JP2009276046A - Ejector type refrigeration cycle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably operate an ejector type refrigeration cycle even with a change in the flow rate of a driving flow that passes a nozzle of an ejector. <P>SOLUTION: A refrigerant outlet of a suction side evaporator 16 is connected to the refrigerant suction port 13b side of the ejector 13, and a second compression mechanism 21a is provided between the suction side evaporator and the refrigerant suction port 13b of the ejector 13. Consequently, even in such operating conditions that the suction capacity of the ejector 13 is degraded accompanied by a fall in the flow rate of the driving flow of the ejector, the suction capacity of the ejector 13 can be assisted by the second compression mechanism 21a. The ejector type refrigeration cycle can thereby be stably operated while exhibiting high COP (coefficient of performance) even with the change in the flow rate of the driving flow. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルに関する。   The present invention relates to an ejector-type refrigeration cycle having an ejector.

従来、冷媒減圧手段の機能および冷媒循環手段の機能を果たすエジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。例えば、特許文献1、2には、圧縮機吐出冷媒を放熱器にて室外空気と熱交換させることで放熱させ、放熱した高圧冷媒をエジェクタのノズル部へ供給するエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ejector refrigeration cycle having an ejector that functions as a refrigerant decompression unit and a refrigerant circulation unit is known. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose an ejector-type refrigeration cycle in which a compressor discharge refrigerant dissipates heat by exchanging heat with outdoor air using a radiator and supplies the dissipated high-pressure refrigerant to a nozzle portion of the ejector. Yes.

例えば、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下流側に低圧冷媒の気液を分離する気液分離器を配置し、気液分離器の気相冷媒出口を圧縮機吸入口側へ接続するとともに液相冷媒出口を吸引側蒸発器の入口へ接続し、吸引側蒸発器の出口をエジェクタの冷媒吸引口に接続している。   For example, in the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1, a gas-liquid separator that separates the gas-liquid of the low-pressure refrigerant is disposed downstream of the diffuser portion of the ejector, and the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator is connected to the compressor inlet side. And the liquid-phase refrigerant outlet is connected to the inlet of the suction-side evaporator, and the outlet of the suction-side evaporator is connected to the refrigerant suction port of the ejector.

また、特許文献2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下流側に、ディフューザ部から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部を設け、分岐部で分岐された一方の冷媒を流出側蒸発器へ流入させ、他方の冷媒を吸引側蒸発器を介してエジェクタの冷媒吸引口側へ流入させている。これにより、双方の蒸発器において冷凍能力を発揮できるようにしている。   Further, in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 2, a branching portion for branching the flow of the refrigerant flowing out from the diffuser portion is provided on the downstream side of the diffuser portion of the ejector, and one of the refrigerants branched at the branching portion is supplied to the outflow evaporator The other refrigerant is caused to flow into the refrigerant suction port side of the ejector through the suction side evaporator. As a result, the refrigerating capacity can be exhibited in both evaporators.

この種のエジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、エジェクタのノズル部にて高圧冷媒を減圧膨張させて噴射し、この噴射冷媒の圧力低下によって冷媒吸引口から蒸発器下流側の冷媒を吸引することで、ノズル部における減圧膨張時の運動エネルギの損失を回収している。   In an ejector applied to this type of ejector-type refrigeration cycle, high-pressure refrigerant is decompressed and expanded at the nozzle portion of the ejector, and the refrigerant on the downstream side of the evaporator is sucked from the refrigerant suction port by the pressure drop of the injected refrigerant. Thus, the loss of kinetic energy at the time of decompression expansion in the nozzle portion is recovered.

そして、回収した運動エネルギ(以下、回収エネルギという。)を、エジェクタのディフューザ部にて圧力エネルギに変換して、圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇させることで、圧縮機の駆動動力を低減させてエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数(COP)を向上させている。
特許第3322263号公報 特開2008−107055号公報
The recovered kinetic energy (hereinafter referred to as “recovered energy”) is converted into pressure energy by the diffuser portion of the ejector to increase the pressure of the refrigerant sucked into the compressor, thereby reducing the driving power of the compressor. The coefficient of performance (COP) of the ejector refrigeration cycle is improved.
Japanese Patent No. 3322263 JP 2008-107055 A

しかしながら、この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、ノズル部を通過する冷媒(以下、駆動流という。)の流量低下に伴って、エジェクタの吸引能力が低下してしまうので、回収エネルギ量も減少してしまう。このため、駆動流の流量低下に伴って、上述のCOP向上効果が低減してしまう。   However, in this type of ejector-type refrigeration cycle, the suction capacity of the ejector decreases as the flow rate of refrigerant (hereinafter referred to as drive flow) passing through the nozzle portion decreases, so the amount of recovered energy also decreases. End up. For this reason, the above-mentioned COP improvement effect will reduce with the flow volume fall of a drive flow.

例えば、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、外気温の低下に伴って高圧冷媒の圧力が低下すると、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小して、エジェクタの駆動流の流量が低下してしまう。   For example, in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1, when the pressure of the high-pressure refrigerant decreases as the outside air temperature decreases, the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant decreases, and the flow rate of the ejector drive flow decreases. End up.

このような駆動流の流量低下が生じると、エジェクタの吸引能力が低下して、回収エネルギ量が減少するだけでなく、気液分離器から蒸発器へ液相冷媒が供給されにくくなり、サイクルが発揮できる冷凍能力も低下してしまう。その結果、駆動流の流量低下に伴って、COPが大幅に低減してしまう。   When such a decrease in the flow rate of the drive flow occurs, not only the suction capacity of the ejector is reduced and the amount of recovered energy is reduced, but also the liquid-phase refrigerant is hardly supplied from the gas-liquid separator to the evaporator, and the cycle is The refrigeration capacity that can be exerted also decreases. As a result, the COP is significantly reduced as the driving flow rate decreases.

さらに、エジェクタの吸引能力が低下して、蒸発器へ冷媒が供給されなくなってしまうと、低圧冷媒が蒸発器にて吸熱作用を発揮できなくなり、サイクルが破綻してしまうという問題を引き起こす。   Furthermore, if the suction capability of the ejector is reduced and refrigerant is no longer supplied to the evaporator, the low-pressure refrigerant cannot exhibit the endothermic effect in the evaporator, causing a problem that the cycle breaks down.

このことを図11により詳細に説明する。図11は、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である(特許文献1の第2図参照)。なお、図11の実線は、通常運転時の冷媒の状態を示し、破線は、上述のサイクル破綻が生じた際の冷媒の状態を示している。   This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 11 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1 (see FIG. 2 of Patent Document 1). Note that the solid line in FIG. 11 indicates the state of the refrigerant during normal operation, and the broken line indicates the state of the refrigerant when the above-described cycle failure occurs.

図11から明らかなように、外気温の低下等によって高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小すると(図11の白抜矢印X11)、エジェクタの吸引能力が低下する。これにより、蒸発器に冷媒が供給されなくなると、低圧冷媒が蒸発器にて吸熱作用を発揮できなくなる(図11の白抜矢印Y11)。 As is apparent from FIG. 11, when the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant is reduced due to a decrease in the outside air temperature or the like (the white arrow X 11 in FIG. 11 ), the suction ability of the ejector is lowered. As a result, when the refrigerant is not supplied to the evaporator, the low-pressure refrigerant cannot exhibit the endothermic action in the evaporator (the white arrow Y 11 in FIG. 11 ).

