JP2006097912A - エジェクタサイクル - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の蒸発器を備える、エジェクタを使用した蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、簡素な構成で蒸発器の加熱機能を発揮できるようにする。
【解決手段】 分岐通路１７に、第１絞り手段１８と第２蒸発器１９と第２絞り手段２０を直列に配置し、第１絞り手段１８を所定の絞り状態に設定するとともに、第２絞り手段２０を全開状態に設定したときは、第２蒸発器１９により冷却能力を発揮し、第１絞り手段１８を全開状態に設定するとともに、第２絞り手段２０を所定の絞り状態に設定したときは第２蒸発器１９により加熱能力を発揮する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタを有するエジェクタサイクルに関するものであり、例えば、車両用空調・冷温蔵装置の冷凍サイクルに適用して有効である。

本出願人は、特許文献１において冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタ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）を提案している。この特許文献１では、エジェクタと、エジェクタ下流側に配置される気液分離器との間に第１蒸発器を配置するとともに、気液分離器の液相冷媒出口側とエジェクタの冷媒吸引口側との間に第２蒸発器を設けるものが実施形態の１つとして記載されている。

また、本出願人は、特願２００４−８７０６６号の特許出願において、エジェクタの冷媒流出側に第１蒸発器を配置し、また、圧縮機吐出冷媒の放熱を行う放熱器とエジェクタとの間で冷媒流れを分岐する分岐通路を設け、この分岐通路の冷媒流出側をエジェクタの冷媒吸引口に接続するとともに、この分岐通路に絞り手段を設け、この絞り手段よりも冷媒流れ下流側に第２蒸発器を配置した蒸気圧縮式冷凍サイクル（エジェクタサイクル）を提案している。
特許第３３２２２６３号公報

ところで、上記特許文献１および先願において、温蔵機能や暖房機能のための加熱機能を蒸発器により発揮できるようにすることは何ら提案されていない。

本発明は、上記点に鑑み、複数の蒸発器を備える、エジェクタを使用した蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、簡素な構成で蒸発器の加熱機能を発揮できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１３）下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１４ａ）、ノズル部（１４ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口（１４ｃ）、および前記高い速度の冷媒流と冷媒吸引口（１４ｃ）からの吸引冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（１４ｂ）を有するエジェクタ（１４）と、
冷媒流出側が圧縮機（１２）の吸入側に接続される第１蒸発器（１５）と、
放熱器（１３）とエジェクタ（１４）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れをエジェクタ（１４）の冷媒吸引口（１４ｃ）に導く第１分岐通路（１７）と、
第１分岐通路（１７）に配置され、放熱器（１３）下流側の冷媒を減圧膨張させる第１絞り手段（１８）と、
第１分岐通路（１７）において、第１絞り手段（１８）よりも冷媒流れ下流側に配置された第２蒸発器（１９）と、
第１分岐通路（１７）において、第２蒸発器（１９）よりも冷媒流れ下流側に配置された第２絞り手段（２０）とを備え、
第１絞り手段（１８）および第２絞り手段（２０）を、第１分岐通路（１７）を全開する全開機能付きの構成とし、
第１絞り手段（１８）を所定の絞り状態に設定するとともに、第２絞り手段（２０）を全開状態に設定したときは、第１絞り手段（１８）で減圧された低圧冷媒を第２蒸発器（１９）において蒸発させることにより、第２蒸発器（１９）に冷却能力を発揮させ、
これに対し、第１絞り手段（１８）を全開状態に設定するとともに、第２絞り手段（２０）を所定の絞り状態に設定したときは、放熱器（１３）下流側の冷媒を高圧状態のまま第２蒸発器（１９）に流入させることにより、第２蒸発器（１９）に加熱能力を発揮させることを特徴としている。

これによると、第１、第２絞り手段（１８、２０）を所定の絞り状態と全開状態との間で切り替えることにより、低圧冷媒の蒸発による冷却機能と放熱器（１３）下流側の冷媒（高温高圧冷媒）の放熱による加熱機能を発揮できる。

