータ50を配置する構成を採用すればよい。
However, in the supercritical cycle, the refrigerant discharged from the compressor is only dissipated in the supercritical state in the
(3)上述の実施形態では、絞り機構17をキャピラリチューブ17aまたはオリフィスのような固定絞り穴17bで構成しているが、絞り機構17を電動アクチュエータにより弁開度(通路絞り開度)が調整可能になっている電気制御弁で構成してもよい。また、絞り機構17をキャピラリチューブ17aや固定絞り穴17bのごとき固定絞りと電磁弁との組み合わせで構成してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the
(4)上述の各実施形態では、エジェクタ14として、通路面積が一定のノズル部14aを有する固定エジェクタを例示しているが、エジェクタ14として、通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。
(4) In each of the above-described embodiments, the
なお、可変ノズル部の具体例としては、例えば、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して通路面積を調整する機構とすればよい。 As a specific example of the variable nozzle portion, for example, a mechanism may be used in which a needle is inserted into the passage of the variable nozzle portion and the passage area is adjusted by controlling the position of the needle with an electric actuator.
(5)第1実施形態等では、車室内冷房用と冷凍冷蔵庫内の冷却とを行う冷凍サイクルに本発明を適用した例を示したが、冷媒蒸発温度が高温側となる第1蒸発器15と冷媒蒸発温度が低温側となる第2蒸発器18の両方をともに車室内の異なる領域(例えば、車室内前席側領域と車室内後席側領域)の冷房に用いてもよい。
(5) In the first embodiment and the like, the example in which the present invention is applied to the refrigeration cycle for cooling the passenger compartment and cooling the inside of the refrigerator-freezer has been described. However, the
また、冷媒蒸発温度が高温側となる第1蒸発器15と冷媒蒸発温度が低温側となる第2蒸発器18の両方をともに冷凍冷蔵庫内の冷却に用いてもよい。つまり、冷媒蒸発温度が高温側となる第1蒸発器15により冷凍冷蔵庫内の冷蔵室を冷却し、冷媒蒸発温度が低温側となる第2蒸発器18により冷凍冷蔵庫内の冷凍室を冷却するようにしてもよい。
Further, both the
(6)第1実施形態等では、温度式膨張弁13と感温部13aとを、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットとは別体として構成した。しかし、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニットに、温度式膨張弁13と感温部13aとを一体的に組みつけてもよい。例えば、温度式膨張弁13と感温部13aとを一体化ユニット20の接続ブロック23内に収容する構成を採用することができる。この場合、冷媒入口25は受液器12aと温度式膨張弁13との間に位置し、冷媒出口26は感温部13aを設置した通路部位と圧縮機11との間に位置することとなる。
(6) In 1st Embodiment etc., the temperature
(7)上述の各実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。 (7) In each of the above-described embodiments, the refrigeration cycle for a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to a vehicle and can be similarly applied to a refrigeration cycle for stationary use.
(8)第1実施形態では、キャピラリチューブ17aの下流側端部17dを上側タンク18b内に水平方向に挿入しているが、キャピラリチューブ17aの下流側端部17dを上側タンク18b内に上下方向に挿入してもよい。
(8) In the first embodiment, the
(9)上述の各実施形態では、第1蒸発器15と第2蒸発器18のタンク部15b、15c、18b、18cを第1蒸発器15の上下両側に配置している、すなわち、第1蒸発器15と第2蒸発器18とを垂直方向に配置しているが、第1蒸発器15と第2蒸発器18とを垂直方向に対して傾斜して配置するようにしてもよい。
(9) In each of the above-described embodiments, the
この場合において、冷媒貯留板75、77、80を第1、第2蒸発器15、18とともに傾斜させると貯留部76、78、81から液冷媒が溢れやすくなって液冷媒を溜める効果が減少してしまうので、冷媒貯留板75、77、80を傾斜させずに上述の各実施形態と同様の角度で配置するのが好ましい。
In this case, if the
(12)上述の各実施形態では、冷凍サイクルの吸熱側熱交換器である蒸発器18に本発明を適用した例について説明しているが、本発明は種々な用途の熱交換器に対して適用できる。
(12) In each of the above-described embodiments, the example in which the present invention is applied to the
例えば、冷凍サイクルの放熱側熱交換器である凝縮器等に本発明を適用してもよい。また、暖房用の温水放熱器、あるいはエンジン冷却用ラジエータのように、内部通路(上述の各実施形態のチューブ21に相当する流体通路)に温水が流れる熱交換器に対して本発明を適用してもよい。
For example, you may apply this invention to the condenser etc. which are the heat radiation side heat exchangers of a refrigerating cycle. Further, the present invention is applied to a heat exchanger in which hot water flows in an internal passage (a fluid passage corresponding to the
また、エンジンオイルクーラのようなオイル類が内部通路に流れる熱交換器、あるいは冷水が内部通路に流れる熱交換器等にも同様に本発明を適用できる。 Further, the present invention can be similarly applied to a heat exchanger such as an engine oil cooler in which oil flows in the internal passage, or a heat exchanger in which cold water flows in the internal passage.