このため、図11の破線に示すように、放熱器にて冷媒が放熱できる熱量は、圧縮機の圧縮仕事量相当になってしまう。その結果、実質的に、冷媒を介して低圧側から高圧側へ熱量を移動させることができなくなり、サイクルが破綻してしまう。   For this reason, as shown by the broken line in FIG. 11, the amount of heat that the refrigerant can radiate with the radiator becomes equivalent to the compression work of the compressor. As a result, the amount of heat cannot be substantially transferred from the low pressure side to the high pressure side via the refrigerant, and the cycle fails.

これに対して、特許文献2のエジェクタ式冷凍サイクルでは、圧縮機→放熱器→エジェクタ→流出側蒸発器→圧縮機の順で冷媒を環状に流すことができる。従って、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差の縮小によって駆動流の流量低下が生じ、エジェクタの吸引能力が低下しても、圧縮機の作用によって冷媒を流出側蒸発器に供給することができる。   On the other hand, in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 2, the refrigerant can be caused to flow annularly in the order of compressor → radiator → ejector → outflow side evaporator → compressor. Therefore, even if the flow rate of the driving flow is reduced due to the reduction in the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant, and the suction capacity of the ejector is reduced, the refrigerant can be supplied to the outflow evaporator by the action of the compressor.

これにより、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルのようなサイクル破綻を回避することができる。しかしながら、駆動流の流量低下に伴って、圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇量が低下してしまうことによるCOPの低減、および、吸引側蒸発器へ冷媒を供給できなくなることによるCOPの低減を回避することはできない。   Thereby, cycle failure like the ejector type refrigerating cycle of patent documents 1 can be avoided. However, a reduction in COP due to a decrease in the pressure of the compressor suction refrigerant with a decrease in the flow rate of the driving flow and a reduction in COP due to the inability to supply the refrigerant to the suction side evaporator are avoided. I can't do it.

すなわち、特許文献2のエジェクタ式冷凍サイクルであっても、駆動流の流量変動が生じると、高いCOPを発揮させながらサイクルを安定して作動させることができない。   That is, even in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 2, if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs, the cycle cannot be stably operated while exhibiting a high COP.

本発明は、上記点に鑑み、エジェクタの駆動流の流量変動が生じても、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to stably operate an ejector refrigeration cycle even when the flow rate fluctuation of the drive flow of the ejector occurs.

上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮機構(11a)と、第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部(13d)にて昇圧するエジェクタ(13)と、ディフューザ部(13d)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(18)と、分岐部(18)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて、第1圧縮機構(11a)吸入側へ流出させる流出側蒸発器(14)と、分岐部(18)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(19)と、吸引側減圧手段(19)にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側蒸発器(16)と、吸引側蒸発器(16)出口側冷媒を吸引して、圧縮して吐出する第2圧縮機構(21a)とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, the first compression mechanism (11a) that compresses and discharges the refrigerant, and the heat dissipation that dissipates the high-pressure refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a). The refrigerant is sucked from the refrigerant suction port (13b) by the flow of the high-speed jet refrigerant jetted from the radiator (12) and the nozzle portion (13a) that decompresses and expands the refrigerant flowing out from the radiator (12), and the jet refrigerant And an ejector (13) for increasing the pressure of the refrigerant mixed with the refrigerant sucked from the refrigerant suction port (13b) at the diffuser part (13d), and a branch part for branching the flow of the refrigerant flowing out from the diffuser part (13d) ( 18), an evaporating evaporator (14) for evaporating one refrigerant branched at the branching portion (18) and flowing it out to the suction side of the first compression mechanism (11a), and a branching portion (18) The other branched A suction-side decompression means (19) for decompressing and expanding the refrigerant, and a suction-side evaporator (16) for evaporating the refrigerant decompressed and expanded by the suction-side decompression means (19) to flow out to the refrigerant suction port (13b) side. And a second compression mechanism (21a) that sucks, compresses, and discharges the suction-side evaporator (16) outlet-side refrigerant.

これによれば、第2圧縮機構(21a)を備えているので、エジェクタ(13)の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ(13)の吸引能力が低下するような運転条件であっても、第2圧縮機構(21a)によってエジェクタ(13)の吸引能力を補助することができる。   According to this, since the second compression mechanism (21a) is provided, even if the operating condition is such that the suction capacity of the ejector (13) decreases as the drive flow rate of the ejector (13) decreases. The suction capability of the ejector (13) can be assisted by the second compression mechanism (21a).

この際、2つの第1、第2圧縮機構(11a、21a)およびエジェクタ(13)のディフューザ部(13d)の昇圧作用によって冷媒を昇圧できるので、1つの圧縮機にて冷媒を昇圧する場合に対して、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の駆動動力を低減させてCOPを向上できる。   At this time, the refrigerant can be boosted by the boosting action of the two first and second compression mechanisms (11a, 21a) and the diffuser portion (13d) of the ejector (13). In contrast, the COP can be improved by reducing the driving power of the first and second compression mechanisms (11a, 21a).

つまり、ディフューザ部(13d)の昇圧作用によって、第1圧縮機構(11a)の吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構(11a)の圧縮機駆動動力を低減させるだけでなく、それぞれの第1、第2圧縮機構(11a、21a)の吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の圧縮効率を向上できる。   That is, by increasing the suction pressure of the first compression mechanism (11a) by the pressure increasing action of the diffuser part (13d), not only the compressor driving power of the first compression mechanism (11a) is reduced, but also the respective first Since the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be reduced, the compression efficiency of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be improved.

その結果、駆動流の流量変動が生じてディフューザ部(13d)の昇圧能力が低下したとしても、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。   As a result, even if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs and the boosting capability of the diffuser section (13d) decreases, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state where a high COP is exhibited.

このことは、例えば、吸引側蒸発器(16)の冷媒蒸発温度を極低温(例えば、−30℃〜−10程度)まで低下させる冷凍サイクル装置のように、サイクルの高低圧差を大きく維持しておく必要のある冷凍サイクル装置において極めて効果的である。   This means that the high / low pressure difference of the cycle is kept large, such as a refrigeration cycle apparatus that reduces the refrigerant evaporation temperature of the suction side evaporator (16) to a very low temperature (for example, about −30 ° C. to −10). It is extremely effective in a refrigeration cycle apparatus that needs to be kept.

さらに、流出側蒸発器(14)では、ディフューザ部(13d)にて昇圧された後の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)となり、吸引側蒸発器(16)では、ディフューザ部(13d)にて昇圧された後の冷媒をさらに吸引側減圧手段(19)にて減圧した後の冷媒蒸発圧力となるので、吸引側蒸発器(16)および流出側蒸発器(14)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。   Further, in the outflow side evaporator (14), the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) is increased after being increased in pressure in the diffuser part (13d), and in the suction side evaporator (16), the pressure is increased in the diffuser part (13d). Then, the refrigerant evaporating pressure after the refrigerant is further depressurized by the suction side depressurizing means (19) is set to a different evaporating temperature between the suction side evaporator (16) and the outflow side evaporator (14). can do.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)出口側からノズル部(13a)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(17)を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle of the first aspect, the radiator (12) is disposed in a refrigerant passage from the radiator (12) outlet side to the nozzle portion (13a) inlet side. The high pressure side decompression means (17) which decompresses and expands the refrigerant which flowed out from the above is provided.

これによれば、高圧側減圧手段(17)の作用によって、ノズル部(13a)へ流入する冷媒を気液二相冷媒となるまで減圧することができる。従って、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部(13a)における冷媒の沸騰を促進させて、ノズル効率を向上させることができる。   According to this, the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) can be depressurized by the action of the high-pressure side depressurizing means (17) until it becomes a gas-liquid two-phase refrigerant. Therefore, compared with the case where the liquid refrigerant is introduced into the nozzle part (13a), the boiling of the refrigerant in the nozzle part (13a) can be promoted to improve the nozzle efficiency.

