JP2005300067A - エジェクタサイクル - Google Patents

Abstract

【課題】 冷凍能力を発揮できる蒸発器を複数備えるエジェクタサイクルにおいて、除霜運転により全ての蒸発器の空調運転が停止することの防止を目的とする。
【解決手段】 第１、第２四方弁１４、１９により、圧縮機１１から吐出した冷媒を凝縮器１２→冷蔵熱交換器１５→ノズル２０ａ→気液分離器２１→冷凍熱交換器１６→気相流入口２０ｃの順に流す冷蔵蒸発器除霜モードと、圧縮機１１から吐出した冷媒を凝縮器１２→冷凍蒸発器１６→ノズル２０ａ→気液分離器２１→冷蔵蒸発器１５→気相冷媒流入口２０ｃの順に流す冷凍蒸発器除霜モードとを切り換える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する作動流体の巻き込み作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタ（ＪＩＳ Ｚ ８１２６ 番号２．１．２．３等参照）を有するエジェクタサイクルに関するものであり、車両用空調装置の冷凍サイクルに適用して有効である。

従来、図６中の実線で示すように冷媒減圧手段および冷媒循環手段としてエジェクタ２０を使用した蒸気圧縮式冷凍サイクル（エジェクタサイクル）において、第１蒸発器５５、第２蒸発器５６を配置したものが特許文献１にて知られている（以下従来例と称す）。

従来例では、エジェクタ２０と気液分離器２１との間に第１蒸発器５５が配置され、気液分離器２１とエジェクタ２０の気相冷媒流入口２０ｃとをつなぐ冷媒通路に第２蒸発器５６が配置されている。

これによると、エジェクタ２０で減圧された気液２相状態の冷媒が第１蒸発器５５に流入し、第１蒸発器５５において気液２相のうちの液相冷媒が第１蒸発器５５に送風される空気から吸熱して蒸発する。さらに、気液分離器２１で分離された液相冷媒が第２蒸発器５６に流入し、第２蒸発器５６に送風される空気から吸熱して蒸発する。したがって、第１、第２蒸発器５５、５６で同一または別々の空間を空調できる
ところで、蒸発器５５、５６に必要流量以上の冷媒が送られ続けて蒸発器５５、５６の冷却能力が過大となることにより、蒸発器５５、５６の温度が０℃以下になる状態が継続して蒸発器表面の凝縮水がフロスト（着霜）する場合がある。

しかし、従来例で蒸発器表面の霜を除去するには、圧縮機１１を停止して、第１、第２蒸発器５５、５６の霜が自然解凍するまで待たなければならない。つまり、積極的に蒸発器表面の霜を取り除けないという問題がある。

上記の問題に対して、本発明者は圧縮機１１から吐出された高温高圧状態の気相冷媒が蒸発器５５、５６に流入する除霜回路を従来例に追加した例を検討した（図６中点線部分、以下検討例と称す）。

この検討例には、圧縮機１１と凝縮器１２の間の冷媒流れを分岐し、気液分離器２１と第２蒸発器５６との間で合流させる第２蒸発器除霜回路５１と、圧縮機１１と凝縮器１２の間の冷媒流れを分岐し、エジェクタ２０と第１蒸発器５５との間で合流させる第１蒸発器除霜回路５２と、第１、第２蒸発器除霜回路５１、５２にそれぞれ配置される開閉弁５３、５４とが備えられている。なお、図６中の５７は冷媒流れの逆流を防止する逆止弁である。

これによると、第２蒸発器除霜回路５１の開閉弁５３を開とすれば第２蒸発器５６に圧縮機１１から吐出される高温冷媒が流入する。また、第１蒸発器除霜回路５２の開閉弁５３を開とすれば第１蒸発器５５に圧縮機１１から吐出される高温冷媒が流入する。したがって、必要な時に第１、第２蒸発器５５、５６の除霜を行うことができる。
特許３３２２２６３号公報

