JP2007315632A - エジェクタ式サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各蒸発器を確実かつ高効良く除霜する。
【解決手段】第１蒸発器１４を第１冷却対象空間Ｒ１、第２蒸発器１７を第２冷却対象空間Ｒ２に配置しているとともに、第１、第２蒸発器１４、１７のそれぞれに付着した霜を取り除くため、第１蒸発器１４に第１除霜手段、第２蒸発器１７に第２除霜手段を備えている。
これによれば、エジェクタ式サイクルに用いられる複数の第１、第２蒸発器１４、１７で異なる冷却対象空間Ｒ１、Ｒ２を冷却する場合において、それぞれの冷却対象空間Ｒ１、Ｒ２の蒸発器に除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）を確実かつ高効良く除霜することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エジェクタの昇圧作用を利用して比較的蒸発温度の高い第１蒸発器と比較的蒸発温度の低い第２蒸発器（もしくは第３蒸発器）とを有するエジェクタ式サイクルに関するものであり、特に、各蒸発器の除霜に関するものである。

従来、下記特許文献１、２に示すように、蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、圧縮機、放熱器、エジェクタ、第１蒸発器を連結して成る冷媒流路と、その冷媒流路から分岐して絞り手段、第２蒸発器を経てエジェクタに吸引される冷媒流路とにより構成されたエジェクタ式サイクルが知られている。
特開平５−３１２４２１号公報 特開２００５−３０８３８０号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、エジェクタの昇圧作用を利用して比較的蒸発温度の高い第１蒸発器と比較的蒸発温度の低い第２蒸発器（もしくは第３蒸発器）とのそれぞれに対して、蒸発器の使用環境に適した能力の除霜手段が設置されていない場合、除霜能力不足による霜残りや除霜時の消費電力量増加が発生するという問題点がある。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各蒸発器を確実かつ高効良く除霜することのできるエジェクタ式サイクルを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項２１に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、エジェクタ（１３）から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、圧縮機（１１）と放熱器（１２）とエジェクタ（１３）と第１蒸発器（１４）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒をエジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
第１蒸発器（１４）を第１冷却対象空間（Ｒ１）、第２蒸発器（１７）を第２冷却対象空間（Ｒ２）に配置しているとともに、第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、第１蒸発器（１４）に第１除霜手段、第２蒸発器（１７）に第２除霜手段を備えることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧する減圧手段（１９）と、減圧手段（１９）の冷媒流出側と圧縮機（１１）の吸入側との間に接続されて減圧手段（１９）から流出した低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、圧縮機（１１）と放熱器（１２）とエジェクタ（１３）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒を前記エジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
第１蒸発器（１４）を第１冷却対象空間（Ｒ１）、第２蒸発器（１７）を第２冷却対象空間（Ｒ２）に配置しているとともに、第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、第１蒸発器（１４）に第１除霜手段、第２蒸発器（１７）に第２除霜手段を備えることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧する減圧手段（１９）と、減圧手段（１９）の冷媒流出側と圧縮機（１１）の吸入側との間に接続されて減圧手段（１９）から流出した低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、エジェクタ（１３）から流出した冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）と、圧縮機（１１）と放熱器（１２）とエジェクタ（１３）と第２蒸発器（１７）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒をエジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第３蒸発器（２０）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
第１蒸発器（１４）を第１冷却対象空間（Ｒ１）、第２、第３蒸発器（１７、２０）を第２冷却対象空間（Ｒ２）に配置しているとともに、第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、第１蒸発器（１４）に第１除霜手段、第２蒸発器（１７）に第２除霜手段を備えることを特徴としている。

これら請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、エジェクタ式サイクルに用いられる複数の第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）で異なる冷却対象空間（Ｒ１、Ｒ２）を冷却する場合において、それぞれの冷却対象空間（Ｒ１、Ｒ２）の蒸発器に除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）を確実かつ高効良く除霜することができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第２除霜手段の除霜能力は、第１除霜手段の除霜能力よりも高いことを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、第２、第３蒸発器（１７、２０）は第１蒸発器（１４）に比べて蒸発温度が低く、第１蒸発器（１４）温度（第１冷却対象空間（Ｒ１）温度）＞第２、第３蒸発器（１７、２０）温度（第２冷却対象空間（Ｒ２）温度）となっていることより、第２、第３蒸発器（１７、２０）では霜が溶けにくくなっている。

そこで本発明は、比較的低温の第２冷却対象空間（Ｒ２）に設置された第２、第３蒸発器（１７、２０）の第２除霜手段の能力を、比較的高温の第１冷却対象空間（Ｒ１）に設置された第１蒸発器（１４）の第１除霜手段の能力よりも高く設定して、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）を確実かつ高効良く除霜することができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１除霜手段として第１加熱手段（２１）を備えるとともに、第２除霜手段として第２加熱手段（２２）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第２除霜手段として加熱手段（２２）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第２除霜手段として加熱手段（２２）を備えることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１、第２除霜手段として、ともに圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第１ないし第３蒸発器（１４、１７、２０）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）へのホットガス流量は、第１蒸発器（１４）へのホットガス流量より多いことを特徴としている。

また、請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１、第２除霜手段として、ともに第１、第２加熱手段（２１、２２）を備えるとともに、第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）を加熱する第２加熱手段（２２）の加熱能力は、第１蒸発器（１４）を加熱する第１加熱手段（２１）の加熱能力よりも高いことを特徴としている。

これら請求項５〜請求項９に記載の発明によれば、除霜手段として、電気ヒータなどの加熱手段を用いた外部熱源式の除霜手段と、ホットガス供給路などを用いた内部熱源式の除霜手段とがあり、これらを組み合せて併用したり能力差を設定したりするいずれの組み合せにおいても、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することができる。

また、請求項１０に記載の発明では、請求項２または請求項４に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、放熱器（１２）下流側で第１蒸発器（１４）側とエジェクタ（１３）側とに分かれる分岐部分に、冷媒の分配比率可変手段（１８）を備えることを特徴としている。

この請求項１０に記載の発明によれば、第１蒸発器（１４）と第２、第３蒸発器（１７、２０）との冷却能力を、冷媒の分配比率によって調節できるうえ、各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）ともホットガス除霜を用いてホットガス供給路（２５）を設けない組み合せにおいては、ホットガスの分配比率によって除霜能力バランスも調節することができる。

また、請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）の温度を検出する温度検出手段（２３）を備えるとともに、温度検出手段（２３）で検出される温度が所定温度（Ｔ）以上となった場合に第１、第２除霜手段での除霜を終了することを特徴としている。

