JP2007192465A - 蒸発器ユニットおよびエジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】エジェクタ式冷凍サイクルにおいて風上側熱交換部→風下側熱交換部の順で冷却されて吹き出される送風空気の温度分布の不均一を抑制する。
【解決手段】冷却対象空間に送風される送風空気Ｂの風上側に配置されて、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒を送風空気Ｂと熱交換させて蒸発させる風上側熱交換部１５と、少なくともエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに吸引させる吸引口側冷媒を風上側熱交換部１５通過後の送風空気Ｂと熱交換させて蒸発させる風下側熱交換部１８とを有するエジェクタ式冷凍サイクル用の蒸発器ユニットの、風上側熱交換部１５の過熱度領域１５ｈと風下側熱交換部１８の過熱度領域１８ｈとを、送風空気Ｂの流れ方向から見て、互いにずれるように配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の熱交換部を有する蒸発器ユニットおよびこの蒸発器ユニットを適用したエジェクタ式冷凍サイクルに関する。

従来、特許文献１に、冷却対象空間に送風する送風空気を、送風空気の風上側に配置された風上側熱交換部で冷却し、さらに、風上側熱交換部で冷却された空気を風下側熱交換部で冷却するエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。

この特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部に風上側熱交換部を接続し、さらにエジェクタの冷媒吸引口に風下側熱交換部を接続しており、ディフューザ部の昇圧作用によって風上側熱交換部の冷媒蒸発温度を風下側熱交換部の冷媒蒸発温度よりも上昇させることで、双方の蒸発器の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却している。
特開２００５−３０８３８４号公報

ところで、本出願人は、風上側熱交換部→風下側熱交換部の順に空気を冷却するエジェクタ式冷凍サイクルにおいて風上側熱交換部、風下側熱交換部およびエジェクタのサイクルへの搭載性向上を図るため、先に特願２００５−２１９３４０号（以下、先願例という。）にて、エジェクタを風下側熱交換部のヘッダタンク内部に配置するエジェクタ式冷凍サイクル用ユニットを提案している。

先願例のエジェクタ式冷凍サイクル用ユニットでは、エジェクタを風下側熱交換部の内部に一体化できるので、風下側熱交換部およびエジェクタのサイクルへの搭載性向上を図れる。さらに、ヘッダタンクの冷媒集合部にエジェクタの冷媒吸引口を直接開口させることができるので、冷媒を風下側熱交換部から冷媒吸引口へ流入させる際の圧力損失を低減させることもできる。

しかしながら、実際に先願例のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させると、風上側熱交換部→風下側熱交換部の順に冷却されて風下側熱交換部から吹き出される空気の空気流れ方向から見た温度分布が不均一になってしまう。そこで、本発明者はその原因について調査したところ、風上側熱交換部の過熱度領域と、風下側熱交換部の過熱度領域が空気流れ方向から見て重なっていることが原因と判明した。

過熱度領域では冷媒が気相状態になっているため、冷媒が送風空気から顕熱分を吸熱するだけなので、送風空気が充分に冷却されない。このため、風上側熱交換部の過熱度領域と風下側熱交換部の過熱度領域が送風空気流れ方向から見て重なっていると、双方の過熱度領域を順に通過する送風空気は風上側熱交換部および風下側熱交換部のいずれにおいても充分に冷却されないからである。

本発明は上記点に鑑み、風下側熱交換部から吹き出される送風空気の温度分布の不均一を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、冷媒を減圧膨張させるノズル部（１４ａ）から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口（１４ｂ）から吸引するエジェクタ（１４）と、冷媒と熱交換する空気流れ（Ｂ）の風上側に配置される風上側熱交換部（１５）と、風上側熱交換部（１５）に対して空気流れ（Ｂ）の風下側に配置される風下側熱交換部（１８）とを備え、風上側熱交換部（１５）は、エジェクタ（１４）から流出した流出冷媒を蒸発させるようになっており、風下側熱交換部（１８）の少なくとも一部は、冷媒吸引口（１４ｂ）に吸引される吸引口側冷媒を蒸発させるようになっており、エジェクタ（１４）は、風下側熱交換部（１８）流出冷媒の集合を行うヘッダタンク（１８ｃ）内部に配置されており、空気流れ方向から見て、風上側熱交換部（１５）の過熱度領域（１５ｈ）と風下側熱交換部（１８）の過熱度領域（１８ｈ）が、互いにずれるように配置されている蒸発器ユニットを第１の特徴とする。

これによれば、空気流れ方向から見て、風上側熱交換部（１５）の過熱度領域（１５ｈ）と風下側熱交換部（１８）の過熱度領域（１８ｈ）が互いにずれるように配置されているので、風上側熱交換部（１５）において流出冷媒の過熱度領域（１５ｈ）を通過した空気は風下側熱交換部（１８）で吸引口側冷媒の過熱度領域（１８ｈ）を通過しない。

従って、風上側熱交換部（１５）において流出冷媒の過熱度領域（１５ｈ）を通過したために充分に冷却されなかった空気であっても、風下側熱交換部（１８）において冷媒の蒸発潜熱分の熱量を吸熱されるので充分に冷却される。一方、風下側熱交換部（１８）において吸引口側冷媒の過熱度領域（１８ｈ）を通過する空気は、風上側熱交換部（１５）において冷媒の蒸発潜熱分の熱量を吸熱されて充分に冷却される。

その結果、風上側熱交換部→風下側熱交換部の順に冷却されて風下側熱交換部から吹き出される空気の空気流れ方向から見た温度分布の不均一を抑制できる。

さらに、エジェクタ（１４）が、風下側熱交換部（１８）の冷媒の集合を行うヘッダタンク（１８ｃ）内部に配置されているので、先願例と同様の搭載性向上効果および圧力損失低減効果を得ることもできる。

また、上記第１の特徴の蒸発器ユニットにおいて、具体的に、風上側熱交換部（１５）における流出冷媒の流れ方向と風下側熱交換部（１８）における吸引口側冷媒の流れ方向が対向するようになっていてもよい。これによれば、流出冷媒の過熱度領域（１５ｈ）と吸引口側冷媒の過熱度領域（１８ｈ）とを互いにずらすような配置を容易に実現できる。

特に、空気流れ方向から見て風上側熱交換部（１５）と風下側熱交換部（１８）が重なる領域において、流出冷媒の流れ方向と吸引口側冷媒の流れ方向とが対向するようになっていれば、風上側熱交換部（１５）の最終熱交換領域および風下側熱交換部（１８）の最終熱交換領域が重ならない。

そして、各過熱度領域（１５ｈ、１８ｈ）はこれらの最終熱交換領域に位置付けられるので、空気流れ方向から見て、流出冷媒の過熱度領域（１５ｈ）と吸引口側冷媒の過熱度領域（１８ｈ）とを確実に互いにずらすことができる。

また、上述第１の特徴の蒸発器ユニットにおいて、流出冷媒の流れ方向が、前記風上側熱交換部（１５）において１回以上変化するようになっていてもよい。また、吸引口側冷媒の流れ方向が、風下側熱交換部（１８）において１回以上変化するようになっていてもよい。

これによれば、流出冷媒または吸引口側冷媒の流れ方向を変化させるので、風上側熱交換部（１５）における流出冷媒の流れ方向と風下側熱交換部（１８）における吸引口側冷媒の流れ方向を対向する方向に向けやすい。その結果、空気流れ方向から見て、流出冷媒の過熱度領域（１５ｈ）と吸引口側冷媒の過熱度領域（１８ｈ）を互いにずらすような配置を、より一層容易に実現できる。