しかし、検討例のエジェクタサイクルでは、除霜運転時には冷媒が冷凍サイクルを成さないため、第１、第２蒸発器５５、５６のいずれか一方の除霜運転をした場合であっても、両方の蒸発器５５、５６の空調運転が停止してしまうという問題がある。このため、サイクルの作動を総合して考えると圧縮機１１の作動に対する空調効率が低くなってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、冷凍能力を発揮できる蒸発器を複数備えるエジェクタサイクルにおいて、除霜運転により全ての蒸発器の空調運転が停止することの防止を目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、エジェクタサイクルにおいて、気相冷媒を吸引圧縮する圧縮機（１１）から吐出された冷媒の熱を放熱させる第１熱交換器（１２）と、冷媒と空調対象空間に吹き出す空気とを熱交換させる第２、第３熱交換器（１５、１６）と、内部に流入する冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル（２０ａ）と、ノズル（２０ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒流入口（２０ｃ）とを有するエジェクタ（２０）と、エジェクタ（２０）から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器（２１）と、第２、第３熱交換器（１５、１６）の一方に第１熱交換器（１２）から流出した冷媒、他方に気液分離器（２１）で分離された液相冷媒が流入するように冷媒通路を切換える第１切換手段（１４）と、エジェクタ（２０）のノズル（２０ａ）と気相冷媒流入口（２０ｃ）のうち、一方に第２熱交換器（１５）から流出する冷媒、他方に第３熱交換器（１６）から流出する冷媒が流入するように冷媒通路を切換える第２切換手段（１９）とを備え、
圧縮機（１１）から吐出した冷媒を第１熱交換器（１２）→第２熱交換器（１５）→ノズル（２０ａ）→気液分離器（２１）の液相冷媒→第３熱交換器（１６）→気相冷媒流入口（２０ｃ）の順に流す第２熱交換器除霜モードと、
圧縮機（１１）から吐出した冷媒を第１熱交換器（１２）→第３熱交換器（１６）→ノズル（２０ａ）→気液分離器（２１）の液相冷媒→第２熱交換器（１５）→気相冷媒流入口（２０ｃ）の順に流す第３熱交換器除霜モードとを有することを特徴としている。

ところで、第１熱交換器（１２）から流出した冷媒は、一般に放熱対象が空気などであるため、冷媒の温度が零度以上である。したがって、第２熱交換器除霜モード時に第１熱交換器（１２）から流出した冷媒が第２熱交換器（１５）に流入すると第２熱交換器（１５）の表面の霜を溶かすことができる。第３熱交換器除霜モード時に第１熱交換器（１２）から流出した冷媒が第３熱交換器（１６）に流入した場合も同様に第３熱交換器（１６）の除霜を行うことができる。

また、請求項１によると、第２熱交換器（１５）の除霜時に第３熱交換器（１６）において、気液分離器（２１）から流入する液相冷媒を蒸発させて空調対象空間の冷却能力を発揮させることができる。これとは逆に、第３熱交換器（１６）の除霜時には、第２熱交換器（１５）に空調対象空間の冷却能力を発揮させることができる。

したがって、一方の熱交換器（１５、１６）の除霜時に他方の熱交換器（１５、１６）が空調運転可能であるため、図６の検討例のようにいずれか１つの熱交換器の除霜を行うと全ての蒸発器の空調運転が停止することを防止できる。これにより、サイクルの作動を総合して考えた場合に圧縮機１１の作動に対する空調対象空間の空調効率が低くなることを防止できる。

また、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のエジェクタサイクルにおいて、第１、第２切換弁を第１、第２四方弁（１４、１９）とすれば、具体的に第２熱交換器運転モードと第３熱交換器運転モードの順に冷媒を流して請求項１で述べた効果を発揮することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載のエジェクタサイクルにおいて、エジェクタ（２０）と気液分離器（２１）との間の部位に第４熱交換器（２２）を配置すれば、第２、第３熱交換器（１５、１６）に加えて第４熱交換器（２２）でも第２、第３熱交換器（１５、１６）と同一、または別々の空間を空調することができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタサイクルにおいて、第２熱交換器（１５）へ空調対象空間に吹き出す空気を送風する第２熱交換器送風手段（１７）と、第３熱交換器（１６）へ空調対象空間に吹き出す空気を送風する第３熱交換器送風手段（１８）とを備え、
第２熱交換器除霜モード時に第２熱交換器送風手段（１７）が送風し、第３熱交換器除霜モード時に第３熱交換器送風手段（１８）が送風するようになっていることを特徴としている。

