JP6323313B2 - Evaporator unit - Google Patents
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Description
本発明は、エジェクタ式冷凍サイクルに用いられる蒸発器ユニットに関する。 The present invention relates to an evaporator unit used in an ejector refrigeration cycle.
従来、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ejector refrigeration cycle that is a vapor compression refrigeration cycle apparatus including an ejector as refrigerant decompression means is known.
この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの昇圧作用によって圧縮機に吸入される吸入冷媒の圧力を上昇させることができる。従って、蒸発器における冷媒蒸発圧力と吸入冷媒の圧力が同等となる一般的な冷凍サイクル装置よりも、圧縮機の消費動力を低減させてサイクルの成績係数(COP)の向上を狙うことができる。 In this type of ejector refrigeration cycle, the pressure of the refrigerant sucked into the compressor can be increased by the pressurizing action of the ejector. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the compressor and improve the coefficient of performance (COP) of the cycle, compared to a general refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant evaporation pressure in the evaporator and the pressure of the suction refrigerant are equal.
さらに、特許文献1には、エジェクタ式冷凍サイクルに用いられる蒸発器ユニットが開示されている。この蒸発器ユニットは、エジェクタ、送風空気の流れ方向に直列的に配置された2つの蒸発器等を一体化(ユニット化)したものである。
Furthermore,
より詳細には、特許文献1の蒸発器ユニットでは、送風空気流れ風下側に配置された風下側蒸発器から流出した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口へ導き、エジェクタの昇圧部(ディフューザ部)にて昇圧された冷媒を送風空気流れ風上側に配置された風上側蒸発器へ流入させている。これにより、双方の蒸発器における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、送風空気を効率的に冷却しようとしている。
More specifically, in the evaporator unit of
ところで、エジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、ノズル部から噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用によって、冷媒吸引口から冷媒を吸引し、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部から流出させる。従って、特許文献1の蒸発器ユニットでは、風下側蒸発器を流通した吸引冷媒の冷媒流量Ge(質量流量)よりも、風上側蒸発器を流通する流出冷媒の冷媒流量G(質量流量)が多くなる。
By the way, in an ejector applied to an ejector-type refrigeration cycle, the refrigerant is sucked from the refrigerant suction port by the suction action of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle section, and the mixed refrigerant of the jet refrigerant and the sucked refrigerant is diffused in the diffuser section. Spill from. Therefore, in the evaporator unit of
このため、特許文献1の蒸発器ユニットでは、流出冷媒が風上側蒸発器を通過する際に生じる圧力損失が大きくなりやすい。そして、流出冷媒が風上側蒸発器を通過する際に生じる圧力損失が大きくなってしまうと、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力が低下してしまうので、上述したエジェクタ式冷凍サイクルを構成したことによるCOP向上効果を充分に得ることができなくなってしまう。
For this reason, in the evaporator unit of
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタ式冷凍サイクルに用いられる蒸発器ユニットにおいて、冷媒が内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce a pressure loss that occurs when a refrigerant circulates in an evaporator unit used in an ejector refrigeration cycle.
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、冷媒を減圧させるノズル部(15a)、並びに、ノズル部(15a)から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口(15c)、および噴射冷媒と冷媒吸引口(15c)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(15d)が形成されたボデー部(15b)を有するエジェクタ(15)と、冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側蒸発器(17)と、風上側蒸発器(17)に対して空気の流れの風下側に配置される風下側蒸発器(18)と、を備え、
風上側蒸発器(17)には、昇圧部(15d)から流出した流出冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第1流出側熱交換部(17a)が設けられており、風下側蒸発器(18)には、流出冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第2流出側熱交換部(18a)、および冷媒吸引口(15c)へ吸引される冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる吸引側熱交換部(18b)が設けられており、
第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)は、流出冷媒の流れに対して並列的に接続されている蒸発器ユニットを特徴としている。
The present invention has been devised in order to achieve the above object. In the invention according to
The upwind evaporator (17) is provided with a first outflow side heat exchange section (17a) that exchanges heat with the air to evaporate the outflow refrigerant flowing out from the pressure increasing section (15d), and evaporates the downwind evaporator (17d). 18) includes a second outflow side heat exchange section (18a) for exchanging heat with the air to evaporate the outflow refrigerant, and a suction side for evaporating the refrigerant sucked into the refrigerant suction port (15c) with heat exchange with air. A heat exchange section (18b) is provided;
The first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a) are characterized by an evaporator unit connected in parallel to the flow of the outflow refrigerant.
これによれば、第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)が、昇圧部(15d)から流出した流出冷媒の流れに対して並列的に接続されているので、流出冷媒を第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)の双方へ流入させることができる。 According to this, the 1st outflow side heat exchange part (17a) and the 2nd outflow side heat exchange part (18a) are connected in parallel with respect to the flow of the outflow refrigerant which flowed out from the pressurization part (15d). Therefore, the outflow refrigerant can be caused to flow into both the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a).
従って、流出冷媒を第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)のいずれか一方へ流入させる場合に対して、流出冷媒が流通する冷媒流路の通路断面積を拡大させることができる。その結果、吸引冷媒よりも流量の多い流出冷媒が蒸発器ユニット(20)内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。 Therefore, the passage cross-sectional area of the refrigerant flow path through which the outflow refrigerant flows is compared with the case where the outflow refrigerant flows into one of the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a). Can be enlarged. As a result, it is possible to reduce the pressure loss that occurs when the outflow refrigerant having a larger flow rate than the suction refrigerant flows through the evaporator unit (20).
また、上記特徴の蒸発器ユニットにおいて、空気の流れ方向から見たときに、第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)は、少なくとも一部が重合するように配置されており、
第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)は、冷媒入口側同士が互いに連通しているとともに、冷媒出口側同士が互いに連通していることによって、流出冷媒の流れに対して並列的に接続されていてもよい。
In the evaporator unit having the above characteristics, at least a part of the first outflow side heat exchanging portion (17a) and the second outflow side heat exchanging portion (18a) is superposed when viewed from the air flow direction. Are located in
The first outflow side heat exchanging portion (17a) and the second outflow side heat exchanging portion (18a) communicate with each other at the refrigerant inlet sides and with each other at the refrigerant outlet sides. It may be connected in parallel to the flow of.
これによれば、第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)を近接配置することができるので、流出冷媒を第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)へ導く冷媒流路の圧力損失を低減できる。従って、冷媒が蒸発器ユニット(20)内部を流通する際に生じる圧力損失を、より一層効果的に低減させることができる。 According to this, since the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a) can be arranged close to each other, the outflow refrigerant is supplied to the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow heat exchange section (17a). 2 It is possible to reduce the pressure loss of the refrigerant flow path leading to the outflow side heat exchange section (18a). Therefore, the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the evaporator unit (20) can be more effectively reduced.
また、上記特徴の蒸発器ユニットにおいて、より具体的に、風上側蒸発器(17)は、冷媒を流通させる複数の風上側チューブ(71)、および複数の風上側チューブ(71)を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う風上側タンク(72、73)を有し、風上側タンク(72、73)は、複数の風上側チューブ(71)の積層方向に延びる形状に形成されており、風下側蒸発器(18)は、冷媒を流通させる複数の風下側チューブ(81)、および複数の風下側チューブ(81)を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う風下側タンク(82、83)を有し、風下側タンク(82、83)は、複数の風下側チューブ(81)の積層方向であって風上側タンク(72、73)と平行な方向に延びる形状に形成されており、
さらに、風上側蒸発器(17)には、第1流出側熱交換部(17a)から流出した冷媒と第2流出側熱交換部(18a)から流出した冷媒とを合流させた冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる第3流出側熱交換部(17b)が設けられていてもよい。
In the evaporator unit having the above characteristics, more specifically, the windward evaporator (17) includes a plurality of windward tubes (71) through which the refrigerant flows and a refrigerant that flows through the plurality of windward tubes (71). The windward side tanks (72, 73) for collecting or distributing the windward side tanks (72, 73) are formed in a shape extending in the stacking direction of the plurality of windward side tubes (71), and the leeward side The evaporator (18) has a plurality of leeward tubes (81) for circulating the refrigerant and a leeward tank (82, 83) for collecting or distributing the refrigerants flowing through the plurality of leeward tubes (81). The leeward tanks (82, 83) are formed in a shape extending in a direction parallel to the leeward tanks (72, 73) in the stacking direction of the plurality of leeward tubes (81),
Further, in the windward evaporator (17), a refrigerant obtained by combining the refrigerant that has flowed out of the first outflow side heat exchange section (17a) and the refrigerant that has flowed out of the second outflow side heat exchange section (18a) is combined with air. The 3rd outflow side heat exchange part (17b) which is made to heat-exchange and evaporate may be provided.
このように風上側蒸発器(17)および風下側蒸発器(18)を、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成することで、複数の風上側チューブ(71)の一部によって第1流出側熱交換部(17a)を構成し、複数の風下側チューブ(81)の一部によって第2流出側熱交換部(18a)を構成することができる。そして、第1流出側熱交換部(17a)および第2流出側熱交換部(18a)が、流出冷媒の流れに対して並列的に接続される流路構成を容易に実現することができる。 In this way, the windward evaporator (17) and the leeward evaporator (18) are constituted by so-called tank-and-tube heat exchangers, so that the first outflow is caused by a part of the plurality of windward tubes (71). A side heat exchange part (17a) can be comprised, and a 2nd outflow side heat exchange part (18a) can be comprised by a part of several leeward side tube (81). And the flow-path structure by which a 1st outflow side heat exchange part (17a) and a 2nd outflow side heat exchange part (18a) are connected in parallel with respect to the flow of an outflow refrigerant | coolant can be implement | achieved easily.
さらに、第1流出側熱交換部(17a)を構成する風上側チューブ(71)の本数、第3流出側熱交換部(17b)を構成する風上側チューブ(71)の本数、第2流出側熱交換部(18a)を構成する風下側チューブ(81)の本数、および吸引側熱交換部(18b)を構成する風下側チューブ(81)の本数を変更することによって、各熱交換部(17a…18b)の熱交換面積や、各熱交換部(17a…18b)における冷媒流路の通路断面積(AT1、AT2、AT3)を容易に変更することができる。 Furthermore, the number of the windward side tubes (71) constituting the first outflow side heat exchange part (17a), the number of the windward side tubes (71) constituting the third outflow side heat exchange part (17b), the second outflow side By changing the number of leeward side tubes (81) constituting the heat exchange part (18a) and the number of leeward side tubes (81) constituting the suction side heat exchange part (18b), each heat exchange part (17a The heat exchange area of 18b) and the passage cross-sectional areas (AT1, AT2, AT3) of the refrigerant flow paths in the heat exchange portions (17a ... 18b) can be easily changed.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、図1〜図14を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態の蒸発器ユニット20は、図1の全体構成図に示すように、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、すなわちエジェクタ式冷凍サイクル10に適用されている。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10は、車両用空調装置に適用されており、冷却対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
Further, the
エジェクタ式冷凍サイクル10の構成機器のうち、圧縮機11は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで圧縮して吐出するものである。具体的には、本実施形態の圧縮機11は、1つのハウジング内に固定容量型の圧縮機構、および圧縮機構を駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。
Of the constituent devices of the
この圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。また、電動モータは、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式のものを採用してもよい。 As this compression mechanism, various compression mechanisms such as a scroll-type compression mechanism and a vane-type compression mechanism can be employed. Further, the operation (rotation speed) of the electric motor is controlled by a control signal output from an air conditioning control device (not shown), and either an AC motor or a DC motor may be adopted.