その結果、ディフューザ部(13d)における昇圧量を増加させて、より一層、COPを向上できる。なお、ノズル効率とは、ノズル部(13a)において、冷媒の圧力エネルギを運動エネルギに変換する際のエネルギ変換効率である。   As a result, the amount of pressure increase in the diffuser section (13d) can be increased to further improve the COP. In addition, nozzle efficiency is energy conversion efficiency at the time of converting the pressure energy of a refrigerant | coolant into a kinetic energy in a nozzle part (13a).

さらに、高圧側減圧手段(17)を可変絞り機構で構成することで、サイクルの負荷変動に応じて、ノズル部(13a)へ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながらエジェクタ式冷凍サイクルを運転することができる。   Further, by configuring the high-pressure side pressure reducing means (17) with a variable throttle mechanism, it is possible to change the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion (13a) according to the cycle load fluctuation. As a result, the ejector-type refrigeration cycle can be operated while exhibiting a high COP even if load fluctuation occurs.

請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30、31)を備えることを特徴とする。これによれば、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。   In the invention according to claim 3, in the ejector refrigeration cycle according to claim 1 or 2, an internal heat exchanger (30, 30) for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator (12) and the low-pressure side refrigerant of the cycle. 31). According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant can be increased and the COP can be improved.

具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項4に記載の発明のように、第1圧縮機構(11a)へ吸入される冷媒であってもよいし、請求項5に記載の発明のように、第2圧縮機構(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。   Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant sucked into the first compression mechanism (11a) as in the invention described in claim 4, or as in the invention described in claim 5. Alternatively, the refrigerant may be sucked into the second compression mechanism (21a).

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式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)は、冷媒を凝縮させる凝縮部(12b)、凝縮部(12b)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部(12c)、および、気液分離部(12c)から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部(12d)を有していることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the first to fifth aspects, the radiator (12) includes a condensing unit (12b) and a condensing unit (12b) for condensing the refrigerant. A gas-liquid separation unit (12c) that separates the gas-liquid of the refrigerant that has flowed out of the gas, and a supercooling unit (12d) that supercools the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the gas-liquid separation unit (12c). Features.

これによれば、過冷却されたエンタルピの低い冷媒を吸引側蒸発器(16)へ流入させることができるので、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。   According to this, since the supercooled refrigerant with low enthalpy can be caused to flow into the suction side evaporator (16), the enthalpy of the enthalpy of the suction side evaporator (16) and the enthalpy of the outlet side refrigerant. The COP can be improved by expanding the difference (refrigeration capacity).

この際、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピを減少させるために、第1、第2圧縮機構(11a、21a)吸入冷媒のエンタルピを増加させることがないので、第1、第2圧縮機構(11a、21a)吸入冷媒の密度低下を抑制できる。従って、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の吐出流量の低下を招くことを回避できる。   At this time, in order to decrease the enthalpy of the suction side evaporator (16) inlet side refrigerant, the first and second compression mechanisms (11a, 21a) do not increase the enthalpy of the suction refrigerant. The compression mechanism (11a, 21a) can suppress a decrease in density of the suction refrigerant. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the discharge flow rate of the first and second compression mechanisms (11a, 21a).

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式冷凍サイクルにおいて、吸引側減圧手段は、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機であることを特徴とする。これによれば、膨張機から出力された機械的エネルギを有効に活用することで、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのエネルギ効率を向上できる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the ejector-type refrigeration cycle according to any one of the first to sixth aspects, the suction side decompression means decompresses the refrigerant by volume expansion and reduces the pressure energy of the refrigerant to the machine. It is characterized by being an expander that converts the energy into static energy and outputs it. According to this, the energy efficiency as the whole ejector-type refrigeration cycle can be improved by effectively utilizing the mechanical energy output from the expander.

請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力を変更する第1吐出能力変更手段(11b)と、第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段(21b)とを備え、第1吐出能力変更手段(11b)および第2吐出能力変更手段(21b)は、それぞれ独立して第1圧縮機構(11a)および第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the first to seventh aspects, first discharge capacity changing means (11b) for changing the refrigerant discharge capacity of the first compression mechanism (11a). ) And second discharge capacity changing means (21b) for changing the refrigerant discharge capacity of the second compression mechanism (21a). The first discharge capacity changing means (11b) and the second discharge capacity changing means (21b) The refrigerant discharge capacities of the first compression mechanism (11a) and the second compression mechanism (21a) can be changed independently of each other.

これによれば、第1圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力と第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力とを独立に調整して、第1、第2圧縮機構(11a、21a)のいずれも高い圧縮効率を発揮させながら作動させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのCOPを、より一層、向上させることができる。   According to this, the refrigerant | coolant discharge capability of a 1st compression mechanism (11a) and the refrigerant | coolant discharge capability of a 2nd compression mechanism (21a) are adjusted independently, and either of a 1st, 2nd compression mechanism (11a, 21a) is adjusted. Can be operated while exhibiting high compression efficiency. Therefore, COP as the whole ejector type refrigerating cycle can be further improved.

請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)および第2圧縮機構(21a)は、同一のハウジング内に収容されて、一体的に構成されていることを特徴とする。これによれば、第1圧縮機構(11a)および第2圧縮機構(21a)の小型化が可能となり、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることもできる。   In the invention according to claim 9, in the ejector refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 8, the first compression mechanism (11a) and the second compression mechanism (21a) are in the same housing. It is accommodated and it is comprised integrally. Accordingly, the first compression mechanism (11a) and the second compression mechanism (21a) can be reduced in size, and the entire ejector refrigeration cycle can be reduced in size.

また、請求項10に記載の発明のように、請求項1ないし9のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧させるようになっていてもよい。   Further, in the ejector refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 9, as in the invention described in claim 10, the first compression mechanism (11a) increases the pressure of the refrigerant until the pressure becomes equal to or higher than the critical pressure. You may come to let me.

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。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
図1、2により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。この冷凍・冷蔵装置は、冷却対象空間である冷蔵庫内を0〜10℃程度の低温まで冷却し、さらに、別の冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図1は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の全体構成図である。
(First embodiment)
An example in which the ejector refrigeration cycle of the present invention is applied to a refrigeration / refrigeration apparatus will be described with reference to FIGS. This freezing / refrigeration apparatus cools the inside of the refrigerator, which is the cooling target space, to a low temperature of about 0 to 10 ° C., and further cools the inside of the freezer, which is another cooling target space, to an extremely low temperature of about −30 to −10 ° C. To do. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment.

エジェクタ式冷凍サイクル10において、第1圧縮機11は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された第1圧縮機構11aを第1電動モータ11bにて駆動する電動圧縮機である。第1圧縮機構11aとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。   In the ejector-type refrigeration cycle 10, the first compressor 11 sucks refrigerant, compresses and discharges it, and drives the first compression mechanism 11a having a fixed discharge capacity by the first electric motor 11b. Machine. Specifically, various compression mechanisms such as a scroll-type compression mechanism and a vane-type compression mechanism can be employed as the first compression mechanism 11a.

第1電動モータ11bは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、第1圧縮機構11aの冷媒吐出能力が変更される。従って、第1電動モータ11bは、第1圧縮機構11aの冷媒吐出能力を変更する第1吐出能力変更手段を構成している。   The first electric motor 11b is controlled in its operation (number of rotations) by a control signal output from a control device described later, and may adopt either an AC motor or a DC motor. And the refrigerant | coolant discharge capability of the 1st compression mechanism 11a is changed by this rotation speed control. Therefore, the 1st electric motor 11b comprises the 1st discharge capability change means which changes the refrigerant | coolant discharge capability of the 1st compression mechanism 11a.