また、上述の第１の特徴の蒸発器ユニットにおいて、吸引口側冷媒が、風下側熱交換部（１８）の一部領域（１８ｂ）において熱交換するようになっていてもよい。さらに、流出冷媒が、風上側熱交換部（１５）の全領域および風下側熱交換部（１８）の一部領域（１８ｂ）を除く領域（１８ａ）において熱交換するようになっていてもよい。

ところで、エジェクタ（１４）が風下側熱交換部（１８）用のヘッダタンク（１８ｃ）内部に配置されている場合に、エジェクタ（１４）から流出する流出冷媒を風上側熱交換部（１５）へ圧力損失を増大させずに流入させるためには、エジェクタ（１４）が配置された風下側熱交換部（１８）用のヘッダタンク（１８ｃ）に最も近接する風上側熱交換部（１５）用のヘッダタンクへ流出冷媒を流入させる必要がある。

このため、風下側熱交換部（１８）から風上側熱交換部（１５）へ流出冷媒を流入させる流入位置が所定の範囲にしか配置できなくなり、風上側熱交換部（１５）において流出冷媒の流れ方向を変化させる際の設計自由度が低下してしまう。

これに対して、本発明では、風下側熱交換部（１８）にも流出冷媒を熱交換させる領域（１８ａ）を構成しているので、エジェクタ（１４）から流出した冷媒を、風下側熱交換部（１８）を通過させてエジェクタ（１４）が配置されていない側の風下側熱交換部（１８）用のヘッダタンクへ流入させ、このヘッダタンクから近接する風上側熱交換部（１５）用のヘッダタンクへ流入させることができる。

これにより、風上側熱交換部（１５）へ流出冷媒を流入させる流入位置を配置できる範囲を変更できるので、風上側熱交換部（１５）において流出冷媒の流れ方向を変化させる際の設定自由度を向上できる。

さらに、流出冷媒が熱交換する熱交換領域の大きさと吸引口側冷媒が熱交換する領域の大きさを変化させることができる。その結果、吸熱作用を発揮する流出冷媒の流量と吸熱作用を発揮する吸引口側冷媒の流量を変化させてシステム全体としての冷凍能力Ｑを調整しやすくなる。

なお、サイクル全体としての冷凍能力Ｑとは、流出冷媒が空気から吸熱した際のエンタルピ増加分と吸引口側冷媒が空気から吸熱した際のエンタルピ増加分の合計値を意味する。このエンタルピ増加分とは単位重量あたりの冷媒の比エンタルピの増加分に冷媒流量を乗じたものである。

ここで、本発明者らは、吸引口側冷媒が風下側熱交換部（１８）の一部領域（１８ｂ）において熱交換するようになっており、さらに、流出冷媒が風上側熱交換部（１５）の全領域および風下側熱交換部（１８）の一部領域（１８ｂ）を除く領域（１８ａ）において熱交換するように構成された第１の特徴の蒸発器ユニットを採用したエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側冷媒が熱交換する一部領域（１８ｂ）が風下側熱交換部（１８）において占める割合（以下、風下側熱交換部使用割合という。）とサイクル全体としての冷凍能力Ｑとの関係を調査した。

図８は、上記調査結果を示すグラフであり、横軸は風下側熱交換部使用割合を示し、縦軸はシステム全体としての冷凍能力Ｑを示している。また、この調査では、具体的に、後述する第１実施形態で説明する図１のエジェクタ式冷凍サイクルに本発明の蒸発器ユニットを適用し、吸引口側冷媒の冷媒流量（Ｇｅ）と圧縮機吐出流量（Ｇ）との流量比（Ｇｅ／Ｇ）を変化させた場合の結果をプロットしている。

図８によれば、風下側熱交換部使用割合が３０％以上、かつ、７５％以下の範囲では、所定の流量比においてサイクル全体としての冷凍能力Ｑが高い値になるピーク点が存在し、さらに、サイクル全体として高い冷凍能力を発揮できる流量比（Ｇｅ／Ｇ）は以下の式Ｆ１の範囲にあることが判った。
０．３≦Ｇｅ／Ｇ≦０．７…（Ｆ１）
従って、上述の第１の特徴の蒸発器ユニットにおいて、風下側熱交換部使用割合は、３０％以上、かつ、７５％以下になっていてもよい。

また、本発明では、風下側熱交換部使用割合が３０％以上、かつ、７５％以下になっている上述の第１の特徴の蒸発器ユニットと、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から供給される冷媒を減圧して蒸発させる請求項７に記載の蒸発器ユニットとを備え、吸引口側冷媒の冷媒流量（Ｇｅ）と、前記圧縮機（１１）の吐出流量（Ｇ）との流量比（Ｇｅ／Ｇ）が、０．３≦Ｇｅ／Ｇ≦０．７になっていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクルを第２の特徴とする。

これによれば、上述の第１の特徴の蒸発器ユニットを採用しているので、風下側熱交換部（１８）から吹き出される送風空気の温度分布の不均一を抑制できる。さらに、流量比（Ｇｅ／Ｇ）が０．３≦Ｇｅ／Ｇ≦０．７になっているので、上述の図８に示すように、サイクル全体としての冷凍能力Ｑを発揮させることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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〜図２は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は第１実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用冷凍サイクル装置に適用した例の全体構成図を示す。まず、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機１１は、電磁クラッチ１１ａ、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。

この圧縮機１１としては、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、あるいは電磁クラッチ１１ａの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを採用してもよい。また、圧縮機１１として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。

この圧縮機１１の冷媒吐出側には放熱器１２が接続されている。放熱器１２は圧縮機１１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。

本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒として、本実施形態ではフロン系、ＨＣ系等の冷媒のように高圧圧力が臨界圧力を超えない冷媒を用いて、蒸気圧縮式の亜臨界サイクルを構成している。このため、放熱器１２は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。

放熱器１２の出口側には受液器１２ａが設けられており、この受液器１２ａは周知のように縦長のタンク形状のもので、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液冷媒を溜める気液分離器を構成する。また、受液器１２ａの出口にはタンク形状内部の下部側から液冷媒を導出するようになっている。なお、本実施形態では受液器１２ａは放熱器１２と一体的に設けられている。

また、放熱器１２として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器１２ａと、この受液器１２ａからの飽和液冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する公知の構成の凝縮器を採用できる。

受液器１２ａの出口側には温度式膨張弁１３が接続されている。この温度式膨張弁１３は受液器１２ａから流出した高圧液相冷媒を中間圧に減圧するとともに、温度式膨張弁１３出口から流出する冷媒の流量を調整するものである。

具体的には、本実施形態の温度式膨張弁１３は、圧縮機１１の吸入側通路に配置された感温部１３ａを有しており、圧縮機１１の吸入側冷媒の温度と圧力とに基づいて圧縮機吸入側冷媒の過熱度を検出し、圧縮機吸入側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度を調整している。

温度式膨張弁１３の下流側には冷媒の流れを分岐する分岐点Ａが配置されており、分岐点Ａにおいて冷媒の流れが分流される。そして、分流された一方の冷媒は冷媒通路１６ａへ流入し、他方の冷媒は分岐通路１６ｂへ流入する。冷媒通路１６ａおよび分岐通路１６ｂは後述する蒸発器ユニット２０へ接続される。