しかも、第２蒸発器（１９）の前後に全開機能付きの第１、第２絞り手段（１８、２０）を配置するという簡素な構成で、冷却機能と加熱機能を切替発揮できる。

なお、「第１分岐通路（１７）を全開する全開機能」とは、通路面積を完全に全開する場合の他に、通路面積を若干量絞りながら開放する場合も含む。つまり、製造上の理由等から第１、第２絞り手段（１８、２０）を第１分岐通路（１７）の面積を若干量絞りながら開放する構成にせざるを得ない場合がある。これらも、請求項１の「第１分岐通路（１７）を全開する全開機能」の概念に含まれるものとする。

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蒸発器（１５）の冷媒流入側はエジェクタ（１４）の冷媒流出側に接続すればよい。これにより、エジェクタ（１４）通過後の冷媒を第１蒸発器（１５）で蒸発させて第１蒸発器（１５）の冷却能力を発揮できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタサイクルにおいて、放熱器（１３）の冷媒流出側に第３絞り手段（３１）を設け、第１蒸発器（１５）の冷媒流入側を第３絞り手段（３１）の冷媒流出側に接続し、
エジェクタ（１４）を第３絞り手段（３１）と並列に設けることを特徴とする。

これによると、第１蒸発器（１５）のための専用の第３絞り手段（３１）を設けているから、エジェクタ（１４）に第１蒸発器（１５）の冷媒流量調節機能を分担させる必要がなくなる。このため、エジェクタ（１４）は第１、第２蒸発器（１５、１９）に圧力差を付けるためのポンプ機能に特化できる。

これにより、第１、第２蒸発器（１５、１９）間に所定の圧力差をつけるように、エジェクタ（１４）の形状を最適に設計することが可能となる。この結果、サイクル運転条件（圧縮機回転数、外気温度、冷却対象空間温度等）の広範囲の変動に対しても、エジェクタサイクルの高効率運転が可能となる。

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１蒸発器（１５）と同じ温度帯で冷媒を蒸発させて冷却能力を発揮する第３蒸発器（３４）を備えていることを特徴とする。

これにより、複数の蒸発器（１５、３４）を用いて同一温度帯での冷却機能を発揮できる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のエジェクタサイクルにおいて、第１分岐通路（１７）のうち、第１絞り手段（１８）の上流部位から冷媒流れを分岐し、この冷媒流れを第１蒸発器（１５）の冷媒流出側と圧縮機（１２）の吸入側との間に合流させる第２分岐通路（３２）と、
第２分岐通路（３２）に配置され、冷媒を減圧する第４絞り手段（３３）とを備え、
第２分岐通路（３２）において、第４絞り手段（３３）よりも冷媒流れ下流側部位に第３蒸発器（３４）を配置したことを特徴とする。

このように、第３蒸発器（３４）は具体的には、第１分岐通路（１７）の第１絞り手段（１８）の上流部位から分岐される第２分岐通路（３２）中に配置すればよい。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５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１蒸発器（１５）における冷媒蒸発圧力よりも第２蒸発器（１９）における冷媒蒸発圧力が低くなっていることを特徴とする。

これにより、第１蒸発器（１５）により高温側の冷却機能を発揮し、第２蒸発器（１９）により低温側の冷却機能を発揮できる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６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蒸発器（１９）を冷温蔵庫（２５）の内部に配置し、第２蒸発器（１９）により冷温蔵庫（２５）の冷蔵機能と温蔵機能を切替発揮するようにしたことを特徴とする。

これにより、１つの蒸発器（１９）のみを用いた簡素な構成で冷温蔵機能を良好に発揮できる。

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車両用空調・冷温蔵装置の冷凍サイクルに適用した例を示しており、エジェクタサイクル１０には冷媒循環経路１１が備えられており、この冷媒循環経路１１には冷媒を吸入、圧縮する圧縮機１２が配置されている。

本実施形態では、この圧縮機１２を図示しない車両走行用エンジンによりベルト等を介して回転駆動するようになっている。そして、圧縮機１２として吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を使用している。ここで、吐出容量は１回転当たりの冷媒吐出量に相当するもので、冷媒の吸入容積を変化させることにより吐出容量を変化させることができる。

