(57)【要約】【課題】  エジェクタ式冷凍サイクルによるエジェクタ式冷凍機を小型化することにより設置スペースの狭小化を図る。【解決手段】  エジェクタ11を、その長手方向を傾斜させた姿勢で設置し、上部に入口を配して駆動流体である駆動冷媒を供給し、ノズル部11aに吸引流体である吸引冷媒Rsを、駆動冷媒の流れ方向に対して直交するよう斜め上方から供給する構造とする。これにより、エジェクタ11の長手方向を水平方向とする場合に較べて、冷凍機10の奥行きや幅員寸法を小さくでき、エジェクタ式冷凍機の小型化を図れる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル部と混合部とディフューザ部とが連続して組み合わされて、駆動流体を入口から供給し吸引流体をノズル部の側部から吸引し、混合部で駆動流体と吸引流体とを混合させて混合流体を生成し、ディフューザ部で混合流体を減速させるエジェクタを備え、前記混合流体を凝縮器に供給して対象流体を冷却するエジェクタ式冷凍機において、
前記エジェクタにおける駆動流体と混合流体の流れ方向を水平方向に対して任意の角度に傾斜させたことを特徴とするエジェクタ式冷凍機。
【請求項２】
前記エジェクタの入口を上側として混合流体の流れ方向を斜め下方に指向させたことを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍機。
【請求項３】
前記吸引流体を駆動流体に斜め上方から吸引させることを特徴とする請求項２に記載のエジェクタ式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エジェクタ式冷凍サイクルによる冷凍機の構造に関し、小型化を図ったエジェクタ式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギ損失を削減して冷凍効率を向上させることができ、省エネルギー化を促進できるエジェクタ式冷凍サイクルを利用したエジェクタ式冷凍機がある。斯かるエジェクタ式冷凍機では、小型・軽量化を促進できる等の利点を備えている。また、この種のエジェクタ式冷凍システムは、主として、エジェクタと加熱装置、蒸発器、凝縮器、膨張弁、冷媒ポンプにより冷凍回路が構成される。一方、本願出願人は、冷媒を加熱して冷媒の蒸気を生成する際の熱源として太陽熱コレクタで加熱された作動媒体をエジェクタに供給して冷却水を得るようにしたエジェクタ式冷凍システムを提案している(特許文献１参照)。
【０００３】
図２は、この種のエジェクタ式冷凍サイクルの一例を示すブロック図であり、特に工場などの生産施設から廃棄されている85℃程度の温水等の各種の廃熱を保有している温水を投入する方式のエジェクタ式冷凍機を示している。投入された温水Whは発生器１を介して冷媒Ｒを蒸発させて蒸気を発生させる。この蒸気がエジェクタ２に供給されて、該エジェクタ２のノズル部を通過する際の吸引効果によって蒸発器３を負圧にして蒸発潜熱を低温熱源として蒸発器３を介して冷却水Wcを生成して所望の設備等へ供給する。
【０００４】
前記ノズル部では発生器１で蒸発した高圧冷媒Rhを減圧して駆動冷媒とすることで蒸発器３から吸引冷媒Rsを吸引し、駆動冷媒と蒸発器３から吸引される吸引冷媒Rsとが混合されて凝縮器４に供給され、冷却水Wと熱交換されて液体に戻される。液体となった冷媒Ｒは冷媒循環ポンプ５によって前記発生器１に供給されると共に、膨張弁６を通して前記蒸発器３に供給される。
【０００５】
このようなエジェクタ式冷凍機は、例えば、特許文献２に開示された蒸気圧縮式冷凍サイクル装置や特許文献３に開示された蒸発器ユニットに利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９６４３６号公報
【特許文献２】特開２００７−０４０６１１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献２、３に開示されている冷凍サイクル装置や蒸発器ユニットでは、エジェクタ式冷凍機のエジェクタはその冷媒の流れ方向が水平方向となるような姿勢で配置されている。前述したように、エジェクタは駆動冷媒により発生される負圧により吸引冷媒Rsを吸引し、これら駆動冷媒と吸引冷媒Rsとを混合させ、流速を低下させて前記凝縮器４へ供給される。駆動冷媒がエジェクタのノズル部を通過することにより負圧が発生されて吸引冷媒Rsを吸引し、これら駆動冷媒と吸引冷媒Rsとを混合部で混合させた後、ディフューザ部で減速させる。このように、冷媒の流れ方向を水平方向とする場合にはエジェクタ式冷凍機の奥行きや幅員の寸法が該エジェクタの長さを確保する大きさを要している。