第1圧縮機11の吐出口側には、放熱器12が接続されている。放熱器12は第1圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン12aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。   A radiator 12 is connected to the discharge port side of the first compressor 11. The heat dissipator 12 heat-exchanges the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 11 and the outside air (outside air) blown by the cooling fan 12a to dissipate the high-pressure refrigerant and cool it. It is. The cooling fan 12a is an electric blower in which the number of rotations (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.

なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用し、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。従って、放熱器12は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。   In the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, a normal chlorofluorocarbon refrigerant is employed as the refrigerant, and a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant is configured. Therefore, the radiator 12 functions as a condenser that condenses the refrigerant.

また、放熱器12の出口側に、放熱器12から流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を溜めておく高圧側気液分離器としてのレシーバ(受液器)を設けてもよい。そして、このレシーバから分離された飽和液相冷媒を下流側へ導出させるようにしてもよい。   Further, a receiver (liquid receiver) as a high-pressure side gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the radiator 12 and stores excess liquid-phase refrigerant may be provided on the outlet side of the radiator 12. Good. Then, the saturated liquid phase refrigerant separated from the receiver may be led to the downstream side.

放熱器12の出口側には、放熱器12から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段としての温度式膨張弁17が接続されている。   Connected to the outlet side of the radiator 12 is a temperature type expansion valve 17 as high pressure side pressure reducing means for decompressing and expanding the high pressure refrigerant flowing out of the radiator 12.

この温度式膨張弁17は、後述する流出側蒸発器14出口側冷媒通路に配置された感温部(図示せず)を有しており、流出側蒸発器14出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度を検出し、この過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度(冷媒流量)を調整する可変絞り機構である。   This temperature type expansion valve 17 has a temperature sensing part (not shown) arranged in an outlet side refrigerant passage on the outlet side evaporator 14 described later, and the temperature and pressure of the refrigerant on the outlet side of the outlet side evaporator 14. Based on this, the degree of superheat of the refrigerant on the outlet side of the outlet evaporator 14 is detected, and a variable throttle mechanism that adjusts the valve opening (refrigerant flow rate) by a mechanical mechanism so that this superheat degree becomes a predetermined value set in advance. It is.

温度式膨張弁17の出口側には、エジェクタ13のノズル部13a入口側が接続されている。エジェクタ13は、冷媒を減圧膨張させる冷媒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。   The inlet side of the nozzle portion 13 a of the ejector 13 is connected to the outlet side of the temperature type expansion valve 17. The ejector 13 is a refrigerant decompression unit that decompresses and expands the refrigerant, and is also a refrigerant circulation unit that circulates the refrigerant by suction of a refrigerant flow ejected at high speed.

より具体的には、エジェクタ13は、温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒の通路面積を小さく絞って、冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部13a、ノズル部13aの冷媒噴射口と連通するように配置されて、後述する第2圧縮機21から吐出された冷媒を吸引する冷媒吸引口13b等を有して構成される。   More specifically, the ejector 13 squeezes the passage area of the intermediate pressure refrigerant flowing out of the temperature type expansion valve 17 to a small size, and causes the refrigerant to be isentropically decompressed and expanded. It arrange | positions so that it may connect and it has the refrigerant | coolant suction opening 13b etc. which attract | suck the refrigerant | coolant discharged from the 2nd compressor 21 mentioned later.

さらに、ノズル部13aおよび冷媒吸引口13bの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部13aから噴射する高速度の噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒とを混合する混合部13cが設けられ、混合部13cの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部13dが設けられている。   Further, a mixing portion 13c for mixing the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle portion 13a and the sucked refrigerant sucked from the refrigerant suction port 13b is provided in the refrigerant flow downstream portion of the nozzle portion 13a and the refrigerant suction port 13b. In addition, a diffuser portion 13d forming a pressure increasing portion is provided on the refrigerant flow downstream side of the mixing portion 13c.

ディフューザ部13dは冷媒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を圧力エネルギに変換する作用を果たす。また、ディフューザ部13dの出口側には、ディフューザ部13d流出冷媒の流れを分岐する分岐部18が接続されている。   The diffuser portion 13d is formed in a shape that gradually increases the refrigerant passage area, and functions to increase the refrigerant pressure by decelerating the refrigerant flow, that is, to convert the velocity energy of the refrigerant into pressure energy. Moreover, the branch part 18 which branches the flow of the diffuser part 13d outflow refrigerant | coolant is connected to the exit side of the diffuser part 13d.

分岐部18は、3つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち1つを冷媒流入口18aとし、2つを冷媒流出口18b、18cとしたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。   The branch portion 18 is configured by a three-way joint having three inflow / outflow ports, and one of the inflow / outflow ports is a refrigerant inflow port 18a and two of the inflow / outlet ports are refrigerant outflow ports 18b and 18c. Such a three-way joint may be constituted by joining pipes having different pipe diameters, or may be constituted by providing a plurality of refrigerant passages having different passage diameters in a metal block or a resin block.

さらに、本実施形態の分岐部18は、一方の冷媒流出口18bから後述する流出側蒸発器14側へ流出する冷媒の流れ方向、および、他方の冷媒流出口18cから後述する固定絞り19側へ流出する冷媒の流れ方向が、ディフューザ部13d出口側から冷媒流入口18aへ流入する冷媒の流れ方向に対して、対象方向に向くとともに鋭角に交わるように略Y字型に形成されている。   Further, the branch portion 18 of the present embodiment has a flow direction of the refrigerant flowing out from one refrigerant outlet 18b to the outlet evaporator 14 described later, and from the other refrigerant outlet 18c to the fixed throttle 19 described later. The flow direction of the refrigerant flowing out is formed in a substantially Y shape so as to face the target direction and intersect at an acute angle with respect to the flow direction of the refrigerant flowing from the diffuser portion 13d outlet side to the refrigerant inlet port 18a.

従って、分岐部18へ流入した冷媒は、その流れが分岐される際に、不必要に流速を低下させることなく分岐部18から流出していく。これにより、分岐部18においてエジェクタ15から流出した冷媒の流速(動圧)が維持される。もちろん、分岐部18はこれに限定されることなく、略T字型等に形成してもよい。   Therefore, the refrigerant flowing into the branching portion 18 flows out from the branching portion 18 without unnecessarily reducing the flow velocity when the flow is branched. Thereby, the flow velocity (dynamic pressure) of the refrigerant flowing out from the ejector 15 at the branching portion 18 is maintained. Of course, the branch portion 18 is not limited to this, and may be formed in a substantially T-shape or the like.

流出側蒸発器14は、エジェクタ13のディフューザ部13dから流出した冷媒と送風ファン14aによって循環送風される冷蔵庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。従って、流出側蒸発器14における熱交換対象流体は、冷蔵庫内空気である。   The outflow side evaporator 14 heat-exchanges the refrigerant that flows out of the diffuser portion 13d of the ejector 13 and the air in the refrigerator that is circulated and blown by the blower fan 14a, thereby evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect. It is a heat exchanger. Therefore, the heat exchange target fluid in the outflow side evaporator 14 is the air in the refrigerator.

送風ファン14aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。流出側蒸発器14の冷媒出口側には、第1圧縮機11の吸引口が接続されている。   The blower fan 14a is an electric blower whose rotation speed (amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. The suction port of the first compressor 11 is connected to the refrigerant outlet side of the outflow side evaporator 14.