なお、蒸発器ユニット２０は、エジェクタ１４、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８を一体に構成したもので、図１の破線内部に示すような構成になっている。蒸発器ユニット２０の具体的構造の詳細については後述する。

冷媒通路１６ａ下流側は蒸発器ユニット２０内部においてエジェクタ１４（具体的には、ノズル部１４ａ入口）に接続される。エジェクタ１４は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段でもある。

このエジェクタ１４は、冷媒通路１６ａから流入した中間圧の冷媒の通路面積を小さく絞って冷媒をさら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て後述する風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂから流出した気相冷媒を吸引する冷媒吸引口１４ｂを有している。

さらに、エジェクタ１４は、ノズル部１４ａおよび冷媒吸引口１４ｂの冷媒流れ下流側部位にノズル部１４ａからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口１４ｂの吸引冷媒とを混合する混合部１４ｃを有し、混合部１４ｃの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部１４ｄを有している。

このディフューザ部１４ｄ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。また、ディフューザ部１４ｄの出口側は、風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａに接続される。

風下側熱交換部１８は、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換部であり、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒を蒸発させる流出冷媒蒸発部１８ａと冷媒吸引口１４ｂに吸引される吸引口側冷媒を蒸発させる吸引口側冷媒蒸発部１８ｂの２つの蒸発部を有している。

流出冷媒蒸発部１８ａの出口側は、風上側熱交換部１５入口側に接続されている。一方、吸引口側冷媒蒸発部１８ｂの入口側は分岐通路１６ｂの下流側に接続されており、出口側はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続されている。

風上側熱交換部１５は、風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａから流出した冷媒と送風ファン１９によって送風された空気との間で熱交換を行って、低圧冷媒に吸熱させる吸熱用熱交換部である。送風ファン１９はモータ１９ａによって駆動される電動ファンであり、モータ１９ａは空調制御装置（図示せず）から出力される制御電圧によって回転駆動される。また、風上側熱交換部１５の出口側は圧縮機１１の吸入側に接続される。

従って、吸引口側冷媒は、風下側熱交換部１８の一部領域（吸引口側冷媒蒸発部１８ｂ）において熱交換し、さらに、流出冷媒は、風上側熱交換部１５の全領域および風下側熱交換部１８の一部領域（吸引口側冷媒蒸発部１８ｂ）を除く領域（流出冷媒蒸発部１８ａ）において熱交換するようになっている。

ここで、風上側熱交換部１５は送風ファン１９によって送風された空気の流れ方向の上流側（風上側）に配置され、風下側熱交換部１８は空気の流れ方向の下流側（風下側）に配置されている。そのため、送風ファン１９より送風された空気は、矢印Ｂ方向に流れ、まず、風上側熱交換部１５で冷却され、次に風下側熱交換部１８で冷却されるようになっている。

従って、風上側熱交換部１５と風下側熱交換部１８にて同一の冷却対象空間（図示せず）を冷却することができる。例えば、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用冷凍装置に適用すれば冷凍庫内空間が冷却対象空間となり、車両用空調装置に適用すれば車室内空間が冷却対象空間となる。

次に、分岐通路１６ｂの下流側には風下側熱交換部１８が接続される。具体的には、分岐通路１６ｂの下流側は蒸発器ユニット２０内部で風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂに接続される。

また、分岐通路１６ｂには、絞り機構１７が配置されており、この絞り機構１７は吸引口側冷媒蒸発部１８ｂに流入する冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、吸引口側冷媒蒸発部１８ｂに流入する冷媒の流量調整を行う流量調整手段でもある。なお、本実施形態では、絞り機構１７をキャピラリチューブで構成しているが、オリフィス等の固定絞りで構成してもよい。

ところで、本実施形態では、前述の如く、エジェクタ１４、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８を１つの蒸発器ユニット２０として一体に構成している。そこで、この蒸発器ユニット２０の具体的構造を図２により説明する。図２はこの蒸発器ユニット２０の全体構成の概要を示す斜視図である。

なお、図２の上下、左右の各矢印は、矢印Ｂに示す送風空気の流れ方向上流側から見て、風下側熱交換部１８のエジェクタ１４が配置される側を上方向、エジェクタ１４が配置されていない側を下方向、エジェクタ１４のノズル部１４ａ上流側を右方向、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄ下流側を左方向として示したものである。また、以下の説明における上下左右の各方向も同様の方向である。

まず、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の基本的構成は同一であり、それぞれ上下方向に延びる複数のチューブ２１と、この複数のチューブ２１相互間に配置されるフィン２２を有している。

チューブ２１は冷媒通路を構成するもので、断面形状が空気流れ方向Ａに沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン２２は空気側伝熱面積を拡大して空気と冷媒との熱交換を促進するもので、薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンである。また、隣接するチューブ２１とフィン２２は左右方向に積層されて接合されている。

図２では、チューブ２１とフィン２２の積層構造の一部のみ図示しているが、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の全域にチューブ２１とフィン２２の積層構造が構成され、この積層構造の空隙部を送風ファン１９により送風された空気が矢印Ｂ方向に通過するようになっている。なお、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８はフィン２１を有することなく構成されていてもよい。

また、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の上側にはそれぞれヘッダタンク１５ｃ、１８ｃが配置され、下側にはそれぞれヘッダタンク１５ｄ、１８ｄが配置されている。これらのヘッダダンク１５ｃ、１５ｄ、１８ｃ、１８ｄはチューブ２１の長手方向（図２の上下方向）端部に接続されて冷媒の集合・分配を行うものである。

具体的には、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８のそれぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄは、チューブ２１の上側または下側端部が挿入されて接合されるチューブ嵌合穴部（図示せず）を有しており、チューブ２１の上側または下側端部がそれぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄの内部空間に連通するようになっている。

また、風上側熱交換部１５のチューブ２１と風下側熱交換部１８のチューブ２１は互いに独立した冷媒通路を構成しており、風上側熱交換部１５の上下両側のヘッダタンク１５ｃ、１５ｄと、風下側熱交換部１８の上下両側のヘッダタンク１８ｃ、１８ｄは互いに独立した冷媒集合・分配用空間を構成している。

これにより、それぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄは、それぞれ対応する風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の複数のチューブ２１への冷媒流れを分配し、複数のチューブ２１からの冷媒流れを集合させる機能を果たす。

また、それぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄの内部には、セパレータが配置されている。セパレータは、ヘッダタンク１５ｃ…１８ｄの内壁面に接合される部材であり、ヘッダタンク１５ｃ…１８ｄの内部空間を仕切る役割を果たす。

具体的には、風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃにはセパレータ１５ｅが配置されて、右側の内部空間Ｃが略３分の１、左側の内部空間Ｄが略３分の２になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。また、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄにはセパレータ１５ｆが配置されて、右側の内部空間Ｅが略３分の２、左側の内部空間Ｆが略３分の１になるようにヘッダタンク１５ｄの内部空間を仕切っている。

風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃにはセパレータ１８ｅ、１８ｆが配置されており、ヘッダタンク１８ｃの内部空間を内部空間Ｇ、Ｈ、Ｉに略３等分するように仕切っている。また、風下側熱交換部１８の下側のヘッダタンク１８ｄにはセパレータ１８ｇが配置されて、右側の内部空間Ｊが略３分の２、左側の内部空間Ｋが略３分の１になるようにヘッダタンク１８ｄの内部空間を仕切っている。