この請求項１１に記載の発明によれば、霜の融けにくい第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）の最も霜の融けにくい部位、例えば冷媒の最終熱交換部近傍などに設けた温度検出手段（２３）が所定温度（Ｔ）以上に達したことを検出するまで除霜を行うため、各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）に霜が残ることなく確実に除霜を行うことができ、霜の付着、堆積による冷却効率の低下を防止することができる。

また、請求項１２に記載の発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、エジェクタ（１３）から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、圧縮機（１１）と放熱器（１２）とエジェクタ（１３）と第１蒸発器（１４）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒をエジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
同じ冷却対象空間（Ｒ）内の同じ空気流れの上流側に第１蒸発器（１４）、下流側に第２蒸発器（１７）を配置しているとともに、
前記第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、前記第１蒸発器（１４）には第１除霜手段、前記第２蒸発器（１７）には第２除霜手段を備えることを特徴としている。

この請求項１２に記載の発明によれば、エジェクタ式サイクルに用いられる複数の第１、第２蒸発器（１４、１７）で同一の冷却対象空間（Ｒ）を冷却する場合においても、それぞれの蒸発器に除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら複数の第１、第２蒸発器（１４、１７）を確実に高効良く除霜することができる。

また、請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１除霜手段の除霜能力は、第２除霜手段の除霜能力よりも高いことを特徴としている。この請求項１３に記載の発明によれば、霜が付着し易い空気流れ上流側に設置された第１蒸発器（１４）の第１除霜手段の能力を、空気流れ下流側に設置された第２蒸発器（１７）の第２除霜手段の能力よりも高く設定して、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら複数の第１、第２蒸発器（１４、１７）を確実かつ高効良く除霜することができる。

また、請求項１４に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第２除霜手段として第２加熱手段（２２）を備えるとともに、第１除霜手段として第１加熱手段（２１）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴としている。

また、請求項１５に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第２除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第２蒸発器（１７）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第１除霜手段として加熱手段（２１）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴としている。

また、請求項１６に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第２除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第２蒸発器（１７）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第１除霜手段として加熱手段（２１）を備えることを特徴としている。

また、請求項１７に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１、第２除霜手段として、ともに圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを第１、第２蒸発器（１４、１７）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第１蒸発器（１４）へのホットガス流量は、第２蒸発器（１７）へのホットガス流量より多いことを特徴としている。

また、請求項１８に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１、第２除霜手段として、ともに第１、第２加熱手段（２１、２２）を備えるとともに、第１蒸発器（１４）を加熱する第１加熱手段（２１）の加熱能力は、第２蒸発器（１７）を加熱する第２加熱手段（２２）の加熱能力よりも高いことを特徴としている。

これら請求項１４から請求項１８に記載の発明によれば、除霜手段として、電気ヒータなどの加熱手段を用いた外部熱源式の除霜手段と、ホットガス供給路などを用いた内部熱源式の除霜手段とがあり、これらを組み合せて併用したり能力差を設定したりするいずれの組み合せにおいても、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することができる。

また、請求項１９に記載の発明では、請求項５〜８もしくは請求項１４〜１７のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、エジェクタ（１３）としてノズル開度を可変できる可変式エジェクタ（１３）を備えるとともに、分岐流路（１５）に、第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）へ供給する冷媒を減圧する減圧手段（１６）を備え、第１蒸発器（１４）ないし第３蒸発器（２０）のホットガス除霜を行う際、可変式エジェクタ（１３）のノズル開度を略全閉として圧縮機（１１）を駆動することにより、ホットガスが減圧手段（１６）から第２蒸発器（１７）もしくは第３蒸発器（２０）を通り、可変式エジェクタ（１３）を吸入側から流通して圧縮機（１１）へ向かって流れることを特徴としている。

この請求項１９に記載の発明によれば、流路切替手段（２４）やホットガス供給路（２５）を設けることなく、可変式エジェクタ（１３）のノズル開度によって各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）にホットガスを供給することができる。

また、請求項２０に記載の発明では、請求項５〜８もしくは請求項１４〜１７のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、圧縮機（１１）と放熱器（１２）との間に流路切替手段（２４）を備え、第１蒸発器（１４）ないし第３蒸発器（２０）のホットガス除霜を行う際、流路切替手段（２４）から第１蒸発器（１４）ないし第３蒸発器（２０）の上流側にホットガスを供給するホットガス供給路（２５）を備えることを特徴としている。

この請求項２０に記載の発明によれば、エジェクタ（１３）を可変式としなくとも、流路切替手段（２４）とホットガス供給路（２５）とを設けることにより各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）にホットガスを供給することができる。

また、請求項２１に記載の発明では、請求項１２ないし請求項２０のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、第１蒸発器（１４）の温度を検出する温度検出手段（２３）を備えるとともに、温度検出手段（２３）で検出される温度が所定温度（Ｔ）以上となった場合に第１、第２除霜手段での除霜を終了することを特徴としている。

この請求項２１に記載の発明によれば、霜が付き易い第１蒸発器（１４）の最も霜の融けにくい部位、例えば冷媒の最終熱交換部近傍などに設けた温度検出手段（２３）が所定温度（Ｔ）以上に達したことを検出するまで除霜を行うため、第１、第２蒸発器（１４、１７）に霜が残ることなく確実に除霜を行うことができ、霜の付着、堆積による冷却効率の低下を防止することができる。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一例である。

後述する実施例は、本発明を適用したエジェクタ式の冷凍サイクルを、車両用の空調冷蔵装置や冷蔵冷凍装置に適用した例であり、下記の表１にはそれぞれの使用例における後述の各蒸発器や各冷却対象空間の使用温度帯を示している。

具体的に、使用例１としての空調冷蔵装置では、後述の第１蒸発器１４を空調用として車室などの冷却対象空間Ｒ１を１０〜３０℃程度に冷却するとともに、後述の第２蒸発器１７を冷蔵用として車載冷蔵庫などの冷却対象空間Ｒ２を０〜５℃程度に冷却する。また、使用例２としての冷蔵冷凍装置では、後述の第１蒸発器１４を冷蔵用として車載冷蔵室などの冷却対象空間Ｒ１を０〜５℃程度に冷却するとともに、後述の第２蒸発器１７を冷凍用として車載冷凍庫などの冷却対象空間Ｒ２を−１０〜−３０℃程度に冷却する。