可変容量型圧縮機１２としては斜板式が代表的であり、具体的には、斜板の角度を変化させてピストンストロークを変化させて冷媒の吸入容積を変化させる。なお、容量制御機構を構成する電磁式圧力制御装置１２ａにより斜板室の圧力（制御圧力）を変化させることにより、斜板の角度を外部から電気的に制御できる。

この圧縮機１２の冷媒流れ下流側には放熱器１３が配置されている。放熱器１３は圧縮機１２から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気（車室外空気）との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。

放熱器１３よりもさらに冷媒流れ下流側部位には、エジェクタ１４が配置されている。このエジェクタ１４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（ＪＩＳ Ｚ ８１２６ 番号２．１．２．３等参照）。

エジェクタ１４には、放熱器１３から流入する高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部１４ａと、ノズル部１４ａの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する第２蒸発器１９からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口１４ｃが備えられている。

さらに、ノズル部１４ａおよび冷媒吸引口１４ｃの冷媒流れ下流側部位には、昇圧部をなすディフューザ部１４ｂが配置されている。このディフューザ部１４ｂは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。

エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂから流出した冷媒は、第１蒸発器１５に流入する。第１蒸発器１５は、例えば、車室内空調ユニット（図示せず）の通風路内に設置され、車室内冷房用の冷却作用を果たす。

具体的には、車室内空調ユニットの電動送風機（第１送風機）１６により車室内空調空気が第１蒸発器１５に送風され、エジェクタ１４にて減圧後の低圧冷媒が第１蒸発器１５において車室内空調空気から吸熱して蒸発することにより車室内空調空気が冷却されて冷房能力を発揮する。第１蒸発器１５で蒸発した気相冷媒は圧縮機１２に吸入され、再び冷媒循環経路１１を循環する。

また、本実施形態のエジェクタサイクルには、冷媒循環経路１１の放熱器１３とエジェクタ１４との間の部位で分岐し、エジェクタ１４の吸引口１４ｃで冷媒循環経路１１に合流する分岐通路１７が形成されている。

この分岐通路１７には、冷媒流れ上流側から下流側へ向かって第１絞り機構１８、第２蒸発器１９および第２絞り機構２０が直列に配置されている。第１絞り機構１８および第２絞り機構２０はともに冷媒の流量調節と冷媒の減圧を行う全開機能付きの絞り機構により構成されている。

図２はこの全開機能付きの第１、第２絞り機構１８、２０の具体例を示す概略断面図であって、第１、第２絞り機構１８、２０には、固定絞りを構成する絞り穴２１と、分岐通路１７を全開するための全開用穴部２２とを開口した可動板部材２３が備えられている。

そして、この可動板部材２３を分岐通路１７の横断方向（冷媒流れ方向ａと直交方向）に移動可能に配置し、この可動板部材２３をサーボモータ等により構成される電気式アクチュエータ２４により駆動するようになっている。

なお、図２（ａ）は絞り穴２１が固定絞りとして作用する状態を示し、図２（ｂ）は全開用穴部２２によって分岐通路１７を全開する状態を示す。

分岐通路１７のうち第１、第２絞り機構１８、２０の間に位置する第２蒸発器１９は、例えば、車両搭載の冷温蔵庫２５の内部空間に設置され、冷温蔵庫２５内の冷却作用（冷蔵作用）および加熱作用（温蔵作用）を果たすものである。

冷温蔵庫２５には電動送風機（第２送風機）２６が備えられ、この第２送風機２６により庫内空気を第２蒸発器１９に送風するようになっている。

なお、本実施形態では可変容量型圧縮機１２の電磁式圧力制御装置１２ａ、第１・第２送風機１６、２６、第１、第２絞り機構１８、２０の電気式アクチュエータ２４等は、電気制御装置（以下ＥＣＵと略称）２７からの制御信号により電気的に制御されるようになっている。

ＥＣＵ２７はマイクロコンピュータおよびその周辺回路等にて構成されるものであり、ＥＣＵ２７には車両の環境条件等を検出する周知のセンサ群２８の検出信号、および操作パネル２９の各種操作部材の操作信号が入力される。操作パネル２９には、車両用冷温蔵庫２５の冷蔵運転と温蔵運転とを切り替える冷温蔵切替スイッチ３０等が備えられている。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。圧縮機１２を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１２で圧縮されて高温高圧状態となった冷媒は放熱器１３に流入して外気により冷却され凝縮する。放熱器１３から流出した液相冷媒は、冷媒循環径路１１を流れる流れと、分岐通路１７を流れる流れとに分流する。