なお、本実施形態では、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｇは分岐通路１６ｂの下流側に接続され、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｆと風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｋは図示しない連通穴を介して冷媒が流通できるようになっている。

次に、エジェクタ１４は、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部に配置されており、エジェクタ１４の長手方向とヘッダタンク１８Ｃの長手方向が平行になるように配置される。

エジェクタ１４のノズル部１４ａは、前述の如く、冷媒通路１６ａの下流側に接続され、冷媒吸引口１４ｂが風下側熱交換部１８上側に配置されるヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｈに配置され、ディフューザ部１４ｄの出口側が内部空間Ｉに配置されるように取り付けられる。従って、冷媒吸引口１４ｂは直接内部空間Ｈに開口しており、ディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒は直接内部空間Ｉに流入するようになっている。

また、図２に示すように、エジェクタ１４、風上側熱交換部１５、風下側熱交換部１８、それぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄ等は、空気流れＢの上流側に風上側熱交換部１５が配置され、空気流れＢの下流側に風下側熱交換部１８が配置された状態で完全に１つの蒸発器構造として一体化されて、蒸発器ユニット２０を構成している。

なお、風上側熱交換部１５、風下側熱交換部１８およびそれぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄ等のエジェクタ１４を除く蒸発器ユニット２０の構成部品の材質は、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムを採用している。そして、これらの各構成部品はろう付けにより一体に接合されている。

また、本実施形態では、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８上側に配置される各ヘッダタンク１５ｃ、１８ｃを２つの部材で構成しているが、ヘッダタンク１５ｃとヘッダタンク１８ｃは隣接してろう付け接合されるので、各ヘッダタンク１５ｃ、１８ｃを一体に成形して１つの部材で構成してもよい。もちろん、各熱交換部１５、１８の下側に配置される各ヘッダタンク１５ｄ、１８ｄについても同様である。

ところで、エジェクタ１４はノズル部１４ａに高精度な微小通路を形成しているので、エジェクタ１４をろう付けすると、ろう付け時の高温度（アルミニウムのろう付け温度：６００℃付近）にてノズル部１４ａが熱変形して、ノズル部１４ａの通路形状、寸法等を所期の設計通りに維持できないという不具合が生じる。

そこで、エジェクタ１４については、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８およびそれぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄ等の一体ろう付け接合を行った後に、風下側熱交換部１８のヘッダタンク１８ｃの内部に組み付けている。

具体的には、エジェクタ１４は、風上側熱交換部１５、風下側熱交換部１８等を一体ろう付けするろう付け工程の終了後に、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの長手方向端部からセパレータ１８ｅ、１８ｆに設けられた貫通穴（図示せず）を貫通するように差し込み、ネジ止め等の固定手段で取り付け固定される。

なお、エジェクタ１４とセパレータ１８ｅ、１８ｆは、Ｏリング（図示せず）を介してシール固定されているので、エジェクタ１４とセパレータ１８ｅ、１８ｆとの取付部（貫通穴）から冷媒が漏れないようになっている。従って、内部空間ＧとＨおよび内部空間ＨとＩが上記の取付部（貫通穴）を介して連通することはない。

以上の構成において蒸発器ユニット２０全体の冷媒流路を説明する。まず、冷媒通路１６ａの下流側が矢印ａ方向に流れ直接エジェクタ１４のノズル部１４ａに流入する。そして、エジェクタ１４（ノズル部１４ａ→混合部１４ｃ→ディフューザ部１４ｄ）を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｉへ集合する。

この内部空間Ｉの冷媒は風下側熱交換部１８の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｂのように下降して風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｋに集合する。この内部空間Ｋは、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｆと連通しているので、冷媒は内部空間Ｆへ流入する。

そして、内部空間Ｆの冷媒は風上側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｃのように上昇して風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｄに流入する。内部空間Ｄに流入した冷媒は内部空間Ｄ内部で右側へ移動する。内部空間Ｄ内を右側へ移動した冷媒は風上側熱交換部１５の中央部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｄのように下降して下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｅに流入する。

内部空間Ｅに流入した冷媒は内部空間Ｅ内部で右側へ移動する。内部空間Ｅ内を右側へ移動した冷媒は、風上側熱交換部１５の右側部の複数のチューブに分配されて矢印ｅのように上昇して上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｃに集合する。内部空間Ｃに集合した冷媒は矢印ｆのようにヘッダタンク１５ｃから流出して圧縮機１１吸入側へ流出する。

従って、風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａおよび風上側熱交換部１５を通過する流出冷媒は、風上側熱交換部１５において２回（１回以上）流れ方向を変更して、風上側熱交換部１５の右側の上部の過熱度領域１５ｈ（図２の斜線領域）で過熱度を有する気相状態になる。

次に、絞り機構１７で減圧された分岐通路１６ｂの下流側の低圧冷媒は風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｇへ流入する。この内部空間Ｇの冷媒は風下側熱交換部１８の右側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｇのように下降して風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｊに流入する。

内部空間Ｊに流入した冷媒は内部空間Ｊ内部で左側へ移動する。内部空間Ｊ内を左側へ移動した冷媒は風下側熱交換部１５の中央部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｈのように上昇して上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｈに集合する。そして、内部空間Ｈに集合した冷媒はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｃからエジェクタ１４内部へ吸引される。

従って、風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂを通過する吸引口側冷媒は、風下側熱交換部１８において１回流れ方向を変更して、風下側熱交換部１５の右側の上部の過熱度領域１８ｈ（図２の網線領域）で過熱度を有する気相状態になる。その結果、過熱度領域１５ｈ（図２の斜線領域）と過熱度領域１８ｈ（図２の網線領域）は空気流れ方向Ｂから見て、重ならないように互いにずれるように配置される。

さらに、吸引口側冷媒は、風下側熱交換部１８において図２矢印ｇ→ｈに示す領域のみで熱交換される。ここで、風下側熱交換部１８において吸引口側冷媒蒸発部１８ｂが占める割合である風下側熱交換部使用割合は、セパレータ１８ｆ、１８ｇの配置位置により風下側熱交換部１８のうち略３分の２（約７０％）になる。このように、風下側熱交換部使用割合は、セパレータ１８ｆ、１８ｇの配置位置によって容易に調整できる。

次に、第１実施形態の作動を説明する。圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器１２に流入する。放熱器１２では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器１２から流出した高圧冷媒は受液器１２ａ内に流入し、この受液器１２ａ内にて冷媒の気液が分離され、液冷媒が受液器１２ａから導出され膨張弁１３を通過する。

この膨張弁１３では、風上側熱交換部１５の出口冷媒（圧縮機吸入冷媒）の過熱度が所定値となるように弁開度（冷媒流量）が調整され、高圧冷媒が減圧される。この膨張弁１３通過後の冷媒（中間圧冷媒）は分岐点Ａで分岐されて冷媒通路１６ａと分岐通路１６ｂに分流される。

冷媒通路１６ａを介してエジェクタ１４に流入した冷媒流れはノズル部１４ａで減圧され膨張する。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、このノズル部１４ａの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口１４ｂから風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂ通過後の冷媒（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１４ｂに吸引された冷媒は、ノズル部１４ａ下流側の混合部１４ｃで混合してディフューザ部１４ｄに流入する。このディフューザ部１４ｄ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。