そして、これらの第１、第２蒸発器１４、１７には、発生した霜を融解させるために後述の第１、第２除霜手段をそれぞれに備えている。本実施例では、この除霜手段として電気ヒータなどの加熱手段と、後述の圧縮機１１から吐出されるホットガスを各蒸発器に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを備えている。

下記の表２は、第１蒸発器用除霜手段と第２蒸発器用除霜手段とに上記したヒータとホットガスとの組み合せ例と、それを示す実施例とを対応させたものである。

また、下記の表３は、エジェクタ式サイクルに用いられる複数の第１、第２蒸発器１４、１７で同一の冷却対象空間Ｒを冷却する場合において、霜が付着し易い空気流れ上流側に設置された第１蒸発器１４の第１除霜手段の能力を、空気流れ下流側に設置された第２蒸発器１７の第２除霜手段の能力より高く設定したものにおいて、第１蒸発器用除霜手段と第２蒸発器用除霜手段とに上記したヒータとホットガスとの組み合せ例と、それを示す実施例とを対応させたものである。

以降、表２、表３に示す実施例順に従って実施例１〜１０を説明する。

（実施例１−１Ａ）
以下、本発明の実施例１−１Ａについて添付した図１ないし図３を用いて詳細に説明する。図１は、（ａ）本発明の実施例１−１Ａにおけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。エジェクタ式サイクルには、冷媒が循環する冷媒循環流路が備えられており、冷媒循環流路には冷媒を吸入、圧縮する圧縮機１１が配置されている。

本実施形態では、この圧縮機１１を図示しない車両走行用エンジンにより、ベルトなどを介して回転駆動するようになっている。この圧縮機１１の冷媒流れ下流側には、放熱器１２が配置されている。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って送風される外気（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ものである。

放熱器１２よりもさらに冷媒流れ下流側部位には、エジェクタ１３が配置されている。図２は、可変式エジェクタ１３の概要構造を示す縦断面図である。このエジェクタ１３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。

図２に示すように、エジェクタ１３には、放熱器１２から流入する高圧液冷媒を絞り込む通路面積の小さいノズル部１３ａと、ノズル部１３ａ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１７からの気相冷媒を吸引する吸引部１３ｂが備えられている。また、本実施形態のエジェクタ１３は、ノズル開度を可変できる可変式エジェクタであり、ノズル部１３ａ内には、その噴出口の開度を制御するためのニードル弁１３０ａが噴出口と同軸上に配置されており、アクチュエータ１３０ｂにより、その軸方向に移動可能なように配置されている。

ニードル弁１８ａとアクチュエータ１８ｂとは、後述する制御装置（以下ＥＣＵと称す）３０からの出力で作動する可変ノズル機構１３０を構成しており、エジェクタ１３の駆動流の絞り手段および冷媒流量調節手段となっている。なお、この可変絞り機構は、電子膨張弁などを用いた構成であっても良い。

さらに、ノズル部１３ａの下流側には、吸引部１３ｂから流入した冷媒とノズル部１３ａより噴出した冷媒とを混合する混合部１３ｃと、冷媒を昇圧させるディフューザ部（昇圧部）１３ｄとが配置されている。このディフューザ部１３ｄ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１３は、ノズル部１３ａの大径側に連通する第１接続部と、ノズル部１３ａからの噴流の下流側に位置し、エジェクタ１３のディフーザ部１３ｄに連通する第２接続部と、ノズル部１３ａの小径側の周囲に形成された吸引空間に連通する第３接続部とを有する。エジェクタ１３のディフューザ部１３ｄから流出した冷媒は、第１室外熱交換器１４に流入する。

第１蒸発器１４は、例えば、冷蔵庫Ｒ１内の図示しない冷却ユニットの通風路内に設置され、冷蔵庫Ｒ１内の冷却作用を果たす。より具体的には、冷却ユニットの図示しない電動送風機により冷蔵庫Ｒ１内空気が第１蒸発器１４に送風され、エジェクタ１３にて減圧後の低圧冷媒が第１蒸発器１４において冷蔵庫Ｒ１内空気から吸熱して蒸発することにより冷蔵庫Ｒ１内空気が冷却されて冷却能力を発揮する。

第１蒸発器１４で蒸発した気相冷媒は圧縮機１１に吸入され、再び冷媒循環流路を循環する。また、本実施形態のエジェクタ式サイクルには、冷媒循環流路の放熱器１２とエジェクタ１３との間の部位で分岐し、エジェクタ１３の吸引部１３ｂで冷媒循環流路に合流する分岐流路１５が形成されている。

この分岐流路１５には、冷媒の減圧を行うとともに、その絞り開度を可変することのできる可変式膨張弁（減圧手段、以下膨張弁と略す）１６を配置している。なお、この減圧手段は、キャピラリーチューブやオリフィスなどを含む固定の絞り機構であっても良い。膨張弁１６の冷媒流れ下流側部位には第２蒸発器１７が配置されている。この第２蒸発器１７は、図示しない冷凍庫Ｒ２内の図示しない冷却ユニットの通風路内に配置され、冷凍庫Ｒ２内の冷却作用を果たす。

より具体的には、冷却ユニットの図示しない電動送風機により冷凍庫Ｒ２内空気が第２蒸発器１７に送風され、膨張弁１６にて減圧後の低圧冷媒が第２蒸発器１７において冷凍庫Ｒ２内空気から吸熱して蒸発することにより冷凍庫Ｒ２内空気が冷却されて冷却能力を発揮する。なお、本実施形態での圧縮機１１や電動送風機などは、ＥＣＵ３０からの制御信号によって電気的に制御されるようになっている。

次に、本発明に係る構成を説明する。図示しない各冷却ユニットの通風路内において、第１、第２蒸発器１４、１７それぞれの風上側には、第１、第２蒸発器１４、１７に付着した霜を取り除くために第１、第２蒸発器１４、１７を加熱する第１、第２電気ヒータ（第１、第２除霜手段）２１、２２が設けられている。図３は、（ａ）、（ｂ）とも電気ヒータ２１の設置例を示す模式図である。電気ヒータ２１は、図３（ａ）に示すような接触型のパイプヒータ２１Ａや、（ｂ）に示すような非接触型のガラス管ヒータ２１Ｂなどで有っても良い。

また、蒸発温度が低くて霜が付着し易いうえ昇温しにくい第２蒸発器１７に、温度を検出するサーミスタなどの温度センサー（温度検出手段）２３を取り付けている。この温度センサー２３は、第２蒸発器１７の中でも最も昇温しにくい場所に取り付けるのが好ましい。

