喷射器以及具有该喷射器的制冷装置
阅读：322发布：2020-05-08
专利汇可以提供喷射器以及具有该喷射器的制冷装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开的喷射器以及具有该喷射器的制冷装置包括至少部分具有曲面的吸入引导单元，使得喷射器引导制冷剂的流动，改进了结构并因此可以减小流动损失。此外，通过改进的结构，经过 喷嘴 单元的制冷剂和经过吸入单元的制冷剂之间的混合比率被改善，使得压 力 升高效率可以被提高以减小 压缩机 负荷，因此 能量 效率可以由于喷射器的效率的增加而提升。，下面是喷射器以及具有该喷射器的制冷装置专利的具体信息内容。
1.一种应用到制冷装置的喷射器，包括：
喷嘴单元，第一制冷剂在该喷嘴单元中移动；
吸入单元，形成为围绕所述喷嘴单元并形成吸入路径，在该吸入路径中第二制冷剂在所述喷嘴单元和所述吸入单元之间移动；
混合单元，与所述吸入单元连通并被配置为形成所述第一制冷剂和所述第二制冷剂的混合流体；以及
扩散器单元，从所述混合单元在穿过所述喷嘴单元、所述吸入单元和所述混合单元的中心的喷射器中心轴的方向上延伸，并被配置为将从所述混合单元排出的混合流体的动能转变为压力能；
其中所述吸入单元包括吸入口和吸入引导单元，所述第二制冷剂通过所述吸入口被引入到所述吸入单元中，所述吸入引导单元包括具有弯曲内表面的引导曲面，并具有所述吸入路径的在所述第一制冷剂的流动方向上减小的截面面积以增大所述第二制冷剂的流动速度，以及
其中所述引导曲面包括凹入的引导曲面和与所述凹入的引导曲面相比布置在更下游侧的凸起的引导曲面，所述凹入的引导曲面被配置为引导所述第二制冷剂的流动使得所述第二制冷剂朝向所述喷射器中心轴移动，所述凸起的引导曲面被提供为具有所述吸入路径的比所述凹入的引导曲面更缓和地减小的截面面积。
2.根据权利要求1所述的喷射器，其中所述引导曲面由曲线形成，在该曲线中在所述喷射器中心轴的方向上的横截面是彼此对称的。
3.根据权利要求1所述的喷射器，其中所述凹入的引导曲面的曲率半径R_c和所述凸起的引导曲面的曲率半径R_v满足R_c
5.根据权利要求1所述的喷射器，其中所述凹入的引导曲面和所述凸起的引导曲面相遇处的切线的斜度彼此相同。
6.根据权利要求1所述的喷射器，其中所述引导曲面包括凸起的引导曲面，该凸起的引导曲面被配置为将经过所述吸入引导单元的所述第二制冷剂的移动方向引导到所述第一制冷剂的移动方向上，
其中所述凸起的引导曲面的曲率半径R_v和所述混合单元的直径d_m满足0.4≤R_v/d_m≤2.7的关系。
7.根据权利要求1所述的喷射器，其中：
所述喷嘴单元包括配置为形成外表的喷嘴主体以及配置为在所述喷嘴主体中形成喷嘴路径的喷嘴引导单元；
所述喷嘴引导单元包括：喷嘴引入单元，被配置为引导使得所述第一制冷剂被引入到所述喷嘴主体的内部；喷嘴收缩单元，形成为使得所述喷嘴路径的直径在所述第一制冷剂的移动方向上被减小到喷嘴颈部，该喷嘴颈部具有小于所述喷嘴引入单元的直径；以及喷嘴扩散单元，形成为使得所述喷嘴路径的直径在所述第一制冷剂的移动方向上从所述喷嘴颈部增大，并配置为将所述第一制冷剂的排出引导到所述喷射器的内部；并且所述喷嘴收缩单元关于所述第一制冷剂的移动方向具有大于所述喷嘴扩散单元的直径变化。
8.根据权利要求7所述的喷射器，其中所述喷嘴扩散单元的扩散角α满足0.5°≤α≤2°的关系。
9.根据权利要求7所述的喷射器，其中所述喷嘴扩散单元具有出口，该出口具有小于所述喷嘴收缩单元的入口的直径。
10.根据权利要求7所述的喷射器，其中所述喷嘴扩散单元的长度L_nd和所述喷嘴颈部关于所述第一制冷剂的移动方向的直径d_th满足10≤L_nd/d_th≤50的关系。
11.根据权利要求7所述的喷射器，其中：
所述喷嘴主体包括喷嘴末端，该喷嘴末端被配置为形成所述喷嘴扩散单元的出口；并且
所述喷嘴末端的外径d_tip和所述混合单元的内径d_m形成d_tip/d_m<1的关系。
12.根据权利要求11所述的喷射器，其中所述喷嘴末端的外径d_tip和所述喷嘴末端的内径d_do形成1
14.根据权利要求13所述的喷射器，其中β满足5°≤β≤30°。
喷射器以及具有该喷射器的制冷装置
技术领域
[0001] 本公开涉及一种喷射器(ejector)以及具有该喷射器的制冷装置(cooling apparatus)，更具体地，涉及具有改进结构以提高效率的喷射器以及具有该喷射器的制冷装置。
背景技术
[0002] 通常，制冷装置由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀器件构成。压缩机压缩高温高压的制冷剂，冷凝器冷凝从压缩机排出的制冷剂并将制冷剂转变为液体制冷剂。膨胀器件通过节流过程将从冷凝器排出的制冷剂的温度和压力降低到蒸发器要求的状态。当制冷剂在经过蒸发器时通过从环境空气吸收热量而蒸发时，制冷剂在蒸发器的出口处变成饱和空气状态，然后当制冷剂被再次引入到压缩机中时，形成循环。
[0003] 在此过程中，制冷装置的能量效率通过蒸发器的冷却负荷除以压缩机的压缩负荷而获得。也就是，为了增大能量效率，蒸发器的冷却负荷应当增大，或者压缩机的压缩负荷应当减小。
[0004] 喷射器被提供来减小压缩机的压缩负荷并增大引入到压缩机中的气态制冷剂的压力。特别地，喷射器被配置为增大引入的两相制冷剂的压力。然而，在混合喷射器中运动的两相制冷剂的过程中，当产生流动损失(flow loss)时，存在压力提升效率降低的问题。发明内容