また、分岐部18の他方の冷媒流出口には、固定絞り19を介して、吸引側蒸発器16が接続されている。固定絞り19は、分岐部18にて分岐された中間圧冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段である。この固定絞り19としては、具体的に、オリフィスやキャピラリチューブを採用できる。   The suction side evaporator 16 is connected to the other refrigerant outlet of the branch portion 18 via a fixed throttle 19. The fixed throttle 19 is a suction-side decompression unit that decompresses and expands the intermediate-pressure refrigerant branched by the branch portion 18. Specifically, an orifice or a capillary tube can be adopted as the fixed throttle 19.

吸引側蒸発器16は、固定絞り19にて減圧膨張された低圧冷媒と送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。従って、吸引側蒸発器16における熱交換対象流体は、冷凍庫内空気である。送風ファン16aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。   The suction side evaporator 16 exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the fixed throttle 19 and the freezer air circulated by the blower fan 16a, thereby evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect. Heat exchanger. Therefore, the heat exchange target fluid in the suction side evaporator 16 is freezer air. The blower fan 16a is an electric blower in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.

吸引側蒸発器16の出口側には、第2圧縮機21の吸入口が接続されている。第2圧縮機21の基本的構成は第1圧縮機11と同様である。従って、第2圧縮機21は、固定容量型の第2圧縮機構21aを第2電動モータ21bにて駆動する電動圧縮機である。さらに、第2電動モータ21bは、第2圧縮機構21aの冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段を構成している。   The suction port of the second compressor 21 is connected to the outlet side of the suction side evaporator 16. The basic configuration of the second compressor 21 is the same as that of the first compressor 11. Accordingly, the second compressor 21 is an electric compressor that drives the fixed capacity type second compression mechanism 21a by the second electric motor 21b. Further, the second electric motor 21b constitutes a second discharge capacity changing means for changing the refrigerant discharge capacity of the second compression mechanism 21a.

また、前述の如く、第2圧縮機21の吐出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続されている。   Further, as described above, the refrigerant suction port 13 b of the ejector 13 is connected to the discharge port of the second compressor 21.

図示しない制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ11b、12b、14a、16a、21a等の作動を制御する。   A control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operations of the various electric actuators 11b, 12b, 14a, 16a, 21a and the like described above.

従って、この制御装置は、第1吐出能力変更手段である第1電動モータ11bの作動を制御する第1吐出能力制御手段としての機能、および、第2吐出能力変更手段である第2電動モータ21bの作動を制御する第2吐出能力制御手段としての機能を兼ね備えている。もちろん、第1吐出能力制御手段および第2吐出能力制御手段を異なる制御装置で構成してもよい。   Therefore, this control device functions as a first discharge capacity control means for controlling the operation of the first electric motor 11b as the first discharge capacity change means, and the second electric motor 21b as the second discharge capacity change means. It also has a function as a second discharge capacity control means for controlling the operation. Of course, you may comprise a 1st discharge capability control means and a 2nd discharge capability control means with a different control apparatus.

また、制御装置には、外気温を検出する外気センサ、冷蔵庫内温度および冷凍庫内温度を検出する庫内温度センサ等の図示しないセンサ群の検出値や、冷凍機を作動させる作動スイッチ等が設けられた図示しない操作パネルの各種操作信号が入力される。   In addition, the control device is provided with a detection value of a sensor group (not shown) such as an outside air sensor that detects the outside air temperature, an inside temperature sensor that detects the inside temperature of the refrigerator and the inside temperature of the freezer, an operation switch that operates the refrigerator, and the like. Various operation signals of an operation panel (not shown) are input.

次に、上記構成における本実施形態の作動を図2のモリエル線図に基づいて説明する。操作パネルの作動スイッチが投入されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン14a、16aを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。この時の冷媒の状態は、図2のa2点である。 Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the operation switch of the operation panel is turned on, the control device operates the first and second electric motors 11b and 21b, the cooling fan 12a, and the blower fans 14a and 16a. Thereby, the 1st compressor 11 suck | inhales a refrigerant | coolant, compresses and discharges. State of the refrigerant at this time is a 2-point of FIG.

第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(図2のa2点→b2点)。放熱器12から流出した冷媒は、温度式膨張弁17へ流入して、等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる(図2のb2点→c2点)。 The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the first compressor 11 flows into the radiator 12, exchanges heat with the blown air (outside air) blown from the cooling fan 12a, and dissipates and condenses (see FIG. 2). a 2 points → b 2 points). The refrigerant that has flowed out of the radiator 12 flows into the temperature type expansion valve 17 and is decompressed and expanded in an isenthalpy manner to be in a gas-liquid two-phase state (point b 2 → point c 2 in FIG. 2).

この際、温度式膨張弁17の弁開度は、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度(図2のg2点)が予め定めた所定値となるように調整される。温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒は、エジェクタ13のノズル部13aへ流入して、等エントロピ的に減圧膨張する(図2のc2点→d2点)。 At this time, the valve opening degree of the temperature type expansion valve 17 is adjusted so that the degree of superheat (g 2 point in FIG. 2) of the outlet side refrigerant 14 outlet side refrigerant becomes a predetermined value. The intermediate-pressure refrigerant flowing out of the thermal expansion valve 17, flows into the nozzle portion 13a of the ejector 13, isentropically decompressed to expand (c 2 points in FIG 2 → d 2 points).

そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部13aの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口13bから第2圧縮機21吐出冷媒が吸引される。(図2のj2点→e2点)
さらに、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13の混合部13cにて混合されて、ディフューザ部13dに流入する(図2のd2点→e2点)。ディフューザ部13dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する(図2のe2点→f2点)。
And the pressure energy of a refrigerant | coolant is converted into speed energy at the time of this decompression | expansion expansion, and a refrigerant | coolant is injected at high speed from the refrigerant | coolant injection port of the nozzle part 13a. Due to the refrigerant suction action of the injected refrigerant, the refrigerant discharged from the second compressor 21 is sucked from the refrigerant suction port 13b. (J 2 point → e 2 point in Fig. 2)
Furthermore, the refrigerant injected from the nozzle portion 13a and the refrigerant sucked from the refrigerant suction port 13b are mixed in the mixing portion 13c of the ejector 13 and flow into the diffuser portion 13d (d 2 point → e in FIG. 2). 2 points). In the diffuser portion 13d, the passage energy is increased and the velocity energy of the refrigerant is converted into pressure energy, so that the pressure of the refrigerant increases (point e 2 → point f 2 in FIG. 2).

ディフューザ部13dから流出した冷媒は、分岐部18にて、流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流れと固定絞り19側へ流入する冷媒流れとに分流される。ここで、本実施形態では、分岐部18の冷媒流出口18b側の冷媒通路面積を、冷媒流出口18c側の冷媒通路面積よりも大きく設定することにより、流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流量G1が固定絞り19側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしてる。   The refrigerant that has flowed out of the diffuser portion 13d is split at the branching portion 18 into a refrigerant flow that flows into the outflow side evaporator 14 and a refrigerant flow that flows into the fixed throttle 19 side. Here, in the present embodiment, the refrigerant flowing into the outlet-side evaporator 14 side by setting the refrigerant passage area on the refrigerant outlet 18b side of the branching portion 18 larger than the refrigerant passage area on the refrigerant outlet 18c side. The flow rate G1 is set to be larger than the refrigerant flow rate G2 flowing into the fixed throttle 19 side.