そして、温度センサー２３の検出信号はＥＣＵ３０に入力されるとともに、第１、第２蒸発器１４、１７に付着、堆積した霜を溶かして取り除く除霜制御時には第１、第２電気ヒータ２１、２２がＥＣＵ３０からの出力信号によって通電制御される。また、本実施例では、除霜制御時に温度の低い第２蒸発器１７には第２電気ヒータ２２に加えて、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第２蒸発器１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とが併用されるようになっている。

より具体的には、第２蒸発器１７のホットガス除霜を行う際は、図１（ｂ）のタイムチャートに示すように、エジェクタ１３のノズル開度を略全閉とし、膨張弁１６の絞り開度を略全開として圧縮機１１を駆動することにより、ホットガスが膨張弁１６から第２蒸発器１７を通り、エジェクタ１３を吸入側から流通して圧縮機１１へ向かう流れとなる。その結果、より低温となる冷凍庫Ｒ２に設置された第２蒸発器１７の第２除霜手段の除霜能力は、冷蔵庫Ｒ１に設置された第１蒸発器１４の第１除霜手段の除霜能力よりも高くなっている。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。圧縮機１１を車両走行用エンジンによって駆動すると、圧縮機１１で圧縮されて高温高圧状態となった冷媒は矢印方向に吐出され、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から流出した液相冷媒は、冷媒循環流路を流れる流れと、分岐流路１５を流れる流れとに分流する。

冷媒循環流路を流れる冷媒流れはエジェクタ１３に流入し、ノズル部１３ａで減圧され膨張する。従って、ノズル部１３ａ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１３ａ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、吸引部１３ｂから第２蒸発器１７にて蒸発した気相冷媒を吸引する。

ノズル部１３ａから噴出した冷媒と吸引部１３ｂから吸引された冷媒は、ノズル部１３ａの下流側で混合してディフューザ部１３ｄに流入する。このディフューザ部１３ｄ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１３のディフューザ部１３ｄから流出した冷媒は、第１蒸発器１４に流入する。

第１蒸発器１４では、冷媒が図示しない電動送風機によって送風される冷蔵庫Ｒ１内の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１１に吸入され、圧縮されて再び冷媒循環流路を流れる。一方、分岐流路１５を流れる冷媒は、膨張弁１６で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒は第２蒸発器１７で図示しない電動送風機によって送風される冷凍庫Ｒ２内の空気から吸熱して蒸発する。これにより、第２蒸発器１７が冷凍庫Ｒ２内の冷却作用を発揮し、第２蒸発器１７から流出した気相冷媒はエジェクタ１３の吸引部１３ｂへ吸引される。

次に、除霜運転について説明する。図１の（ｂ）は、（ａ）のエジェクタ式サイクルにおける除霜制御を示すタイムチャートである。第２蒸発器１７に設けた温度センサー２３で検出する第２蒸発器１７の温度が所定温度Ｔ１を下回ったときに除霜運転（制御）を開始する。なお、この除霜運転の開始は、圧縮機（コンプレッサー）１１の運転積算時間が所定時間に達したら開始するようにしても良いし、その運転積算時間は、外気温度区分に対応させて可変させても良い。

第１、第２蒸発器１４、１７に付着、堆積した霜を取り除くため、第１、第２電気ヒータ２１、２２をＯＮにして第１、第２蒸発器１４、１７を加熱する。これと並行して、圧縮機１１は運転したまま、エジェクタ１３のノズル開度を略全閉として膨張弁１６の絞り開度を略全開として圧縮機１１を駆動することにより、圧縮機１１から吐出されたホットガスが膨張弁１６を通って第２蒸発器１７に供給されてホットガス除霜を行った後、エジェクタ１３を吸入側から流通して圧縮機１１へもどる流れとなる。

そして、第２蒸発器１７に取り付けた温度センサー２３の検出値が所定値Ｔ（タイムチャート中のＴ２）に達したら、第１、第２電気ヒータ２１、２２への通電をＯＦＦするとともにエジェクタ１３のノズル開度と膨張弁１６の絞り開度とを通常制御状態に戻して冷凍運転を再開するものである。このときの所定値Ｔは、圧縮機１１の運転積算時間と同様に、外気温度区分に応じて可変させても良い。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器１２と、放熱器１２下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ１３と、エジェクタ１３から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発器１４と、圧縮機１１と放熱器１２とエジェクタ１３と第１蒸発器１４とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒をエジェクタ１３に導き吸引させる分岐流路１５と、分岐流路１５に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器１７とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
第１蒸発器１４を第１冷却対象空間Ｒ１、第２蒸発器１７を第２冷却対象空間Ｒ２に配置しているとともに、第１、第２蒸発器１４、１７のそれぞれに付着した霜を取り除くため、第１蒸発器１４に第１除霜手段、第２蒸発器１７に第２除霜手段を備えている。

これによれば、エジェクタ式サイクルに用いられる複数の第１、第２蒸発器１４、１７で異なる冷却対象空間Ｒ１、Ｒ２を冷却する場合において、それぞれの冷却対象空間Ｒ１、Ｒ２の蒸発器に除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各第１〜第３蒸発器（１４、１７、２０）を確実かつ高効良く除霜することができる。

また、第２除霜手段の除霜能力は、第１除霜手段の除霜能力よりも高くしている。これによれば、第２蒸発器１７は第１蒸発器１４に比べて蒸発温度が低く、第１蒸発器１４温度（第１冷却対象空間Ｒ１温度）＞第２蒸発器１７温度（第２冷却対象空間Ｒ２温度）となっていることより、第２蒸発器１７では霜が溶けにくくなっている。

そこで本実施形態は、比較的低温の第２冷却対象空間Ｒ２に設置された第２蒸発器１７の第２除霜手段の能力を、比較的高温の第１冷却対象空間Ｒ１に設置された第１蒸発器１４の第１除霜手段の能力よりも高く設定して、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら各第１、第２蒸発器１４、１７を確実かつ高効良く除霜することができる。

また、第１除霜手段として第１電気ヒータ２１を備えるとともに、第２除霜手段として第２電気ヒータ２２と、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第２蒸発器１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えている。これによれば、除霜手段として、電気ヒータなどの加熱手段を用いた外部熱源式の除霜手段と、ホットガス供給路などを用いた内部熱源式の除霜手段とがあり、これらを組み合せて併用したり能力差を設定したりするいずれの組み合せにおいても、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することができる。