これによると、第２熱交換器除霜モード時には第２熱交換器送風手段（１７）が送風して、第２熱交換器（１５）の除霜を促進するとともに、空調対象空間の暖房を行うことができる。また、第３熱交換器除霜モード時には第３熱交換器送風手段（１８）が送風して、第３蒸発器（１６）の除霜を促進するとともに、空調対象空間の暖房を行うことができる。

また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタサイクルにおいて、冷媒としてフロン系冷媒、ＨＣ系冷媒、ＣＯ_２冷媒のいずれか１つを使用してもよい。

なお、ここでフロンとは炭素、フッ素、塩素、水素からなる有機化合物の総称であり、冷媒として広く使用されているものである。フロン系冷媒には、ＨＣＦＣ（ハイドロ・クロロ・フルオロ・カーボン）系冷媒、ＨＦＣ（ハイドロ・フルオロ・カーボン）系冷媒等が含まれており、これらはオゾン層を破壊しないため代替フロンと呼ばれる冷媒である。

また、ＨＣ（炭化水素）系冷媒とは、水素、炭素を含み、自然界に存在する冷媒物質のことである。このＨＣ系冷媒には、Ｒ６００ａ（イソブタン）、Ｒ２９０（プロパン）などがある。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルを２つの冷却対象空間を有する車両の空調装置に適用した例を示している。図１中、１１は気相冷媒を吸入圧縮する圧縮機であり、本実施形態では駆動源として図示しない電動モータが一体となっている。なお、圧縮機１１は走行用エンジン等の駆動源（図示せず。）から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮するものであってもよい。

圧縮機１１で高圧状態となった冷媒は第１熱交換器である凝縮器１２に流入し、凝縮器送風機１３で送風される室外空気により冷却されて凝縮する。凝縮により液相状態となった冷媒は第１四方弁１４に流入する。

第１四方弁１４には、凝縮器１２の冷媒流出側、第２熱交換器である冷蔵蒸発器１５の冷媒流入側、第３熱交換器である冷蔵蒸発器１６の冷媒流入側、および気液分離器２１（後述）の液相冷媒流出側が接続されている。第１四方弁１４は、弁体の位置を電気アクチュエータ機構（図示せず）により制御して、凝縮器１２と冷蔵蒸発器１５、気液分離器２１と冷凍蒸発器１６を連通させる場合と、凝縮器１２と冷凍蒸発器１６、気液分離器２１と冷蔵蒸発器１５を連通させる場合とに切換えるものである。

冷蔵、冷凍蒸発器１５、１６は、冷蔵、冷凍送風機１７、１８から送風される空気と冷媒とを熱交換させて冷媒を蒸発させるものである。この送風空気は、冷媒から吸熱されて低温状態となり、冷却対象空間、言い換えると冷蔵空間、冷凍空間へ流れる。

さらに、冷蔵、冷凍蒸発器１５、１６の冷媒流れ下流側には、冷蔵蒸発器１５の冷媒流出側、冷蔵蒸発器１６の冷媒流出側、エジェクタ２０のノズル２０ａ流入側、およびエジェクタ２０の気相流入口２０ｃが接続される第２四方弁１９が配置されている。第２四方弁１９は、弁体の位置を電気アクチュエータ機構（図示せず）により制御して、冷蔵蒸発器１５とノズル２０ａ、冷凍蒸発器１６と気相流入口２０ｃを連通させる場合と、冷蔵蒸発器１５と気相流入口２０ｃ、冷凍蒸発器１６とノズル２０ａを連通させる場合とに切換えるものである。

エジェクタ２０には、凝縮器１２で凝縮し、冷蔵蒸発器１５または冷凍蒸発器１６を通過した液相冷媒を等エントロピ的に減圧膨張するノズル２０ａと、ノズル２０ａから噴射する高い速度の冷媒流により冷蔵蒸発器１５または冷凍蒸発器１６で気相となった冷媒がエジェクタ２０内に吸引される気相冷媒流入口２０ｃとが備えられている。