圧縮機11の吐出口には、放熱器12の凝縮部12aの冷媒入口側が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧側冷媒と冷却ファン12cにより送風される車室外空気(外気)を熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
The refrigerant inlet side of the
より具体的には、放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン12cから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部12a、および凝縮部12aから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄えるレシーバ部12bを有して構成される、いわゆるレシーバ一体型の凝縮器である。
More specifically, the
冷却ファン12cは、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動送風機である。
The cooling
放熱器12のレシーバ部12bの冷媒出口には、温度式膨張弁13の入口側が接続されている。温度式膨張弁13は、放熱器12のレシーバ部12bから流出した冷媒を減圧させる冷媒減圧手段である。さらに、本実施形態の温度式膨張弁13は、蒸発器ユニット20出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように冷媒流量を調整する。
An inlet side of the temperature
このような温度式膨張弁13としては、蒸発器ユニット20から流出した冷媒の温度と圧力とに応じて変位する変位部材(ダイヤフラム)を有する感温部を備え、この変位部材の変位に応じて蒸発器ユニット20出口側冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように機械的機構によって弁開度(冷媒流量)が調整されるもの等を採用することができる。
Such a temperature
温度式膨張弁13の出口には、蒸発器ユニット20のジョイント部24に設けられた冷媒流入口24a側が接続されている。蒸発器ユニット20は、図1の破線で囲まれたサイクル構成機器を一体化(ユニット化)したものである。より具体的には、蒸発器ユニット20は、上流側分岐部14、エジェクタ15、下流側分岐部16、風上側蒸発器17、風下側蒸発器18、固定絞り19等を一体化したものである。
The outlet of the temperature
まず、蒸発器ユニット20を構成する各構成機器について説明する。上流側分岐部14は、外部から冷媒流入口21aを介して流入した冷媒の流れを分岐し、分岐された一方の冷媒をエジェクタの15のノズル部15aの入口側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を固定絞り19の入口側へ流出させる機能を果たす。
First, each component apparatus which comprises the
エジェクタ15は、上流側分岐部14にて分岐された一方の冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる冷媒減圧手段の機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって冷媒を吸引(輸送)して循環させる冷媒循環手段(冷媒輸送手段)としての機能を果たすものである。
The
より具体的には、エジェクタ15は、ノズル部15aおよびボデー部15bを有して構成されている。ノズル部15aは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る略円筒状の金属(例えば、ステンレス合金)等で形成されており、内部に形成された冷媒通路(絞り通路)にて冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。
More specifically, the
ノズル部15aの内部に形成された冷媒通路には、冷媒通路面積が最も縮小した喉部が形成され、さらに、この喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かって冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、ノズル部15aは、ラバールノズルとして構成されている。
In the refrigerant passage formed inside the
さらに、本実施形態では、ノズル部15aとして、冷媒噴射口から噴射される噴射冷媒の流速が音速以上となるように設定されたものが採用されている。もちろん、ノズル部15aを先細ノズルで構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the
ボデー部15bは、略円筒状の金属(例えば、アルミニウム合金)で形成されており、内部にノズル部15aを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ15の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部15aは、ボデー部15bの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入にて固定されている。従って、ノズル部15aとボデー部15bとの固定部(圧入部)から冷媒が漏れることはない。
The
また、ボデー部15bの外周面のうち、ノズル部15aの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル部15aの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口15cが形成されている。この冷媒吸引口15cは、ノズル部15aから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、後述する風下側蒸発器18の吸引側熱交換部18bから流出した冷媒をエジェクタ15の内部へ吸引する貫通穴である。
In addition, a
さらに、ボデー部15bの内部には、冷媒吸引口15cから吸引された吸引冷媒をノズル部15aの冷媒噴射口側へ導く吸引通路、および冷媒吸引口15cから吸引通路を介してエジェクタ15の内部へ流入した吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部としてのディフューザ部15dが形成されている。
Further, inside the
吸引通路は、ノズル部15aの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部15bの内周側との間の空間によって形成されており、吸引通路の冷媒通路面積は、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。これにより、吸引通路を流通する吸引冷媒の流速を徐々に増加させて、ディフューザ部15dにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失(混合損失)を減少させている。
The suction passage is formed by a space between the outer peripheral side around the tapered tip of the
ディフューザ部15dは、吸引通路の出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積が徐々に拡大するように形成されている。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させながら、その流速を減速させて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力を上昇させる機能、すなわち、混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する機能を果たす。
The
より具体的には、本実施形態のディフューザ部15dを形成するボデー部15bの内周壁面の断面形状は、複数の曲線を組み合わせて形成されている。そして、ディフューザ部15dの冷媒通路断面積の広がり度合が冷媒流れ方向に向かって徐々に大きくなった後に再び小さくなっていることで、冷媒を等エントロピ的に昇圧させることができる。
More specifically, the cross-sectional shape of the inner peripheral wall surface of the
ディフューザ部15dの出口には、下流側分岐部16が配置されている。下流側分岐部16は、ディフューザ部15dから流出した流出冷媒の流れを分岐し、分岐された一方の流出冷媒を風上側蒸発器17の第1流出側熱交換部17a側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を風下側蒸発器18の第2流出側熱交換部18a側へ流出させる機能を果たす。
A downstream branching
風上側蒸発器17および風下側蒸発器18は、送風ファン20aから車室内へ向けて送風された送風空気と冷媒とを熱交換させ、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する吸熱用熱交換器である。また、風上側蒸発器17および風下側蒸発器18は、送風空気の空気流れに対して直列的に配置されており、風下側蒸発器18は、風上側蒸発器17に対して送風空気の空気流れの風下側に配置されている。
The
風上側蒸発器17には、下流側分岐部16にて分岐された一方の流出冷媒を蒸発させる第1流出側熱交換部17a、並びに、第1流出側熱交換部17aから流出した冷媒と風下側蒸発器18に設けられた第2流出側熱交換部18aから流出した冷媒とを合流させた冷媒を蒸発させる第3流出側熱交換部17bが設けられている。
The
風下側蒸発器18には、下流側分岐部16にて分岐された他方の流出冷媒を蒸発させる第2流出側熱交換部18a、並びに、固定絞り19にて減圧された冷媒を蒸発させてエジェクタ15の冷媒吸引口15c側へ流出させる吸引側熱交換部18bが設けられている。送風ファン20aは、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動送風機である。
In the
固定絞り19は、上流側分岐部14にて分岐された他方の冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる減圧手段である。風上側蒸発器17の第3流出側熱交換部17bの冷媒出口には、蒸発器ユニット20のジョイント部24に設けられた冷媒流出口24bを介して、圧縮機11の吸入口側が接続されている。
The fixed
次に、図2〜図10を用いて、蒸発器ユニット20を構成する各構成機器の一体化について説明する。なお、図2における上下の各矢印は、蒸発器ユニット20を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。
Next, the integration of the components constituting the
まず、本実施形態の風上側蒸発器17および風下側蒸発器18は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。つまり、風上側蒸発器17は、冷媒を流通させる複数の風上側チューブ71、および複数の風上側チューブ71の両端部に接続されて風上側チューブ71を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の風上側タンク72、73を有している。
First, the
風上側チューブ71は、伝熱性に優れる金属(本実施形態では、エジェクタ15のボデー部15bと同じアルミニウム合金)で形成されている。さらに、風上側チューブ71は、内部を流通する冷媒の流れ方向(風上側チューブ71の長手方向)に垂直な断面形状が扁平形状に形成された扁平チューブで構成されている。
The
それぞれの風上側チューブ71は、外表面の平坦面(扁平面)同士が互いに平行となるように、一定の間隔を開けて積層配置されている。これにより、隣り合う風上側チューブ71同士の間に、送風空気が流通する空気通路が形成される。つまり、風上側蒸発器17では、複数の風上側チューブ71が積層配置されることによって、冷媒と送風空気とを熱交換させる熱交換部(熱交換コア部)が形成されている。
Each of the
さらに、隣り合う風上側チューブ71同士の間に形成される空気通路には、冷媒と送風空気との熱交換を促進するフィン74が配置されている。フィン74は、風上側チューブ71と同じ材質の薄板材を波状に曲げ成形することによって形成されたコルゲートフィンであり、その頂部が風上側チューブ71の平坦面にろう付け接合されている。
Further,
風上側タンク72、73は、風上側チューブ71と同じ材質の有底筒状部材で形成されている。より具体的には、風上側タンク72、73は、風上側チューブ71の積層方向に延びる形状に形成されている。風上側タンク72、73の内部には、各風上側チューブ71に対して冷媒を分配するための分配空間、および各風上側チューブ71から流出した冷媒を集合させるための集合空間が形成されている。
The
以下の説明では、説明の明確化のため、風上側タンクのうち、鉛直方向上方側に配置されるものを上部風上側タンク72と記載し、鉛直方向下方側に配置されるものを下部風上側タンク73と記載する。
In the following description, for clarification of the description, among the windward tanks, the tank disposed on the upper side in the vertical direction is referred to as the
風下側蒸発器18の基本的構成は、風上側蒸発器17と同等である。従って、風下側蒸発器18は、冷媒を流通させる複数の風下側チューブ81、フィン74、並びに、複数の風下側チューブ81の両端部に接続されて風下側チューブ81を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の風下側タンク(具体的には、鉛直方向上方側に配置される上部風下側タンク82、鉛直方向下方側に配置される下部風下側タンク83)を有している。
The basic configuration of the
風下側チューブ81は、風上側チューブ71と全く同様の扁平チューブである。本実施形態では、このような部品の共通化により、蒸発器ユニット20全体としての製造コストの低減を図っている。
The
さらに、本実施形態では、風上側蒸発器17の上部風上側タンク72および風下側蒸発器18の上部風下側タンク82の少なくとも一部同士を同一の部材で形成し、下部風上側タンク73および下部風下側タンク83の少なくとも一部同士を同一の部材で形成している。
Furthermore, in this embodiment, at least a part of the
そして、風上側チューブ71、風下側チューブ81、風上側タンク72、73、風下側タンク82、83、フィン74等をろう付け接合することによって、風上側蒸発器17および風下側蒸発器18を一体化している。