また、第２蒸発器１７の温度を検出する温度センサー２３を備えるとともに、温度センサー２３で検出される温度が所定温度Ｔ以上となった場合に第１、第２除霜手段での除霜を終了するようにしている。これによれば、霜の融けにくい第２蒸発器１７の最も霜の融けにくい部位、例えば冷媒の最終熱交換部近傍などに設けた温度センサー２３が所定温度Ｔ以上に達したことを検出するまで除霜を行うため、第１、第２蒸発器１４、１７に霜が残ることなく確実に除霜を行うことができ、霜の付着、堆積による冷却効率の低下を防止することができる。

また、エジェクタ１３としてノズル開度を可変できる可変式エジェクタ１３を備えるとともに、分岐流路１５に、第２蒸発器１７へ供給する冷媒を減圧し、その絞り開度を可変できる可変式膨張弁１６を設け、第２蒸発器１７のホットガス除霜を行う際、可変式エジェクタ１３のノズル開度を略全閉として可変式膨張弁１６の絞り開度を略全開として圧縮機１１を駆動することにより、ホットガスが可変式膨張弁１６から第２蒸発器１７を通り、可変式エジェクタ１３を吸入側から流通して圧縮機１１へ向かう流れとなる。

これによれば、後述する三方弁２４やホットガス供給路２５を設けることなく、可変式エジェクタ１３のノズル開度と膨張弁１６の絞り開度の操作によって第２蒸発器１７にホットガスを供給することができる。

（実施例１−１Ｂ）
図４は、（ａ）本発明の実施例１−１Ｂにおけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。上述した実施例１−１Ａとは、サイクル構成が若干異なり、放熱器１２の下流側でエジェクタ１３と並列させて減圧手段としての膨張弁１９と、この膨張弁１９で減圧された冷媒を蒸発させる第１蒸発器１４とを設け、この第１蒸発器１４で蒸発した冷媒を圧縮機１１に吸引させるようになっている。

なお、エジェクタ１３側は実施例１−１Ａと同様の構成であり、第２蒸発器１７からの冷媒を吸引して圧縮機１１へ供給するが、そのエジェクタ１３の下流側には熱交換器を構成していない。そして、放熱器１２下流側で第１蒸発器１４側とエジェクタ１３側とに分かれる分岐部分に、冷媒の分配比率可変手段としての可変三方弁１８を設けている。これは、第１蒸発器１４側とエジェクタ１３側、つまり第２蒸発器１７側とに流れる冷媒の分配比率を可変、調節するものである。

このサイクル構成において、第１蒸発器１４は冷蔵庫Ｒ１内に配置され、第２蒸発器１７は冷凍庫Ｒ２内に配置されている。そして、それらの除霜手段も実施例１−１Ａと同様で、第１蒸発器１４には第１電気ヒータ２１、第２蒸発器１７には第２電気ヒータ２２とホットガス除霜とが施されるため、第１蒸発器１４の除霜能力＜第２蒸発器１７の除霜能力となっている。除霜運転時の作動として実施例１−１Ａと異なる点は、図４（ｂ）に示すように、ホットガスを第２蒸発器１７側へ流すために、通常は両側開となっている可変三方弁１８をエジェクタ１３側（サイクル模式図で示すＢ側）に全開とする点だけである。

上述した実施例１−１Ａと異なる本実施形態での特徴をまとめると、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器１２と、放熱器１２下流側の冷媒を減圧する膨張弁１９と、膨張弁１９の冷媒流出側と圧縮機１１の吸入側との間に接続されて膨張弁１９から流出した低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発器１４と、放熱器１２下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ１３と、圧縮機１１と放熱器１２とエジェクタ１３とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒を前記エジェクタ１３に導き吸引させる分岐流路１５と、分岐流路１５に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器１７とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
第１蒸発器１４を第１冷却対象空間Ｒ１、第２蒸発器１７を第２冷却対象空間Ｒ２に配置し、第１、第２蒸発器１４、１７のそれぞれに、付着した霜を取り除くための第１、第２除霜手段を設けるとともに、第２蒸発器１７の第２除霜手段の除霜能力を、第１蒸発器１４の第１除霜手段の除霜能力よりも高くしている。

これにより、実施例１−１Ａと同様の効果を得ることができる。また、放熱器１２下流側で第１蒸発器１４側とエジェクタ１３側とに分かれる分岐部分に、冷媒の分配比率可変手段としての可変三方弁１８を設けている。これによれば、第１蒸発器１４と第２蒸発器１７との冷却能力を、冷媒の分配比率によって調節できるうえ、第１、第２蒸発器１４、１７ともホットガス除霜を用いて後述するホットガス供給路２５を設けない組み合せにおいては、ホットガスの分配比率によって除霜能力バランスも調節することができる。

（実施例１−１Ｃ）
図５は、（ａ）本発明の実施例１−１Ｃにおけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。上述した実施例１−１Ｂとサイクル構成で異なる点は、エジェクタ１３の下流側に第２蒸発器１７を構成した点である。よって、エジェクタ１３の吸引流に配置される蒸発器を第３蒸発器２０としている。

このサイクル構成において、第１蒸発器１４は冷蔵庫Ｒ１内に配置され、第２、第３蒸発器１７、２０は冷凍庫Ｒ２内に配置されている。また、温度センサー２３も本実施例の場合は第３蒸発器２０に配置されている。そして、これらの除霜手段も実施例１−１Ａや実施例１−１Ｂと同様で、第１蒸発器１４には第１電気ヒータ２１、第２、第３蒸発器１７、２０には第２電気ヒータ２２（本実施例では蒸発器間に構成している）とホットガス除霜とが施されるため、第１蒸発器１４の除霜能力＜第２蒸発器１７の除霜能力となっている。また、除霜運転時の作動と、前述の実施例１−１Ｂと同じである。

上述した実施例１−１Ａ、実施例１−１Ｂと異なる本実施形態での特徴は、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器１２と、放熱器１２下流側の冷媒を減圧する膨張弁１９と、膨張弁１９の冷媒流出側と圧縮機１１の吸入側との間に接続されて膨張弁１９から流出した低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発器１４と、放熱器１２下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ１３と、エジェクタ１３から流出した冷媒を蒸発させる第２蒸発器１７と、圧縮機１１と放熱器１２とエジェクタ１３と第２蒸発器１７とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒をエジェクタ１３に導き吸引させる分岐流路１５と、分岐流路１５に配置されて冷媒を蒸発させる第３蒸発器２０とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
第１蒸発器１４を第１冷却対象空間Ｒ１、第２、第３蒸発器１７、２０を第２冷却対象空間Ｒ２に配置し、第１蒸発器１４および第２、第３蒸発器１７、２０のそれぞれに、付着した霜を取り除くための第１、第２除霜手段を設けるとともに、第２、第３蒸発器１７、２０の第２除霜手段の除霜能力を、第１蒸発器１４の第１除霜手段の除霜能力よりも高くしている。これにより、実施例１−１Ａ、実施例１−１Ｂと同様の効果を得ることができる。