分岐部18から流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、送風ファン14aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(図2のf2点→g2点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器14から流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入され、再び圧縮される(図2のg2点→a2点)。 Refrigerant flowing from the branch portion 18 to the discharge side evaporator 14, to be evaporated from the refrigerator air circulated blown by the blower fan 14a (f 2 points in FIG 2 → g 2 points). Thereby, the air in a refrigerator is cooled. Then, the refrigerant flowing out from the outflow side evaporator 14 is sucked into the first compressor 11 and compressed again (point g 2 → point a 2 in FIG. 2).

一方、分岐部18から固定絞り19へ流入した冷媒は、さらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(図2のc2点→h2点)。固定絞り19にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器16へ流入して、送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(図2のh2点→i2点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。 On the other hand, the refrigerant flowing into the fixed throttle 19 from the branch portion 18 is further decompressed and expanded in an isenthalpy manner to reduce its pressure (point c 2 → point h 2 in FIG. 2). The refrigerant decompressed and expanded by the fixed throttle 19 flows into the suction-side evaporator 16 and absorbs heat from the air in the freezer circulated by the blower fan 16a to evaporate (point h 2 → i 2 in FIG. 2). ). Thereby, the air in a freezer is cooled.

そして、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(図2のi2点→j2点)。この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのCOPが略最大に近づくように、第1、第2電動モータ11b、21bの作動を制御する。具体的には、第1、第2圧縮機構11a、21aの圧縮効率を向上させるために、第1、第2圧縮機構11a、21aの昇圧量が略同等となるように制御する。 Then, the refrigerant flowing out from the suction side evaporator 16 is sucked into the second compressor 21 and compressed (i 2 point → j 2 point in FIG. 2). At this time, the control device controls the operations of the first and second electric motors 11b and 21b so that the COP of the ejector refrigeration cycle as a whole approaches a maximum. Specifically, in order to improve the compression efficiency of the first and second compression mechanisms 11a and 21a, the first and second compression mechanisms 11a and 21a are controlled so that the pressure increase amounts are substantially equal.

なお、圧縮効率とは、第1、第2圧縮機11、21にて冷媒が等エントロピ圧縮された際の冷媒のエンタルピの増加量をΔH1としたときに、この増加量ΔH1を、実際に第1、第2圧縮機11、21にて冷媒が昇圧された際の冷媒のエンタルピ増加分ΔH2で除した値である。   Note that the compression efficiency means that the increase amount ΔH1 is actually calculated when the increase amount of the enthalpy of the refrigerant when the refrigerant is isentropically compressed by the first and second compressors 11 and 21 is ΔH1. 1 and a value obtained by dividing the refrigerant by the enthalpy increase ΔH2 of the refrigerant when the refrigerant is pressurized by the second compressors 11 and 21.

例えば、第1、第2圧縮機11、21の回転数や昇圧量(吐出圧力と吸入圧力との圧力差)が増加すると、その摩擦熱によって冷媒の温度が上昇して実際のエンタルピ増加分ΔH2が増加するため、圧縮効率も低下することになる。   For example, when the rotation speed or the pressure increase amount (pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure) of the first and second compressors 11 and 21 increases, the temperature of the refrigerant rises due to the frictional heat, and the actual enthalpy increase ΔH2 Increases the compression efficiency.

さらに、第2圧縮機21から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される(図2のj2点→e2点)。 Further, as described above, the refrigerant discharged from the second compressor 21 is sucked into the ejector 13 from the refrigerant suction port 13b (j 2 point → e 2 point in FIG. 2).

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、上述の如く作動するので、以下のような効果を発揮できる。   Since the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment operates as described above, the following effects can be exhibited.

(A)分岐部18にて冷媒の流れを分流して、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方へ冷媒を供給しているので、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方で同時に冷却作用を発揮できる。この際、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力は、ディフューザ部13dで昇圧した後の圧力となり、一方、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力はディフューザ部13dで昇圧した後にさらに固定絞り19で減圧した後の圧力となる。   (A) Since the flow of the refrigerant is divided at the branching portion 18 and the refrigerant is supplied to both the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16, the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 The cooling action can be exerted simultaneously on both sides. At this time, the refrigerant evaporation pressure of the outflow side evaporator 14 becomes the pressure after being increased by the diffuser portion 13d, while the refrigerant evaporation pressure of the suction side evaporator 16 is increased by the diffuser portion 13d and further reduced by the fixed throttle 19 It becomes the pressure after.

従って、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を十分に低くすることができる。その結果、流出側蒸発器14を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器16を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。   Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 can be made sufficiently lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the outflow side evaporator 14. As a result, the outflow evaporator 14 can be used for cooling in a low-temperature refrigerator, and the suction-side evaporator 16 can be used for cooling in a cryogenic freezer.

(B)第2圧縮機21(第2圧縮機構21a)を備えているので、例えば、低外気温時等のように、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が低下して、エジェクタ13の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ13の吸引能力が低下するような運転条件であっても、第2圧縮機構21aによって、エジェクタ13の吸引能力を補助することができる。   (B) Since the second compressor 21 (second compression mechanism 21a) is provided, the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant is reduced, for example, when the outside air temperature is low, and the ejector 13 is driven. Even in an operating condition in which the flow rate decreases, that is, an operating condition in which the suction capacity of the ejector 13 decreases, the suction capacity of the ejector 13 can be assisted by the second compression mechanism 21a.

この際、2つの第1、第2圧縮機構11a、21aおよびエジェクタ13のディフューザ部13dの昇圧作用によって冷媒を昇圧できるので、1つの圧縮機構にて冷媒を昇圧する場合に対して、第1、第2圧縮機構11a、21aの駆動動力を低減させてCOPを向上できる。   At this time, since the pressure of the refrigerant can be increased by the pressure increasing action of the two first and second compression mechanisms 11a, 21a and the diffuser portion 13d of the ejector 13, the first, The COP can be improved by reducing the driving power of the second compression mechanisms 11a and 21a.

つまり、ディフューザ部13dの昇圧作用によって、第1圧縮機構11aの吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構11aの駆動動力を低減できるだけでなく、それぞれの第1、第2圧縮機構11a、21aにおける吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、それぞれの第1、第2圧縮機構11a、21aの圧縮効率を向上できる。   That is, not only can the drive power of the first compression mechanism 11a be reduced by increasing the suction pressure of the first compression mechanism 11a by the pressure increasing action of the diffuser portion 13d, but also the first and second compression mechanisms 11a, 21a. Since the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure can be reduced, the compression efficiency of the first and second compression mechanisms 11a and 21a can be improved.

さらに、本実施形態では、第1、第2圧縮機構11a、21aの冷媒吐出能力を第1、第2電動モータ11b、21bが独立に変化させることができるので、第1、第2圧縮機構11a、21aの圧縮効率を効果的に向上させることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the first and second electric motors 11b and 21b can independently change the refrigerant discharge capacities of the first and second compression mechanisms 11a and 21a. , 21a can be effectively improved.

その結果、駆動流の流量変動が生じてディフューザ部13dの昇圧能力が低下したとしても、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。   As a result, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state in which a high COP is exhibited even if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs and the boosting capability of the diffuser portion 13d is reduced.

このことは、例えば、本実施形態のように吸引側蒸発器16の冷媒蒸発温度を−30〜−10℃といった極低温まで低下させる冷凍サイクル装置のように、サイクルの高低圧差を大きく維持しておく必要性がある冷凍サイクル装置では、極めて有効である。   This is because, for example, the high / low pressure difference of the cycle is largely maintained as in the refrigeration cycle apparatus that reduces the refrigerant evaporation temperature of the suction side evaporator 16 to an extremely low temperature such as −30 to −10 ° C. as in the present embodiment. This is extremely effective in a refrigeration cycle apparatus that needs to be prepared.