Then, the
なお、図2では、図示の都合上、風上側蒸発器17の一部の構成(風上側チューブ71および上部風上側タンク72)については、風下側蒸発器18の対応する構成に括弧付きの符号を付して示している。さらに、図2では、図示の明確化のため、フィン74を風下側蒸発器18の一部にのみ図示しているが、フィン74は、風上側蒸発器17においては隣り合う風上側チューブ71間の略全域に渡って配置されており、風下側蒸発器18においては隣り合う風下側チューブ81間の略全域に渡って配置されている。
In FIG. 2, for the sake of illustration, a part of the windward evaporator 17 (
次に、エジェクタ15は、上部風上側タンク72および上部風下側タンク82の長手方向と平行に延びる有底筒状部材で形成された収容タンク23の内部に収容されている。収容タンク23は、その長手方向から見たときに、上部風上側タンク72および上部風下側タンク82の間の谷部に配置されている。
Next, the
収容タンク23は、上部風上側タンク72および上部風下側タンク82と同じ材質で形成されている。そして、収容タンク23の外周側面が、上部風上側タンク72の外周側面および上部風下側タンク82の外周側面にろう付け接合されていることによって、エジェクタ15および収容タンク23が、風上側蒸発器17および風下側蒸発器18に一体化されている。
The
さらに、エジェクタ15の外周壁面が収容タンク23の内周壁面にろう付け接合されることによって、収容タンク23の内部空間は、図3に示すように、エジェクタ入口側空間23a、エジェクタ吸引側空間23b、エジェクタ出口側空間23cの3つの空間に区画されている。
Further, by brazing and joining the outer peripheral wall surface of the
図4に示すエジェクタ入口側空間23aは、ノズル部15aの冷媒流れ上流側(ノズル部15a上流側)に配置された空間であって、エジェクタ15のノズル部15aに対して、収容タンク23の一端側に形成されている。また、エジェクタ入口側空間23aは、ジョイント部24に設けられた冷媒流入口24aに連通している。
The ejector
図6、図7に示すエジェクタ出口側空間23cは、ディフューザ部15dから流出した冷媒を流入させる空間であって、エジェクタ15のディフューザ部15dに対して収容タンク23の他端側に形成されている。
The ejector
図5に示すエジェクタ吸引側空間23bは、冷媒吸引口15cへ吸引される冷媒を流入させる空間であって、エジェクタ15の外周側に形成されている。従って、エジェクタ吸引側空間23bは、収容タンク23の長手方向両端側からエジェクタ入口側空間23aおよびエジェクタ出口側空間23cに挟まれるように配置されている。さらに、エジェクタ15の冷媒吸引口15cは、エジェクタ吸引側空間23b内で開口している。
The ejector
また、各タンク72、82、83の内部には、各タンク72、82、83の内部空間を区画するための仕切り部材821、各セパレータ721、822、831、832が、ろう付け接合されている。
Further, inside each
より具体的には、上部風下側タンク82の内部には、上部風下側タンク82の内部空間を3つの空間に仕切る仕切り部材821、および上部風下側タンク82の長手方向に垂直に広がって内部空間を仕切る上部風下側セパレータ822が配置されている。仕切り部材821は、上部風下側タンク82の長手方向に延びる仕切板および長手方向に垂直に広がる3枚の仕切板によって構成されている。
More specifically, inside the upper
これにより、上部風下側タンク82の内部空間は、図3に示すように、上部風下側の一端側空間82a、チューブ側空間82b、反チューブ側空間82c、上部風下側の他端側空間82dの4つの空間に区画されている。
As a result, as shown in FIG. 3, the internal space of the upper
図4に示す上部風下側の一端側空間82aは、上部風下側タンク82の一端側(エジェクタ入口側空間23aが形成される側)に形成されている。さらに、上部風下側の一端側空間82aは、エジェクタ入口側空間23aに連通している。
The one
この際、本実施形態では、収容タンク23のうちエジェクタ入口側空間23aを形成する部位に設けられた連通穴の開口縁部にバーリング加工を施すことによって、上部風下側タンク82へ向かって突出するバーリング部(突出部)を形成している。そして、このバーリング部を、上部風下側タンク82のうち一端側空間82aを形成する部位に設けられた連通穴に嵌め込んだ状態で、ろう付け接合を行っている。
At this time, in the present embodiment, burring is performed on the opening edge portion of the communication hole provided in the portion of the
これにより、ろう付け接合時における収容タンク23および上部風下側タンク82の位置ずれを防止するとともに、バーリング部によってろう付けしろを確保して、良好なろう付け接合を実現している。また、図5〜図7に示すように、他のタンク同士の連通部についても、同様にいずれか一方のタンクの連通穴の開口縁部にバーリング部が形成されている。
This prevents positional displacement of the
また、エジェクタ15のうち、エジェクタ入口側空間23aを形成する部位であって、上部風下側タンク82の一端側空間82aに連通する部位には、オリフィスとして機能する固定絞り19が配置されている。
A fixed
さらに、本実施形態では、エジェクタ入口側空間23aからノズル部15aへ流入する冷媒流量(質量流量)をノズル部側流量Gnozとし、固定絞り19へ流入する冷媒流量(質量流量)を吸引流量Geとしたときに、以下数式F1を満足するように、ノズル部15および固定絞り19の流量特性を決定している。
Ge/(Ge+Gnoz)≦0.7 …(F1)
ここで、エジェクタ15のディフューザ部15dから流出する流出冷媒は、ノズル部15から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口15cから吸引された吸引冷媒とを混合させた冷媒となる。
Furthermore, in this embodiment, the refrigerant flow rate (mass flow rate) flowing from the ejector
Ge / (Ge + Gnoz) ≦ 0.7 (F1)
Here, the refrigerant flowing out from the
従って、上記数式F1における分母(Ge+Gnoz)は、ディフューザ部15dから流出した流出冷媒の冷媒流量(流出流量)Gに等しい。さらに、本実施形態では、流量比Ge/Gが0.5以下となるように、より好ましくは、流量比Ge/Gが0.3に近づくように、ノズル部15および固定絞り19の流量特性を決定している。
Therefore, the denominator (Ge + Gnoz) in the formula F1 is equal to the refrigerant flow rate (outflow flow rate) G of the outflow refrigerant flowing out from the
図6、図7に示す上部風下側の他端側空間82dは、上部風下側タンク82の他端側(エジェクタ出口側空間23cが形成される側)に形成されている。さらに、上部風下側の他端側空間82dは、図7に示すように、風下側連通穴82eを介して、エジェクタ出口側空間23cに連通している。
The other
前述の如く、風下側蒸発器18には、ディフューザ部15dから流出した流出冷媒を蒸発させる第2流出側熱交換部18aが形成されている。従って、上部風下側の他端側空間82dは、第2流出側熱交換部18aを構成する風下側チューブ81が接続される分配空間を構成している。
As described above, the
さらに、本実施形態では、上部風下側の他端側空間82dに接続される風下側チューブ81の本数を、風下側チューブ81の全本数NLのうち、4分の1(25%)程度としている。従って、送風空気の流れ方向から見たときに、風下側蒸発器18の全熱交換面積のうち、第2流出側熱交換部18aが占める熱交換面積は、4分の1(25%)程度となる。
Furthermore, in this embodiment, the number of the
また、一本の風下側チューブ81の通路断面積をATbとしたときに、第2流出側熱交換部18aにおける冷媒流路の通路断面積(第2通路断面積)AT2は、以下数式F2で表すことができる。
AT2=0.25×NL×ATb …(F2)
つまり、第2通路断面積AT2は、上部風下側の他端側空間82dに接続される風下側チューブ81の本数によって決定することができる。
Further, when the passage sectional area of one
AT2 = 0.25 × NL × ATb (F2)
That is, the second passage cross-sectional area AT2 can be determined by the number of
図5に示すチューブ側空間82bおよび反チューブ側空間82cは、上部風下側タンク82の長手方向両端側から上部風下側の一端側空間82aおよび上部風下側の他端側空間82dに挟まれるように配置されている。
The
チューブ側空間82bは、仕切り部材821に仕切られた空間のうち、風下側チューブ81に近い側に形成された空間を含む空間であり、反チューブ側空間82cは、仕切り部材821に仕切られた空間のうち、風下側チューブ81に遠い側に形成された空間を含む空間である。
The
反チューブ側空間82cは、図5に示すように、吸引側連通穴82fを介して、エジェクタ吸引側空間23bに連通している。これにより、反チューブ側空間82cは、エジェクタ吸引側空間23bを介して、エジェクタ15の冷媒吸引口15cに連通している。
As shown in FIG. 5, the
また、下部風下側タンク83の内部には、図2に示すように、下部風下側タンク83の長手方向に垂直に広がって内部空間を仕切る第1、第2下部風下側セパレータ831、832が配置されている。これにより、下部風下側タンク83の内部空間は、下部風下側の一端側空間83a、下部風下側の中間側空間83b、下部風下側の他端側空間83cの3つの空間に区画されている。
Further, as shown in FIG. 2, first and second lower
下部風下側の一端側空間83aは、下部風下側タンク83の一端側に形成されている。下部風下側の他端側空間83cは、下部風下側タンク83の他端側に形成されている。 下部風下側の中間側空間83bは、下部風下側タンク83の長手方向の両端側から下部風下側の一端側空間83aおよび下部風下側の他端側空間83cに挟まれるように配置されている。さらに、下部風下側の他端側空間83cは、図2に示すように、下部連通穴83dを介して、下部風上側タンクの内部空間に連通している。
The lower leeward side one
また、上部風上側タンク72の内部には、図2、図3に示すように、上部風上側タンク72の長手方向に垂直に広がる上部風下側セパレータ721が配置されている。これにより、上部風上側タンク72の内部空間は、上部風上側の一端側空間72a、上部風上側の他端側空間72bの2つの空間に区画されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, an upper
図4、図5に示す上部風上側の一端側空間72aは、上部風上側タンク72の一端側に形成されており、ジョイント部24に設けられた冷媒流出口24bに連通している。つまり、上部風上側の一端側空間72aは、第3流出側熱交換部17bを構成する風上側チューブ71が接続される集合空間を形成している。
The upper windward one
さらに、本実施形態では、上部風上側の一端側空間72aに接続される風上側チューブ71の本数を、風上側チューブ71の全本数のうち、3分の2(67%)程度としている。従って、送風空気の流れ方向から見たときに、風上側蒸発器17の全熱交換面積のうち、第3流出側熱交換部17bが占める面積は、3分の2(67%)程度となる。
Furthermore, in this embodiment, the number of the
また、風上側チューブ71の寸法諸元は、風下側チューブ81と同様なので、第3流出側熱交換部17bの冷媒流路における通路断面積(第3通路断面積)AT3は、以下数式F3で表すことができる。
AT3=0.67×NL×ATb …(F3)
つまり、第3通路断面積AT3は、上部風上側の一端側空間72aに接続される風上側チューブ71の本数によって決定することができる。
Further, since the dimensional specifications of the
AT3 = 0.67 × NL × ATb (F3)
That is, the third passage cross-sectional area AT3 can be determined by the number of the
図6、図7に示す上部風上側の他端側空間72bは、上部風上側タンク72の他端側に形成されており、エジェクタ出口側空間23cに連通している。さらに、上部風上側の他端側空間72bは、図6、図7に示すように、風上側連通穴72cを介して、エジェクタ出口側空間23cに連通している。
6 and 7 is formed on the other end side of the
前述の如く、風上側蒸発器17には、ディフューザ部15dから流出した流出冷媒を蒸発させる第1流出側熱交換部17aが形成されている。従って、上部風上側の他端側空間72bは、第1流出側熱交換部17aを構成する風上側チューブ71が接続される分配空間を構成している。
As described above, the
さらに、本実施形態では、風上側チューブ71のうち、3分の2(67%)程度が上部風上側の一端側空間72aに接続されているので、上部風上側の他端側空間72bに接続される風上側チューブ71の本数は、残余の3分の1(33%)程度となる。従って、送風空気の流れ方向から見たときに、第1流出側熱交換部17aが占める面積は、風上側蒸発器17の全熱交換面積のうち、3分の1(33%)程度となる。
Furthermore, in this embodiment, about 2/3 (67%) of the
また、第1流出側熱交換部17aにおける冷媒流路の通路断面積(第1通路断面積)AT1は、以下数式F4で表すことができる。
AT1=0.33×NL×ATb …(F4)
つまり、第1通路断面積AT1は、上部風上側の他端側空間72bに接続される風上側チューブ71の本数によって決定される。
In addition, the passage cross-sectional area (first passage cross-sectional area) AT1 of the refrigerant flow path in the first outflow side
AT1 = 0.33 × NL × ATb (F4)
That is, the first passage cross-sectional area AT1 is determined by the number of the