ここで、乗員が操作パネル２９の冷温蔵切替スイッチ３０を操作して冷蔵運転が選択された場合は、分岐通路１７の第１絞り機構１８がＥＣＵ２７の制御信号にて図２（ａ）の固定絞り状態の位置に操作され、これと同時に、第２絞り機構２０は図２（ｂ）の全開位置に操作される。

従って、第１絞り機構１８では、絞り穴２１が分岐通路１７中に位置するので、絞り穴２１が固定絞りとして作用する。そして、第２絞り機構２０では可動板部材２３の全開用穴部２２が分岐通路１７の通路全体に重合して、分岐通路１７を全開状態とする。

この結果、分岐通路１７を流れる冷媒は、第１絞り機構１８で減圧されて低圧状態となる。この低圧冷媒は第２蒸発器１９で第２送風機２６により送風される冷温蔵庫２５内の空気から吸熱して蒸発する。これにより、冷温蔵庫２５内の冷却作用（冷蔵作用）を第２蒸発器１９によって発揮できる。

ここで、分岐通路１７を通過して第２蒸発器１９に流入する冷媒の流量は第１絞り機構１８の絞り穴２１の開度で調節できる。そして、ＥＣＵ２７にて第２送風機２６の回転数（送風量）を制御することにより、冷温蔵庫２５内の冷却（冷蔵）能力を制御できる。

第２蒸発器１９から流出した気相冷媒は、全開状態の第２絞り機構２０を介してエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｃへ吸引される。

一方、冷媒循環経路１１を流れる冷媒流れはエジェクタ１４に流入し、ノズル部１４ａで減圧される。従って、ノズル部１４ａで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、冷媒は高速度となってノズル噴出口から噴出する。この際に生じるノズル噴出口付近の圧力低下により、冷媒吸引口１４ｃから第２蒸発器１９にて蒸発した気相冷媒を吸引する。

ノズル部１４ａから噴出した冷媒と冷媒吸引口１４ｃ吸引された冷媒は、ノズル部１４ａ下流側で混合してディフューザ部１４ｂに流入する。このディフューザ部１４ｂでは通路面積の拡大により、冷媒の速度（膨張）エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂから流出した冷媒は、第１蒸発器１５に流入する。

第１蒸発器１５では、冷媒が車室内へ吹き出す空調空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は圧縮機１２に吸入、圧縮され、再び冷媒循環経路１１を循環する。ここで、ＥＣＵ２７は、圧縮機１２の容量制御を行って、圧縮機１２の冷媒吐出能力を制御できる。これにより、第１蒸発器１５への冷媒流量を調節するとともに、第１送風機２６の回転数（送風量）を制御することにより、第１蒸発器１５が発揮する冷却対象空間の冷却能力、具体的には車室内冷房能力を制御できる。

ところで、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力はディフューザ部１４ｂで昇圧した後の圧力であり、一方、第２蒸発器１９の出口側はエジェクタ１４の吸引口１４ｃに接続されているから、ノズル部１４ａでの減圧直後の最も低い圧力を第２蒸発器１９に作用させることができる。

これにより、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも第２蒸発器１９の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。従って、第１蒸発器１５により車室内の冷房に適した比較的高温域の冷却作用を発揮できると同時に、第２蒸発器１９により冷温蔵庫２５内の冷却に適した一段と低温域の冷却作用（冷蔵作用）を良好に発揮できる。

次に、乗員が操作パネル２９の冷温蔵切替スイッチ３０を操作して温蔵運転が選択された場合は、分岐通路１７の第１絞り機構１８がＥＣＵ２７の制御信号にて図２（ｂ）の全開位置に操作され、これと同時に、第２絞り機構２０は図２（ａ）の固定絞り状態の位置に操作される。

従って、放熱器１３出口部の高温高圧の液冷媒が減圧されることなく高圧状態のまま第２蒸発器１９に流入する。これにより、第２蒸発器１９は高圧液冷媒の熱を庫内空気に放熱して、庫内空気を加熱することができる。これにより、冷温蔵庫２５内の加熱作用（温蔵作用）を第２蒸発器１９によって発揮できる。

