喷射器和使用了该喷射器的热泵装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及喷射器以及使用了该喷射器的热泵装置。
【背景技术】
[0002]喷射器被用作真空泵、制冷循环装置等各种各样的设备的减压单元。如图10所示，专利文献I所记载的制冷循环装置200具备压缩机102、冷凝器103、喷射器104、分离器105以及蒸发器106。喷射器104从冷凝器103接受作为驱动流的制冷剂液，吸入从蒸发器106供给的制冷剂蒸气并使其升压，朝向分离器105排出。在分离器105中将制冷剂液与制冷剂蒸气分离。压缩机102吸入由喷射器104升压后的制冷剂蒸气。由此，压缩机102的压缩做功减少，制冷循环的COP (coefficient of performance:性能系数)提高。
[0003]如图11所示，喷射器104具有喷嘴140、吸引口 141、混合部142以及升压部143。在喷嘴140的出口附近设置有将喷嘴140的内部与外部连通的多个连通口 144。制冷剂蒸气从吸引口 141被吸入喷射器104。吸入的制冷剂蒸气的一部分通过连通口 144而被导入喷嘴140的内部。
[0004]另外，喷射器104的喷嘴140在出口附近具有缩径部。在缩径部中，制冷剂的流速上升，压力下降。因而，供给至喷嘴140的制冷剂(驱动流)在缩径部中从液相向气液二相变化。也就是说，图11所示的喷射器104是被称为二相流喷射器的喷射器。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特许第3158656号公报
[0008]专利文献2:日本特开2008-122012号公报
【发明内容】
[0009]喷射器的性能依赖于驱动流与吸引流之间的动量输送是否高效地进行。本公开提供用于提高喷射器的性能的技术。
[0010]S卩，本公开的喷射器具备:
[0011 ] 第I喷嘴，其被供给液相的工作流体；
[0012]第2喷嘴，其吸入气相的工作流体；
[0013]雾化机构，其配置于所述第I喷嘴的顶端部，使所述液相的工作流体保持液相状态而雾化；以及
[0014]混合部，其将由所述雾化机构生成的雾状的工作流体与吸入到所述第2喷嘴的所述气相的工作流体混合而生成流体混合物。
[0015]根据上述技术，液相的工作流体(驱动流)的动量可高效地输送给气相的工作流体(吸引流)。因而，喷射器的性能提高。
【附图说明】
[0016]图1是本公开的一实施方式的热泵装置的构成图。
[0017]图2是图1所示的热泵装置的莫里尔图(Mollier chart)。
[0018]图3A是图1所示的热泵装置所使用的喷射器的剖视图。
[0019]图3B是图3A所示的喷射器的雾化机构的放大剖视图。
[0020]图3C是图3A所示的喷射器的雾化机构的沿着IIIC-1IIC线的剖视图。
[0021]图3D是代替孔口而采用了狭缝的雾化机构的剖视图。
[0022]图3E是采用了沿着双层圆环而形成的多个孔口的雾化机构的剖视图。
[0023]图4是示出喷流与碰撞面的位置关系的概略图。
[0024]图5A是变形例I的喷射器的剖视图。
[0025]图5B是图5A所示的喷射器的雾化机构的放大剖视图。
[0026]图5C是图5A所示的喷射器的雾化机构的沿着VC-VC线的剖视图。
[0027]图是代替孔口而采用了狭缝的雾化机构的剖视图。
[0028]图6是示出喷流与碰撞面的位置关系的概略图。
[0029]图7A是变形例2的雾化机构的放大剖视图。
[0030]图7B是变形例2的雾化机构的沿着VIIB-VIIB线的剖视图。
[0031]图7C是变形例2的雾化机构的沿着VIIC-VIIC线的剖视图。
[0032]图8A是变形例3的雾化机构的放大剖视图。
[0033]图8B是变形例3的雾化机构的沿着VIIIB-VIIIB线的剖视图。
[0034]图SC是代替孔口而采用了狭缝的雾化机构的剖视图。
[0035]图9是本公开的其他实施方式的热泵装置的构成图。
[0036]图10是以往的制冷循环装置的构成图。
[0037]图11是图10的制冷循环装置所使用的喷射器的剖视图。
[0038]图12是以往的另一制冷循环装置的构成图。
[0039]图13是图12所示的制冷循环装置的莫里尔图。
【具体实施方式】
[0040](成为本公开的基础的见解)
[0041]在驱动流是气体或具有大空隙率的二相流、吸引流是气体的情况下，仅通过使驱动流与吸引流混合就能够在驱动流与吸引流之间高效地输送动量。但是，在驱动流是液体、吸引流是气体的情况下，速度的缓和时间(直到驱动流的速度与吸引流的速度大致相等的时间)大，因此，不容易进行从驱动流向吸引流的动量的输送。其结果，无法期待喷射器的高效率的驱动。
[0042]在驱动流是液体、吸引流是气体的情况下，喷射器的混合室由二相流充满。从驱动流向吸引流的动量的输送的主要原因在于起因于粘性阻力等的抵抗力。当向由气体充满的混合室喷射液体时，会形成分散相是液滴、连续相是气体的气液二相的喷雾流。在分散相和连续相具有相对速度的二相流中，动量的输送受到液滴的运动方程式的支配。根据液滴的运动方程式，液滴与气体之间的接触面积越大，则动量的输送可以越短的时间进行。即，考虑到液滴向喷射器的内壁面的附着、二相流的压力损失等，液滴的合计表面积越大(各个液滴的直径越小)，则动量的输送可以越高的效率进行。
