[发明专利]具有喷射器的制冷剂循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将喷射器用作制冷剂减压和膨胀装置的制冷剂循环装置。

背景技术

JP-A-2005-308380(对应于美国专利No.7,178,359)公开一种制冷剂循环装置，其中用于使制冷剂流分流的分支部分设置在喷射器的喷嘴部分的上游侧和散热器的下游侧上。分流的制冷剂的一部分流向喷嘴部分，同时，其它制冷剂流向喷射器的制冷剂吸入口。

在JP-A-2005-308380公开的制冷剂循环装置中，第一蒸发器设置在喷射器的扩散器的下游侧，节流机构和第二蒸发器设置在分支通道中，前述分支通道用于将分支部分与制冷剂吸入口相连接。两个蒸发器都允许制冷剂取得热吸收的效果。

然而，应用于这种制冷剂循环装置的喷射器在喷嘴部分等熵地膨胀制冷剂，因此可回收膨胀中动能的损失。这种回收的能量(以下简称为“回收能量”)通过扩散器被转换成压力能，以便使压缩机的驱动力降低，因此，提高了制冷剂循环装置的循环效率(cycle efficiency，COP)。

表示喷射器的能量转换效率的喷射器效率ηe由下面的公式定义(1)：

ηe＝(1+Ge/Gnoz)×(ΔP/ρ)/ΔH.......(1)

其中Ge为从喷射器的制冷剂吸入口吸取的制冷剂的流速，Gnoz为通过喷射器的喷嘴部分的制冷剂的流速，ΔP为喷射器的扩散器引起的压力增加量，ρ为从制冷剂吸入口吸取的制冷剂的密度，ΔH为喷嘴部分的入口和出口之间的焓的差。

即使喷射器的每个元件的尺寸、形状等被设计成使得喷射器效率ηe变为期望值，如上述公式(1)所示，ΔP/ρ(其为表示由扩散器转换的压力能的指标)的绝对量不会增加，除非焓差ΔH(其为表示由喷嘴部分回收的能量的指标)的绝对量增加。

即，在预定喷射器效率ηe下，除非焓的绝对量增加，否则压力增加量ΔP的绝对量也不会增加。因此，不可能通过吸入压缩机的制冷剂的压力增加来提高循环效率(COP)改进的效果。

发明内容

鉴于前述问题，本发明的一个目的是提供一种具有喷射器的制冷剂循环装置，其中喷射器的喷嘴部分回收的能量被增加，并且扩散器部分(增压部分)中的压力增量能够被增加。

根据本发明的示例，制冷剂循环装置，包括：压缩机，其用于吸入和压缩制冷剂；具有散热部分和制冷剂出口的散热器，散热部分用于给从压缩机排出的高压制冷剂散热，制冷剂出口位于散热部分的沿制冷剂流的下游；喷射器，其包括：用于减压和膨胀制冷剂的喷嘴部分、利用从喷嘴部分喷射的高速制冷剂流来吸入制冷剂的制冷剂吸入口、和增压部分(扩散器部分)，在增压部分中高速制冷剂流与从制冷剂吸入口吸入的制冷剂流相混合，并且通过降低混合制冷剂流的速度来增加制冷剂压力；节流单元，其用于使从散热器的制冷剂出口流出的制冷剂减压；蒸发器，其位于节流单元的制冷剂下游侧和制冷剂吸入口之间，用于蒸发来自节流单元的制冷剂；和位于散热部分中的分支部分，其用于使散热器的散热部分中的制冷剂流分叉。

进一步，喷嘴部分具有连接到分支部分的喷嘴入口，使得来自散热部分的分支部分的分叉制冷剂被引导进喷嘴入口。因此，在散热器中具有小的散热量的制冷剂流进喷嘴部分，这能够增加流进喷嘴部分的制冷剂的焓(enthalpy)。因此，在制冷剂在喷嘴部分中等熵地膨胀的情况下，由于喷嘴入口侧上的制冷剂的焓变得更高，因此，喷嘴入口和喷嘴出口之间的制冷剂的焓差增加。因此，喷嘴入口和喷嘴出口之间的制冷剂的焓差的绝对值增加，并且喷嘴部分中回收的回收能量能够增加，因此增压部分中的压力增量增加。

例如，散热部分可以位于散热器中的制冷剂入口和制冷剂出口之间。可选择地，散热器可以是用于冷却和冷凝制冷剂的冷凝器。在这种情况下，制冷剂循环装置可以进一步包括：高压侧汽-液分离器，其用于将来自散热器的高压制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂；和过冷装置，其用于过冷来自高压侧汽-液分离器的液态制冷剂。在这种情况下，高压侧汽-液分离器和过冷装置可以位于散热器的制冷剂出口和节流单元的沿制冷剂流的上游侧之间。

可选择地，低压侧汽-液分离器可以位于喷射器的下游侧，以便将流出喷射器的制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂。在这种情况下，低压侧汽-液分离器可以具有连接到压缩机的制冷剂吸入侧的气态制冷剂出口，并且在低压侧汽-液分离器中分离的液态制冷剂可供应到节流单元的下游侧处的蒸发器。