第２蒸発器１９で放熱した高圧液冷媒は次に第２絞り機構２０の固定絞りをなす絞り穴２１にて減圧されて低圧状態となり、この低圧冷媒はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｃに吸引される。

以上のようにして、分岐通路１７に設けた１つの蒸発器（第２蒸発器）１９の冷却、加熱作用を切り替えて、冷蔵作用および温蔵作用を良好に発揮できる。

（第２実施形態）
図３は第２実施形態であり、第１実施形態と同等部分には同一符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、第１蒸発器１５の上流部に専用の絞り機構３１を追加し、これに伴って、エジェクタ１４をこの絞り機構３１と並列に配置している。なお、絞り機構３１としては種々なものが使用可能であるが、例えば、第１蒸発器１５の出口冷媒の過熱度を所定値に制御する温度式膨張弁が好適である。

第２蒸発器１９の上流部および下流部に全開機能付きの絞り機構１８、２０を配置して、第２蒸発器１９の冷却（冷蔵）作用と加熱（温蔵）作用とを切り替える点は第１実施形態と同じである。

次に、第２実施形態の第１実施形態に対する特徴を述べると、第１実施形態ではエジェクタ１４と第１蒸発器１５とを直列に接続しているので、エジェクタ１４は第１蒸発器１５の冷媒流量調節機能を果たすとともに、第１蒸発器１５と第２蒸発器１９との間に冷媒圧力差をつけるポンプ機能を果たしている。

従って、エジェクタ１４の設計に際しては、冷媒流量調節機能とポンプ機能の要求仕様をともに満足する必要があり、そして、第１蒸発器１５の冷媒流量調節機能を確保するために第１蒸発器１５に依存した設計とならざるを得ない。その結果、エジェクタサイクルを高効率で運転することが困難になるという課題がある。

そこで、第２実施形態では、図３に示すように第１蒸発器１５の上流部に専用の絞り機構３１を配置して、エジェクタ１４が第１蒸発器１５の冷媒流量調節機能は分担しないですむようにしている。このため、エジェクタ１４は、第１蒸発器１５と第２蒸発器１９との間に冷媒圧力差をつけるポンプ機能のみに特化できる。

これにより、第１、第２蒸発器１５、１９間に所定の圧力差をつけるように、換言すると、エジェクタ１４の通過流量が所定流量となるように、エジェクタ１４の形状を最適に設計することが可能となる。この結果、サイクル運転条件（圧縮機回転数、外気温度、冷却対象空間温度等）の広範囲の変動に対しても、エジェクタサイクルの高効率運転が可能となる。

（第３実施形態）
図４は第３実施形態であり、第１実施形態の変形である。すなわち、第３実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、分岐通路１７のうち全開機能付きの絞り機構１８の上流側部位と、第１蒸発器１５と圧縮機１２の間の部位とを接続する第２の分岐通路３２を追加している。

そして、第２分岐通路３２には、冷媒の減圧を行う絞り機構３３と、この絞り機構３３よりも冷媒流れ下流側部位に位置する第３蒸発器３４を配置している。絞り機構３３は全開機能を設定する必要がないから、通常の固定絞り、あるいは可変絞りを用いて構成できる。第３蒸発器３４には電動送風機（第３送風機）３５により冷却対象空間の空気が送風される。この第３送風機３５の作動もＥＣＵ２７により制御される。

第３実施形態によると、第３蒸発器３４の下流側を第１蒸発器１５の下流側に合流して、圧縮機１２の吸入側に接続しているから、第１、第３蒸発器１５、３４の冷媒蒸発圧力はともに圧縮機１２の吸入圧とほぼ同一圧力となる。従って、第１、第３蒸発器１５、３４の冷媒蒸発温度も同一温度となるので、第１、第３蒸発器１５、３４は互いに同一温度域の冷却作用を果たす。