さらに、本実施形態では、風上側蒸発器17における風上側チューブ71の総本数と風下側蒸発器18における風下側チューブ81の総本数が同じ数になっている。そのため、送風空気の流れ方向から見たときに、第1流出側熱交換部17aの熱交換面積(風上側蒸発器17の全熱交換面積の33%)は、第2流出側熱交換部18aの熱交換面積(風下側蒸発器18の全熱交換面積の25%)よりも大きくなっている。
Furthermore, in this embodiment, the total number of the
そこで、図2、図3に示すように、本実施形態では、風上側連通穴72cの通路断面積を風下側連通穴82eの通路断面積よりも大きく設定している。より具体的には、風上側連通穴72cを4つの連通穴で形成し、風下側連通穴82eを2つの連通穴で形成することによって、風上側連通穴72cの合計通路断面積を風下側連通穴82eの合計通路断面積よりも大きく設定している。
Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the passage cross-sectional area of the windward
次に、ジョイント部24について説明する。ジョイント部24は、温度式膨張弁13の出口側に接続される冷媒流入口24a、および圧縮機11の吸入口側に接続される冷媒流出口24bが設けられた接続用部材である。ジョイント部24は、各蒸発器17、18の構成部材と同じ材質で形成されており、収容タンク23、上部風上側タンク72および上部風下側タンク82の一端側の側面にろう付け接合されている。
Next, the
また、このジョイント部24は、図8の分解斜視図に示すように、冷媒流入口24aおよび冷媒流出口24bが形成されたブロック部材241と、複数枚のプレート部材(本実施形態では、第1〜第4プレート部材242、243、244、245の4枚のプレート部材)とを積層することによって構成されている。
Further, as shown in the exploded perspective view of FIG. 8, the
第1〜第4プレート部材242〜245には、各プレート部材242〜245を積層した際に、冷媒流入口24aから流入した冷媒を収容タンク23のエジェクタ入口側空間23a側へ導く冷媒通路を形成する第1〜第4流入通路孔242a、243a、244a、245aが形成されている。
The first to
さらに、第1〜第4プレート部材242〜245には、各プレート部材242〜245を積層した際に、上部風上側タンク72の上部風上側の一端側空間72aから流出した冷媒を冷媒流出口24bへ導く冷媒通路を形成する第1〜第4流出通路孔242b、243b、244b、245bが形成されている。
Furthermore, when the
複数枚のプレート部材242〜24のうち、ブロック部材241から収容タンク23側へ向かって2枚目に配置される第2プレート243の第2流入通路孔243aは、図9の拡大平面図に示すように、円弧状孔243cおよび円形状孔243dによって形成されている。この円弧状孔243cの冷媒流れ最下流部は、円形状孔243dの外周部の接線方向に延びる形状に形成されている。
Of the plurality of
これにより、第1プレート242の第1流入通路孔242aを介して、第2プレート243の第2流入通路孔243aへ流入した冷媒は、図9の実線矢印に示すように、円弧状孔243cに沿って流れて円形状孔243dへ流入する。さらに、円形状孔243dへ流入した冷媒は、円形状孔243dの外周側壁面に沿って旋回しながら、第3、第4プレート244、245の第3、第4流入通路孔244a、245aへ流入する。
As a result, the refrigerant that has flowed into the second
第3、第4プレート244、245の第3、第4流入通路孔244a、245aへ流入した冷媒は、旋回流れの遠心力の作用によって、遠心分離方式の気液分離手段と同様に、旋回中心側に気相冷媒が偏在し、外周側に液相冷媒が偏在した二相分離状態となる。そして、二相分離状態となった冷媒が、収容タンク23のエジェクタ入口側空間23aへ流入する。
The refrigerant that has flowed into the third and fourth
次に、以上の如く一体化された蒸発器ユニット20内に形成される冷媒流路を図10の説明図を用いて説明する。ジョイント部24の冷媒流入口24aから流入した冷媒は、図10の矢印R1に示すように、収容タンク23のエジェクタ入口側空間23aへ流入する。
Next, the refrigerant flow path formed in the
エジェクタ入口側空間23aへ流入した冷媒は、矢印R2に示すように、エジェクタ15のノズル部15aへ流入する冷媒流れ、および固定絞り19として機能する連通路を介して、矢印R12に示すように、上部風下側タンク82の一端側空間82aへ流入する冷媒流れに分流される。
As indicated by an arrow R12, the refrigerant flowing into the ejector
この際、本実施形態では、エジェクタ入口側空間23aへ流入した冷媒が旋回しているので、エジェクタ入口側空間23aの外周側に偏在する液相冷媒を固定絞り19側へ優先的に流出させ、残余の気液二相冷媒をエジェクタ15のノズル部15aへ流入させることができる。
At this time, in the present embodiment, since the refrigerant flowing into the ejector
つまり、本実施形態の上流側分岐部14は、エジェクタ入口側空間23aの内部に形成されている。さらに、本実施形態では、ジョイント部24の第2〜第4流入通路孔243a、244a、245aによって形成される冷媒通路が、上流側分岐部14を形成するエジェクタ入口側空間23a内の冷媒に旋回流れを生じさせる旋回流発生手段を構成している。
That is, the
エジェクタ15のノズル部15aへ流入した冷媒は、冷媒吸引口15cから吸引された吸引冷媒と合流して、ディフューザ部15dから流出する。ディフューザ部15dから流出した冷媒は、矢印R3に示すように、収容タンク23のエジェクタ出口側空間23cへ流入する。
The refrigerant that has flowed into the
エジェクタ出口側空間23cへ流入した冷媒は、風上側連通穴72cを介して、上部風上側タンク72の他端側空間72bへ流入する冷媒流れ(破線矢印R4)、および風下側連通穴82eを介して、上部風下側タンク82の他端側空間82dへ流入する冷媒流れ(矢印R6)に分流される。従って、本実施形態の下流側分岐部16は、エジェクタ出口側空間23cの内部に形成されている。
The refrigerant that has flowed into the ejector
上部風上側タンク72の他端側空間72bへ流入した冷媒は、破線矢印R5に示すように、上部風上側タンク72の他端側空間72bに接続された風上側チューブ71群、すなわち第1流出側熱交換部17aを構成する風上側チューブ71群を上方側から下方側へ通過して、下部風上側タンク73へ流入する。
The refrigerant that has flowed into the other
一方、上部風下側タンク82の他端側空間82dへ流入した冷媒は、矢印R7に示すように、上部風下側タンク82の他端側空間82dに接続された風下側チューブ81群、すなわち第2流出側熱交換部18aを構成する風下側チューブ81群を上方側から下方側へ通過して、下部風下側タンク83の他端側空間83cへ流入する。
On the other hand, the refrigerant flowing into the other
さらに、下部風下側タンク83の他端側空間83cへ流入した冷媒は、図示しない連通路を介して、破線矢印R8に示すように、下部風上側タンク73へ流入する。
Further, the refrigerant that has flowed into the other
つまり、本実施形態では、送風空気の流れ方向から見たときに、第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aの少なくとも一部同士が重合するように配置されている。また、第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aは、冷媒入口側同士および冷媒出口側同士が互いに連通していることによって、ディフューザ部15dから流出した流出冷媒の流れに対して並列的に接続されている。
That is, in this embodiment, when it sees from the flow direction of blowing air, it arrange | positions so that at least one part of the 1st outflow side
第1流出側熱交換部17aから流出して下部風上側タンク73へ流入した冷媒および第2流出側熱交換部18aから流出して下部風上側タンク73へ流入した冷媒は、下部風上側タンク73内で合流して、第3流出側熱交換部17bを構成する風上側チューブ71群へ流入する。
The refrigerant that flows out from the first outflow side
第3流出側熱交換部17bを構成する風上側チューブ71群へ流入した冷媒は、破線矢印R9に示すように、第3流出側熱交換部17bを構成する風上側チューブ71群を下方側から上方側へ通過して、上部風上側タンク72の一端側空間72aへ流入する。上部風上側タンク72の一端側空間72aへ流入した冷媒は、破線矢印R10に示すように、ジョイント部24の冷媒流出口24bから流出する。
The refrigerant flowing into the
この際、本実施形態では、温度式膨張弁13に作用よって蒸発器ユニット20出口側冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように調整されるので、第3流出側熱交換部17b出口側の冷媒は、過熱度を有する気相冷媒となる。従って、風上側蒸発器17には、図10の斜線ハッチングで示すように、過熱度を有する気相冷媒が流通する風上側過熱度領域SH1が形成される。
At this time, in this embodiment, the superheat degree of the refrigerant on the outlet side of the
また、エジェクタ入口側空間23aから上部風下側タンク82の一端側空間82aへ流入した冷媒は、吸引側熱交換部18bを構成する風下側チューブ81群へ流入して、矢印R13→矢印R14→矢印R15→矢印R16の順に3回方向転換しながら流れる。そして、矢印R17に示すように、反チューブ側空間82cを介して、エジェクタ15の冷媒吸引口15c側へ導かれる。
Further, the refrigerant that has flowed from the ejector
より具体的には、上部風下側タンク82の一端側空間82aへ流入した冷媒は、上部風下側タンク82の一端側空間82a→下部風下側タンク83の一端側空間83a→上部風下側タンク82のチューブ側空間82b→下部風下側タンク83の中間側空間83b→上部風下側タンク82の反チューブ側空間82c→収容タンク23のエジェクタ吸引側空間23bの順で流れる。
More specifically, the refrigerant that has flowed into the one
この際、本実施形態では、吸引側熱交換部18bの冷媒出口側の冷媒は、過熱度を有する気相冷媒となる。従って、風下側蒸発器18には、図10の網掛ハッチングで示すように、過熱度を有する気相冷媒が流通する風下側過熱度領域SH2が形成される。さらに、風上側過熱度領域SH1および風下側過熱度領域SH2は、送風空気の流れ方向から見たときに、重合しないように互いにずれて配置されている。
At this time, in the present embodiment, the refrigerant on the refrigerant outlet side of the suction side
次に、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の電気制御部について説明する。図示しない空調制御装置は、CPU、ROM、RAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器11、12c、20a等の作動を制御する。
Next, the electric control unit of the
また、空調制御装置には、車室内温度を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、蒸発器ユニット20から吹き出される吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する蒸発器温度センサ等のセンサ群が接続され、これらの空調用センサ群の検出値が入力される。 In addition, the air conditioning control device includes an inside air temperature sensor that detects the vehicle interior temperature, an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the vehicle interior, and the temperature of the air blown from the evaporator unit 20 ( Sensor groups such as an evaporator temperature sensor for detecting the evaporator temperature) are connected, and the detection values of these air conditioning sensor groups are input.
さらに、空調制御装置の入力側には、図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が空調制御装置へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。 Further, an operation panel (not shown) is connected to the input side of the air conditioning control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input to the air conditioning control device. As various operation switches provided on the operation panel, an air conditioning operation switch that requests air conditioning, a vehicle interior temperature setting switch that sets the vehicle interior temperature, and the like are provided.