さらに、エジェクタ２０にはノズル２０ａから噴出する冷媒と吸引される気相冷媒が混合する混合部２０ｂと、混合後の冷媒通路面積が徐々に拡大するディフューザ部２０ｄが備えられている。エジェクタ２０から流出した冷媒は気液分離器２１へ流入する。

気液分離器２１は、気液２相状態でエジェクタ２０から流出する冷媒を液相と気相とに分離するとともに余剰冷媒を蓄えている。分離された気相冷媒は、再び圧縮機１１に吸入され、分離された液相冷媒は前述のように第１四方弁１４へ流れる。

なお、本実施形態では圧縮機１１、第１、第２四方弁１４、１９、各送風機１３、１７、１８は、図示しない電子制御装置からの電気信号により、圧縮機１１の回転数（吐出冷媒量）、第１、第２四方弁の弁体位置、各送風機１３、１７、１８の送風量が制御される。

次に、上記構成において本実施形態の作動を図２のｐ−ｈ（圧力−比エンタルピ）線図を参照しながら説明する。本実施形態では電子制御装置の電子機器制御により冷蔵蒸発器１５を除霜する冷蔵蒸発器除霜モードと、冷凍蒸発器１６を除霜する冷凍蒸発器除霜モードとが備えられている。

まず、図１、図２を使用して冷蔵蒸発器除霜モードを説明する。まず始めに冷媒は圧縮機１１に吸入圧縮され高温高圧状態となる（Ｇ点〜Ａ点）。そして、凝縮器１２に流入した冷媒は凝縮器送風機１３で送風される室外空気により、冷却されて凝縮する（Ａ点〜Ｂ点）。

冷蔵蒸発器除霜モードでは第１四方弁１４が凝縮器１２と冷蔵蒸発器１５、気液分離器２１と冷凍蒸発器１６を連通するように制御されるため、凝縮器１２を流出した冷媒は冷蔵蒸発器１５へ流入する。冷媒は凝縮器１２で室外空気と熱交換、つまり室外空気と略同一温度になっている。

したがって、冷蔵蒸発器１５の表面に着霜している場合、つまり表面温度が零度以下となっている場合には、冷蔵蒸発器１５に室外温度と略同一温度の冷媒が流入することにより霜を溶かすことができる（Ｂ点〜Ｂ’点）。なお、本実施形態では冷蔵蒸発器除霜モード時には、冷蔵送風機１７は停止している。

冷蔵蒸発器１５から流出した冷媒は、第２四方弁１９に流入する。冷蔵蒸発器除霜モードでは、第２四方弁１９が冷蔵蒸発器１５とノズル２０ａ、冷凍蒸発器１６と気相流入口２０ｃを連通するように制御される。

したがって、冷蔵蒸発器１５から流出した冷媒はエジェクタ２０のノズル２０ａへ流入し、等エントロピ的に減圧膨張される（Ｂ’点〜Ｄ点）。ノズル２０ａから噴出した冷媒は、高速度の噴出流の巻き込み作用により、気相流入口２０ｃから気相冷媒を吸引する。そして、噴出冷媒と気相冷媒は混合部２０ｂで混合する（Ｅ点）。

冷媒は混合後、通路断面積が大きくなるディフューザ部２０ｄを通過する。この時、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換される（Ｅ点〜Ｆ点）。ディフューザ部２０ｄを通過して気液分離器２１に流入した冷媒は、液相と気相とに分離される（気相がＧ点、液相がＨ点）。分離された気相冷媒は再び圧縮機１１で昇圧される。

一方、分離された液相冷媒は第１四方弁１４を通過して冷凍蒸発器１６へ流入する。この時、冷凍送風機１８により冷凍対象空間へ流れる空気から冷媒が吸熱して蒸発する。いいかえると、冷媒が冷凍対象空間へ流れる空気を冷却する（Ｈ点〜Ｃ’点）。蒸発して気相状態となった冷媒は、前述の気相冷媒としてノズル２０ａからの噴出流の巻き込み作用によりエジェクタ２０内に吸引される。

次に冷凍蒸発器除霜モードについて図２、図４を使用して説明すると、冷媒は圧縮機１１に吸入圧縮され高温高圧状態となった（Ｇ点〜Ａ点）後に凝縮器１２に流入して凝縮する（Ａ点〜Ｂ点）。