(C)本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、分岐部18から流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流量G1が、分岐部18から固定絞り19側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしてるので、より多くの冷媒を放熱器12にて放熱させることができる。これにより、サイクル全体として冷媒の吸熱量、すなわちサイクルの冷凍能力を拡大することができる。   (C) In the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the refrigerant flow rate G1 flowing from the branch portion 18 to the outflow side evaporator 14 side is larger than the refrigerant flow rate G2 flowing from the branch portion 18 to the fixed throttle 19 side. Therefore, more refrigerant can be radiated by the radiator 12. Thereby, the endothermic amount of the refrigerant, that is, the refrigerating capacity of the cycle can be expanded as a whole cycle.

(D)特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、第1圧縮機11の吸入側に流出側気液分離器としてのアキュムレータを廃止できるので、エジェクタ式冷凍サイクル10全体としての製造コストを低減できる。   (D) Since the accumulator as the outflow side gas-liquid separator can be eliminated on the suction side of the first compressor 11 with respect to the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1, the manufacturing cost of the ejector refrigeration cycle 10 as a whole is reduced. it can.

(E)高圧側減圧手段として可変絞り機構である温度式膨張弁17を採用しているので、サイクルの負荷変動に応じて、エジェクタ13のノズル部13aへ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら、エジェクタ式冷凍サイクルを運転することができる。   (E) Since the temperature type expansion valve 17 which is a variable throttle mechanism is adopted as the high pressure side pressure reducing means, the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion 13a of the ejector 13 can be changed according to the cycle load fluctuation. . As a result, the ejector-type refrigeration cycle can be operated while exhibiting a high COP even if load fluctuation occurs.

(F)温度式膨張弁17にて減圧膨張された冷媒(図2のc2点)が気液二相状態となるので、エジェクタ13のノズル部13aへ気液二相状態の冷媒を流入させることができる。 (F) Since the decompressed and expanded refrigerant at a temperature expansion valve 17 (c 2 points in FIG. 2) is a gas-liquid two-phase state, and flows into the gas-liquid two-phase refrigerant to the nozzle section 13a of the ejector 13 be able to.

従って、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。その結果、回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。   Therefore, the boiling of the refrigerant in the nozzle portion 13a can be promoted and the nozzle efficiency can be improved as compared with the case where the liquid phase refrigerant is caused to flow into the nozzle portion 13a. As a result, the amount of recovered energy can be increased and the amount of pressure increase in the diffuser section 13d can be increased, so that the COP can be further improved.

さらに、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部13aの加工が容易となる。その結果、エジェクタ13の製造コストを低減して、エジェクタ式冷凍サイクル10全体としての製造コストを低減できる。   Furthermore, since the refrigerant passage area of the nozzle part 13a can be enlarged with respect to the case where the liquid phase refrigerant is caused to flow into the nozzle part 13a, the processing of the nozzle part 13a is facilitated. As a result, the manufacturing cost of the ejector 13 can be reduced, and the manufacturing cost of the ejector refrigeration cycle 10 as a whole can be reduced.

(第2実施形態)
本実施形態では、図3の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10に対して、放熱器12から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器30を追加した例を説明する。なお、図3では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 3, internal heat that causes the refrigerant flowing out of the radiator 12 and the low-pressure side refrigerant of the cycle to exchange heat with respect to the ejector refrigeration cycle 10 of the first embodiment. An example in which the exchanger 30 is added will be described. In FIG. 3, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

内部熱交換器30は、高圧側冷媒流路30aを通過する放熱器12から流出した冷媒と低圧側冷媒流路30bを通過するサイクルの低圧側冷媒との間で熱交換を行うものである。より具体的には、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、第2圧縮機構21aへ吸入される冷媒である。   The internal heat exchanger 30 performs heat exchange between the refrigerant flowing out of the radiator 12 passing through the high-pressure side refrigerant flow path 30a and the low-pressure side refrigerant of the cycle passing through the low-pressure side refrigerant flow path 30b. More specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle in the present embodiment is a refrigerant sucked into the second compression mechanism 21a.

また、内部熱交換器30の具体的構成としては、高圧側冷媒流路30aを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路30bを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、高圧側冷媒流路30aを内側管として、低圧側冷媒流路30bを外側管としてもよい。   In addition, as a specific configuration of the internal heat exchanger 30, a double-pipe heat exchanger in which an inner pipe that forms a low-pressure side refrigerant flow path 30b is arranged inside an outer pipe that forms the high-pressure side refrigerant flow path 30a. The configuration is adopted. Of course, the high-pressure side refrigerant flow path 30a may be an inner pipe and the low-pressure side refrigerant flow path 30b may be an outer pipe.

さらに、高圧側冷媒流路30aと低圧側冷媒流路30bとを形成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Further, a configuration in which the refrigerant pipes forming the high-pressure side refrigerant flow path 30a and the low-pressure side refrigerant flow path 30b are brazed and joined to exchange heat may be employed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

次に、図4のモリエル線図により、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の作動を説明する。なお、図4における冷媒の状態を示す符号は、図2における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに、添字のみを変更している。このことは、以下の実施形態で説明するモリエル線図においても同様である。   Next, the operation of the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment will be described with reference to the Mollier diagram of FIG. In addition, the code | symbol which shows the state of the refrigerant | coolant in FIG. 4 uses the same code | symbol as the code | symbol which shows the state of the same refrigerant | coolant in FIG. 2, and has changed only the subscript. The same applies to the Mollier diagram described in the following embodiments.

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、内部熱交換器30の作用によって、第1実施形態に対して、第2圧縮機構21a吸入側冷媒のエンタルピが増加し(図4のi4点→i’4点)、温度式膨張弁17へ流入する冷媒のエンタルピが減少する(図4のb4点→b’4点)。その他の作動は、第1実施形態と同様である。 When the ejector type refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, the enthalpy of the second compression mechanism 21a suction-side refrigerant is increased with respect to the first embodiment by the action of the internal heat exchanger 30 (i 4 in FIG. 4). point → i '4 points), the enthalpy of the refrigerant flowing into the thermal expansion valve 17 is reduced (b 4 points of FIG. 4 → b' 4 points). Other operations are the same as those in the first embodiment.

従って、本実施形態の構成においても、第1実施形態の(A)〜(F)と同様の効果を得ることができる。さらに、第1実施形態に対して、内部熱交換器30の作用によって、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。   Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the same effects as (A) to (F) of the first embodiment can be obtained. Furthermore, with respect to the first embodiment, the enthalpy of the refrigerant flowing into the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 can be reduced by the action of the internal heat exchanger 30.

その結果、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができるので、より一層、COPを向上できる。   As a result, since the enthalpy difference between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant of the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 can be increased to increase the refrigeration capacity, the COP is further improved. it can.

(第3実施形態)
本実施形態では、図5の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10に対して、放熱器12から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器31を追加した例を説明する。
(Third embodiment)
In this embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 5, internal heat that causes the refrigerant flowing out of the radiator 12 and the low-pressure side refrigerant of the cycle to exchange heat with respect to the ejector refrigeration cycle 10 of the first embodiment. An example in which the exchanger 31 is added will be described.

この内部熱交換器31は、高圧側冷媒流路31aを通過する放熱器12から流出した冷媒と低圧側冷媒流路31bを通過するサイクルの低圧側冷媒との間で熱交換を行うものである。より具体的には、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、第1圧縮機構11aへ吸入される冷媒である。また、内部熱交換器31の具体的構成は、第2実施形態と同様である。   The internal heat exchanger 31 performs heat exchange between the refrigerant that has flowed out of the radiator 12 that passes through the high-pressure side refrigerant flow path 31a and the low-pressure side refrigerant of the cycle that passes through the low-pressure side refrigerant flow path 31b. . More specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle in the present embodiment is a refrigerant sucked into the first compression mechanism 11a. The specific configuration of the internal heat exchanger 31 is the same as that of the second embodiment.