18b…上側タンク(タンク)、21…チューブ(流体通路)、
21a…入口部、75…冷媒貯留板(貯留部材)、75a…穴部、75d…裾部、
76…貯留部、θ…屈曲角度。
18b ... upper tank (tank), 21 ... tube (fluid passage),
21a ... Inlet part, 75 ... Refrigerant storage plate (storage member), 75a ... Hole part, 75d ... Bottom part,
76: Storage part, θ: Bending angle.
Claims (7)
前記複数の流体通路(21)の入口部(21a)よりも上方に配置され、前記複数の流体通路(21)に対する熱交換流体流れの分配を行うタンク(18b)とを備え、
前記タンク(18b)の内部であって前記入口部(21a)の上方には、前記タンク(18b)に流入した前記液相流体を一旦溜めるための貯留部材(75、77、80)が配置されており、
前記貯留部材(75、77、80)から溢れた前記液相流体が前記入口部(21a)側に落下するようになっていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of fluid passages (21) through which a heat exchange fluid including at least a liquid phase fluid flows;
A tank (18b) disposed above the inlet portions (21a) of the plurality of fluid passages (21) and distributing heat exchange fluid flow to the plurality of fluid passages (21),
Storage members (75, 77, 80) for temporarily storing the liquid phase fluid flowing into the tank (18b) are disposed inside the tank (18b) and above the inlet (21a). And
The heat exchanger, wherein the liquid phase fluid overflowing from the storage member (75, 77, 80) falls to the inlet (21a) side.
前記断面山形の裾部(75d)と前記タンク(18b)の上下方向に延びる内壁面(60b)とによって谷間状の貯留部(76)が形成されており、
さらに、前記貯留部材(75)のうち前記断面山形の頂部には穴部(75a)が形成されており、
前記貯留部(76)に前記液相流体が一旦溜まり、前記貯留部(76)に溜まった前記液相流体が前記穴部(75a)を通じて落下するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 The storage member (75) is formed in a cross-sectional mountain shape,
A valley-shaped storage part (76) is formed by the skirt part (75d) having the mountain-shaped cross section and the inner wall surface (60b) extending in the vertical direction of the tank (18b),
Furthermore, a hole (75a) is formed in the top of the mountain-shaped cross section of the storage member (75),
The liquid phase fluid temporarily accumulates in the reservoir (76), and the liquid phase fluid accumulated in the reservoir (76) falls through the hole (75a). The heat exchanger according to 1.
前記波形状のうち前記穴部(75a)の外部側に窪んだ頂部(75c)が前記入口部(21a)と重合するように、前記穴部(75a)が配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載の熱交換器。 The edge of the hole (75a) is formed in a wave shape,
The hole (75a) is arranged such that a top portion (75c) of the corrugated shape that is recessed to the outside of the hole (75a) overlaps with the inlet portion (21a). The heat exchanger according to claim 2 or 3.
前記エジェクタ(14)から吐出された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(15)と、
前記冷媒吸引口(14b)に吸引される冷媒を蒸発させる第2蒸発器(18)とを備え、
前記第2蒸発器(18)は、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器により構成されていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル用ユニット。 The refrigerant was sucked from the refrigerant suction port (14b) by the high-speed refrigerant flow ejected from the nozzle part (14a), and sucked from the refrigerant jetted from the nozzle part (14a) and the refrigerant suction port (14b). An ejector (14) that mixes and discharges the refrigerant;
A first evaporator (15) for evaporating the refrigerant discharged from the ejector (14);
A second evaporator (18) for evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (14b),
The said 2nd evaporator (18) is comprised by the heat exchanger as described in any one of Claim 1 thru | or 6, The unit for ejector type refrigeration cycles characterized by the above-mentioned.
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