（実施例１−２）
図６は、（ａ）本発明の実施例１−２におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。なお、以降の実施例は実施例１−１Ａと同じサイクル構成を基本としてバリエーションを説明する。上述の実施例１−１Ｂ、実施例１−１Ｃで示したサイクル構成においても同様のバリエーションが構成可能であるが、それぞれのサイクル構成での例示は省略する。

前述した実施例１−１Ａと異なる本実施形態での特徴として、圧縮機１１と放熱器１２との間に流路切替手段としての三方弁２４と、第２蒸発器１７のホットガス除霜を行う際、三方弁２４から第２蒸発器１７の上流側にホットガスを供給するホットガス供給路２５を設けている。

よって除霜時に、実施例１−１Ａではエジェクタ１３のノズル開度と膨張弁１６の絞り開度の操作を行っていたが、本実施例では図６（ｂ）に示すように、ホットガスを第２蒸発器１７側へ流すために、三方弁２４を第２蒸発器１７上流側（サイクル模式図で示すＢ側）に切り替える点が異なる。

これによれば、エジェクタ１３や膨張弁１６を可変式としなくとも、三方弁２４とホットガス供給路２５とを設けることにより各蒸発器１４、１７、２０にホットガスを供給することができる。よって、以降の実施例においてもホットガス除霜を用いる場合に三方弁２４とホットガス供給路２５とを設けて構成することは可能であるが、以降の実施例それぞれでの例示は省略する。

（実施例２）
図７は、（ａ）本発明の実施例２におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。前述した各実施例１と異なる本実施形態での特徴は、第１除霜手段として、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第１蒸発器１４に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第２除霜手段として第２電気ヒータ２２と、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第２蒸発器１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併用している。

除霜時の作動として、図７（ｂ）に示すように、第２電気ヒータ２２をＯＮさせるとともに、エジェクタ１３と膨張弁１６とを全開として圧縮機１１を駆動させることにより、第１、第２蒸発器１４、１７の両方にホットガスを流すようになっている。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例３）
図８は、（ａ）本発明の実施例３におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。前述した各実施例と異なる本実施形態での特徴は、第１除霜手段として、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第１蒸発器１４に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第２除霜手段として第２電気ヒータ２２を備えている。

除霜時の作動として、図８（ｂ）に示すように、第２電気ヒータ２２をＯＮさせるとともに、エジェクタ１３を全開とし、膨張弁１６を全閉として圧縮機１１を駆動させることにより、第１蒸発器１４にホットガスを流すようになっている。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例４）
図９は、（ａ）本発明の実施例４におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。前述した各実施例と異なる本実施形態での特徴は、第１、第２除霜手段として、ともに圧縮機１１から吐出されるホットガスを第１、第２蒸発器１４、１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第２蒸発器１７へのホットガス流量を、第１蒸発器１４へのホットガス流量より多くしている。そのため、図９（ｂ）に示すように、第２蒸発器１７側の膨張弁１６は全開だが、第１蒸発器１４側のエジェクタ１３のノズル開度は若干全開よりもひかえている。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例５）
図１０は、（ａ）本発明の実施例５におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。前述した各実施例と異なる本実施形態での特徴は、第１、第２除霜手段として、ともに第１、第２電気ヒータ２１、２２を備えるとともに、第２蒸発器１７を加熱する第２電気ヒータ２２の加熱能力を、第１蒸発器１４を加熱する第１電気ヒータ２１の加熱能力よりも高くしている。なお、除霜運転の間、圧縮機１１は停止させている。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例６）
図１１は、（ａ）本発明の実施例６におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。前述した実施例１〜５は、複数の第１〜第３蒸発器１４、１７、２０で異なる第１、第２冷却対象空間Ｒ１、Ｒ２を冷却する場合について述べたが、これから説明する実施例６〜１０は、複数の第１、第２蒸発器１４、１７で同じ冷却対象空間Ｒを冷却する場合について述べる。なお図示しないが、実施例１−１Ｃのように第３蒸発器２０を持ったサイクル構成を用いても良い。

除霜時の作動としては、第１、第２電気ヒータ２１、２２をＯＮさせるとともに、エジェクタ１３は全開とし、膨張弁１６は全閉として圧縮機１１を駆動させている。これにより、圧縮機１１からのホットガスは第１蒸発器１４に供給されることとなる。

前述した実施例１〜５と異なる本実施形態での特徴として、まず、同じ冷却対象空間Ｒ内の同じ空気流れの上流側に第１蒸発器１４、下流側に第２蒸発器１７を配置しているとともに、第１、第２蒸発器１４、１７のそれぞれに付着した霜を取り除くため、第１蒸発器１４には第１除霜手段、第２蒸発器１７には第２除霜手段を備えている。

これによれば、エジェクタ式サイクルに用いられる複数の第１、第２蒸発器１４、１７で同一の冷却対象空間Ｒを冷却する場合においても、それぞれの蒸発器に除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら複数の第１、第２蒸発器１４、１７を確実に高効良く除霜することができる。

また、第１除霜手段の除霜能力は、第２除霜手段の除霜能力よりも高くしている。これによれば、霜が付着し易い空気流れ上流側に設置された第１蒸発器１４の第１除霜手段の能力を、空気流れ下流側に設置された第２蒸発器１７の第２除霜手段の能力よりも高く設定して、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することにより、除霜に掛かる無駄な消費電力を抑えながら複数の第１、第２蒸発器１４、１７を確実かつ高効良く除霜することができる。

また、第２除霜手段として第２電気ヒータ２２を備えるとともに、第１除霜手段として第１電気ヒータ２１と、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第１蒸発器１４に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併用している。

これによれば、除霜手段として、電気ヒータなどの加熱手段を用いた外部熱源式の除霜手段と、ホットガス供給路などを用いた内部熱源式の除霜手段とがあり、これらを組み合せて併用したり能力差を設定したりするいずれの組み合せにおいても、それぞれの蒸発器の使用環境に適した、異なる能力の除霜手段を設置することができる。

また、第１蒸発器１４の温度を検出する温度センサー２３を設けるとともに、温度センサー２３で検出される温度が所定温度Ｔ以上となった場合に第１、第２除霜手段での除霜を終了するようにしている。