[0006] 根据本公开的一个方面，一种喷射器包括：喷嘴单元，第一制冷剂在其中运动；吸入单元，形成为围绕喷嘴单元，并形成吸入路径，在吸入路径中第二制冷剂在喷嘴单元和吸入单元之间运动；混合单元，与吸入单元连通并配置为形成第一制冷剂和第二制冷剂的混合流体；以及扩散器单元，在穿过喷嘴单元、吸入单元和混合单元的中心的喷射器中心轴的方向上从混合单元延伸，并配置为将从混合单元排出的混合流体的动能转变为压力能，其中吸入单元可以包括吸入口和吸入引导单元，第二制冷剂通过吸入口被引入到吸入单元中，吸入引导单元包括具有弯曲内表面的至少一个引导曲面，并具有吸入路径的在第一制冷剂的流动方向上减小的截面面积。
[0007] 引导曲面可以由曲线形成，在该曲线中横截面在喷射器中心轴的方向上是彼此对称的。
[0008] 引导曲面可以包括：凹入的引导曲面，配置为引导第二制冷剂的流动使得第二制冷剂朝向喷射器中心轴移动；和凸起的引导曲面，布置在比凹入的引导曲面更下游侧并被提供为具有吸入路径的比凹入的引导曲面更缓和地减小的截面面积。
[0010] 凸起的引导曲面可以从凹入的引导曲面延伸。
[0011] 凹入的引导曲面和凸起的引导曲面相遇处的切线的斜度(slope)可以彼此相同。
[0012] 引导曲面可以包括凸起的引导曲面，其配置为将经过吸入引导单元的第二制冷剂的运动方向引导到第一制冷剂的运动方向，其中凸起的引导曲面的曲率半径R_v和混合单元的直径d_m可以满足0.4≤R_v/d_m≤2.7的关系。
[0013] 喷嘴单元可以包括配置为形成外表的喷嘴主体以及配置为在喷嘴主体中形成喷嘴路径的喷嘴引导单元，其中喷嘴引导单元可以包括：喷嘴引入单元，配置为引导使得第一制冷剂被引入到喷嘴主体的内部；喷嘴收缩单元(nozzle converging unit)，形成为使得喷嘴路径的直径在第一制冷剂的运动方向上减小到喷嘴颈部，该喷嘴颈部具有比喷嘴引入单元小的直径；以及喷嘴扩散单元(nozzle dispersing unit)，形成为使得喷嘴路径的直径在第一制冷剂的运动方向上从喷嘴颈部增大，并配置为将第一制冷剂的排出引导到喷射器的内部，其中喷嘴收缩单元可以关于第一制冷剂的运动方向具有大于喷嘴扩散单元的直径变化。
[0014] 喷嘴扩散单元的扩散角α可以满足0.5°≤α≤2°的关系。
[0015] 喷嘴扩散单元可以具有出口，该出口具有比喷嘴收缩单元的入口的直径小的直径。
[0016] 喷嘴扩散单元的长度L_nd和喷嘴颈部关于第一制冷剂的运动方向的直径d_th可以满足10≤L_nd/d_th≤50的关系。
[0017] 喷嘴主体可以包括喷嘴末端，其配置为形成喷嘴扩散单元的出口，喷嘴末端的外径d_tip和混合单元的内径d_m可以形成d_tip/d_m＜l的关系。
[0018] 喷嘴末端的外径d_tip和喷嘴末端的内径d_do可以形成l＜d_tip/d_do＜1.8的关系。
[0019] 喷射器中心轴和喷嘴主体的形成喷嘴末端的外表面之间的斜度β可以小于或等于喷射器中心轴和吸入引导单元的内表面之间的斜度Ψ。
[0020] 斜度(β)可以满足5°≤β≤30°。
[0021] 斜度(Ψ)可以满足20°≤Ψ≤60°。
[0022] 扩散器单元可以包括：从混合单元延伸的扩散器主体；和扩散器引导单元，提供在扩散器主体的内表面上以形成扩散器路径，通过混合单元形成的混合流体通过扩散器路径排出，并且扩散器引导单元形成为扩散器路径的截面面积在混合流体的流动方向上增大，其中扩散器引导单元可以包括具有弯曲内表面的扩散器曲面。
[0023] 扩散器曲面可以由曲线形成，在该曲线中关于喷射器中心轴的横截面彼此对称。
[0024] 扩散器曲面可以包括：凸起的扩散器曲面，形成为扩散器路径的截面面积增大并形成为从扩散器主体朝向喷射器中心轴凸起；和凹入的扩散器曲面，布置在比凸起的扩散器曲面更下游侧并形成为从扩散器主体离开喷射器中心轴凹入。
[0025] 扩散器引导单元还可以包括曲面连接单元，其可以具有与凹入的扩散器曲面的上游侧的切线和凸起的扩散器曲面的下游侧的切线的斜度相同的斜度，并将凸起的扩散器曲面与凹入的扩散器曲面连接。
[0026] 相对于喷射器中心轴的方向，凹入的扩散器曲面的出口的直径的斜度和喷嘴中心轴之间的角度可以大于0。
[0027] 混合单元的直径d_m与喷嘴末端的外径d_tip可以满足1.2≤d_m/d_tip≤3的关系。
[0028] 混合单元的直径d_m与混合单元的长度L_m可以满足4.5≤L_m/d_m≤28的关系。
[0029] 混合单元的直径d_m与扩散器单元的长度L_d可以满足7≤L_d/d_m≤31的关系。
[0030] 喷嘴单元的出口与混合单元的入口之间的距离L_n与混合单元的直径d_m可以满足0.2≤L_n/d_m≤2.5的关系。
[0031] 根据本公开的另一个方面，一种喷射器包括：喷嘴单元，第一制冷剂在其中移动；吸入单元，通过从喷嘴单元排出的第一制冷剂的流动而吸入第二制冷剂，并形成为围绕喷嘴单元；混合单元，与吸入单元连通并形成第一制冷剂和第二制冷剂的混合流体；扩散单元，配置为将从混合单元排出的第一制冷剂和第二制冷剂的混合流体的动能转变为压力能，其中喷嘴单元可以包括在其中形成喷嘴路径的喷嘴主体以及提供在喷嘴主体的端部并形成喷嘴路径的出口的喷嘴末端，其中喷嘴末端的外径d_tip和混合单元的内径d_m可以形成d_tip/d_m＜l的关系。