そして、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒は矢印ｂ→ｃ→ｄ→ｅの順に風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａおよび風上側熱交換部１５を通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風された送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、圧縮機１１に吸入され、再び圧縮される。

一方、冷媒分岐通路１６ｂに流入し、絞り機構１７で低圧冷媒となった吸引口側冷媒は矢印ｇ→ｈの順に風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂを通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風されて風上側熱交換部１５を通過した送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口１４ｂからエジェクタ１４内に吸引される。

ここで、本実施形態の絞り機構１７は、吸引口側冷媒の冷媒流量Ｇｅと、圧縮機１１吐出冷媒流量Ｇとの流量比Ｇｅ／Ｇが約０．７になるように調整してある。

以上の如く、本実施形態のサイクルでは、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄの下流側冷媒を風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａと風上側熱交換部１５に供給するとともに、分岐通路１６ｂ側の冷媒を絞り機構１７を介して風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂに供給しているので、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８で同時に冷却作用を発揮できる。

さらに、送風ファン１９から送風された空気を風上側熱交換部１５→風下側熱交換部１８の順に通過させて同一の冷却対象空間を冷却できる。その際に、風上側熱交換部１５の冷媒蒸発圧力をディフューザ部１４ｄで昇圧した後の圧力として、一方、風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂは冷媒吸引口１４ｂに接続されるので、風下側熱交換部１８の冷媒蒸発圧力をノズル部１４ａ減圧直後の最も低い圧力とすることができる。

従って、風上側熱交換部１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂの冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。その結果、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂの冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。

さらに、風上側熱交換部１５下流側を圧縮機１１吸入側に接続しているので、ディフューザ部１４ｄで昇圧された冷媒を圧縮機１１に吸入させることができる。その結果、圧縮機１１の吸入圧を上昇させることができるので、圧縮機１１の駆動動力を低減することができる。

さらに、本実施形態では、蒸発器ユニット２０を採用することによって、以下のような優れた効果を得ることができる。

（ア）風上側熱交換部１５の過熱度領域１５ｈと風下側熱交換部１８の過熱度領域１８ｈが、空気流れ方向から見て、互いにずれるように配置されているので、風上側熱交換部１５において過熱度領域１５ｈを通過したために充分に冷却されなかった空気であっても、風下側熱交換部１８において充分に冷却される。

一方、風下側熱交換部１８において過熱度領域１８ｈを通過する空気は、風上側熱交換部１５において充分に冷却されている。その結果、風下側熱交換部から吹き出される空気の空気流れ方向から見た温度分布の不均一を抑制できる。

（イ）風上側熱交換部１５における流出冷媒の流れ方向を２回（１回以上）変更すること、および、風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂにおける吸引口側冷媒の流れ方向を１回変更しているので、風上側熱交換部１５における流出冷媒の流れ方向と風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ａにおける吸引口側冷媒の流れ方向を対向する向きに向けやすい。

その結果、空気流れ方向から見て、風上側熱交換部１５の過熱度領域１５ｈと風下側熱交換部１８の過熱度領域１８ｈが互いにずれるように配置しやすくなっている。

（ウ）風下側熱交換部使用割合が約７０％になっており、さらに、吸引口側冷媒の冷媒流量Ｇｅと圧縮機１１吐出冷媒流量Ｇとの流量比Ｇｅ／Ｇが０．７に調整されているので、前述の図８に示すようにシステム全体として高い冷凍能力Ｑを発揮させることができる。

なお、絞り機構１７の設計諸元を変更すれば、容易に流量比Ｇｅ／Ｇを調整することができるので、風下側熱交換部使用割合を変更しても、絞り機構１７の設計諸元を変更するだけでシステム全体としての冷凍能力Ｑを容易に向上させることができる。

（エ）エジェクタ１４を風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃ内部に配置しているので、先願例と同様の搭載性向上効果および圧力損失低減効果を得ることもできる。

（オ）しかも、本実施形態の冷媒流れによれば、冷媒配管１６ａおよび分岐配管１６ｂから蒸発器ユニット２０へ流入する冷媒の流入部、ならびに蒸発器ユニット２０から圧縮機１１吸入側へ流出する冷媒の流出部を近接配置できるので、より一層、蒸発器ユニット２０をエジェクタ式冷凍サイクルへ搭載する際の搭載性を向上できる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、蒸発器ユニット２０を採用したエジェクタ式冷凍サイクル１０について説明したが、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０に図３に示す蒸発器ユニット３０を採用している。図３は蒸発器ユニット３０の全体構成の概要を示す斜視図であり、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の基本的構成は第１実施形態と同様である。

蒸発器ユニット３０は、蒸発器ユニット２０に対して、それぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄに配置されるセパレータの配置位置およびエジェクタ１４の配置位置が異なる。従って、冷媒流路も異なる。

まず、風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃにはセパレータ１５ｅ’が配置されて、右側の内部空間Ｌが略２分の１、左側の内部空間Ｍが略２分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。また、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄ内部にはセパレータは配置されず１つの内部空間Ｎが構成される。

風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃにはセパレータ１８ｅ’が配置されて、右側の内部空間Ｏが略２分の１、左側の内部空間Ｐが略２分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。また、風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄ内部にはセパレータは配置されず１つの内部空間Ｑが構成される。

なお、本実施形態では、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｏは分岐通路１６ｂの下流側に接続されている。

次に、エジェクタ１４は、風下側熱交換部１８上側に配置されるヘッダタンク１８ｃの内部に配置され、エジェクタ１４のノズル部１４ａは冷媒通路１６ａの下流側に接続され、冷媒吸引口１４ｂがヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｐに配置されるように取り付けられる。従って、冷媒吸引口１４ｂは直接内部空間Ｐに開口するようになっている。

さらに、ディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒はヘッダタンク１８ｃの外部に配置された配管を介して、風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｍに流入するようになっている。もちろん、ヘッダタンク１８ｃの内部に流出冷媒を内部空間Ｍに導く通路を構成してもよい。

また、蒸発器ユニット３０においても、エジェクタ１４は、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８およびタンク部１５ｃ〜１８ｄ等の一体ろう付け接合を行った後に、第１実施形態と同様に風下側熱交換部１８のヘッダタンク１８ｃの内部に組み付けられる。

以上の構成において蒸発器ユニット３０全体の冷媒流路を説明する。まず、冷媒通路１６ａの下流側が矢印ａに示すように直接エジェクタ１４のノズル部１４ａに流入する。そして、エジェクタ１４を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒はヘッダタンク１８ｃの外部の配管を介して風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｍへ流入する。

内部空間Ｍに流入した冷媒は風上側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｉのように下降して風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｎへ流入する。内部空間Ｎに流入した冷媒は内部空間Ｎ内部で右側へ移動する。

内部空間Ｎ内を右側へ移動した冷媒は風上側熱交換部１５の右側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｊのように上昇して上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｌに集合する。内部空間Ｌに集合した冷媒は矢印ｆのようにヘッダタンク１５ｃから流出して圧縮機１１吸入側へ流出する。