冷凍蒸発器除霜モードでは第１四方弁１４が凝縮器１２と冷凍蒸発器１６、気液分離器２１と冷蔵蒸発器１５を連通するように制御されるため、凝縮器１２を流出した冷媒は冷蔵蒸発器１５へ流入する。冷媒は凝縮器１２で室外空気と熱交換、つまり室外空気と略同一温度になっている。

したがって、冷蔵蒸発器除霜モードと同様に理由により、冷凍蒸発器１５の表面に着霜し霜を溶かすことができる（Ｃ点〜Ｃ’点）。なお、本実施形態では冷凍蒸発器除霜モード時には、冷凍送風機１８は停止している。

冷凍蒸発器１６から流出した冷媒は、第２四方弁１９に流入する。冷凍蒸発器除霜モードでは、第２四方弁１９が冷蔵蒸発器１５と気相流入口２０ｃ、冷凍蒸発器１６とノズル２０ａを連通するように制御される。

したがって、冷凍蒸発器１６から流出した冷媒はノズル２０ａへ流入し、等エントロピ的に減圧膨張される（Ｂ’点〜Ｄ点）。ノズル２０ａから噴出した冷媒は、高速度の噴出流の巻き込み作用により、気相流入口２０ｃから気相冷媒を吸引した後にディフューザ部２０ｄを通過して（Ｅ点〜Ｆ点）気液分離器２１に流入する。

そして、分離された気相冷媒は再び圧縮機１１で昇圧され、一方、分離された液相冷媒は第１四方弁１４を通過して冷蔵蒸発器１６へ流入する。この時、冷蔵送風機１７により冷凍対象空間へ流れる空気から冷媒が吸熱して蒸発する。いいかえると、冷媒が冷蔵対象空間へ流れる空気を冷却する（Ｈ点〜Ｂ’点）。蒸発して気相状態となった冷媒は、前述の気相冷媒としてノズル２０ａからの噴出流の巻き込み作用によりエジェクタ２０内に吸引される。

次に、第１実施形態による作用効果を列挙すると、（１）第１四方弁１４、１９を切替えることにより、凝縮器１２から流出する冷媒を冷蔵蒸発器１５または冷凍蒸発器１６に流入させて蒸発器１５、１６の除霜を行うことができる。

本実施形態では凝縮器１２から流出した冷媒が冷蔵蒸発器１５に流入する冷蔵蒸発器除霜モードと、冷凍蒸発器１６に流入する冷凍蒸発器除霜モードを備えている。冷媒は凝縮器１２で室外空気と熱交換することにより、室外空気と略同一温度になっている。したがって、冷蔵蒸発器１５または冷凍蒸発器１６の表面に着霜している場合、つまり表面温度が零度以下となっている場合には、冷蔵蒸発器１５または冷蔵蒸発器１６に室外温度と略同一温度の冷媒が流入することにより霜を溶かすことができる。

（２）冷蔵蒸発器１５の除霜時には、冷凍蒸発器１６において気液分離器２１から流入する液相冷媒を蒸発させて空調対象空間の冷却能力を発揮させることができ、冷凍蒸発器の除霜時には冷蔵蒸発器１５に空調対象空間の冷却能力を発揮させることができる。

したがって、一方の熱交換器１５、１６の除霜時に他方の熱交換器１５、１６が空調運転可能であるため、図６の検討例のようにいずれか１つの熱交換器の除霜を行うと全ての蒸発器の空調運転が停止することを防止できる。これにより、サイクルの作動を総合して考えた場合に圧縮機１１の作動に対する空調対象空間の空調効率が低くなることを防止できる。

（３）第１、第２四方弁１４、１９により、冷蔵蒸発器除霜モード（冷凍蒸発器１６が冷凍運転）と、冷凍蒸発器除霜モード（冷蔵蒸発器１５が冷蔵運転）を切り換えることができるため、複数の空間（冷蔵空間、冷凍空間）を冷却することができる。本実施形態では、蒸発器１５、１６の大きさ（体格）の大小、送風機１７、１８による送風量の違いなどにより、温度差のある冷蔵空間と冷凍空間の冷却を行っている。