[0032] 喷嘴末端的外径d_tip和喷嘴末端的内径d_do可以形成l＜d_tip/d_do＜1.8的关系。
[0033] 喷嘴单元还可以包括在喷嘴主体中形成喷嘴路径的喷嘴引导单元，其中喷嘴引导单元可以包括：喷嘴引入单元，配置为引导使得第一制冷剂被引入到喷嘴主体的内部；喷嘴收缩单元，具有喷嘴路径的在第一制冷剂的移动方向上减小到喷嘴颈部的直径，喷嘴颈部具有比喷嘴引入单元小的直径；以及喷嘴扩散单元，形成为使得喷嘴路径的直径在第一制冷剂的移动方向上从喷嘴颈部增大，以引导第一制冷剂排出到喷射器的内部，其中喷嘴扩散单元的扩散角α可以满足0.5°≤α≤2°的关系。
[0034] 喷嘴主体形成喷嘴末端的外表面与喷射器中心轴成的斜度β可以小于或等于吸入引导单元的内表面与喷射器中心轴成的斜度Ψ。
[0035] 喷嘴扩散单元关于第一制冷剂移动方向的长度L_nd和喷嘴颈部的直径d_th可以满足10≤L_nd/d_th≤50的关系。
[0036] 根据本公开的另一方面，一种制冷装置包括：第一制冷剂回路，被配置为使得从压缩机排出的制冷剂经过冷凝器、喷射器和气液分离器移动到压缩机的吸入侧；第二制冷剂回路，被配置为使得制冷剂被吸入到喷射器的吸入口并通过喷射器、气液分离器、第一膨胀器件、第一蒸发器和第二蒸发器循环，其中喷射器可以包括：喷嘴单元，第一制冷剂在其中流动；吸入单元，被配置为通过从喷嘴单元排出的第一制冷剂的流动而吸入第二制冷剂并围绕喷嘴单元；混合单元，与吸入单元连通并形成第一制冷剂和第二制冷剂的混合流体；以及扩散器单元，被配置为将从混合单元排出的第一制冷剂和第二制冷剂的混合流体的动能转变为压力能，其中吸入单元可以包括吸入口和管状吸入引导单元，第二制冷剂通过吸入口引入到吸入单元内部，管状吸入引导单元形成第二制冷剂在其中流动的路径使得引入到吸入口的第二制冷剂沿着第一制冷剂的流动而移动，并形成为使得该路径的截面面积在第一制冷剂的流动方向上减小，其中管状吸入引导单元包括具有在流体移动方向上弯曲的横截面的至少一个引导曲面。
[0037] 根据本公开的另一个方面，一种喷射器包括：喷嘴单元，第一制冷剂在其中移动；吸入单元，被配置为通过从喷嘴单元排出的第一制冷剂的流动来吸入第二制冷剂并环绕喷嘴单元；混合单元，与吸入单元连通并被配置为形成第一制冷剂和第二制冷剂的混合流体；
扩散器单元，相对于穿过喷嘴单元中心、吸入单元和混合单元的中心的喷射器中心轴从混合单元延伸，并被配置为将从混合单元排出的混合流体的动能转变为压力能，其中吸入单元可以包括吸入口，第二制冷剂通过吸入口被引入到吸入单元内部；以及吸入引导单元，形成第二制冷剂在其中移动的吸入路径，使得被引入到吸入口的第二制冷剂沿着第一制冷剂的流动而移动到混合单元，其中吸入引导单元包括在第一吸入引导单元的内表面和扩散器中心轴之间具有第一角的第一吸入引导单元、以及在第一吸入引导单元的下游侧与第一吸入单元连接并与扩散器中心轴形成第二角的第二吸入引导单元，第二角小于第一角。
扩散器单元，相对于穿过喷嘴单元中心、吸入单元和混合单元的中心的喷射器中心轴从混合单元延伸，并被配置为将从混合单元排出的混合流体的动能转变为压力能，其中吸入单元可以包括吸入口，第二制冷剂通过吸入口被引入到吸入单元内部；以及吸入引导单元，形成第二制冷剂在其中移动的吸入路径，使得被引入到吸入口的第二制冷剂沿着第一制冷剂的流动而移动到混合单元，其中吸入引导单元包括在第一吸入引导单元的内表面和扩散器中心轴之间具有第一角的第一吸入引导单元、以及在第一吸入引导单元的下游侧与第一吸入单元连接并与扩散器中心轴形成第二角的第二吸入引导单元，第二角小于第一角。
[0039] 从以下结合附图对实施方式的描述，本公开的这些和/或其他的方面将变得明显并更易于理解，附图中：
[0040] 图1是根据本公开的第一实施方式的制冷装置的视图；
[0041] 图2是根据本公开的第一实施方式的制冷装置的P-h图；
[0042] 图3是根据本公开的第一实施方式的喷射器的截面图；
[0043] 图4是根据本公开的第一实施方式的喷射器的吸入单元的放大图；
[0044] 图5是根据本公开的第一实施方式的喷射器的喷嘴单元的放大图；
[0045] 图6A是根据本公开的第一实施方式的喷射器的根据喷嘴单元的形状的压力上升比率的图；
[0046] 图6B示出根据本公开的第一实施方式的具有不同地成形的喷嘴末端的图6A中的喷嘴单元；
[0047] 图7是根据本公开的第一实施方式的喷射器的部分放大图；
[0048] 图8是根据本公开的第二实施方式的喷射器的截面图；以及
[0049] 图9是根据本公开的第三实施方式的喷射器的截面图。
具体实施方式
[0050] 在下文，将参照附图详细地描述根据本公开的实施方式。
[0051] 图1是根据本公开的第一实施方式的制冷装置1的视图，图2是根据本公开的第一实施方式的图1的制冷装置1的P-h图，图3是根据本公开的第一实施方式的喷射器100的截面图。
[0052] 制冷装置1包括通过制冷剂管500而与冷凝器20、蒸发器40和喷射器100连接的压缩机10，形成闭环的制冷剂回路。
[0053] 具体地，制冷装置1包括第一制冷剂回路P1和第二制冷剂回路P2。
[0054] 第一制冷剂回路P1被配置为使得从压缩机10排出的制冷剂通过冷凝器20、喷射器100和气液分离器50移动到压缩机10的吸入侧。第二制冷剂回路P2被配置为使得制冷剂被吸入到喷射器100的吸入单元130并通过喷射器100、气液分离器50、膨胀器件30和蒸发器40循环。