なお、本実施形態の空調制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、空調制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。例えば、本実施形態では、圧縮機11の作動を制御する構成が、吐出能力制御手段を構成している。
Note that the air conditioning control device of this embodiment is configured such that control means for controlling the operation of various control target devices connected to the output side is integrally configured. The configuration (hardware and software) for controlling the operation of the device constitutes the control means of each control target device. For example, in this embodiment, the structure which controls the action | operation of the
次に、上記構成における本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の作動について説明する。操作パネルの空調作動スイッチが投入(ON)されると、空調制御装置が、圧縮機11、冷却ファン12c、送風ファン20a等を作動させる。
Next, the operation of the
これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器12へ流入する。放熱器12へ流入した冷媒は、凝縮部12aにて冷却ファン12cから送風された外気と熱交換して凝縮する。凝縮部12aにて冷却された冷媒は、レシーバ部12bにて気液分離される。
Thereby, the
レシーバ部12bにて分離された液相冷媒は、温度式膨張弁13へ流入して減圧される。この際、温度式膨張弁13の弁開度は、蒸発器ユニット20出口側冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように調整される。温度式膨張弁13にて減圧された冷媒は、蒸発器ユニット20の冷媒流入口24aへ流入する。
The liquid phase refrigerant separated by the
蒸発器ユニット20へ流入した冷媒の流れは、収容タンク23のエジェクタ入口側空間23a内に形成される上流側分岐部14にて分岐される。分岐された一方の冷媒は、エジェクタ15のノズル部15aへ流入して等エントロピ的に減圧されて噴射される。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、風下側蒸発器18の吸引側熱交換部18bから流出した冷媒が、エジェクタ15の冷媒吸引口15cから吸引される。
The flow of the refrigerant flowing into the
ノズル部15aから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口15cから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ15のディフューザ部15dへ流入する。ディフューザ部15dでは、冷媒通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力が上昇する。
The injection refrigerant injected from the
ディフューザ部19dから流出した冷媒の流れは、収容タンク23のエジェクタ出口側空間23c内に形成される下流側分岐部16にて分岐される。下流側分岐部16にて分岐された冷媒の流れは、互いに並列的に接続された風上側蒸発器17の第1流出側熱交換部17aおよび風下側蒸発器18の第2流出側熱交換部18aへ流入する。
The flow of the refrigerant that has flowed out of the diffuser portion 19d is branched by the downstream branching
より詳細には、下流側分岐部16にて分岐された一方の冷媒は、風上側蒸発器17の第1流出側熱交換部17aへ流入する。第1流出側熱交換部17aへ流入した冷媒は、送風ファン20aによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風ファン20aによって送風された送風空気が冷却される。
More specifically, one of the refrigerants branched at the downstream branching
また、下流側分岐部16にて分岐された他方の冷媒は、風下側蒸発器18の第2流出側熱交換部17bへ流入する。第2流出側熱交換部17bへ流入した冷媒は、第1流出側熱交換部17a通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより第1流出側熱交換部17a通過後の送風空気がさらに冷却される。
The other refrigerant branched at the downstream branching
第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aから流出した冷媒は、合流して風上側蒸発器17の第3流出側熱交換部17bへ流入する。第3流出側熱交換部17bへ流入した冷媒は、送風ファン20aによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風ファン20aによって送風された送風空気が冷却される。
The refrigerant that has flowed out of the first outflow side
第3流出側熱交換部17bから流出した冷媒は蒸発器ユニット20の冷媒流出口24bから流出する。蒸発器ユニット20の冷媒流出口24bから流出した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out from the third outflow side
一方、上流側分岐部14にて分岐された他方の冷媒は、固定絞り19へ流入して等エンタルピ的に減圧され、風下側蒸発器18の吸引側熱交換部18bへ流入する。吸引側熱交換部18bへ流入した冷媒は、第1流出側熱交換部17aあるいは第3流出側熱交換部17b通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより第1流出側熱交換部17aあるいは第3流出側熱交換部17b通過後の送風空気がさらに冷却される。
On the other hand, the other refrigerant branched at the upstream branching
吸引側熱交換部18bから流出した冷媒は、前述の如く、エジェクタ15の冷媒吸引口15cから吸引される。
The refrigerant that has flowed out of the suction side
以上の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、蒸発器ユニット20にて、車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。
As described above, according to the
さらに、本実施形態の蒸発器ユニット20では、第3流出側熱交換部17b下流側の冷媒を冷媒流出口24bから流出させるので、圧縮機11にエジェクタ15のディフューザ部15dにて昇圧された冷媒を吸入させることができる。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、蒸発器における冷媒蒸発圧力と吸入冷媒の圧力が同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機11の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)の向上を狙うことができる。
Further, in the
また、本実施形態の蒸発器ユニット20では、第1〜第3流出側熱交換部17a、18a、17bにおける冷媒蒸発圧力をディフューザ部15dにて昇圧された冷媒圧力とし、エジェクタ15の冷媒吸引口15cに接続される吸引側熱交換部18bにおける冷媒蒸発圧力をノズル部15aにて減圧された直後の低い冷媒圧力とすることができる。
Further, in the
従って、風流れ方向から見たときに、第1流出側熱交換部17aと吸引側熱交換部18bが重合する領域、あるいは、第3流出側熱交換部17bと吸引側熱交換部18bが重合する領域では、各熱交換部における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、送風空気を効率的に冷却することができる。
Accordingly, when viewed from the wind flow direction, the region where the first outflow side
ここで、本実施形態のエジェクタ15では、前述の数式F1にて説明したように、吸引側熱交換部18bから流出してエジェクタ15の冷媒吸引口から吸引される吸引冷媒の冷媒流量(吸引流量)Geよりも、エジェクタ15のディフューザ部15dから流出した流出冷媒の冷媒流量(流出流量)Gが多くなる。
Here, in the
このため、蒸発器ユニット20では、流出冷媒が流通する際に生じる圧力損失が大きくなりやすい。さらに、流出冷媒が流通する際に生じる圧力損失が大きくなってしまうと、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力が低下してしまうので、上述したエジェクタ式冷凍サイクルを構成したことによるCOP向上効果を充分に得ることができなくなってしまう。
For this reason, in the
これに対して、本実施形態の蒸発器ユニット20によれば、風上側蒸発器17に設けられた第1流出側熱交換部17aおよび風下側蒸発器18に設けられた第2流出側熱交換部18aが、流出冷媒の流れに対して並列的に接続されており、流出冷媒を第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aの双方へ流入させることができる。
On the other hand, according to the
従って、流出冷媒を第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aのいずれか一方に流通させる場合に対して、流出冷媒が流通する冷媒通路の通路断面積を拡大することができる。その結果、吸引冷媒よりも流量の多い流出冷媒が蒸発器ユニット20内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。
Therefore, the passage cross-sectional area of the refrigerant passage through which the outflow refrigerant flows can be increased as compared with the case where the outflow refrigerant flows through either the first outflow side
さらに、本実施形態の蒸発器ユニット20では、第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aが、送風空気の流れ方向から見たときに、少なくとも一部が重合するように配置されて、第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aの冷媒入口側同士および冷媒出口側同士が連通している。
Furthermore, in the
従って、第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aを近接配置することができ、流出冷媒を第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aへ導く冷媒流路の圧力損失を低減できる。従って、冷媒が蒸発器ユニット20内部を流通する際に生じる圧力損失を、より一層効果的に低減させることができる。
Therefore, the 1st outflow side
さらに、本実施形態の蒸発器ユニット20では、風上側蒸発器17および風下側蒸発器18として、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造を採用し、風上側チューブ71の一部によって第1流出側熱交換部17aを構成し、風下側チューブ81の一部によって第2流出側熱交換部18aを構成している。
Further, in the
従って、第1流出側熱交換部17aの冷媒流路および第2流出側熱交換部18aの冷媒流路が、流出冷媒の流れに対して並列的に接続される構成を容易に実現することができる。
Therefore, it is possible to easily realize a configuration in which the refrigerant flow path of the first outflow side
また、本発明者らの検討によれば、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10では、従来技術の蒸発器ユニットを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに対して、エジェクタ式冷凍サイクル10の送風空気の冷房性能を向上できることが確認されている。
Further, according to the study by the present inventors, the
このことを図11〜図13のグラフを用いてより詳細に説明する。図11〜図13の横軸の風下側熱交換部割合は、風下側蒸発器18における第2流出側熱交換部18aの占める割合である。従って、風下側熱交換部割合は、風下側の流出側熱交換部割合と表現してもよい。
This will be described in more detail using the graphs of FIGS. The ratio of the leeward side heat exchange section on the horizontal axis in FIGS. 11 to 13 is the ratio of the second outflow side
より具体的には、風下側熱交換部割合は、総熱交換部面積ALAに対する第2熱交換部面積AL2の面積比AL2/ALAである。総熱交換部面積ALAは、送風空気の流れ方向から見たときの、風下側蒸発器18の熱交換部の総面積である。また、第2熱交換部面積AL2は、送風空気の流れ方向から見たときの、第2流出側熱交換部18aの面積である。
More specifically, the leeward side heat exchange part ratio is an area ratio AL2 / ALA of the second heat exchange part area AL2 to the total heat exchange part area ALA. The total heat exchange part area ALA is the total area of the heat exchange part of the
なお、従来技術の如く、風下側蒸発器18の全熱交換領域を、エジェクタ15の冷媒吸引口15cから吸引される吸引冷媒を蒸発させる吸引側熱交換部として利用する蒸発器ユニットでは、第2流出側熱交換部18aが設けられていない。従って、風下側蒸発器18の全熱交換領域を吸引側熱交換部として利用する蒸発器ユニットでは、面積比AL2/ALAが0となる。
In the evaporator unit that uses the total heat exchange region of the
また、図11の縦軸の冷房性能向上度合としては、蒸発器ユニット20の冷媒流出口24bにおける冷媒圧力が予め定めた基準圧力となるように圧縮機11の作動を制御した状態で、予め定めた基準風量の送風空気を蒸発器ユニット20にて冷却した際の送風空気の平均温度低下度合を採用している。
Further, the degree of improvement in the cooling performance on the vertical axis of FIG. 11 is determined in advance in a state where the operation of the
蒸発器ユニット20では、面積比AL2/ALAを増加させるに伴って、流出冷媒が蒸発器ユニット20内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。従って、面積比AL2/ALAを増加させるに伴って、風上側蒸発器15へ流入する冷媒流量を増加させやすくなり、図12に示すように、風上側蒸発器15の冷房性能を向上させることができる。さらに、この効果によって圧縮機11の消費動力を低減させることもできる。
In the
その一方で、面積比AL2/ALAを増加させるに伴って、風下側蒸発器18において、吸引側熱交換部18bよりも冷媒蒸発温度の高い第2流出側熱交換部18aの占める割合が増加する。従って、図13に示すように、面積比AL2/ALAを増加させるに伴って、風下側蒸発器18の冷房性能が低下する。
On the other hand, as the area ratio AL2 / ALA is increased, in the
そこで、本実施形態では、上述した冷房性能向上度合を用いることによって、風下側蒸発器18に第2流出側熱交換部18aを設けたことによる圧力損失の低減効果、および風下側蒸発器18に第2流出側熱交換部18aを設けたことによる冷房性能低下の影響を総合的に評価している。
Therefore, in this embodiment, by using the above-described degree of improvement in cooling performance, the effect of reducing the pressure loss due to the provision of the second outflow side
その結果、図11に示すように、前述の数式F1で説明した流量比Ge/Gが0.7となっている際には、以下数式F5を満足するように面積比AL2/ALAを設定することで、冷房性能向上度合を増加させることが確認された。
0<AL2/ALA≦0.6 …(F5)
換言すると、数式F5を満足する範囲では、第2流出側熱交換部18aを設けたことによる冷房性能低下の影響よりも、風下側蒸発器18に第2流出側熱交換部18aを設けたことによる圧力損失の低減効果が高くなることが判った。
As a result, as shown in FIG. 11, when the flow rate ratio Ge / G described in the above formula F1 is 0.7, the area ratio AL2 / ALA is set so as to satisfy the following formula F5. Thus, it was confirmed that the degree of improvement in cooling performance was increased.
0 <AL2 / ALA ≦ 0.6 (F5)
In other words, within the range that satisfies Formula F5, the second outflow side
さらに、流量比Ge/Gを低下させるに伴って、冷房性能向上度合が増加することが確認された。その理由は、流量比Ge/Gを低下させるに伴って、ノズル部15aへ流入するノズル部側流量Gnozを増加させて、噴射冷媒の流速を増速させることができるからである。これにより、ディフューザ部15dにおける冷媒の昇圧量を増大させることができ、吸引側熱交換部18bにおける冷媒蒸発温度を低下させることができる。
Furthermore, it was confirmed that the degree of improvement in cooling performance increases as the flow rate ratio Ge / G decreases. This is because the flow rate of the injected refrigerant can be increased by increasing the nozzle portion side flow rate Gnoz flowing into the
つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、蒸発器ユニット20を採用することによる圧力損失の低減効果に加えて、流量比Ge/Gを低下させることで、エジェクタ式冷凍サイクル10全体としての送風空気の冷房性能を効果的に向上できる。そして、エジェクタ式冷凍サイクルを構成することによるCOP向上効果を充分に得ることができる。
That is, in the
このことから、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクルを構成することによるCOP向上効果を充分に得ることを目的として、以下の特徴を有するエジェクタ式冷凍サイクル10についても説明されていると表現することができる。
Therefore, in the present embodiment, it is expressed that the
すなわち、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐する上流側分岐部(14)と、
前記上流側分岐部(14)にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部(15a)、並びに、前記ノズル部(15a)から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口(15c)、および前記噴射冷媒と冷媒吸引口(15c)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(15d)が形成されたボデー部(15b)を有するエジェクタ(15)と、
前記昇圧部(15)から流出した流出冷媒の流れを分岐する下流側分岐部(16)と、
冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側蒸発器(17)と、
前記風上側蒸発器(17)に対して前記空気の流れの風下側に配置される風下側蒸発器(18)と、
前記上流側分岐部(14)にて分岐された一方の冷媒を減圧させる減圧手段(19)と、を備え、
前記風上側蒸発器(17)には、前記下流側分岐部(16)から流出した一方の流出冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させる第1流出側熱交換部(17a)が設けられており、
前記風下側蒸発器18には、前記下流側分岐部(16)から流出した他方の流出冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させる第2流出側熱交換部(18a)、および前記減圧手段(19)にて減圧された冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させ、前記冷媒吸引口(15c)側へ流出させる吸引側熱交換部(18b)が設けられており、
前記第1流出側熱交換部(17a)および前記第2流出側熱交換部(18a)は、前記流出冷媒の流れに対して並列的に接続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についても説明されていると表現することができる。
That is, a compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant;
A radiator (12) for radiating the refrigerant discharged from the compressor (11);
An upstream branch (14) that branches the flow of the refrigerant flowing out of the radiator (12);
The refrigerant is sucked by the nozzle part (15a) for depressurizing one of the refrigerants branched at the upstream branch part (14) and the suction action of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle part (15a). Ejector (15b) having a refrigerant suction port (15c) and a body portion (15b) formed with a pressure increasing unit (15d) for mixing and increasing the pressure of the jetted refrigerant and the suctioned refrigerant sucked from the refrigerant suction port (15c) )When,
A downstream branching section (16) for branching the flow of the refrigerant flowing out from the pressure increasing section (15),
An upwind evaporator (17) disposed on the upwind side of the flow of air blown into the space to be cooled;
A leeward evaporator (18) disposed on the leeward side of the air flow with respect to the windward evaporator (17);
Pressure reducing means (19) for reducing the pressure of one of the refrigerants branched at the upstream branching section (14),
The upwind evaporator (17) is provided with a first outflow side heat exchanging part (17a) for exchanging heat from the one outflow refrigerant flowing out of the downstream branch part (16) with the air. And
The
The ejector-type refrigeration cycle, wherein the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a) are connected in parallel to the flow of the outflow refrigerant. Can also be described as being explained.