第１、第３蒸発器１５、３４の冷却作用の具体的用途としては、例えば、第１蒸発器１５により車室内前席側領域の冷房を行い、第３蒸発器３４により車室内後席側領域の冷房を行う。このように第３蒸発器３４により車室内後席側領域の冷房を行う場合は、絞り機構３３として、第３蒸発器３４の出口冷媒の過熱度を所定値に制御する温度式膨張弁が好適である。

第３実施形態でも、第２蒸発器１９の上流部および下流部に配置した全開機能付きの絞り機構１８、２０の絞り状態と全開状態を切り替えることにより、第２蒸発器１９の冷却（冷蔵）作用と加熱（温蔵）作用とを切り替えることができる。

（第４実施形態）
図５は第４実施形態であり、第２実施形態（図３）のサイクル構成において第３実施形態による第２分岐通路３２、絞り機構３３、第３蒸発器３４、および第３送風機３５を追加したものに相当する。

このため、エジェクタ１４を、第１蒸発器１５と第２蒸発器１９との間に冷媒圧力差をつけるポンプ機能のみに特化できるサイクル構成において、第１〜第３蒸発器１５、１９、３４による冷却作用を同時に発揮できるとともに、第２蒸発器１９の冷却（冷蔵）作用と加熱（温蔵）作用とを切り替えることができる効果を発揮できる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下述べるごとく種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、全開機能付き絞り機構１８、２０として、図２に示すように、固定絞りを構成する絞り穴２１と、分岐通路１７を全開するための全開用穴部２２とを開口した可動板部材２３を電気式アクチュエータ２４により駆動する形式のものを使用しているが、全開機能付き絞り機構１８、２０として、弁体開度をサーボモータ等の電気式アクチュエータにより連続的に変化させる電気式膨張弁を用い、分岐通路１７の全開時にはこの電気式膨張弁を全開させるようにしてもよい。

（２）上述の実施形態では、本発明を車両用空調・冷温蔵装置に適用した例を示したが、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５と冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１９の両方をともに車室内の異なる領域（例えば、車室内前席側領域と車室内後席側領域）の冷房用に用い、そして、第２蒸発器１９は、全開機能付き絞り機構１８、２０の切替作動にて冷房機能と暖房機能を切替発揮できるようにしてもよい。

また、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５を冷蔵室の冷却のために用い、冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１９を冷凍室の冷却のために用い、そして、第２蒸発器１９は、全開機能付き絞り機構１８、２０の切替作動にて冷凍機能と温蔵機能を切替発揮できるようにしてもよい。

また、本発明は、車両用の冷凍サイクルに限らず、定置用の冷凍サイクルに対しても同様に適用できることはもちろんである。

（３）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、ＨＣ系の代替フロン、二酸化炭素（ＣＯ₂）など蒸気圧縮式の超臨界サイクルおよび亜臨界サイクルのいずれに適用できるものであってもよい。

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。

（４）上述の実施形態では、いずれも気液分離器を用いていない構成例を示したが、例えば、放熱器１３の下流側に冷媒の気液分離を行って液冷媒のみを下流側に導出する気液分離器（レシーバ）を配置したり、あるいは圧縮機１２の吸入側に気液分離器（アキュムレータ）を配置して、圧縮機１２に気相冷媒のみを吸入させるようにしてもよい。

（５）上述の実施形態では、圧縮機１２として可変容量型圧縮機を用い、この可変容量型圧縮機１２の容量をＥＣＵ２７により制御して、圧縮機１２の冷媒吐出能力を制御するようにしているが、圧縮機１２として固定容量型圧縮機を用い、この固定容量型圧縮機１２の作動を電磁クラッチによりオンオフ制御し、圧縮機１２のオンオフ作動の比率を制御して、圧縮機１２の冷媒吐出能力を制御するようにしてもよい。

また、圧縮機１２として電動圧縮機を用いる場合は、電動圧縮機１２の回転数制御により冷媒吐出能力を制御できる。

（６）上述の実施形態において、エジェクタ１４として、ノズル１４ａの冷媒流路面積、つまり流量を調節する可変流量型のエジェクタを使用してもよい。

本発明の第１実施形態によるエジェクタサイクルを示す模式図である。 第１実施形態における全開機能付き絞り機構の概略作動説明図である。 第２実施形態によるエジェクタサイクルを示す模式図である。 第３実施形態によるエジェクタサイクルを示す模式図である。 第４実施形態によるエジェクタサイクルを示す模式図である。