[0043]基于上述见解，本发明人着眼于通过积极地使驱动流雾化来向混合室供给细微喷雾流。
[0044]S卩，本公开的第I技术方案的喷射器具备:
[0045]第I喷嘴，其被供给液相的工作流体；
[0046]第2喷嘴，其吸入气相的工作流体；
[0047]雾化机构，其配置于所述第I喷嘴的顶端部，使所述液相的工作流体保持液相状态而雾化；以及
[0048]混合部，其将由所述雾化机构生成的雾状的工作流体与吸入到所述第2喷嘴的所述气相的工作流体混合而生成流体混合物。
[0049]根据第I技术方案，液相的工作流体由雾化机构雾化，被供给至混合部。在混合部中，雾状的工作流体与气相的工作流体混合，生成流体混合物。该流体混合物具有细微喷雾流的形态。通过使液相的工作流体雾化，液相的工作流体与气相的工作流体之间的接触面积增加。因而，在第I技术方案的喷射器中，液相的工作流体(驱动流)的动量可高效地输送至气相的工作流体(吸引流)，压力可上升。即，根据本公开，能够提供具有优异性能的喷射器。
[0050]在第2技术方案中，例如，第I技术方案的喷射器的所述雾化机构可以包括:(a)喷射部，其生成所述液相的工作流体的喷流；和(b)碰撞面，其使来自所述喷射部的所述喷流碰撞，所述碰撞面可以相对于所述喷流的行进方向倾斜。根据第2技术方案，由于碰撞面相对于喷流的行进方向倾斜，所以碰撞面从喷流接受与倾斜角度相应的抵抗力。也就是说，通过使碰撞面倾斜，能够抑制液相的工作流体的动量产生损失。
[0051]在第3技术方案中，例如，由第2技术方案的喷射器的所述喷射部生成的所述喷流可以全部与所述碰撞面碰撞。换言之，可以设定所述喷射部与所述碰撞面的位置关系，以使得第2技术方案的喷射器的所述喷流全部与所述碰撞面碰撞。换言之，第2技术方案的喷射器的所述碰撞面可以具有与将所述喷射部的直径投影到所述碰撞面的情况下的投影区域全部重叠的大小。根据第3技术方案，能够高效地将喷流细微化，所以能够最大限度地发挥喷射器的能力。
[0052]在第4技术方案中，例如，第2或第3技术方案的喷射器的所述喷射部可以包括多个孔口。通过从孔口喷射工作流体，能够使具有足够的动量的喷流与碰撞面碰撞。
[0053]在第5技术方案中，例如，第4技术方案的喷射器的所述多个孔口可以设置在所述第I喷嘴的中心轴的周围，且分别在与所述中心轴平行的方向上延伸。根据第5技术方案，能够将雾化后的工作流体均匀地供给至混合部。另外，通过从孔口喷射工作流体，能够使具有足够的动量的喷流与碰撞面碰撞。通过使用多个孔口，能够充分确保工作流体的流量。
[0054]在第6技术方案中，例如，第4技术方案的喷射器的所述多个孔口可以设置在所述第I喷嘴的中心轴的周围，且分别在相对于所述第I喷嘴的所述中心轴倾斜的方向上延伸，所述碰撞面可以是在比设置有所述多个孔口的位置远离所述第I喷嘴的所述中心轴的位置的、包围所述第I喷嘴的所述中心轴的圆筒面。
[0055]在第7技术方案中，例如，第4技术方案?第6技术方案的喷射器的所述多个孔口也可以沿着分别假想包围所述第I喷嘴的中心轴的双层圆环而形成。根据第7技术方案，能够充分确保工作流体的流量。另外，通过由处于第I喷嘴的中心轴附近的位置的孔口生成的喷流与由处于远离第I喷嘴的中心轴的位置的孔口生成的喷流的碰撞，有可能能够促进工作流体的细微化。
[0056]在第8技术方案中，例如，第4技术方案?第7技术方案的喷射器的所述多个孔口各自的截面积可以在所述工作流体的流动方向上恒定。根据第8技术方案，工作流体在通过孔口时不容易从液相变化为气液二相。
[0057]在第9技术方案中，例如，第2或第3技术方案的喷射器的所述喷射部也可以包括狭缝。通过从狭缝喷射工作流体，能够使具有足够的动量的喷流与碰撞面碰撞。
[0058]在第10技术方案中，例如，第9技术方案的喷射器的所述狭缝也可以设置在所述第I喷嘴的中心轴的周围，且在与所述第I喷嘴的所述中心轴平行的方向上延伸。根据第10技术方案，能够将雾化后的工作流体均匀地供给至混合部。另外，通过从狭缝喷射工作流体，能够使具有足够的动量的喷流与碰撞面碰撞。
[0059]在第11技术方案中，例如，第9技术方案的喷射器的所述狭缝也可以设置在所述第I喷嘴的中心轴的周围，且在相对于所述第I喷嘴的所述中心轴倾斜的方向上延伸，所述碰撞面可以是在比设置有所述狭缝的位置远离所述第I喷嘴的所述中心轴的位置的、包围所述第I喷嘴的所述中心轴的圆筒面。根据第11技术方案，能够将雾化后的工作流体均匀地供给至混合部。另外，通过从狭缝喷射工作流体，能够使具有足够的动量的喷流与碰撞面碰撞。
[0060]在第12技术方案中，例如，第9技术方案?第11技术方案中任一技术方案的喷射器的所述狭缝可以沿着分别假想包围所述第I喷嘴的中心轴的双层圆环而形成。根据第12技术方案，能够充分确保工作流体的流量。另外，通过由处于第I喷嘴的中心轴附近的位置的狭缝生成的喷流与由处于远离第I喷嘴的中心轴的位置的狭缝生成的喷流的碰撞，有可能能够