さらに、上記特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、前記流出冷媒の流量を流出流量Gとし、前記吸引冷媒の流量を吸引流量Geとしたときに、
Ge/G≦0.7
となっていてもよい。より好ましくは、Ge/G≦0.5となっていてもよいし、Ge/G=0.3に近づくように構成されていてもよい。
Further, in the ejector refrigeration cycle having the above characteristics, when the flow rate of the effluent refrigerant is an effluent flow rate G and the flow rate of the suction refrigerant is a suction flow rate Ge,
Ge / G ≦ 0.7
It may be. More preferably, Ge / G ≦ 0.5 may be satisfied, or Ge / G may be configured to approach 0.3.
以上の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、送風空気の冷房性能を向上させることができる。
As described above, in the
ところで、前述の如く、風下側蒸発器18の第2流出側熱交換部18aにおける冷媒蒸発温度は、吸引側熱交換部18bにおける冷媒蒸発温度よりも高くなる。このため、蒸発器ユニット20にて冷却された送風空気には、温度分布が生じてしまうおそれがある。
By the way, as described above, the refrigerant evaporation temperature in the second outflow side
これに対して、本発明者らの検討によれば、図14に示すように、蒸発器ユニット20にて冷却された送風空気の最高温度から最低温度を減算した温度差ΔTを、ユーザに違和感を覚えさせない程度の温度差(例えば、5℃以下)とするためには、以下数式F6を満足するように面積比AL2/ALAを設定すればよい。
0<AL2/ALA≦0.25 …(F6)
さらに、好ましくは、数式F7を満足するように面積比AL2/ALAを設定すればよい。
0.15≦AL2/ALA≦0.25 …(F7)
これによれば、温度差ΔTを抑制することができるとともに、図11で説明した、冷房性能向上度合についても極大値を狙うことができる。
On the other hand, according to the study by the present inventors, the user feels uncomfortable with the temperature difference ΔT obtained by subtracting the minimum temperature from the maximum temperature of the blown air cooled by the
0 <AL2 / ALA ≦ 0.25 (F6)
Further preferably, the area ratio AL2 / ALA may be set so as to satisfy Formula F7.
0.15 ≦ AL2 / ALA ≦ 0.25 (F7)
According to this, while being able to suppress the temperature difference ΔT, it is possible to aim at the maximum value for the cooling performance improvement degree described in FIG.
さらに、本実施形態の蒸発器ユニット20では、風上側蒸発器17および風下側蒸発器18を、タンクアンドチューブ型の熱交換器で構成しているので、例えば、第2流出側熱交換部18aを構成する風下側チューブ81の本数を変更することで、第2流出側熱交換部18aの熱交換面積AL2および面積比AL2/ALAを容易に変更することができる。
Furthermore, in the
このことは、第1流出側熱交換部17aの熱交換面積AU1および第3流出側熱交換部17bの熱交換面積AU3についても同様である。
The same applies to the heat exchange area AU1 of the first outflow side
さらに、本実施形態の蒸発器ユニット20では、送風空気の流れ方向から見たときに、風上側過熱度領域SH1および風下側過熱度領域SH2が、互いにずれて配置されている。これにより、蒸発器ユニット20にて冷却された送風空気に温度分布が生じてしまうことを、より一層抑制できる。
Furthermore, in the
つまり、風上側蒸発器17の風上側過熱度領域SH1を通過して充分に冷却されなかった送風空気であっても、風下側蒸発器18にて冷媒の蒸発潜熱分の熱量を吸熱されて充分に冷却することができる。一方、風下側蒸発器18の風下側過熱度領域SH2を通過する送風空気は、風上側蒸発器17において冷媒の蒸発潜熱分の熱量を吸熱されて充分に冷却することができる。その結果、蒸発器ユニット20にて冷却された送風空気に温度分布が生じてしまうことを、より一層抑制できる。
That is, even the blown air that has not sufficiently cooled after passing through the windward superheat region SH1 of the
ところで、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用される蒸発器では、一般的に、冷媒入口側から冷媒出口側に向かって冷媒の乾き度が上昇して冷媒の密度が低下する。このため、冷媒入口側の冷媒通路面積と冷媒出口側の冷媒通路面積が同等に設定されていると、冷媒が冷媒出口側を流通する際に生じる圧力損失が増大しやすい。このような圧力損失の増大を抑制するためには、冷媒出口側の冷媒通路面積を冷媒入口側の冷媒通路面積よりも拡大することが望ましい。 By the way, in an evaporator applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus, generally, the dryness of the refrigerant increases from the refrigerant inlet side toward the refrigerant outlet side, and the refrigerant density decreases. For this reason, if the refrigerant passage area on the refrigerant inlet side and the refrigerant passage area on the refrigerant outlet side are set to be equal, the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the refrigerant outlet side tends to increase. In order to suppress such an increase in pressure loss, it is desirable that the refrigerant passage area on the refrigerant outlet side is larger than the refrigerant passage area on the refrigerant inlet side.
そこで、本実施形態では、数式F2〜F4で説明したように、第1〜第3流出側熱交換部17a、18a、17bにおける冷媒流路の第1〜第3通路断面積AT1、AT2、AT3を、以下数式F8の関係を満足するように決定している。
AT3≧AT1+AT2 …(F8)
つまり、第3流出側熱交換部17bの第3通路断面積AT3を、ディフューザ部15dから流出した流出冷媒を並列的に通過させる第1流出側熱交換部17aの第1通路断面積AT1と第2流出側熱交換部18aの第2通路断面積AT2との合計値よりも大きく設定している。
Therefore, in the present embodiment, as described in the mathematical expressions F2 to F4, the first to third passage cross-sectional areas AT1, AT2, AT3 of the refrigerant flow paths in the first to third outflow side
AT3 ≧ AT1 + AT2 (F8)
That is, the first passage cross-sectional area AT1 of the first outflow-side
これにより、冷媒が第1流出側熱交換部17aおよび第2流出側熱交換部18aよりも冷媒出口側に近い第3流出側熱交換部18bを流通する際に生じる圧力損失の増大を抑制することができる。
This suppresses an increase in pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the third outflow side
さらに、本実施形態の蒸発器ユニット20では、風上側蒸発器17および風下側蒸発器18を、タンクアンドチューブ型の熱交換器で構成しているので、例えば、第1流出側熱交換部17aを構成する風下側チューブ71の本数を変更することで、第1流出側熱交換部17aの第1通路断面積AT1を容易に変更することができる。
Furthermore, in the
このことは、第2流出側熱交換部18aの第2通路断面積AT2および第3流出側熱交換部17bの第3通路断面積AT3についても同様である。
The same applies to the second passage cross-sectional area AT2 of the second outflow side
また、本実施形態の蒸発器ユニット20では、上部風下側タンク82の内部に仕切り部材821を配置し、図5を用いて説明したように、上部風下側タンク82の内部にチューブ側空間82bおよび反チューブ側空間82cを形成している。これによれば、上部風下側タンク82内に上下方向に区画された空間を形成することができるので、蒸発器ユニット20内に様々な冷媒流路を形成することができる。
Further, in the
また、本実施形態の蒸発器ユニット20では、冷媒流入口24aおよび冷媒流出口24が形成されたジョイント部24を、収容タンク23、上部風上側タンク72および上部風下側タンク82の一端側の側面に配置している。これによれば、エジェクタ式冷凍サイクル10を形成する際に、蒸発器ユニット20と他の構成部品(例えば、温度式膨張弁13)とを容易に接続することができる。
Further, in the
また、本実施形態では、ジョイント部24の第2〜第4流入通路孔243a、244a、245aが形成する冷媒通路によって、上流側分岐部14内の冷媒に旋回流れを生じさせる旋回流発生手段を構成している。従って、エジェクタ15のノズル部15aへ気液二相冷媒を流入させることができるとともに、固定絞り19へ液相冷媒を流入させることができる。
In the present embodiment, the swirling flow generating means for generating a swirling flow in the refrigerant in the
これによれば、ノズル部15aにおける冷媒の沸騰を促進することができ、ノズル部15aにて冷媒の圧力エネルギを運動エネルギへ変換する際のエネルギ変換効率(ノズル効率)を向上させることができる。さらに、吸引側熱交換部18bへ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、吸引側熱交換部18bにて発揮される冷凍能力を増大させることができる。
According to this, boiling of the refrigerant | coolant in the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図15に示すように、上部風下側タンク82内に配置される仕切り部材の形状を変更すること等によって、吸引側熱交換部18bにおける冷媒流路を変更した例を説明する。なお、図15は、第1実施形態の図10に対応する図面である。さらに、図15では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the refrigerant flow in the suction-side
より具体的には、本実施形態の仕切り部材823は、上部風下側タンク82の長手方向に延びる仕切板および長手方向に垂直に広がる2枚の仕切板によって構成されている。これにより、図15に示すように、本実施形態の上部風下側タンク82の内部空間は、チューブ側空間82b、反チューブ側空間82c、および上部風下側の他端側空間82dの3つの空間に区画されている。
More specifically, the
さらに、本実施形態では、第1実施形態で説明した第1下部風下側セパレータ831が廃止されている。これにより、図15に示すように、本実施形態の下部風下側タンク83の内部空間は、下部風下側の一端側空間83a、および下部風下側の他端側空間83cの2つの空間に区画されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
Furthermore, in the present embodiment, the first lower
従って、本実施形態の蒸発器ユニット20では、上流側分岐部14にて分岐された他方の冷媒が、矢印R12に示すように、固定絞り19を介して上部風下側タンク82のチューブ側空間82bへ流入する。
Therefore, in the
上部風下側タンク82のチューブ側空間82bへ流入した冷媒は、吸引側熱交換部18bを構成する風下側チューブ81群へ流入して、矢印R13→矢印R16の順に1回方向転換しながら流れる。そして、矢印Ra17に示すように、反チューブ側空間82cを介して、エジェクタ15の冷媒吸引口15c側へ導かれる。
The refrigerant that has flowed into the tube-
より具体的には、上部風下側タンク82のチューブ側空間82bへ流入した冷媒は、チューブ側空間82b→下部風下側タンク83の一端側空間83a→上部風下側タンク82の反チューブ側空間82c→収容タンク23のエジェクタ吸引側空間23bの順で流れる。その他の蒸発器ユニット20内における冷媒の流れは、第1実施形態と同様である。
More specifically, the refrigerant flowing into the
従って、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、冷媒が蒸発器ユニット20内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。さらに、蒸発器ユニットを備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、COP向上効果を充分に得ることができる。
Therefore, even if the
また、本実施形態の蒸発器ユニット20では、第1実施形態に対して、吸引側蒸発部18bにおける冷媒の方向転換回数を減少させて吸引側蒸発部18bにおける冷媒流路の通路断面積を拡大できる。従って、冷媒が吸引側蒸発部18bを流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。
Further, in the
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図16に示すように、固定絞りとしてキャピラリチューブ19aを採用すること等によって、吸引側熱交換部18bにおける冷媒流路を変更した例を説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example will be described in which the refrigerant flow path in the suction-side
より具体的には、本実施形態では、蒸発器ユニット20の一端側(ジョイント部24が接合されている側)の側面にキャピラリチューブ19aがろう付け接合されている。このため、本実施形態では、第1実施形態の図4で説明した、エジェクタ入口側空間23aと上部風下側の一端側空間82aとを連通させる連通路を廃止している。さらに、上流側分岐部14を、ジョイント部24の内部あるいはジョイント部24の冷媒流入口24aの上流側に配置している。
More specifically, in this embodiment, the
また、上部風下側タンク82内に配置される仕切り部材824として、上部風下側タンク82の長手方向に延びる仕切板および長手方向に垂直に広がる2枚の仕切板によって構成されたものを採用している。このため、本実施形態の上部風下側タンク82の内部空間は、図16に示すように、チューブ側空間82b、反チューブ側空間82c、および上部風下側の他端側空間82dの3つの空間に区画されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
Further, as the
従って、本実施形態の蒸発器ユニット20では、上流側分岐部14にて分岐された他方の冷媒が、矢印R121に示すように、キャピラリチューブ19aを通過する。そして、この冷媒は、キャピラリチューブ19aを通過する際に減圧されて、下部風下側タンク83の一端側空間83aへ流入する。
Accordingly, in the
下部風下側タンク83の一端側空間83aへ流入した冷媒は、吸引側熱交換部18bを構成する風下側チューブ81群へ流入して、矢印R14→矢印R15→矢印R16の順に2回方向転換しながら流れる。そして、矢印R17に示すように、反チューブ側空間82cを介して、エジェクタ15の冷媒吸引口15c側へ導かれる。
The refrigerant that has flowed into the one
より具体的には、下部風下側タンク83の一端側空間83aへ流入した冷媒は、下部風下側タンク83の一端側空間83a→上部風下側タンク82のチューブ側空間82b→下部風下側タンク83の中間側空間83b→上部風下側タンク82の反チューブ側空間82cの順で流れる。その他の蒸発器ユニット20内における冷媒の流れは、第1実施形態と同様である。
More specifically, the refrigerant that has flowed into the one