[0056] 制冷装置1中的性能系数(COP)可以被表示为蒸发器40的冷却负荷与压缩机10的负荷的比率。在本公开的实施方式中，将描述通过利用具有改进结构的喷射器100来减少由压缩机10表示的压缩负荷而提高COP的方案。
[0057] 在本公开的描述中，在第一制冷剂回路P1中移动的制冷剂(未示出)和在第二制冷剂回路P2中移动的制冷剂(未示出)可以是相同的，但是可以具有不同的相。为了描述的方便，在第一制冷剂回路P1中移动的制冷剂被定义为第一制冷剂，在第二制冷剂回路P2中移动的制冷剂被定义为第二制冷剂。
[0058] 喷射器100被提供为通过混合第一制冷剂和第二制冷剂的相而增大排出的制冷剂的压力并减小压缩负荷。
[0059] 喷射器100可以包括喷嘴单元110、吸入单元130、混合单元140和扩散器单元150。从冷凝器20排出的制冷剂被称为第一制冷剂，从蒸发器40排出的制冷剂被称为第二制冷剂。第一制冷剂通过喷嘴单元110流动到混合单元140，第二制冷剂被吸入到吸入单元130并在混合单元140中与第一制冷剂混合，然后混合的制冷剂通过扩散器单元150从喷射器100排出。下面将详细描述喷射器100的具体构造。
[0060] 当第一制冷剂经过喷嘴单元110时，理想地，第一制冷剂被等熵膨胀(isentropic-expanded)，在喷嘴单元110之前和之后的焓差(enthalpy difference)变成第一制冷剂的速度差，因此第一制冷剂可以以高速从喷嘴单元110的出口喷出。
[0061] 在扩散器单元150中，第一制冷剂和第二制冷剂的混合制冷剂的速度能量被转变为压力能以具有压力升高的效果，当制冷剂被吸入到压缩机10中时压缩负荷被减小，因此提高了循环效率。
[0062] 将描述喷射器100中的制冷剂流动。
[0063] 从冷凝器20排出的第一制冷剂被引入到喷射器100的喷嘴单元110的入口(1”)。当第一制冷剂在喷射器100中经过喷嘴单元110时，第一制冷剂的流动速度增大，并且第一制冷剂的压力下降(1b”)。
[0064] 第一制冷剂以降低的压力移动在喷嘴单元110的出口，通过第二制冷剂回路P2经由蒸发器40以饱和空气状态移动的第二制冷剂(2”)通过第二制冷剂(2”)和第一制冷剂之间的压力差而被吸入到喷射器100的吸入单元130中，第一制冷剂具有相对低于饱和压力(2b”)的压力。
[0065] 经过喷嘴单元110的第一制冷剂和通过吸入单元130吸入的第二制冷剂在喷射器100的混合单元140中混合(3”)。当混合的制冷剂经过扩散器单元150(其可以具有扇形形状并形成在喷射器100的出口单元中)时，混合的制冷剂的流动速度降低并且其压力增大，因此混合的制冷剂被引入到气液分离器50中。
[0066] 气液分离器50中的气态制冷剂被引入到压缩机10的吸入单元130(4”)，处于降低的温度和压力状态的液态制冷剂(6”)通过膨胀器件30被引入到蒸发器40中(7”)。当制冷剂在经过蒸发器40时通过从周围空气吸收热而被蒸发时，蒸发器40的出口处的制冷剂变成饱和空气状态(2”)。饱和空气状态的制冷剂通过被吸入到喷射器100的吸入单元130中而被继续循环。
[0067] 因此，在其中提供喷射器100的循环中被吸入到压缩机10中的制冷剂的压力比其中不提供喷射器100的循环中更多地增大。当引入到压缩机10中的制冷剂被压缩到冷凝温度时，压缩机10的负荷量减小。由于大部分液体制冷剂通过气液分离器50而在提供于第二制冷剂回路P2上的蒸发器40中流动，所以制冷性能被提升，因此整个循环的COP也被提升。
[0068] 图4是根据本公开的第一实施方式的喷射器的吸入单元的放大图，图5是根据本公开的第一实施方式的喷射器的喷嘴单元的放大图，图6A是根据本公开的第一实施方式的喷射器的根据喷嘴单元的形状的压力升高比率的图，图6B示出根据本公开的第一实施方式的具有不同地成形的喷嘴末端的图6A的喷嘴单元，图7是根据本公开的第一实施方式的喷射器的局部放大图。
[0069] 将描述喷射器100。
[0070] 喷射器100包括喷嘴单元110、吸入单元130、混合单元140和扩散器单元150。喷嘴单元110、吸入单元130、混合单元140和扩散器单元150可以相对于喷射器中心轴100a具有旋转体的形状。喷嘴单元110、吸入单元130、混合单元140和扩散器单元150可以形成为平行于喷射器中心轴100a的方向。
[0071] 首先将描述吸入单元130。
[0072] 吸入单元130被提供为使得在第二制冷循环P2中移动的第二制冷剂被引入和移动。第二制冷剂从吸入单元130被吸入并在混合单元140中与第一制冷剂混合。第二制冷剂在其中移动的吸入路径130a形成在喷嘴单元110和吸入单元130之间。
[0073] 第二制冷剂通过从喷嘴单元110排出的第一制冷剂的流动而被吸入到吸入单元130中，并围绕喷嘴单元110的至少一部分。具体地，第二制冷剂可以移动经过由喷嘴单元
110的外径和吸入单元130的内径形成的吸入路径130a。具体地，吸入路径130a可以通过喷嘴单元110的外径和吸入管134和下面将描述的吸入引导单元136的内径形成。对于这种构造，吸入单元130与喷嘴单元110间隔开并围绕喷嘴单元110的周边。
110的外径和吸入单元130的内径形成的吸入路径130a。具体地，吸入路径130a可以通过喷嘴单元110的外径和吸入管134和下面将描述的吸入引导单元136的内径形成。对于这种构造，吸入单元130与喷嘴单元110间隔开并围绕喷嘴单元110的周边。