なお、蒸発器１５、１６で１つの空間を冷却する場合には、除霜により空間内の全ての蒸発器が運転を停止することなく連続して空間の冷却が可能となる。

（４）冷凍サイクルにおいて、冷媒減圧手段および冷媒循環手段としてエジェクタ２０を使用したため、サイクルの効率を向上させることができる。

本実施形態では、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄで冷媒が昇圧されるため（図２、図４中のＥ点〜Ｆ点）、圧縮機１１が吸引する冷媒の圧力を高くすることができる。これにより、圧縮機１１が圧縮（昇圧）に要する動力を少なくできるため、サイクルの効率を向上させることができる。

また、ノズル２０ａで冷媒を減圧膨張させるため、膨張弁などでは発生する渦を減少させることによってもサイクルの効率を向上させることができる。また、従来の膨張弁などを使用した冷凍サイクルと同等の冷凍能力を発揮させる場合には、封入冷媒量を少なくすることができる。

（第２実施形態）
本実施形態は第１実施形態とほぼ同構成であるが、エジェクタ２０と気液分離器２１との間の部位に第４熱交換器である第３蒸発器２２が配置されている。第３蒸発器２２では第３蒸発器送風機２３から空調対象空間へ送風される空気とエジェクタ２０から流出した冷媒とを熱交換させて、主として液相冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。

これにより、冷蔵、冷凍蒸発器１５、１６に加えて第３蒸発器２２でも冷蔵、冷凍蒸発器１５、１６と同一または別の空間を空調することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、冷蔵蒸発器除霜モード時には冷蔵送風機１７が停止し、冷凍蒸発器除霜モード時には冷凍送風機１８が停止している例を示した。しかし、冷蔵蒸発器除霜モード時には冷蔵送風機１７を駆動し、冷凍蒸発器除霜モード時には冷凍送風機１８を駆動して冷蔵、冷凍蒸発器１５、１６が配置された空間の暖房を行ってもよい。暖房が可能となることで空調対象空間の温蔵庫としての利用や、空間内を乾燥させることが可能となる。

また、上述の実施形態ではエジェクタ２０のノズル２０ａを通過する冷媒流量を圧縮機１１が変化させる例を示したが、ノズル２０ａを通過する冷媒流量を変化できる可変流量型エジェクタを使用して、サイクル効率がより最適となるように冷媒流量を変化させてもよい。また、可変流量型のエジェクタの使用により、より冷蔵、冷凍空間の温度差をつけ易くなるのは当然である。

また、上述の実施形態では、切換手段として第１、第２四方弁１４、１９を使用した例を示したが、凝縮器１２から流出した冷媒を冷蔵蒸発器１５に流す場合と冷凍熱交換器１６に流す場合とに切換える第１切換手段、および気液分離器２１で分離された液相冷媒を冷蔵蒸発器１５に流す場合と冷凍蒸発器１６に流す場合とに切換える第２切換手段を組み合わせて実質的に第１四方弁１４と同様の冷媒通路切換をしてもよい。

さらに、冷蔵蒸発器１５から流出した冷媒をノズル２０ａに流す場合と気相流入口２０ｃに流す場合とに切換える第３切換手段、および冷凍蒸発器１６から流出した冷媒をノズル２０ａに流す場合と気相流入口２０ｃに流す場合とに切換える第４切換手段を組み合わせて実質的に第２四方弁１９と同様の冷媒通路切換をしてもよい。

また、上述の実施形態では、冷媒の種類を特定しなかったが、冷媒はフロン系冷媒、ＨＣＦＣ系、ＨＦＣ系などの代替フロン、ＨＣ系の自然冷媒、二酸化炭素など蒸気圧縮式サイクルに適用できるものであればよい。なお、二酸化炭素を冷媒として用いる場合には、凝縮器で冷媒が凝縮しない超臨界サイクルとなるため、凝縮器は放熱器として機能することとなる。

また、凝縮器１２の冷媒流れ下流側部位にレシーバが配置されていてもよい。

また、冷蔵、冷凍蒸発器１５、１６の冷媒流れ上流側に冷媒の減圧および流量調整を行う固定絞り、例えばキャピラリチューブなどを配置してもよい。また、冷蔵、冷凍、第３蒸発器１５、１６、２２出口の冷媒過熱度に応じて絞り開度を変更する可変絞り、例えば膨張弁を配置してもよい。