【０００８】
ところで、前述した駆動冷媒と吸引冷媒Rsとの吸引と混合、減速を確実に行わせるためには、エジェクタの入口から出口までに相当の長さを要する。エジェクタにおける冷媒の流れ方向の長さを短くできれば、エジェクタ式冷凍機の小型化を企図することが可能であるが、冷媒の流れを湾曲させてしまうとエジェクタの機能を果たせなくなってしまうから、冷媒の流れは直線方向であることを要する。このため、従来のエジェクタ式冷凍機ではエジェクタの長さによって奥行きや幅員が決定されて、この種のエジェクタ式冷凍機の小型化を阻害する一因となっている。
【０００９】
そこで、この発明は、エジェクタの配置の姿勢を工夫して小型化を図ったエジェクタ式冷凍機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため技術的手段として、この発明に係るエジェクタ式冷凍機は、ノズル部と混合部とディフューザ部とが連続して組み合わされて、駆動流体を入口から供給し吸引流体をノズル部の側部から吸引し、混合部で駆動流体と吸引流体とを混合させて混合流体を生成し、ディフューザ部で混合流体を減速させるエジェクタを備え、前記混合流体を凝縮器に供給して対象流体を冷却するエジェクタ式冷凍機において、前記エジェクタにおける駆動流体と混合流体の流れ方向を水平方向に対して任意の角度に傾斜させたことを特徴としている。
【００１１】
すなわち、エジェクタの長手方向を、駆動流体及び混合流体の流れ方向が、従来の水平方向に対して、傾斜方向となるようにしたものである。このため、エジェクタの姿勢が傾いた状態となり、水平方向に要求される長さを縮小できるものである。
【００１２】
また、請求項２の発明に係るエジェクタ式冷凍機は、前記エジェクタの入口を上側として混合流体の流れ方向を斜め下方に指向させたことを特徴としている。
【００１３】
すなわち、駆動流体と混合流体を下方に向けて流れるようにしたものである。エジェクタを傾斜させることでエジェクタ式冷凍機の水平方向の寸法を縮小できる。この場合、駆動流体と混合流体の流れ方向を上方向と下方向のいずれの方向とすることもできるが、重力の効果を有効に利用できるように、下方向としたものである。
【００１４】
また、請求項３の発明に係るエジェクタ式冷凍機は、前記吸引流体を駆動流体に斜め上方から吸引させることを特徴としている。
【００１５】
駆動流体を斜め下方に向けて流し、前記吸引流体を該駆動流体の流れ方向に対して斜め上方から吸引させるようにし、吸引流体の流れ方向を斜め下方に指向させたものである。エジェクタでは、吸引流体を駆動流体の流れ方向と直交する方向から吸引している。この場合、吸引流体の方向は水平方向や上方向とすることができるが、斜め上方から下方に向かう流れとしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係るエジェクタ式冷凍機によれば、エジェクタの姿勢を傾けたことにより、このエジェクタを設備しているエジェクタ式冷凍機の奥行きまたは幅員を小さくして、該エジェクタ式冷凍機の小型化を図ることができる。なお、傾斜させる角度によって、例えば45度に設定した場合には、奥行きや幅員と併せて高さも小さくすることができる。
【００１７】
しかも、エジェクタと各熱交換器との間の距離を極力短くでき、必要な配管長を小さくして、熱損失や圧力損失を抑制できる。
【００１８】
また、請求項２の発明に係るエジェクタ式冷凍機によれば、駆動流体により発生する負圧をより有効に吸引流体に作用させることができる。
【００１９】
また、請求項３の発明に係るエジェクタ式冷凍機によれば、吸引流体の効果をより有効に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係るエジェクタ式冷凍機を説明する概略のブロック図である。
【図２】エジェクタ式冷凍機の概略構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るエジェクタ式冷凍機を具体的に説明する。
【００２２】
図１はこの発明に係るエジェクタ式冷凍機10の構成を説明するブロック図であり、なお、図２に示すエジェクタ式冷凍機と同一の部分については同一の符号を付してある。
【００２３】