[0074] 吸入单元130具有大致圆柱形并可以被提供为使得直径在第二制冷剂的移动方向上变小。
[0075] 吸入单元130可以包括吸入口132和吸入引导单元136。
[0076] 吸入口132被提供为使得第二制冷剂被引入到吸入单元130中。吸入口132与蒸发器40的出口单元连接，使得从蒸发器40排出的第二制冷剂通过吸入口132被引入到喷射器100的吸入单元130中。特别地，如上所述，由于第一制冷剂在喷嘴单元110的出口处以降低的压力移动并且第二制冷剂在饱和空气状态下移动，所以第二制冷剂通过第二制冷剂和具有相对较低的压力的第一制冷剂之间的压力差而被吸入到喷射器100的吸入单元130中。通过吸入口132被引入到吸入单元130中的第二制冷剂沿着吸入管134的内侧移动到下面将描述的吸入引导单元136。吸入管134被提供为与吸入口132连通，并与喷嘴单元110的圆周间隔开且围绕喷嘴单元110。吸入管134可以形成为大致圆柱形状。
[0077] 吸入引导单元136被提供为形成吸入路径130a的至少一部分。特别地，吸入路径130a由喷嘴单元110的外径和吸入引导单元136的内径形成。吸入引导单元136被提供为使得吸入路径130a的截面面积在第一制冷剂的流动方向上减小。吸入引导单元136可以被提供为管状。
[0078] 由于混合单元140的路径截面面积被形成为小于吸入路径130a的截面面积，所以被引入到吸入单元130中的第二制冷剂具有在移动到混合单元140时增大的流动速度。由于从喷嘴单元110排出的第一制冷剂的流动速度和在吸入单元130中移动的第二制冷剂的流动速度彼此对应，所以混合单元140中的第一制冷剂和第二制冷剂的混合效率增加，因此吸入单元130的增大第二制冷剂的流动速度的结构变得重要。
[0079] 经过吸入引导单元136的第二制冷剂被提供为通过第一制冷剂和第二制冷剂之间的压力差而沿着第一制冷剂的流动而移动。吸入引导单元136被形成为使得吸入路径130a的截面面积在第一制冷剂的流动方向上减小。当制冷剂从吸入单元130移动到混合单元140时，由于形成吸入路径130a的吸入引导单元136被折叠的角度小并且吸入引导单元136具有流线型的形状，所以流动损失减小，从而提高喷射器100的压力升高效率。
[0080] 吸入引导单元136可以包括引导曲面138。引导曲面138被提供以形成吸入路径130a并被提供为使得吸入路径130a的截面面积在第一制冷剂的移动方向上减小。此外，引导曲面138被提供为使得在吸入引导单元136中移动的第二制冷剂的流动损失减小。引导曲面138的形状没有限制，引导曲面138的至少一部分可以具有弯曲表面。特别地，吸入引导单元136可以包括一个引导曲面138，引导曲面138可以被提供为使得在喷射器中心轴100a的方向上的截面面积具有关于喷射器中心轴100a对称的弯曲形状。
[0081] 引导曲面138可以包括凹入的引导曲面138a和/或凸起的引导曲面138b。
[0082] 凹入的引导曲面138a被提供以引导第二制冷剂的流动，使得第二制冷剂朝向喷射器中心轴100a移动。吸入引导单元136被形成为使得吸入路径130a的截面面积在第二制冷剂的移动方向上减小，因此凹入的引导曲面138a被形成为使得吸入路径130a的截面面积从吸入管134到吸入引导单元136减小。根据该构造，第二制冷剂具有随同在喷射器中心轴100a的方向上的流动一起的朝向喷射器中心轴100a的流动。
[0083] 如上所述，凹入的引导曲面138a被提供为通过使第二制冷剂的流动向吸入引导单元136弯曲而引导在吸入管134中移动的第二制冷剂的流动。凹入的引导曲面138a可以具有R_c的曲率半径。
[0084] 凹入的引导曲面138a和吸入管134可以在接触点处具有相同的斜度。此外，凹入的引导曲面138a和下面将描述的凸起的引导曲面138b可以在接触点处具有相同的斜度。
[0085] 凸起的引导曲面138b被布置在自凹入的引导曲面138a的下游，在凸起的引导曲面138b中的吸入路径130a的截面面积比凹入的引导曲面138a中更缓和地减小。凸起的引导曲面138b在第一制冷剂的移动方向上引导第二制冷剂的移动方向。凸起的引导曲面138b可以具有R_v的曲率半径。凸起的引导曲面138b和混合单元140可以在接触点处具有相同的斜度。优选地，凸起引导物的曲率半径R_v可以形成为混合单元140的直径的0.4到2.7倍。
[0086] 也就是，凸起的引导曲面138b的曲率半径R_v与混合单元140的直径d_m满足0.4≤R_v/d_m≤2.7的关系。
[0087] 根据该构造，在通过喷嘴单元110引入的第一制冷剂和通过吸入单元130引入的第二制冷剂两者移动到混合单元140的过程中，流动损失可以被最小化。
[0088] 凸起的引导曲面138b可以从凹入的引导曲面138a延伸。根据该构造，吸入路径130a可以形成为流线型形状并可以减小流动损失。在凹入的引导曲面138a和凸起的引导曲面138b相遇的点处的切线斜率可以是相同的。
[0089] 与该实施方式中的不同，管状表面形成在凸起的引导曲面138b和凹入的引导曲面138a之间，并且这两个结构可以被连接。在这种情况下，管状表面的两端可以分别在凸起的引导曲面138b和凹入的引导曲面138a与所述两端相遇的部分处以相同的斜度与凸起的引导曲面138b和凹入的引导曲面138a连接。