また、上述の実施形態では冷蔵、冷凍、第３蒸発器１５、１６、２２が別体となっている例を示したが、これらが一体となっていてもよい。

本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図であり、冷蔵蒸発器除霜モード時を示している。 冷蔵蒸発器除霜モード時のｐ−ｈ線図である。 本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図であり、冷凍蒸発器除霜モード時を示している。 冷凍蒸発器除霜モード時のｐ−ｈ線図である。 本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図であり、冷蔵蒸発器除霜モード時を示している。 特許文献１に係るエジェクタサイクル（実線部）および本発明者が検討した検討例（点線部）の模式図である。

符号の説明

１１…圧縮機、１２…凝縮器（第１熱交換器）、１４…第１四方弁（第１切換手段）、
１５…冷蔵蒸発器（第２熱交換器）、１６…冷凍蒸発器（第３熱交換器）、
１７…冷蔵送風機（第２熱交換器送風手段）、
１８…冷凍熱交換器（第３熱交換器送風手段）、１９…第２四方弁（第２切換手段）、
２０…エジェクタ、２０ａ…ノズル、２０ｃ…気相冷媒流入口、２１…気液分離器、
２２…第３蒸発器（第４熱交換器）。

Claims (5)

1. 気相冷媒を吸引圧縮する圧縮機（１１）から吐出された冷媒の熱を放熱させる第１熱交換器（１２）と、
   冷媒と空調対象空間に吹き出す空気とを熱交換させる第２、第３熱交換器（１５、１６）と、
   内部に流入する冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル（２０ａ）と、前記ノズル（２０ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒流入口（２０ｃ）とを有するエジェクタ（２０）と、
   前記エジェクタ（２０）から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器（２１）と、
   前記第２、第３熱交換器（１５、１６）の一方に前記第１熱交換器（１２）から流出した冷媒、他方に前記気液分離器（２１）で分離された液相冷媒が流入するように冷媒通路を切換える第１切換手段（１４）と、
   前記エジェクタ（２０）の前記ノズル（２０ａ）と前記気相冷媒流入口（２０ｃ）のうち、一方に前記第２熱交換器（１５）から流出する冷媒、他方に前記第３熱交換器（１６）から流出する冷媒が流入するように冷媒通路を切換える第２切換手段（１９）とを備え、
   前記圧縮機（１１）から吐出した冷媒を前記第１熱交換器（１２）→前記第２熱交換器（１５）→前記ノズル（２０ａ）→前記気液分離器（２１）の液相冷媒→前記第３熱交換器（１６）→前記気相冷媒流入口（２０ｃ）の順に流す第２熱交換器除霜モードと、
   前記圧縮機（１１）から吐出した冷媒を前記第１熱交換器（１２）→前記第３熱交換器（１６）→前記ノズル（２０ａ）→前記気液分離器（２１）の液相冷媒→前記第２熱交換器（１５）→前記気相冷媒流入口（２０ｃ）の順に流す第３熱交換器除霜モードとを有することを特徴とするエジェクタサイクル。
2. 前記第１、第２切換手段は、第１、第２四方弁（１４、１９）であることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタサイクル。
3. 前記エジェクタ（２０）と前記気液分離器（２１）との間の部位に、冷媒と空調対象空間に吹き出す空気とを熱交換させる第４熱交換器（２２）を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタサイクル。
4. 前記第２熱交換器（１５）へ空調対象空間に吹き出す空気を送風する第２熱交換器送風手段（１７）と、
   前記第３熱交換器（１６）へ空調対象空間に吹き出す空気を送風する第３熱交換器送風手段（１８）とを備え、
   前記第２熱交換器除霜モード時に前記第２熱交換器送風手段（１７）が送風し、前記第３熱交換器除霜モード時に前記第３熱交換器送風手段（１８）が送風するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。
5. 前記冷媒は、フロン系冷媒、ＨＣ系冷媒、ＣＯ_２冷媒のいずれか１つであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。

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