これによれば、霜が付き易い第１蒸発器１４の最も霜の融けにくい部位、例えば冷媒の最終熱交換部近傍などに設けた温度センサー２３が所定温度Ｔ（タイムチャート中のＴ２）以上に達したことを検出するまで除霜を行うため、第１、第２蒸発器１４、１７に霜が残ることなく確実に除霜を行うことができ、霜の付着、堆積による冷却効率の低下を防止することができる。

（実施例７）
図１２は、（ａ）本発明の実施例７におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。上述した実施例６と異なる本実施形態での特徴は、第２除霜手段として、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第２蒸発器１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第１除霜手段として第１電気ヒータ２１と、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第１蒸発器１４に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併用している。

よって除霜時の作動は、第１電気ヒータ２１をＯＮさせるとともに、エジェクタ１３と膨張弁１６はともに全閉として圧縮機１１を駆動させている。これにより、圧縮機１１からのホットガスは第１、第２蒸発器１４、１７の両方に供給されることとなる。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例８）
図１３は、（ａ）本発明の実施例８におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。上述した各実施例と異なる本実施形態での特徴は、第２除霜手段として、圧縮機１１から吐出されるホットガスを第２蒸発器１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第１除霜手段として第１電気ヒータ２１を備えている。

なお、本実施例では、ホットガスを第２蒸発器１７に流して第１蒸発器１４には流さないために第２蒸発器１７の直後から冷媒を圧縮機１１へと流す第２分岐流路２７を設けて第２三方弁２６で切り替えるようにしている。よって除霜時の作動は、第１電気ヒータ２１をＯＮさせるとともに、エジェクタ１３は全閉とし、膨張弁１６は全閉として圧縮機１１を駆動させ、第２三方弁２６は圧縮機１１側（サイクル模式図で示すＢ側）へ切り替えている。これにより、圧縮機１１からのホットガスは第２蒸発器１７だけに供給されることとなる。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例９）
図１４は、（ａ）本発明の実施例９におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。上述した各実施例と異なる本実施形態での特徴は、第１、第２除霜手段として、ともに圧縮機１１から吐出されるホットガスを第１、第２蒸発器１４、１７に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、第１蒸発器１４へのホットガス流量を、第２蒸発器１７へのホットガス流量より多くしている。そのため、図１４（ｂ）に示すように、第１蒸発器１４側のエジェクタ１３のノズル開度は全開だが、第２蒸発器１７側の膨張弁１６は若干全開よりもひかえている。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（実施例１０）
図１５は、（ａ）本発明の実施例１０におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。前述した各実施例と異なる本実施形態での特徴は、第１、第２除霜手段として、ともに第１、第２電気ヒータ２１、２２を備えるとともに、第１蒸発器１４を加熱する第１電気ヒータ２１の加熱能力を、第２蒸発器１７を加熱する第２電気ヒータ２２の加熱能力よりも高くしている。なお、除霜運転の間、圧縮機１１は停止させている。これによっても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
上述の実施例では、本発明のエジェクタ式サイクルを車載用の冷蔵冷凍装置に適用した例で説明したが、本発明のエジェクタ式サイクルは、給湯器用のヒートポンプサイクルなどの蒸気圧縮式サイクルに適用しても良い。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、冷媒としてはフロン系冷媒、炭化水素系冷媒、二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒のいずれか１つを使用した超臨界サイクルおよび亜臨界サイクルのいずれであっても良い。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、ハイドロ、クロロ、フルオロ、カーボン（ＨＣＦＣ）系冷媒、ハイドロ、フルオロ、カーボン（ＨＦＣ）系冷媒などが含まれており、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、炭化水素（ＨＣ）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。この炭化水素系冷媒には、イソブタンを用いたＲ６００ａやプロパンを用いたＲ２９０などがある。

圧縮機１１は可変容量型であっても良いし、固定容量型圧縮機１１を用い、この固定容量型圧縮機１１の作動を電磁クラッチによりオンオフ制御し、圧縮機１１のオンオフ作動の比率を制御して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御するようにしても良い。また、圧縮機１１として電動圧縮機を用いる場合は、電動圧縮機１１の回転数制御により冷媒吐出能力を制御しても良い。

（ａ）本発明の実施例１−１Ａにおけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 可変式エジェクタ１３の概要構造を示す縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）とも電気ヒータ２１の設置例を示す模式図である。 （ａ）本発明の実施例１−１Ｂにおけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例１−１Ｃにおけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例１−２におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例２におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例３におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例４におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例５におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例６におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例７におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例８におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例９におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。 （ａ）本発明の実施例１０におけるエジェクタ式サイクルの模式図と、（ｂ）その除霜制御のタイムチャートである。

符号の説明

１１…圧縮機
１２…放熱器
１３…エジェクタ、可変式エジェクタ
１４…第１蒸発器
１５…分岐流路
１６…可変式膨張弁（可変式減圧手段）
１７…第２蒸発器
１８…可変三方弁（分配比率可変手段）
１９…第１膨張弁（減圧手段）
２０…第３蒸発器
２１…第１電気ヒータ（第１加熱手段）
２２…第２電気ヒータ（第２加熱手段）
２３…温度センサー（温度検出手段）
２４…三方弁（流路切替手段）
２５…ホットガス供給路
Ｒ…同じ冷却対象空間
Ｒ１…第１冷却対象空間
Ｒ２…第２冷却対象空間
Ｔ…所定温度

Claims (21)