符号の説明

１２…圧縮機、１３…放熱器、１４…エジェクタ、１４ａ…ノズル部、
１４ｂ…ディフューザ部（昇圧部）、１４ｃ…冷媒吸引口、１５…第１蒸発器、
１７、３２…分岐通路、１８、２０、３１、３３…絞り機構（絞り手段）、
１９…第２蒸発器、２７…ＥＣＵ（制御手段）、３４…第３蒸発器。

Claims (7)

1. 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１２）と、
   前記圧縮機（１２）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１３）と、
   前記放熱器（１３）下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１４ａ）、前記ノズル部（１４ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口（１４ｃ）および前記高い速度の冷媒流と前記冷媒吸引口（１４ｃ）からの吸引冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（１４ｂ）を有するエジェクタ（１４）と、
   冷媒を蒸発させて冷却能力を発揮するとともに、冷媒流出側が前記圧縮機（１２）の吸入側に接続される第１蒸発器（１５）と、
   前記放熱器（１３）と前記エジェクタ（１４）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを前記冷媒吸引口（１４ｃ）に導く第１分岐通路（１７）と、
   前記第１分岐通路（１７）に配置され、前記放熱器（１３）下流側の冷媒を減圧膨張させる第１絞り手段（１８）と、
   前記第１分岐通路（１７）において、前記第１絞り手段（１８）よりも冷媒流れ下流側に配置された第２蒸発器（１９）と、
   前記第１分岐通路（１７）において、前記第２蒸発器（１９）よりも冷媒流れ下流側に配置された第２絞り手段（２０）とを備え、
   前記第１絞り手段（１８）および前記第２絞り手段（２０）を、前記第１分岐通路（１７）を全開する全開機能付きの構成とし、
   前記第１絞り手段（１８）を所定の絞り状態に設定するとともに、前記第２絞り手段（２０）を全開状態に設定したときは、前記第１絞り手段（１８）で減圧された低圧冷媒を前記第２蒸発器（１９）において蒸発させることにより、前記第２蒸発器（１９）に冷却能力を発揮させ、
   これに対し、前記第１絞り手段（１８）を全開状態に設定するとともに、前記第２絞り手段（２０）を所定の絞り状態に設定したときは、前記放熱器（１３）下流側の冷媒を高圧状態のまま前記第２蒸発器（１９）に流入させることにより、前記第２蒸発器（１９）に加熱能力を発揮させることを特徴とするエジェクタサイクル。
2. 前記第１蒸発器（１５）の冷媒流入側は前記エジェクタ（１４）の冷媒流出側に接続され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. 前記放熱器（１３）の冷媒流出側に第３絞り手段（３１）を設け、前記第１蒸発器（１５）の冷媒流入側を前記第３絞り手段（３１）の冷媒流出側に接続し、
   前記エジェクタ（１４）を前記第３絞り手段（３１）と並列に設け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。
4. 前記第１蒸発器（１５）と同じ温度帯で冷媒を蒸発させて冷却能力を発揮する第３蒸発器（３４）を備え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. 前記第１分岐通路（１７）のうち、前記第１絞り手段（１８）の上流部位から冷媒流れを分岐し、この冷媒流れを前記第１蒸発器（１５）の冷媒流出側と前記圧縮機（１２）の吸入側との間に合流させる第２分岐通路（３２）と、
   前記第２分岐通路（３２）に配置され、冷媒を減圧する第４絞り手段（３３）とを備え、
   前記第２分岐通路（３２）において、前記第４絞り手段（３３）よりも冷媒流れ下流側部位に前記第３蒸発器（３４）を配置したことを特徴とする請求項４に記載のエジェクタサイクル。
6. 前記第１蒸発器（１５）における冷媒蒸発圧力よりも前記第２蒸発器（１９）における冷媒蒸発圧力が低くなっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。
7. 前記第２蒸発器（１９）を冷温蔵庫（２５）の内部に配置し、前記第２蒸発器（１９）により前記冷温蔵庫（２５）の冷蔵機能と温蔵機能を切替発揮するようにしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。

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