従って、ディフューザ１４ｄから流出して風上側熱交換部１５を通過する流出冷媒は、風上側熱交換部１５において１回流れ方向を変更して、風上側熱交換部１５の右側の上部の過熱度領域１５ｈ（図３の斜線領域）で過熱度を有する気相状態になる。

次に、絞り機構１７で減圧された分岐通路１６ｂの下流側の低圧冷媒は風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｏへ流入する。内部空間Ｏに流入した冷媒は風下側熱交換部１８の右側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｋのように下降して風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｑに流入する。内部空間Ｑに流入した冷媒は内部空間Ｑ内部で左側へ移動する。

内部空間Ｑ内を左側へ移動した冷媒は風下側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｌのように上昇して上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｐに集合する。そして、内部空間Ｐに集合した冷媒はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｃからエジェクタ１４内部へ吸引される。

従って、風下側熱交換部１８を通過する吸引口側冷媒は、風下側熱交換部１８において１回流れ方向を変更して、風下側熱交換部１５の右側の上部の過熱度領域１８ｈ（図３の網線領域）で過熱度を有する気相状態になる。その結果、空気流れ方向Ｂから見て、過熱度領域１５ｈ（図３の斜線領域）と過熱度領域１８ｈ（図３の網線領域）が重ならないように互いにずれるように配置される。

なお、蒸発器ユニット３０においては上記の如く冷媒が通過するので、風下側熱交換部１８は吸引口側冷媒蒸発部１８ｂのみを構成し、流出冷媒蒸発部１８ａは構成されない。その他の構成は第１実施形態と同様である。

よって、本実施形態のサイクルを作動させると、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒は矢印ｉ→ｊの順に風上側熱交換部１５を通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風された送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。

一方、冷媒分岐通路１６ｂに流入し、絞り機構１７で低圧冷媒となった吸引口側冷媒は矢印ｋ→ｌの順に風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂを通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風されて風上側熱交換部１５を通過した送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。

従って、本実施形態では、蒸発器ユニット３０を採用することによって、第１実施形態の（ア）、（イ）、（エ）、（オ）と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、蒸発器ユニット２０を採用したエジェクタ式冷凍サイクル１０について説明したが、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０に図４に示す蒸発器ユニット３１を採用している。図４は蒸発器ユニット３１の全体構成の概要を示す斜視図であり、蒸発器ユニット３１も、蒸発器ユニット２０と同様にエジェクタ１４、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８を一体に構成したものである。

蒸発器ユニット３１の風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の基本的構成は第１実施形態と同様であるが、蒸発器ユニット２０に対して、それぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄに配置されるセパレータの配置位置およびエジェクタ１４の配置位置が異なる。従って、第１実施形態に対して冷媒流路も異なる。

まず、風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃにはセパレータが配置されず１つの内部空間Ｒが構成される。また、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄ内部にはセパレータ１５ｆ’が配置されて、右側の内部空間Ｓが略２分の１、左側の内部空間Ｔが略２分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。

風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃにはセパレータ１８ｅ’が配置されて、右側の内部空間Ｏが略２分の１、左側の内部空間Ｐが略２分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。また、風下側熱交換部１８の下側のヘッダタンク１８ｄにはセパレータ１８ｆ’が配置されて、右側の内部空間Ｕが略２分の１、左側の内部空間Ｖが略２分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。

なお、本実施形態では、風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｕは分岐通路１６ｂの下流側に接続され、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｔと風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｖは図示しない連通穴を介して冷媒が流通できるようになっている。

次に、エジェクタ１４は、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃ内部に配置され、エジェクタ１４のノズル部１４ａは冷媒通路１６ａの下流側に接続され、冷媒吸引口１４ｂがヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｏに配置され、ディフューザ部１４ｄの出口がヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｐに配置されるように取り付けられる。従って、冷媒吸引口１４ｂは直接内部空間Ｏに開口し、さらにディフューザ部１４ｄの出口は直接内部空間Ｐに開口する。

また、蒸発器ユニット３１においても、エジェクタ１４は、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８およびタンク部１５ｃ〜１８ｄ等の一体ろう付け接合を行った後に、第１実施形態と同様に風下側熱交換部１８のヘッダタンク１８ｃの内部に組み付けられる。

以上の構成において蒸発器ユニット３１全体の冷媒流路を説明する。まず、冷媒通路１６ａの下流側が矢印ａに示すように直接エジェクタ１４のノズル部１４ａに流入する。そして、エジェクタ１４を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｐへ流入する。

この内部空間Ｐの冷媒は風上側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｍのように下降して風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｖに集合する。この内部空間Ｖは、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｔと連通しているので、冷媒は内部空間Ｔへ流入する。

内部空間Ｔに流入した冷媒は風上側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｎのように上昇して上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｒに流入する。内部空間Ｒに流入した冷媒は内部空間Ｒ内部で右側へ移動する。

内部空間Ｒ内部で右側へ移動した冷媒は風上側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｏのように下降して風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｕへ流入する。内部空間Ｕへ流入した矢印ｐのようにヘッダタンク１５ｃから流出して圧縮機１１吸入側へ流出する。

従って、ディフューザ１４ｄから流出して風上側熱交換部１５を通過する流出冷媒は、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａにおいて１回流れ方向を変更して、風上側熱交換部１５の右側の下部の過熱度領域１５ｈ（図４の斜線領域）で過熱度を有する気相状態になる。

一方、絞り機構１７で減圧された分岐通路１６ｂの下流側の低圧冷媒は風下側熱交換部１８下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｕへ流入する。この内部空間Ｕの冷媒は風下側熱交換部１８の右側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｑのように上昇して上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｏに集合する。そして、内部空間Ｏに集合した冷媒はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｃからエジェクタ１４内部へ吸引される。

従って、風下側熱交換部１５の右側の上部の過熱度領域１８ｈ（図４の網線領域）で過熱度を有する気相状態になる。その結果、空気流れ方向Ｂから見て、過熱度領域１５ｈ（図４の斜線領域）と過熱度領域１８ｈ（図４の網線領域）が重ならないように互いにずれるように配置される。

さらに、吸引口側冷媒は、風下側熱交換部１８において図４矢印ｑに示す領域のみで熱交換される。従って、本実施形態では、風下側熱交換部使用割合は、セパレータ１８ｅ’、１８ｆ’の配置位置によって風下側熱交換部１８のうち略２分の１（約５０％）になっている。

そこで、本実施形態の絞り機構１７は、吸引口側冷媒の冷媒流量Ｇｅと、圧縮機１１吐出冷媒流量Ｇとの流量比Ｇｅ／Ｇが約０．５になるように調整してある。その他の構成は第１実施形態と同様である。

よって、本実施形態のサイクルを作動させると、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒は矢印ｍ→ｎ→ｏの順に風下側熱交換部１８の流出冷媒蒸発部１８ａおよび風上側熱交換部１５を通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風された送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。

一方、冷媒分岐通路１６ｂに流入し、絞り機構１７で低圧冷媒となった吸引口側冷媒は矢印ｑの順に風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂを通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風されて風上側熱交換部１５を通過した送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。

ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル用では、風下側熱交換部使用割合が約５０％になっており、さらに、吸引口側冷媒の冷媒流量Ｇｅと圧縮機１１吐出冷媒流量Ｇとの流量比Ｇｅ／Ｇが０．５に調整されているので、前述の図８に示すようにシステム全体として高い冷凍能力Ｑを発揮させることができる。