従って、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、冷媒が蒸発器ユニット20内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。さらに、蒸発器ユニットを備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、COP向上効果を充分に得ることができる。
Therefore, even if the
また、本実施形態の蒸発器ユニット20では、第1実施形態に対して、吸引側蒸発部18bにおける冷媒の方向転換回数を減少させているので、第2実施形態と同様に、冷媒が吸引側蒸発部18bを流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。さらに、第1実施形態と同様に、送風空気の流れ方向から見たときに、風上側過熱度領域SH1および風下側過熱度領域SH2が、互いにずれた配置を実現することもできる。
Further, in the
(第4〜第6実施形態)
第1〜第3実施形態では、収容タンク23を、上部風上側タンク72および上部風下側タンク82の間の谷部に配置した蒸発器ユニット20について説明したが、第4〜第6実施形態では、第1〜第3実施形態に対して、それぞれ蒸発器ユニット20の基本的な構成を変更することなく、収容タンク23の配置を変更した例を説明する。
(Fourth to sixth embodiments)
In the first to third embodiments, the
具体的には、第4〜第6実施形態の蒸発器ユニット20では、図17〜図19に示すように、収容タンク23を上部風下側タンク82の上方側に配置している。そして、上部風上側タンク72の高さ寸法(上下方向寸法)と、収容タンク23および上部風下側タンク82の合計高さ寸法とを、一致させるようにしている。
Specifically, in the
従って、第4〜第6実施形態の蒸発器ユニット20では、谷部から上方側に収容タンク23が突出してしまうことがなく、蒸発器ユニット20の適用対象(本実施形態では、車両)への搭載性を向上させることができる。
Therefore, in the
より詳細には、第4実施形態の蒸発器ユニット20では、図17に示すように冷媒が流れるので、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第5実施形態の蒸発器ユニット20では、図18に示すように冷媒が流れるので、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第6実施形態の蒸発器ユニット20では、図19に示すように冷媒が流れるので、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
More specifically, in the
(第7実施形態)
本実施形態では、図20に示すように、第1実施形態に対して、収容タンク23を廃止し、エジェクタ15を上部風下側タンク82内に収容した例について説明する。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 20, an example will be described in which the
本実施形態の蒸発器ユニット20では、エジェクタ15の内部のノズル部15aの上流側にエジェクタ入口側空間23aが形成されている。さらに、エジェクタ15が、仕切り部材821のうち上部風下側タンク82の長手方向に垂直に広がる仕切板、および上部風下側セパレータ822を貫通するように配置されている。
In the
これにより、上部風下側タンク82の内部空間が、図20に示すように、上部風下側の一端側空間82a、チューブ側空間82b、反チューブ側空間82c、上部風下側の他端側空間82dの4つの空間に区画されている。上部風下側の一端側空間82aは、エジェクタ15のノズル部15a上流側の外周側(すなわち、内部にエジェクタ入口側空間23aが形成される部位)の外周側に配置されている。
As a result, as shown in FIG. 20, the internal space of the upper
エジェクタ15の冷媒吸引口15cは、反チューブ側空間82c内で開口している。エジェクタ15のディフューザ部15dの冷媒出口は、他端側空間82d内で開口している。さらに、下流側分岐部16は、他端側空間82dの内部に形成されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
The
このため、本実施形態の蒸発器ユニット20では、ジョイント部24の冷媒流入口24aから流入した冷媒が、図20の矢印R1に示すように、エジェクタ15のノズル部15aの上流側に形成されたエジェクタ入口側空間23aへ流入する。
For this reason, in the
エジェクタ入口側空間23aへ流入した冷媒は、矢印R2に示すように、エジェクタ15のノズル部15aへ流入する冷媒流れ、およびエジェクタ15の外周壁面に設けられた固定絞り19として機能する連通路を介して、矢印R12に示すように、上部風下側タンク82の一端側空間82aへ流入する冷媒流れに分流される。
The refrigerant flowing into the ejector
また、エジェクタ15のディフューザ部15dから流出した冷媒は、矢印R3に示すように、上部風下側タンク82の他端側空間82dへ流入する。他端側空間82dへ流入した冷媒は、上部風上側タンク72の他端側空間72bへ流入する冷媒流れ(破線矢印R4)、および第2流出側熱交換部18aを構成する風下側チューブ81群を流通する冷媒流れ(矢印R7)に分流される。
Further, the refrigerant that has flowed out of the
その他の蒸発器ユニット20内における冷媒の流れは、第1実施形態と同様である。つまり、本実施形態の蒸発器ユニット20の内部では、実質的に第1実施形態と同様に冷媒が流れる。従って、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
The flow of the refrigerant in the
(第8実施形態)
本実施形態では、図21に示すように、第2実施形態に対して、収容タンク23を廃止して、エジェクタ15を上部風下側タンク82内に収容した例について説明する。
(Eighth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 21, an example will be described in which the
本実施形態の蒸発器ユニット20では、第7実施形態と同様に、エジェクタ15の内部のノズル部15aの上流側にエジェクタ入口側空間23aが形成されている。さらに、エジェクタ15が、仕切り部材823のうち上部風下側タンク82の長手方向に垂直に広がる仕切板、および上部風下側セパレータ822を貫通するように配置されている。
In the
これにより、上部風下側タンク82の内部空間が、図21に示すように、チューブ側空間82b、反チューブ側空間82c、上部風下側の他端側空間82dの3つの空間に区画されている。本実施形態では、エジェクタ15のノズル部15a上流側のエジェクタ入口側空間23aの外周側の空間もチューブ側空間82bを形成している。その他の構成は、第2実施形態と同様である。
Accordingly, as shown in FIG. 21, the internal space of the upper
このため、本実施形態の蒸発器ユニット20では、ジョイント部24の冷媒流入口24aから流入した冷媒が、図21の矢印R1に示すように、エジェクタ15のノズル部15aの上流側に形成されたエジェクタ入口側空間23aへ流入する。
For this reason, in the
エジェクタ入口側空間23aへ流入した冷媒は、矢印R2に示すように、エジェクタ15のノズル部15aへ流入する冷媒流れ、およびエジェクタ15の外周壁面に設けられた固定絞り19として機能する連通路を介して、矢印R12に示すように、チューブ側空間82bへ流入する冷媒流れに分流される。また、エジェクタ15のディフューザ部15dから流出した冷媒については、第7実施形態と同様である。
The refrigerant flowing into the ejector
その他の蒸発器ユニット20内における冷媒の流れは、第2実施形態と同様である。つまり、本実施形態の蒸発器ユニット20の内部では、実質的に第2実施形態と同様に冷媒が流れる。従って、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
The refrigerant flow in the
(第9実施形態)
本実施形態では、図22に示すように、第3実施形態に対して、収容タンク23を廃止して、エジェクタ15を上部風下側タンク82内に収容した例について説明する。
(Ninth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 22, an example in which the
本実施形態の蒸発器ユニット20では、第7実施形態と同様に、エジェクタ15の内部のノズル部15aの上流側にエジェクタ入口側空間23aが形成されている。さらに、エジェクタ15が、仕切り部材823のうち上部風下側タンク82の長手方向に垂直に広がる仕切板、および上部風下側セパレータ822を貫通するように配置されている。
In the
これにより、上部風下側タンク82の内部空間が、図22に示すように、チューブ側空間82b、反チューブ側空間82c、上部風下側の他端側空間82dの3つの空間に区画されている。本実施形態では、固定絞りとしてキャピラリチューブ19aを採用しているので、エジェクタ15の外周壁面の連通路も廃止されている。その他の構成は、第3実施形態と同様である。
Thereby, as shown in FIG. 22, the internal space of the upper
このため、本実施形態の蒸発器ユニット20では、上流側分岐部14にて分岐された一方の冷媒が、図22の矢印R2に示すように、エジェクタ15のノズル部15aへ流入し、他方の冷媒が、図22の矢印R121に示すように、キャピラリチューブ19aを通過する。また、エジェクタ15のディフューザ部15dから流出した冷媒については、第7実施形態と同様である。
For this reason, in the
その他の蒸発器ユニット20内における冷媒の流れは、第3実施形態と同様である。つまり、本実施形態の蒸発器ユニット20の内部では、実質的に第3実施形態と同様に冷媒が流れる。従って、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させても、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
The flow of the refrigerant in the
(第10実施形態)
本実施形態では、図23に示すように、第9実施形態に対して、仕切り部材824を廃止した例を説明する。従って、本実施形態では、上部風下側タンク82の内部空間が、図23に示すように、上部風下側の一端側空間82a、上部風下側の他端側空間82dの2つの空間に区画されている。さらに、エジェクタ15の冷媒吸引口15cは、上部風下側の一端側空間82a内で開口している。その他の構成は、第9実施形態と同様である。
(10th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 23, an example in which the
このため、本実施形態の蒸発器ユニット20では、上流側分岐部14にて分岐された一方の冷媒が、第9実施形態と同様に、エジェクタ15のノズル部15aへ流入し、他方の冷媒が、キャピラリチューブ19aを通過する。そして、この冷媒は、キャピラリチューブ19aを通過する際に減圧されて、下部風下側タンク83の一端側空間83aへ流入する。
For this reason, in the
下部風下側タンク83の一端側空間83aへ流入した冷媒は、吸引側熱交換部18bを構成する風下側チューブ81群へ流入して、矢印R14に示すように、上部風下側タンク82の一端側空間82aを介して、エジェクタ15の冷媒吸引口15c側へ導かれる。その他の蒸発器ユニット20内における冷媒の流れは、第9実施形態と同様である。
The refrigerant flowing into the one
従って、本実施形態の蒸発器ユニット20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させても、第9実施形態と同様に、冷媒が蒸発器ユニット20内部を流通する際に生じる圧力損失を低減させることができる。さらに、蒸発器ユニットを備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、COP向上効果を充分に得ることができる。
Therefore, even if the ejector-
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
上述の実施形態では、上流側分岐部14、エジェクタ15、下流側分岐部16、風上側蒸発器17、風下側蒸発器18、固定絞り19を一体化させた蒸発器ユニット20について説明したが、本発明に係る蒸発器ユニット20は、これに限定されない。少なくとも、エジェクタ15、風上側蒸発器17、風下側蒸発器18が一体化されていればよい。さらに、上記の構成機器に加えて、温度式膨張弁13を一体化させてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、ろう付け接合することによって、各構成機器を一体化させた例を説明したが、各構成機器の一体化手段として、ねじ止め、かしめ、溶接、接着等の種々な手段を採用してもよい。さらに、各構成機器を一体化することなく、蒸発器ユニット20と同様に接続することで、エジェクタ式冷凍サイクルを構成することによるCOP向上効果を得ることもできる。
In the above-described embodiment, the example in which the respective component devices are integrated by brazing and joining has been described. However, various means such as screwing, caulking, welding, and adhesion can be used as an integration unit for each component device. It may be adopted. Furthermore, the COP improvement effect by comprising an ejector type refrigerating cycle can also be acquired by connecting similarly to the
上述のエジェクタ式冷凍サイクル10を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
Each component apparatus which comprises the above-mentioned ejector
例えば、上述の実施形態では、圧縮機11として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機11として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。さらに、エンジン駆動式の圧縮機としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整可能な可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整可能な固定容量型圧縮機を採用することができる。
For example, in the above-described embodiment, an example in which an electric compressor is employed as the
また、上述の実施形態では、放熱器12として、レシーバ一体型の凝縮器を採用した例を説明したが、さらに、レシーバ部12bから流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部を有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器を採用してもよい。この他にも、凝縮部12aのみからなる放熱器12、および放熱器12から流出した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を下流側へ流出させる受液器(レシーバ)を採用してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which a receiver-integrated condenser is employed as the
また、上述の実施形態では、エジェクタ15として、冷媒通路面積が変化しない固定ノズル部を有するものを採用した例を説明したが、もちろん、冷媒通路面積を変更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。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。
In the above-described embodiment, an example in which the
上述の各実施形態では、本発明に係る蒸発器ユニット20を車両に搭載されるエジェクタ式冷凍サイクル10に適用した例を説明したが、蒸発器ユニット20の適用はこれに限定されない。車両用に限らず、定置用等のエジェクタ式冷凍サイクルに適用してもよい。
In each of the above-described embodiments, the example in which the
15 エジェクタ
15a ノズル部
15b ボデー部
15c 冷媒吸引口
15d ディフューザ部(昇圧部)
17 風上側蒸発器
17a 第1流出側熱交換部
18 風下側蒸発器
18a 第2流出側熱交換部
15
17
Claims (12)
冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側蒸発器(17)と、
前記風上側蒸発器(17)に対して前記空気の流れの風下側に配置される風下側蒸発器(18)と、を備え、
前記風上側蒸発器(17)には、前記昇圧部(15d)から流出した流出冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させる第1流出側熱交換部(17a)が設けられており、