[0090] 凹入的引导曲面138a的曲率半径R_c可以形成为小于凸起的引导曲面138b的曲率半径R_v。因此，R_c＜R_v。当凹入的引导曲面138a的曲率半径R_c形成为大于凸起的引导曲面138b的曲率半径R_v时，吸入单元130的截面面积急剧减小，因此第二制冷剂的流动损失会产生。因此，凹入的引导曲面138a的曲率半径R_c可以形成为小于凸起的引导曲面138b的曲率半径R_v，使得连接到混合单元140的吸入路径130a的截面面积逐渐减小，因此第二制冷剂的流动速度可以逐渐增大。
[0091] 由于吸入单元130的吸入路径130a由吸入单元130的内表面和喷嘴单元110的外表面形成，所以优选地，吸入路径130a的截面面积在第二制冷剂的移动方向上逐渐减小。
[0092] 喷嘴单元110可以被提供为使得第一制冷剂移动。特别地，当第一制冷剂经过喷嘴单元110时，第一制冷剂可以被理想地等熵膨胀。通过喷嘴单元110引入的第一制冷剂可以在混合单元140中与第二制冷剂混合。喷嘴单元110被提供为使得喷嘴路径110a形成在其中。
[0093] 喷嘴单元110可以包括形成外表的喷嘴主体112以及在喷嘴主体112中形成喷嘴路径110a的喷嘴引导单元120。
[0094] 喷嘴引导单元120可以包括喷嘴引入单元122、喷嘴收缩单元124、喷嘴颈部126和喷嘴扩散单元128。
[0095] 喷嘴引入单元122设置成引导第一制冷剂进入喷嘴收缩单元124和喷嘴扩散单元128。喷嘴入口123可以形成在喷嘴引入单元122中。喷嘴入口123与冷凝器20的出口单元连通，因此从冷凝器20的出口单元排出的第一制冷剂可以被引入。
[0096] 喷嘴收缩单元124被提供为使得路径的直径在第一制冷剂的移动方向上减小到喷嘴颈部126，喷嘴颈部126具有小于喷嘴引入单元122的直径。喷嘴收缩单元124连接到喷嘴引入单元122，喷嘴收缩单元124的直径被逐渐减小为小于喷嘴引入单元122的直径，因此第一制冷剂的流动速度增大。
[0097] 喷嘴扩散单元128形成为使得喷嘴路径110a的直径在第一制冷剂的流动方向上从喷嘴颈部126增大。当第一制冷剂经过喷嘴扩散单元128时，在第一制冷剂经过喷嘴收缩单元124时具有增大的流动速度的第一制冷剂的压力减小。经过喷嘴颈部126的第一制冷剂可以通过喷嘴扩散单元128而排出到喷射器100的内部。
[0098] 喷嘴收缩单元124的直径在第一制冷剂的移动方向上减小的斜度(也就是，喷嘴收缩单元124的最大直径与喷嘴收缩单元124的相对于喷嘴中心轴的长度的比率)变得小于喷嘴扩散单元128的最大直径与喷嘴扩散单元128相对于喷嘴中心轴的长度的比率。换句话说，对于第一制冷剂的相同移动距离，喷嘴收缩单元124的直径的变化大于喷嘴扩散单元128的直径的变化。
[0099] 特别地，喷嘴收缩单元124中的相对内表面之间的角度θc小于喷嘴扩散单元128中的相对内表面之间的角度α。
[0100] 当喷嘴扩散单元128的扩散角α过大时，产生分层的点在第一制冷剂的经过喷嘴喷射单元128的移动中变得逐渐靠近喷嘴扩散单元128，因此存在喷嘴扩散单元128的出口处的流动速度下降的问题。此外，当喷嘴扩散单元128的扩散角α过小时，产生分层的点在第一制冷剂的经过喷嘴喷射单元128的流动中变得更远离喷嘴扩散单元128。然而，由于第一制冷剂不容易移动，所以存在流动速度降低的问题。因此，优选地，喷嘴扩散单元128的扩散角α形成在0.5°至2°的斜度。此外，优选地，喷嘴扩散单元128的出口的直径形成为小于喷嘴收缩单元124的入口的直径。
[0101] 喷嘴颈部126被提供在喷嘴收缩单元124和喷嘴扩散单元128之间以连通这两个结构。喷嘴颈部126具有喷嘴收缩单元124和喷嘴扩散单元128的各部分的直径中的最小直径，经过喷嘴收缩单元124的第一制冷剂经过喷嘴颈部126以被引入到喷嘴扩散单元128中。喷嘴扩散单元128的长度L_nd和喷嘴颈部126的直径d_th可以形成为相对于第一制冷剂的移动方向满足10≤L_nd/d_th≤50的关系。
[0102] 喷嘴主体112具有大致圆柱形的形状，并可以具有三棱锥的形状，使得外径朝向喷嘴扩散单元128的出口变小。
[0103] 喷嘴主体112可以包括提供在喷嘴主体112的端部(也就是，喷嘴扩散单元128的出口侧)的喷嘴末端114。也就是，喷嘴扩散单元128的出口被提供在喷嘴末端114的中心。
[0104] 当喷嘴末端114的外径过大时，流动到混合单元140的流体的运动被阻碍，从而降低流动效率。因此，需要具有其中喷嘴扩散单元128的出口被保持的内径和其中流体的运动没有被阻碍的外径的喷嘴末端114。
[0105] 因此，喷嘴末端114的外径d_tip可以被提供为与混合单元140的内径d_m形成d_tip/d_m＜l的关系。优选地，d_tip可以被提供为形成1.2≤d_m/d_tip≤3的关系。此外，喷嘴末端114的外径d_tip可以被提供为与喷嘴扩散单元128的出口的直径d_do形成l＜d_tip/d_do＜1.8的关系。根据该构造，从喷嘴扩散单元128排出的第一制冷剂可以流动到混合单元140而没有由于喷嘴末端114引起的阻碍，并且同时，可以防止在喷嘴扩散单元128中形成的第一制冷剂的排出部分的形状变形。
[0106] 形成喷嘴末端114的喷嘴主体112的外表面与喷射器中心轴100a之间的斜度与吸入引导单元136的内表面与喷射器中心轴100a之间的斜度之间的关系也对喷射器100的流动效率有影响。当喷射器中心轴100a与形成喷嘴末端114的喷嘴主体112的外表面之间的斜度被称为β，并且喷射器中心轴100a与吸入引导单元136的内表面之间的斜度被称为Ψ时，形成β≤Ψ的关系。根据该关系，可以形成具有通过吸入引导单元136和喷嘴单元110减小的截面面积的吸入路径130a。
