[发明专利]喷射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷射器，其通过从喷嘴喷射的高速度的喷射流体来吸引流体，适合应用于喷射器式制冷剂循环装置。

背景技术

现有公知一种喷射器，通过从使流体减压膨胀的喷嘴喷射的喷射流体的吸引作用，从流体吸引口吸引流体。在该种喷射器中，在升压部(扩散器(diffuser)部)将喷射流体和从流体吸引口吸引的吸引流体的混合流体的速度能量转换为压力能量，从而使从喷射器流出的流出流体的压力比吸引流体的压力更大。

因此，为了通过升压部使流出流体的压力充分上升，使喷射流体的流速增加，并且使混合流体的流速增加是有效的。因此，现有提出一种方案，为了使喷射流体的流速增加，使在喷嘴中将流体的压力能量转换为流体的速度能量时的能量转换效率(以下，称为喷嘴效率ηnoz)提高。

例如，在专利文献1(日本特开平11-37577号公报)中，公开一种喷射器，其在喷嘴的流体通路的中途部设置有使流体通路面积缩小的两个喉部(节流部)。

在该专利文献1的喷射器中，通过在流体喷射口附近缩小第二级喉部的下游侧的流体通路的扩展角度，并且通过抑制第二级喉部的下游侧的流体通路中的气液二相流体的剥离以及涡流的产生，从而实现喷嘴效率ηnoz的提高。

喷嘴效率ηnoz具体地通过以下式F1来定义。

ηnoz＝(Vnoz²/2)/Δinoz…(F1)

这里，Vnoz为喷射流体的流速，Δinoz为使单位重量的流体等熵(entropy)地减压膨胀时的比焓(enthalpy)的下降量，即喷嘴部入口侧流体的焓和出口侧流体的比焓之差。

但是，在专利文献1的喷射器中，其前提是流入喷嘴的第一级喉部的流体为液相状态。因此，在专利文献1的喷射器中，当流入喷嘴的第一级喉部的流体为气液二相状态时，很难使喷嘴效率ηnoz提高。

使用图13A、13B说明其理由。其中，图13A是用于说明通过喷射器的喷嘴减压的液相流体的减压过程的莫里尔线图，图13B是用于说明通过喷射器的喷嘴减压的液相流体的减压过程的莫里尔线图。此外，图13A、图13B的虚线表示等熵线。

在此，上述的式F1中的Δinoz由于是由流体的物性所决定的值，所以为了提高喷嘴效率ηnoz，需要降低流体被喷嘴减压时的损失，并增加Vnoz。因此，希望在喷嘴以沿着等熵线的方式使流体减压。

此外，从图13A、13B可知，等熵线描绘出一种大致S字状的曲线，当液相流体被减压而变为气液二相流体时，伴随于压力下降从而焓的下降程度逐渐变小，当压力比较低的气液二相流体被进一步减压时，伴随于压力下降从而焓的下降程度逐渐变大。

因此，在专利文献1的喷射器中，在使液相流体流入喷嘴(具体地说，第一级的喉部)的情况下，即使采用在流体喷射口附近缩小第二级喉部的下游侧的流体通路的扩展角度的结构，如图13A所示，作为整体也成为近似于等熵线的减压过程。

另一方面，在使压力比较低的气液二相流体流入喷嘴的情况下，如图13B所示，不能成为近似于等熵线的减压过程。其结果是，当流入专利文献1的喷射器的第一级喉部的流体变为气液二相状态时，变得很难提高喷嘴效率ηnoz。

对此，发明人首先在日本特开平2009-221883(以下，称为在先申请例)提出一种喷射器，其即使在气液二相流体流入喷嘴的情况下，也可以发挥高的喷嘴效率ηnoz。具体地说，该在先申请例的喷射器的喷嘴具有一个喉部，使该喉部的下游侧的流体通路的扩展角度在流体喷射口附近扩大。

由此，在使气液二相流体流入喷嘴的情况下，以追随等熵线的描绘的曲线的方式，可使喉部下游侧的流体通路的通路面积变化(扩大)。即，当气液二相状态的流体减压膨胀时，即使在气相比例的增加而体积膨胀，也可以扩大通路面积以与该体积膨胀对应。因此，可以使流体的减压过程成为近似于等熵线的减压过程。

但是，在在先申请例的喷射器中，当气液二相流体流入喷嘴时，虽然可以提高喷嘴效率ηnoz，但是无法从流体吸引口充分吸引吸引流体，有时无法提高作为喷射器整体的能量转换效率(以下，称为喷射器效率ηe)。

并且，所谓喷射器效率ηe，由以下的式F2定义。

ηe＝(1+Ge/Gnoz)×(ΔP/ρ)/Δi…(F2)

这里，Ge为吸引流体的流量，Gnoz为喷射流体的流量，ΔP为扩散器部的升压量，ρ为吸引流体的密度，并且，Δi为实际的喷嘴出入口间的流体的焓差。