従って、本実施形態では、蒸発器ユニット３１を採用することによって、第１実施形態の（ア）〜（エ）と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
第１実施形態では、蒸発器ユニット２０を採用したエジェクタ式冷凍サイクル１０について説明したが、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０に図５に示す蒸発器ユニット３２を採用している。図５は蒸発器ユニット３２の全体構成の概要を示す斜視図であり、蒸発器ユニット３２も、蒸発器ユニット２０と同様にエジェクタ１４、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８を一体に構成したものである。

蒸発器ユニット３２の風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８の基本的構成は第１実施形態と同様であるが、蒸発器ユニット２０に対して、それぞれのヘッダタンク１５ｃ…１８ｄに配置されるセパレータの配置位置およびエジェクタ１４の配置位置が異なる。従って、第１実施形態に対して冷媒流路も異なる。

まず、風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃにはセパレータ１５ｅ’’が配置されて、右側の内部空間Ｗが略３分の２、左側の内部空間Ｘが略３分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。また、風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄ内部にはセパレータ１５ｆ’’が配置されて、右側の内部空間Ｙが略３分の１、左側の内部空間Ｚが略３分の２になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。

風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃにはセパレータ１８ｅ’が配置されて、右側の内部空間Ｏが略２分の１、左側の内部空間Ｐが略２分の１になるようにヘッダタンク１５ｃの内部空間を仕切っている。また、風下側熱交換部１８の下側のヘッダタンク１８ｄにはセパレータは配置されず１つの内部空間Ｑが構成される。

なお、本実施形態では、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｐは分岐通路１６ｂの下流側に接続されている。

次に、エジェクタ１４は、第１実施形態と同様に、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃ内部に配置され、エジェクタ１４のノズル部１４ａは冷媒通路１６ａの下流側に接続され、冷媒吸引口１４ｂがヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｏに配置され、ディフューザ部１４ｄの出口がヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｐの上側空間に配置されるように取り付けられる。従って、冷媒吸引口１４ｂは直接内部空間Ｏに開口し、さらにディフューザ部１４ｄの出口は直接内部空間Ｐに開口する。

以上のように内部空間Ｐには、分岐通路１６ｂ下流側冷媒およびディフューザ部１４ｄから流出する冷媒が流入する。このため、本実施形態では、さらに内部空間Ｐを分岐通路１６ｂ下流側冷媒が流入する空間とディフューザ部１４ｄ流出冷媒が流入する空間との２つの独立した空間に分割されている。

具体的には、内部空間Ｐを上下方向に２つの空間に仕切る仕切り板（図示せず）が設けられており、ディフューザ部１４ｄ流出冷媒は上側空間に流入し、分岐通路１６ｂ下流側冷媒は下側空間に流入する。さらに、上側空間と風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｘは図示しない連通穴を介して冷媒が流通できるようになっている。

なお、内部空間Ｐを２つの独立した空間に分割せずに、ディフューザ部１４ｄ流出冷媒を内部空間Ｐへ流入させることなく直接内部空間Ｘに流入させるための通路等をヘッダタンク１８ｃ内部に設けてもよい。

また、蒸発器ユニット３２においても、エジェクタ１４は、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８およびタンク部１５ｃ〜１８ｄ等の一体ろう付け接合を行った後に、第１実施形態と同様に風下側熱交換部１８のヘッダタンク１８ｃの内部に組み付けられる。

以上の構成において蒸発器ユニット３２全体の冷媒流路を説明する。まず、冷媒通路１６ａの下流側が矢印ａに示すように直接エジェクタ１４のノズル部１４ａに流入する。そして、エジェクタ１４を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｐの上側空間を介して風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｘに流入する。

内部空間Ｘへ流入した冷媒は風上側熱交換部１５の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｒのように下降して風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｚへ流入する。

内部空間Ｒに流入した冷媒は内部空間Ｚ内部で右側へ移動する。内部空間Ｚ内部で右側へ移動した冷媒は風上側熱交換部１５の中央部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｓのように上昇して風上側熱交換部１５上側のヘッダタンク１５ｃの内部空間Ｗへ流入する。

内部空間Ｗに流入した冷媒は内部空間Ｗ内部で右側へ移動する。内部空間Ｗ内部で右側へ移動した冷媒は風上側熱交換部１５の右側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｔのように下降して風上側熱交換部１５下側のヘッダタンク１５ｄの内部空間Ｙに集合する。内部空間Ｙに集合した冷媒は矢印ｐのようにヘッダタンク１５ｄから流出して圧縮機１１吸入側へ流出する。

従って、ディフューザ１４ｄから流出して風上側熱交換部１５を通過する流出冷媒は、風上側熱交換部１５において２回（１回以上）流れ方向を変更して、風上側熱交換部１５の右側の下部の過熱度領域１５ｈ（図５の斜線領域）で過熱度を有する気相状態になる。

一方、絞り機構１７で減圧された分岐通路１６ｂの下流側の低圧冷媒は風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの内部空間Ｐの下側空間へ流入する。この内部空間Ｐの下側空間へ流入した冷媒は風下側熱交換部１８の左側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｕのように下降して下側のヘッダタンク１８ｄの内部空間Ｑに流入する。

内部空間Ｑに流入した冷媒は内部空間Ｑ内部で右側へ移動する。内部空間Ｑ内部で右側へ移動した冷媒は風下側熱交換部１８の右側部の複数のチューブ２１に分配されて矢印ｖのように上昇して内部空間Ｏに集合する。内部空間Ｏに集合した冷媒はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｃからエジェクタ１４内部へ吸引される。

従って、風下側熱交換部１８の右側の上部の過熱度領域１８ｈ（図５の網線領域）で過熱度を有する気相状態になる。その結果、空気流れ方向Ｂから見て、過熱度領域１５ｈ（図５の斜線領域）と過熱度領域１８ｈ（図５の網線領域）が重ならないように互いにずれるように配置される。

なお、蒸発器ユニット３２においては上記の如く冷媒が通過するので、風下側熱交換部１８は吸引口側冷媒蒸発部１８ｂのみを構成し、流出冷媒蒸発部１８ａは構成されない。その他の構成は第１実施形態と同様である。

よって、本実施形態のサイクルを作動させると、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した流出冷媒は矢印ｒ→ｓ→ｔの順に風上側熱交換部１５を通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風された送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。

一方、冷媒分岐通路１６ｂに流入し、絞り機構１７で低圧冷媒となった吸引口側冷媒は矢印ｕ→ｖの順に風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒蒸発部１８ｂを通過する。この間に、冷媒は送風ファン１９より送風されて風上側熱交換部１５を通過した送風空気（矢印Ｂ）から吸熱して蒸発する。

従って、本実施形態では、蒸発器ユニット３２を採用することによって、第１実施形態の（ア）、（イ）、（エ）と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態において、蒸発器ユニット２０、３０〜３２はエジェクタ１４、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８を一体化して構成されているが、蒸発器ユニット２０、３０、３１、３２に他のエジェクタ式冷凍サイクル構成部品を一体化してもよい。

例えば、第１実施形態のサイクルにおいて、図６の破線で示すように分岐点Ａおよび冷媒配管１６ａを蒸発器ユニット２０に一体化してもよい。具体的には、風下側熱交換部１８上側のヘッダタンク１８ｃの右端部に配管接続用のブロック部材を設けて、このブロック部材の内部に分岐点Ａを構成すればよい。