[0107] 满足该关系，β可以优选地形成在5°至30°，Ψ可以优选地形成在20°至60°。
[0108] 图6A是示出喷嘴单元110中的压力升高的图，图6B示出具有不同成形的喷嘴末端114的喷嘴单元110。
[0109] 在图6A(a)中，满足β≤Ψ的关系，但是喷嘴末端114具有d_tip/d_do＞1.8的关系。在(b)中，喷嘴末端114具有d_tip/d_do＞1.8的关系，并且喷嘴末端114的端部是圆化的。在(c)中，喷嘴末端114具有d_tip/d_do＞1.8的关系，并且喷嘴末端114的端部被圆化为大于(b)中的。在(d)中，如上所述，喷嘴末端114具有满足1＜d_tip/d_do＜1.8并且β≤Ψ的关系的形状。
[0110] 从(a)到(d)，喷嘴扩散单元128的形状是相同的，但是喷嘴主体112和喷嘴末端114的形状是不同的。图6A示出根据形状变化的第一制冷剂的压力升高效率。因此，像在本公开的实施方式中那样，当喷嘴主体112满足l＜d_tip/d_do＜1.8且β≤Ψ的关系时，可以改善第一制冷剂的流动效率。
[0111] 扩散器单元150被提供为将流体的动能转变为压力能。第一制冷剂的流动速度在第一制冷剂经过喷嘴单元110时增大，第一制冷剂和第二制冷剂在经过混合单元140时被混合。在混合单元140中混合的混合流体的速度能量被转变为扩散器单元150中的压力能量，并产生压力升高。因此，当流体被吸入到压缩机10中时，压缩负荷减小，因此提高了循环效率。
[0112] 扩散器单元150可以沿着喷射器中心轴100a从混合单元140延伸。扩散器单元150可以包括扩散器主体152和扩散器引导单元154，扩散器主体152具有漏斗形状。
[0113] 扩散器引导被提供在扩散器主体152内部以形成扩散器路径，通过混合单元140形成的混合流体在扩散器路径中移动。通过扩散器引导形成的扩散器路径具有在流体的移动方向上增大的截面面积。
[0114] 混合单元140被提供来使第一制冷剂与第二制冷剂混合。喷射器100中的压力升高比率对于通过喷射器100减小压缩机10的压缩负荷是重要的，压力升高比率根据第一制冷剂和第二制冷剂在混合单元140中的混合程度的不同而变化。
[0115] 喷嘴末端114的外径d_tip和混合单元140的直径d_m可以满足1.2≤d_m/d_tip≤3的关系，混合单元140的直径d_m和混合单元140的长度L_m可以满足4.5≤L_m/d_m≤28的关系。混合单元140的直径d_m和扩散器的长度L_d可以满足7≤L_d/d_m≤31的关系。此外，喷嘴单元110的出口和混合单元140的入口之间的距离L_n与混合单元140的直径d_m满足0.2≤L_n/d_m≤2.5的关系。
[0116] 根据该构造，流动损失可以在第一制冷剂和第二制冷剂在混合单元140中混合时被最小化。
[0117] 在下文，将描述根据本公开的第二实施方式的喷射器以及具有该喷射器的制冷装置。
[0118] 将省略该实施方式的与以上描述的实施方式中重复的构造。
[0119] 图8是根据本公开的第二实施方式的喷射器的截面图。
[0120] 喷射器200包括喷嘴单元110、吸入单元230、混合单元140和扩散器单元150。喷嘴单元110、吸入单元230、混合单元140和扩散器单元150可以相对于喷射器中心轴200a具有旋转体的形状。喷嘴单元110、吸入单元230、混合单元140和扩散器单元150形成为在喷射器中心轴200a的方向上彼此平行。
[0121] 吸入单元230被提供为使得在第二制冷回路P2中流动的第二制冷剂被引入以在其中移动。第二制冷剂从吸入单元230吸入并在混合单元140中与第一制冷剂混合。吸入单元230包括形成在喷嘴单元110和吸入单元230之间的吸入路径230a，第二制冷剂在吸入路径
230a中移动。
230a中移动。
[0122] 第二制冷剂通过从喷嘴单元110排出的第一制冷剂的流动而被吸入到吸入单元230，并围绕喷嘴单元110的至少一部分。特别地，第二制冷剂可以流动经过吸入路径230a，吸入路径230由喷嘴单元110的外径和吸入单元230的内径形成。特别地，吸入路径230a可以通过喷嘴单元110的外径与吸入引导单元236和下面将描述的吸入管234的内径形成。根据该构造，吸入单元230与喷嘴单元110间隔开并围绕喷嘴单元110的周边。
[0123] 吸入单元230具有大致圆柱形的形状并具有在第二制冷剂的移动方向上减小的直径。
[0124] 吸入单元230可以包括吸入口232和吸入引导单元236。
[0125] 吸入口232被提供为使得第二制冷剂被引入到吸入单元230中。吸入口232与蒸发器40的出口连接，并被提供为使得从蒸发器40排出的第二制冷剂通过吸入口232被引入到喷射器200的吸入单元230中。特别地，如上所述，在喷嘴单元110的出口处，第一制冷剂以降低的压力移动，第二制冷剂在饱和空气状态下移动，因此第二制冷剂通过第二制冷剂和具有相对低的压力的第一制冷剂之间的压力差而被吸入到喷射器200的吸入单元230中。通过吸入口232引入到吸入单元230中的第二制冷剂沿着吸入管234的内侧移动到下面将描述的吸入引导单元236。
[0126] 吸入管234与吸入口232连通，与喷嘴单元110的周边间隔开并围绕喷嘴单元110。吸入管234可以具有大致圆柱形的形状。