前記風下側蒸発器(18)には、前記流出冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させる第2流出側熱交換部(18a)、および前記冷媒吸引口(15c)へ吸引される冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させる吸引側熱交換部(18b)が設けられており、
前記第1流出側熱交換部(17a)および前記第2流出側熱交換部(18a)は、前記流出冷媒の流れに対して並列的に接続されていることを特徴とする蒸発器ユニット。 A nozzle part (15a) for depressurizing the refrigerant, a refrigerant suction port (15c) for sucking the refrigerant by a suction action of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle part (15a), and the jetted refrigerant and the refrigerant suction An ejector (15) having a body part (15b) in which a pressure increasing part (15d) for mixing and increasing the pressure of the suction refrigerant sucked from the mouth (15c) is formed;
An upwind evaporator (17) disposed on the upwind side of the flow of air blown into the space to be cooled;
A leeward evaporator (18) disposed on the leeward side of the air flow with respect to the windward evaporator (17),
The upwind evaporator (17) is provided with a first outflow side heat exchange section (17a) that exchanges heat with the air to evaporate the outflow refrigerant flowing out of the pressure increasing section (15d),
In the downwind evaporator (18), the refrigerant drawn out to the second outflow side heat exchange section (18a) for exchanging heat with the air to evaporate the outflow refrigerant and the refrigerant suction port (15c) A suction side heat exchange section (18b) for exchanging heat with air and evaporating is provided;
The evaporator unit, wherein the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a) are connected in parallel to the flow of the outflow refrigerant.
前記第1流出側熱交換部(17a)および前記第2流出側熱交換部(18a)は、冷媒入口側同士が互いに連通しているとともに、冷媒出口側同士が互いに連通していることによって、前記流出冷媒の流れに対して並列的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸発器ユニット。 When viewed from the air flow direction, the first outflow side heat exchange section (17a) and the second outflow side heat exchange section (18a) are arranged so that at least a part thereof is polymerized,
The first outflow side heat exchanging portion (17a) and the second outflow side heat exchanging portion (18a) are communicated with each other at the refrigerant inlet sides and with each other at the refrigerant outlet sides. The evaporator unit according to claim 1, wherein the evaporator unit is connected in parallel to the flow of the outflow refrigerant.
0<AL2/ALA≦0.6
となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸発器ユニット。 When viewed from the air flow direction, the total area of the heat exchange section that exchanges heat between the refrigerant and the air in the leeward evaporator (18) is defined as a total heat exchange section area ALA, and the second outflow side heat. When the area of the exchange part is the second heat exchange part area AL2,
0 <AL2 / ALA ≦ 0.6
The evaporator unit according to claim 1 or 2, wherein
0<AL2/ALA≦0.25
となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸発器ユニット。 When viewed from the air flow direction, the total area of the heat exchange section that exchanges heat between the refrigerant and the air in the leeward evaporator (18) is defined as a total heat exchange section area ALA, and the second outflow side heat. When the area of the exchange part is the second heat exchange part area AL2,
0 <AL2 / ALA ≦ 0.25
The evaporator unit according to claim 1 or 2, wherein
0.15≦AL2/ALA≦0.25
となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸発器ユニット。 When viewed from the air flow direction, the total area of the heat exchange section that exchanges heat between the refrigerant and the air in the leeward evaporator (18) is defined as a total heat exchange section area ALA, and the second outflow side heat. When the area of the exchange part is the second heat exchange part area AL2,
0.15 ≦ AL2 / ALA ≦ 0.25
The evaporator unit according to claim 1 or 2, wherein
前記風上側タンク(72、73)は、前記複数の風上側チューブ(71)の積層方向に延びる形状に形成されており、
前記風下側蒸発器(18)は、冷媒を流通させる複数の風下側チューブ(81)、および前記複数の風下側チューブ(81)を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う風下側タンク(82、83)を有し、
前記風下側タンク(82、83)は、前記複数の風下側チューブ(81)の積層方向であって前記風上側タンク(72、73)と平行な方向に延びる形状に形成されており、
さらに、前記風上側蒸発器(17)には、前記第1流出側熱交換部(17a)から流出した冷媒と前記第2流出側熱交換部(18a)から流出した冷媒とを合流させた冷媒を前記空気と熱交換させて蒸発させる第3流出側熱交換部(17b)が設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の蒸発器ユニット。 The windward evaporator (17) includes a plurality of windward tubes (71) through which a refrigerant flows and a windward tank (72, 73) that collects or distributes the refrigerant flowing through the plurality of windward tubes (71). )
The windward tanks (72, 73) are formed in a shape extending in the stacking direction of the plurality of windward tubes (71),
The leeward evaporator (18) includes a plurality of leeward tubes (81) through which a refrigerant flows and a leeward tank (82, 83) that collects or distributes the refrigerant flowing through the plurality of leeward tubes (81). )
The leeward tank (82, 83) is formed in a shape extending in a direction parallel to the leeward tank (72, 73) in the stacking direction of the plurality of leeward tubes (81),
Further, the upwind evaporator (17) is a refrigerant in which the refrigerant flowing out from the first outflow side heat exchange section (17a) and the refrigerant flowing out from the second outflow side heat exchange section (18a) are merged. The evaporator unit according to any one of claims 1 to 5, further comprising a third outflow side heat exchanging portion (17b) for exchanging heat with the air for evaporation.
前記エジェクタ出口側空間(23c)は、前記風上側タンク(72、73)のうち前記第1流出側熱交換部(17a)を構成する前記風上側チューブ(71)が接続される空間(72b)に連通しているとともに、前記風下側タンク(82、83)のうち前記第2流出側熱交換部(18a)を構成する前記風下側チューブ(81)が接続される空間(82d)に連通していることを特徴とする請求項6に記載の蒸発器ユニット。 A storage tank (23) that forms an ejector outlet side space (23c) through which the refrigerant that has flowed out of the pressure increasing section (15d) flows;
The ejector outlet side space (23c) is a space (72b) to which the windward side tube (71) constituting the first outflow side heat exchange part (17a) of the windward side tanks (72, 73) is connected. To the space (82d) to which the leeward side tube (81) constituting the second outflow side heat exchange part (18a) of the leeward side tank (82, 83) is connected. The evaporator unit according to claim 6, wherein the evaporator unit is provided.
AT3≧AT1+AT2
となっていることを特徴とする請求項6または7に記載の蒸発器ユニット。 The passage cross-sectional area of the refrigerant flow path in the first outflow side heat exchange section (17a) is defined as a first passage cross-sectional area AT1, and the passage cross-sectional area of the refrigerant flow path in the second outflow side heat exchange section (18a) is a second. When the passage sectional area AT2 and the passage sectional area of the refrigerant flow path in the third outflow side heat exchange section (18b) is the third passage sectional area AT3,
AT3 ≧ AT1 + AT2
The evaporator unit according to claim 6 or 7, wherein
前記仕切り部材(821)は、前記風下側タンク(82)の内部空間を前記風下側チューブ(81)に近い側に形成される空間を含むチューブ側空間(82b)、および前記チューブ側空間(82b)よりも前記風下側チューブ(81)に遠い側に形成される空間を含む反チューブ側空間(82c)に仕切るものであり、
前記反チューブ側空間(82c)は、前記冷媒吸引口(15c)に連通していることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1つに記載の蒸発器ユニット。 A partition member (821) that extends in the longitudinal direction of the leeward tank (82) and partitions the internal space of the leeward tank (82) is disposed inside the leeward tank (82),
The partition member (821) includes a tube side space (82b) including a space formed inside the leeward side tank (82) on a side close to the leeward side tube (81), and the tube side space (82b). ) To the non-tube side space (82c) including the space formed on the side farther from the leeward side tube (81) than
The evaporator unit according to any one of claims 6 to 8, wherein the anti-tube side space (82c) communicates with the refrigerant suction port (15c).
前記上流側分岐部(14)にて分岐された他方の冷媒を減圧させる減圧手段(19、19a)と、を備え、
さらに、前記上流側分岐部(14)内の冷媒に旋回流れを生じさせる旋回流発生手段(24、243a…245a)を備えることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の蒸発器ユニット。 An upstream branching section (14) for branching the flow of the refrigerant flowing in from the outside, and causing one of the branched refrigerants to flow out toward the nozzle section (15a);
Pressure reducing means (19, 19a) for reducing the pressure of the other refrigerant branched at the upstream branching portion (14),
The swirl flow generating means (24, 243a ... 245a) for generating a swirl flow in the refrigerant in the upstream branch (14) is further provided. Evaporator unit.
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