エジェクタ式冷凍機10は、主として発生器１とエジェクタ11、蒸発器３、凝縮器４、冷媒循環ポンプ５、膨張弁６とにより構成されている。発生器１には、工場から排出される約85℃程度の温水やコ・ジェネレーションシステムからの廃熱、温泉の熱、あるいは太陽熱コレクターで集熱した温水Whが熱媒として供給される。発生器１の冷媒Ｒの入口側には冷媒循環ポンプ５の吐出側の接続されて該冷媒循環ポンプ５によって冷媒Ｒが供給される。発生器１の出口側はエジェクタ11の入口が接続されており、発生器１によって冷媒Ｒが加熱されて生成された高圧冷媒Rhが供給されている。
【００２４】
前記エジェクタ11のノズル部11aには蒸発器３の冷媒Ｒの出口側が接続されており、入口から供給された高圧冷媒Rhを該ノズル部11aで減圧させて発生した駆動流体としての駆動冷媒の負圧によって該蒸発器３から吸引流体としての吸引冷媒Rsが吸引される。このノズル部11aの下流には混合部11bが設けられ、混合部11bの下流にはディフューザ部11cが設けられており、入口から供給されて発生した前記駆動冷媒と該駆動冷媒と混合された吸引冷媒Rsとはノズル部11a、混合部11b、ディフューザ部11cの順に流れて出口から吐出される。この駆動冷媒及び該駆動冷媒と吸引冷媒Rsとが混合した混合流体である混合冷媒の流れ方向を、図１に示すように、エジェクタ11を水平方向から適宜な角度に傾斜させて、斜め下方となるようにしてある。また、図１に示すように、吸引冷媒Rsは前記駆動流体の流れ方向に対して斜め上方からノズル部11aに供給されるようにしてある。
【００２５】
エジェクタ11の出口には凝縮器４が接続されており、前記混合冷媒は外部から供給される冷却水Ｗによって液体の冷媒Ｒに戻される。この凝縮器４の出口側には前記冷媒循環ポンプ５の吸込口が接続されて、該冷媒循環ポンプ５によって冷媒Ｒが前記発生器１に供給される。また、この冷媒循環ポンプ５の吸込側には膨張弁６を介して前記蒸発器３の供給されている。
【００２６】
以上により構成されたこの発明に係るエジェクタ式冷凍機では、発生器１に温水Whが供給されて、冷媒Ｒを加熱することにより蒸発して発生した高圧冷媒Rhがエジェクタ11に供給され、ノズル部11aを通過する際に減圧されて駆動流体となる駆動冷媒を生成する。このエジェクタ11の入口は該エジェクタ11の上位側に位置させてあり、該エジェクタ11を傾斜させた状態で設置してあるため、駆動冷媒は斜め下方に向かってエジェクタ11内を流れることになる。エジェクタ11のノズル部11aには蒸発器３で生成された吸引流体となる吸引冷媒Rsが供給されており、前記駆動冷媒がノズル部11aを通過する際に発生される負圧によって該吸引冷媒Rsが吸引されて駆動冷媒に伴われる。
【００２７】
エジェクタ11のノズル部11aで吸引された吸引冷媒Rsは前記混合部11bにて前記駆動冷媒と混合されて混合流体である混合冷媒となる。この混合部11bの下流側のディフューザ部11cで混合流体11cが減速されて昇圧される。この混合された混合冷媒が凝縮器４に供給されて、冷却水Ｗによって冷却されて液体に戻される。凝縮器４の出口側に接続された前記冷媒循環ポンプ５で前記発生器１に戻される。
【００２８】
また、前記凝縮器４で戻された冷媒Ｒの一部は前記膨張弁６を介して前記蒸発器３に供給されている。この蒸発器３から前記エジェクタ11の駆動冷媒に吸引され、その際の蒸発潜熱により蒸発器３に供給された対象流体である水Ｗを冷却して冷却水Wcが生成され、該冷却水Wcは所望の用途に利用されることになる。
【００２９】
前述した構造では、前記吸引冷媒Rsの吸引方向を、駆動冷媒の流れ方向に対して直交する方向としてあるが、例えば、鉛直方向とする等によって駆動冷媒による吸引の作用をより有効に機能させることができる方向とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明に係るエジェクタ式冷凍機によれば、小型化を促進して、設置スペースを小さくできるため、設置場所の自由度を向上させてエジェクタ式冷凍機の普及に寄与する。
【符号の説明】
【００３１】
Wh  温水
Wc  冷水
Rh  高圧冷媒（駆動流体）
Rs  吸引冷媒（吸引流体） 
１  発生器
３  蒸発器
４  凝縮器
５  冷媒循環ポンプ
６  膨張弁
10  エジェクタ式冷凍機
11  エジェクタ
11a  ノズル部
11b  混合部
11c  ディフューザ部
【図１】
2014167377.tif 000003
【図２】
2014167377.tif 000004