[0127] 吸入引导单元236被提供为形成吸入路径230a的至少一部分。特别地，吸入路径230a通过喷嘴单元110的外径和吸入引导单元236的内径形成。吸入引导单元236被提供为使得吸入路径230a的截面面积在第一制冷剂的流动方向上减小。吸入引导单元236可以具有管状形状。
[0128] 由于混合单元140中的路径的截面面积形成为小于吸入路径230a的截面面积，所以当引入到吸入单元230中的第二制冷剂移动到混合单元140时流动速度增大。由于从喷嘴单元110排出的第一制冷剂的流动速度和在吸入单元230中移动的第二制冷剂的流动速度彼此对应，所以混合单元140中的第一制冷剂和第二制冷剂的混合比率增大，因此能够有效提升第二制冷剂的流动速度的吸入单元230的结构变得重要。
[0129] 经过吸入引导单元236的第二制冷剂通过第一制冷剂和第二制冷剂之间的压力差而沿着第一制冷剂的流动而移动。吸入引导单元236被形成为使得吸入路径230a的截面面积在第一制冷剂的流动方向上减小。
[0130] 吸入引导单元236可以包括第一吸入引导单元236a和第二吸入引导单元236b。第一吸入引导单元236a的内表面与喷射器中心轴200a形成第一角。第二吸入引导单元236b的内表面与喷射器中心轴200a形成第二角。第二角形成为小于第一角。在本公开的实施方式中，为了描述的方便，描述了吸入引导单元236包括第一吸入引导单元236a和第二吸入引导单元236b，但是吸入引导单元236可以包括多个吸入引导单元236。也就是，吸入引导单元236包括从第一吸入引导单元236a至第n吸入引导单元，并且n没有限制。
[0131] 根据该构造，由于吸入路径230a的截面面积逐渐减小，所以经过吸入路径230a的第二制冷剂的流动损失可以减小。此外，随着n越大，吸入引导单元236具有类似于流线型的形状，因此第二制冷剂的流动损失也可以减小。
[0132] 将描述根据本公开的第三实施方式的喷射器以及具有该喷射器的制冷装置。
[0133] 实施方式的与以上描述的实施方式中重复的构造将被省略。
[0134] 图9是根据本公开的第三实施方式的喷射器的截面图。
[0135] 喷射器300包括喷嘴单元110、吸入单元130、混合单元140和扩散器单元350。
[0136] 扩散器单元350被提供为将流体的动能转变为压力能。第一制冷剂的流动速度在第一制冷剂经过喷嘴单元110时增大，第一制冷剂和第二制冷剂在第一制冷剂经过混合单元140时被混合。在混合单元140中混合的混合流体的速度能量被转变为扩散器单元350中的压力能量，并产生压力升高。因此，当流体被吸入到压缩机10中时，压缩负荷被减小，因此提高了循环效率。
[0137] 扩散器单元350可以从混合单元140沿着喷射器中心轴300a延伸。扩散器单元350可以包括扩散器主体352和扩散器引导单元354，扩散器主体352具有漏斗形状。
[0138] 扩散器引导提供在扩散器主体352的内表面，并且通过混合单元140形成的混合流体在其中移动的扩散器路径被形成。通过扩散器引导形成的扩散器路径形成为使得路径的截面面积在流体的流动方向上增大。
[0139] 扩散器引导单元354可以包括具有弯曲内表面的扩散器曲面356。
[0140] 扩散器曲面356形成为使得横截面关于喷射器中心轴300a对称。
[0141] 扩散器曲面356可以包括凸起的扩散器曲面356a和凹入的扩散器曲面356b。
[0142] 凸起的扩散器曲面356a形成为使得扩散器路径的截面面积在混合流体的移动方向上增大，凸起的扩散器曲面356a形成为朝向喷射器中心轴300a凸起。由于凸起的扩散器曲面356a的上游部分与混合单元140连接，所以凸起的扩散器曲面356a与混合单元140连接的部分处的切线的斜度可以与混合单元140的斜度相同。特别地，由混合单元140的内表面相对于喷射器中心轴300a形成的斜度可以与凸起的扩散器曲面356a与混合单元140连接的部分处的斜度相同。
[0143] 凹入的扩散器曲面356b与凸起的扩散器曲面356a相比布置在更下游处，并形成为凹入离开喷射器中心轴300a。凸起的扩散器曲面356a和凹入的扩散器曲面356b两者被提供来最小化经过扩散器单元350的流体的流动损失。凹入的扩散器曲面356b的下游部分形成扩散器单元350的出口单元。
[0144] 凹入的扩散器曲面356b的下游部分平行于喷射器中心轴300a以将从扩散单元350排出的第一制冷剂喷出，或者在混合流体的移动方向上的自喷射器中心轴300a的斜度可以大于或等于0。
[0145] 扩散器引导单元354还可以包括将凹入的扩散器曲面356b与凸起的扩散器曲面356a连接的曲面连接单元356c。曲面连接单元356c的斜度可以与凸起的扩散器曲面356a的下游部分和凹入的扩散器曲面356b的上游部分处的切线的斜度相同。
[0146] 凸起的扩散器曲面356a、凹入的扩散器曲面356b以及曲面连接单元356c的构造可以取决于喷射器300的尺寸或用途而改变它们的长度和曲率半径。
[0147] 在本公开的实施方式中，曲面连接单元356c布置在凸起的扩散器曲面356a和凹入的扩散器曲面356b之间，但是曲面连接单元356c可以被省略。当曲面连接单元356c被省略时，凸起的扩散器曲面356a和凹入的扩散器曲面356b相遇的部分处的切线的斜度彼此相同。
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