1. 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、
   前記エジェクタ（１３）から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、
   前記圧縮機（１１）と前記放熱器（１２）と前記エジェクタ（１３）と前記第１蒸発器（１４）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒を前記エジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、
   前記分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
   前記第１蒸発器（１４）を第１冷却対象空間（Ｒ１）、前記第２蒸発器（１７）を第２冷却対象空間（Ｒ２）に配置しているとともに、
   前記第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、前記第１蒸発器（１４）に第１除霜手段、前記第２蒸発器（１７）に第２除霜手段を備えることを特徴とするエジェクタ式サイクル。
2. 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧する減圧手段（１９）と、
   前記減圧手段（１９）の冷媒流出側と前記圧縮機（１１）の吸入側との間に接続されて前記減圧手段（１９）から流出した低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、
   前記放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、
   前記圧縮機（１１）と前記放熱器（１２）と前記エジェクタ（１３）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒を前記エジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、
   前記分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
   前記第１蒸発器（１４）を第１冷却対象空間（Ｒ１）、前記第２蒸発器（１７）を第２冷却対象空間（Ｒ２）に配置しているとともに、
   前記第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、前記第１蒸発器（１４）に第１除霜手段、前記第２蒸発器（１７）に第２除霜手段を備えることを特徴とするエジェクタ式サイクル。
3. 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧する減圧手段（１９）と、
   前記減圧手段（１９）の冷媒流出側と前記圧縮機（１１）の吸入側との間に接続されて前記減圧手段（１９）から流出した低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、
   前記放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、
   前記エジェクタ（１３）から流出した冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）と、
   前記圧縮機（１１）と前記放熱器（１２）と前記エジェクタ（１３）と前記第２蒸発器（１７）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒を前記エジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、
   前記分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第３蒸発器（２０）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
   前記第１蒸発器（１４）を第１冷却対象空間（Ｒ１）、前記第２、第３蒸発器（１７、２０）を第２冷却対象空間（Ｒ２）に配置しているとともに、
   前記第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、前記第１蒸発器（１４）に第１除霜手段、前記第２蒸発器（１７）に第２除霜手段を備えることを特徴とするエジェクタ式サイクル。
4. 前記第２除霜手段の除霜能力は、前記第１除霜手段の除霜能力よりも高いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
5. 前記第１除霜手段として第１加熱手段（２１）を備えるとともに、
   前記第２除霜手段として第２加熱手段（２２）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
6. 前記第１除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、
   前記第２除霜手段として加熱手段（２２）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
7. 前記第１除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、
   前記第２除霜手段として加熱手段（２２）を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
8. 前記第１、第２除霜手段として、ともに圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第１ないし第３蒸発器（１４、１７、２０）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、
   前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）へのホットガス流量は、前記第１蒸発器（１４）へのホットガス流量より多いことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
9. 前記第１、第２除霜手段として、ともに第１、第２加熱手段（２１、２２）を備えるとともに、
   前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）を加熱する前記第２加熱手段（２２）の加熱能力は、前記第１蒸発器（１４）を加熱する前記第１加熱手段（２１）の加熱能力よりも高いことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
10. 前記放熱器（１２）下流側で前記第１蒸発器（１４）側と前記エジェクタ（１３）側とに分かれる分岐部分に、冷媒の分配比率可変手段（１８）を備えることを特徴とする請求項２または請求項４に記載のエジェクタ式サイクル。
11. 前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）の温度を検出する温度検出手段（２３）を備えるとともに、
    前記温度検出手段（２３）で検出される温度が所定温度（Ｔ）以上となった場合に前記第１、第２除霜手段での除霜を終了することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
12. 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１１）と、
    前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１２）と、
    前記放熱器（１２）下流側の冷媒を減圧膨張させるとともに、冷媒を吸引するエジェクタ（１３）と、
    前記エジェクタ（１３）から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１４）と、
    前記圧縮機（１１）と前記放熱器（１２）と前記エジェクタ（１３）と前記第１蒸発器（１４）とを含む環状の冷媒流路から分岐して設けられ、冷媒を前記エジェクタ（１３）に導き吸引させる分岐流路（１５）と、
    前記分岐流路（１５）に配置されて冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１７）とを備えるエジェクタ式サイクルにおいて、
    同じ冷却対象空間（Ｒ）内の同じ空気流れの上流側に前記第１蒸発器（１４）、下流側に前記第２蒸発器（１７）を配置しているとともに、
    前記第１、第２蒸発器（１４、１７）のそれぞれに付着した霜を取り除くため、前記第１蒸発器（１４）には第１除霜手段、前記第２蒸発器（１７）には第２除霜手段を備えることを特徴とするエジェクタ式サイクル。
13. 前記第１除霜手段の除霜能力は、前記第２除霜手段の除霜能力よりも高いことを特徴とする請求項１２に記載のエジェクタ式サイクル。
14. 前記第２除霜手段として第２加熱手段（２２）を備えるとともに、
    前記第１除霜手段として第１加熱手段（２１）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクル。
15. 前記第２除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第２蒸発器（１７）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、
    前記第１除霜手段として加熱手段（２１）と、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第１蒸発器（１４）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段とを併せて備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクル。
16. 前記第２除霜手段として、圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第２蒸発器（１７）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、
    前記第１除霜手段として加熱手段（２１）を備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクル。
17. 前記第１、第２除霜手段として、ともに圧縮機（１１）から吐出されるホットガスを前記第１、第２蒸発器（１４、１７）に流して付着した霜を融解するホットガス除霜手段を備えるとともに、
    前記第１蒸発器（１４）へのホットガス流量は、前記第２蒸発器（１７）へのホットガス流量より多いことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクル。
18. 前記第１、第２除霜手段として、ともに第１、第２加熱手段（２１、２２）を備えるとともに、
    前記第１蒸発器（１４）を加熱する前記第１加熱手段（２１）の加熱能力は、前記第２蒸発器（１７）を加熱する前記第２加熱手段（２２）の加熱能力よりも高いことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のエジェクタ式サイクル。
19. 前記エジェクタ（１３）としてノズル開度を可変できる可変式エジェクタ（１３）を備えるとともに、
    前記分岐流路（１５）に、前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）へ供給する冷媒を減圧する減圧手段（１６）を備え、
    前記第１蒸発器（１４）ないし前記第３蒸発器（２０）のホットガス除霜を行う際、前記可変式エジェクタ（１３）のノズル開度を略全閉として前記圧縮機（１１）を駆動することにより、
    前記ホットガスが前記減圧手段（１６）から前記第２蒸発器（１７）もしくは前記第３蒸発器（２０）を通り、前記可変式エジェクタ（１３）を吸入側から流通して前記圧縮機（１１）へ向かって流れることを特徴とする請求項５〜８もしくは請求項１４〜１７のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
20. 前記圧縮機（１１）と前記放熱器（１２）との間に流路切替手段（２４）を備え、
    前記第１蒸発器（１４）ないし前記第３蒸発器（２０）のホットガス除霜を行う際、前記流路切替手段（２４）から前記第１蒸発器（１４）ないし前記第３蒸発器（２０）の上流側に前記ホットガスを供給するホットガス供給路（２５）を備えることを特徴とする請求項５〜８もしくは請求項１４〜１７のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
21. 前記第１蒸発器（１４）の温度を検出する温度検出手段（２３）を備えるとともに、
    前記温度検出手段（２３）で検出される温度が所定温度（Ｔ）以上となった場合に前記第１、第２除霜手段での除霜を終了することを特徴とする請求項１２ないし請求項２０のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。

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