また、第１実施形態のサイクルにおいて、図７の破線で示すように分岐点Ａ、絞り機構１７、冷媒配管１６ａおよび分岐配管１６ｂを蒸発器ユニット２０に一体化してもよい。さらに、蒸発器ユニットに温度式膨張弁１３と感温部１３ａとを一体的に組みつけてもよい。

（２）上述の実施形態では、蒸発器ユニット２０、３０、３１、３２の各部材を一体に組み付けるに際して、エジェクタ１４を除く他の部材、すなわち、風上側熱交換部１５、風下側熱交換部１８、各ヘッダタンク１５ｃ、１５ｄ、１８ｃ、１８ｄ等を一体ろう付けしているが、これらの部材の一体組み付けは、ろう付け以外に、ねじ止め、かしめ、溶接、接着等の種々な固定手段を用いて行うことができる。

また、上述の実施形態では、エジェクタ１４の固定手段としてねじ止めを例示しているが、熱変形の恐れのない固定手段であれば、ねじ止め以外の手段を用いることができる。具体的には、かしめ、接着等の固定手段を用いてエジェクタ１４の固定を行ってもよい。

（３）上述の実施形態では、風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８を近接配置して一体化することで、蒸発器ユニット２０、３０、３１、３２を構成しているが、蒸発器２０、３０、３１、３２は上述の実施形態の構成に限定されない。

例えば、所定ヘッダタンクの内部空間同士が連通するような配管を設け、さらに、空気流れＢの上流側に風上側熱交換部１５が配置され、空気流れＢの下流側に風下側熱交換部１８が配置され、風上側熱交換部１５を通過した空気が風下側熱交換部１８で冷却されるようになっていれば、風上側熱交換部１５と風下側熱交換部１８が間隔を開けて配置されていても本発明の蒸発器ユニットを構成できる。

（４）上述の実施形態では、冷媒として高圧圧力が臨界圧力を超えないフロン系、炭化水素系等の冷媒を用いる蒸気圧縮式の亜臨界サイクルについて説明したが、冷媒として二酸化炭素のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を採用してもよい。

但し、超臨界サイクルでは、放熱器１２において圧縮機吐出冷媒が超臨界状態のまま放熱し、凝縮しないので受液器１２ａでは冷媒の気液を分離できない。そこで、受液器１２ａを廃止して、風上側熱交換部１５下流側かつ圧縮機１１吸入側に低圧側気液分離器であるアキュムレータを配置するサイクル構成とすればよい。

このようなサイクルであっても、サイクルの負荷変動によって風上側熱交換部１５および風下側熱交換部１８に過熱度領域が発生する場合には、本発明の蒸発器ユニットを採用することで、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、超臨界サイクルでは、上述の実施形態の分岐点Ａを廃止して、温度式膨張弁１３の下流側をエジェクタ１４のノズル部１４ａに接続し、風下側熱交換部１８の吸引口側冷媒熱交換部１８ｂにはアキュムレータで分離された液相冷媒を流入させるようにしてもよい。

（５）上述の実施形態では、絞り機構１７を固定絞り機構であるキャピラリチューブで構成しているが、絞り機構１７を電動アクチュエータにより弁開度（通路絞り開度）が調整可能になっている電気制御弁で構成してもよい。また、絞り機構１７を固定絞りと電磁弁との組み合わせで構成してもよい。

（６）上述の各実施形態では、エジェクタ１４として、通路面積が一定のノズル部１４ａを有する固定エジェクタを例示しているが、エジェクタ１４として、通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。なお、可変ノズル部の具体例としては、例えば、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して通路面積を調整する機構とすればよい。

（７）上記の実施形態では、蒸発器ユニット２０、３０、３１、３２を室内側熱交換器として構成し、放熱器１２を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、逆に、蒸発器ユニット２０、３０、３１、３２を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器１２を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明を適用してもよい。

（８）上述の各実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。

第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第１実施形態の蒸発器ユニットの全体構成を示す斜視図である。 第２実施形態の蒸発器ユニットの全体構成を示す斜視図である。 第３実施形態の蒸発器ユニットの全体構成を示す斜視図である。 第４実施形態の蒸発器ユニットの全体構成を示す斜視図である。 他の実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 さらに他の実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 風下側熱交換部使用割合と冷凍能力Ｑとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１１…圧縮機、１２…放熱器、１４…エジェクタ、１４ａ…ノズル部、
１４ｂ…冷媒吸引口、１５…風上側熱交換部、１５ｈ、１８ｈ…過熱度領域、
１７…絞り機構、１８…風下側熱交換部、１８ａ…流出冷媒蒸発部、
１８ｂ…吸引口側冷媒蒸発部、１８ｃ…ヘッダタンク。

Claims (8)

1. 冷媒を減圧膨張させるノズル部（１４ａ）から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口（１４ｂ）から吸引するエジェクタ（１４）と、
   冷媒と熱交換する空気流れ（Ｂ）の風上側に配置される風上側熱交換部（１５）と、
   前記風上側熱交換部（１５）に対して前記空気流れ（Ｂ）の風下側に配置される風下側熱交換部（１８）とを備え、
   前記風上側熱交換部（１５）は、前記エジェクタ（１４）から流出した流出冷媒を蒸発させるようになっており、
   前記風下側熱交換部（１８）の少なくとも一部は、前記冷媒吸引口（１４ｂ）に吸引される吸引口側冷媒を蒸発させるようになっており、
   前記エジェクタ（１４）は、前記風下側熱交換部（１８）流出冷媒の集合を行うヘッダタンク（１８ｃ）内部に配置されており、
   前記空気流れ方向から見て、前記風上側熱交換部（１５）の過熱度領域（１５ｈ）と前記風下側熱交換部（１８）の過熱度領域（１８ｈ）が、互いにずれるように配置されていることを特徴とする蒸発器ユニット。
2. 前記風上側熱交換部（１５）における前記流出冷媒の流れ方向と前記風下側熱交換部（１８）における前記吸引口側冷媒の流れ方向が対向するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発器ユニット。
3. 前記流出冷媒の流れ方向が、前記風上側熱交換部（１５）において１回以上変化するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発器ユニット。
4. 前記吸引口側冷媒の流れ方向が、前記風下側熱交換部（１８）において１回以上変化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つに記載の蒸発器ユニット。
5. 前記吸引口側冷媒が、前記風下側熱交換部（１８）の一部領域（１８ｂ）において熱交換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４のいずれか１つに記載の蒸発器ユニット。
6. 前記流出冷媒が、前記風上側熱交換部（１５）の全領域および前記風下側熱交換部（１８）の前記一部領域（１８ｂ）を除く領域（１８ａ）において熱交換するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の蒸発器ユニット。
7. 前記一部領域（１８ｂ）が前記風下側熱交換部（１８）において占める割合は、３０％以上、かつ、７５％以下であることを特徴とする請求項５または６に記載の蒸発器ユニット。
8. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から供給される冷媒を減圧して蒸発させる請求項７に記載の蒸発器ユニットとを備え、
   前記吸引口側冷媒の冷媒流量（Ｇｅ）と、前記圧縮機（１１）の吐出流量（Ｇ）との流量比（Ｇｅ／Ｇ）が、
   ０．３≦Ｇｅ／Ｇ≦０．７
   になっていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
   

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