次に、図6のモリエル線図により、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、内部熱交換器31の作用によって、第1実施形態に対して、第1圧縮機構11a吸入側冷媒のエンタルピが増加し(図6のg6点→g’6点)、温度式膨張弁17へ流入する冷媒のエンタルピが減少する(図6のb6点→b’6点)。その他の作動は、第1実施形態と同様である。 Next, the operation of the ejector refrigeration cycle 10 of this embodiment will be described with reference to the Mollier diagram of FIG. When the ejector-type refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, the enthalpy of the refrigerant on the suction side of the first compression mechanism 11a is increased with respect to the first embodiment by the action of the internal heat exchanger 31 (g 6 in FIG. 6). point → g '6 points), the enthalpy of the refrigerant flowing into the thermal expansion valve 17 is reduced (b 6 points in FIG. 6 → b' 6 points). Other operations are the same as those in the first embodiment.

従って、本実施形態の構成においても、第1実施形態の(A)〜(F)と同様の効果を得ることができる。さらに、第2実施形態と同様に、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができるので、より一層、COPを向上できる。   Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the same effects as (A) to (F) of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since the enthalpy difference between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant of the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 can be increased and the refrigeration capacity can be increased as in the second embodiment. COP can be further improved.

(第4実施形態)
本実施形態では、図7の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10に対して、放熱器12の構成を変更した例を説明する。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, an example in which the configuration of the radiator 12 is changed with respect to the ejector refrigeration cycle 10 of the first embodiment as shown in the overall configuration diagram of FIG. 7 will be described.

具体的には、本実施形態の放熱器12は、冷媒を凝縮させる凝縮部12b、凝縮部12bから流出した冷媒の気液を分離する気液分離部12c(レシーバ部)、および、気液分離部12cから流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部12dを有する、いわゆるサブクール型凝縮器として構成されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Specifically, the radiator 12 of the present embodiment includes a condensing unit 12b that condenses the refrigerant, a gas-liquid separation unit 12c (receiver unit) that separates the gas-liquid of the refrigerant that has flowed out of the condensing unit 12b, and a gas-liquid separation. This is configured as a so-called subcool condenser having a supercooling part 12d for supercooling the liquid-phase refrigerant flowing out from the part 12c. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、図8のモリエル線図に示すように、放熱器12の凝縮部12bで凝縮した冷媒が、気液分離部12cにて気液分離される。さらに、気液分離部12cにて分離された飽和液相冷媒が過冷却部12dにて過冷却化される(図8のb8点→b’8点)。 When the ejector refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, as shown in the Mollier diagram of FIG. 8, the refrigerant condensed in the condenser 12b of the radiator 12 is gas-liquid separated in the gas-liquid separator 12c. . Further, the saturated liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 12c is supercooled of at supercooling part 12d (b 8 points in Fig. 8 → b '8 points).

これにより、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。その他の作動は、第1実施形態と同様である。   Thereby, the enthalpy of the refrigerant flowing into the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 can be reduced. Other operations are the same as those in the first embodiment.

従って、本実施形態の構成においても、第1実施形態の(A)〜(F)と同様の効果を得ることができる。さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができる。   Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the same effects as (A) to (F) of the first embodiment can be obtained. Furthermore, the enthalpy difference between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant of the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 can be increased to increase the refrigerating capacity.

さらに、例えば、第2実施形態の内部熱交換器30を用いる場合のように、第2圧縮機構21a吸入側冷媒(サイクルの低圧側冷媒)のエンタルピを不必要に増加させてしまうことがない(図8のi8点)。従って、第2圧縮機構21a吸入冷媒の密度が低下してしまうことを抑制して、第2実施形態に対して、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を低下させることもできる。 Further, for example, as in the case of using the internal heat exchanger 30 of the second embodiment, the enthalpy of the second compression mechanism 21a suction side refrigerant (low pressure side refrigerant of the cycle) is not unnecessarily increased ( I 8 points in FIG. 8). Therefore, the refrigerant | coolant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the suction side evaporator 16 can also be reduced with respect to 2nd Embodiment by suppressing that the density of the 2nd compression mechanism 21a suction | inhalation refrigerant | coolant falls. .

(第5実施形態)
上述の各実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用し、亜臨界冷凍サイクルを構成した例を説明したが、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用し、第1圧縮機11吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成した例を説明する。さらに、本実施形態では、図9の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、温度式膨張弁17を廃止している。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
(Fifth embodiment)
In each of the above-described embodiments, an example in which a normal chlorofluorocarbon refrigerant is employed as the refrigerant and a subcritical refrigeration cycle is configured has been described. However, in this embodiment, carbon dioxide is employed as the refrigerant, and the first compressor 11 discharges. An example in which a supercritical refrigeration cycle in which the refrigerant pressure is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant will be described. Furthermore, in this embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 9, the temperature type expansion valve 17 is eliminated from the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

次に、図10のモリエル線図により、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第1圧縮機11吐出冷媒が放熱器12にて放熱して冷却される。この際、放熱器12を通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する(図10のa10点→b10点)。 Next, the operation of the ejector refrigeration cycle 10 of this embodiment will be described with reference to the Mollier diagram of FIG. When the ejector refrigeration cycle 10 of this embodiment is operated, the refrigerant discharged from the first compressor 11 is radiated by the radiator 12 and cooled. At this time, the refrigerant passing through the radiator 12 radiates remains in the supercritical state without condensation (a 10 point in FIG. 10 → b 10 points).

放熱器12から流出した超臨界状態の高圧冷媒は、ノズル部13aで等エントロピ的に減圧膨張する(図10のb10点→d10点)。その他の作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の構成においても、第1実施形態の(A)〜(D)と同様の効果を得ることができる。 High-pressure refrigerant in the supercritical state flowing out of the radiator 12 isentropically depressurized expanded in the nozzle portion 13a (b 10 points in FIG. 10 → d 10 points). Other operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the same effects as (A) to (D) of the first embodiment can be obtained.

さらに、超臨界冷凍サイクルでは、高圧側冷媒圧力が亜臨界冷凍サイクルよりも高くなるので、サイクルの高低圧差(図10では、b10点とd10点の圧力差)が拡大し、エジェクタ13のノズル部13aにおける減圧量が増加する。これにより、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピとノズル部13a出口側冷媒のエンタルピとの差(回収エネルギ量)も増加するので、より一層、COPを向上できる。 Furthermore, in the supercritical refrigeration cycle, since the high-pressure side refrigerant pressure becomes higher than subcritical refrigeration cycle, the high-low pressure difference of the cycle (in FIG. 10, the pressure difference between b 10 points and d 10 points) is expanded, the ejector 13 The amount of pressure reduction in the nozzle portion 13a increases. Thereby, since the difference (recovered energy amount) between the enthalpy of the refrigerant on the inlet side of the nozzle part 13a and the enthalpy of the refrigerant on the outlet side of the nozzle part 13a is increased, COP can be further improved.

(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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.

(1)上述の実施形態では、第1、第2圧縮機11、21として、それぞれ別体で構成された圧縮機を採用した例を説明したが、第1、第2圧縮機構11a、21aおよび第1、第2電動モータ11b、21bを一体的に構成してもよい。   (1) In the above-described embodiment, the first and second compressors 11 and 21 have been described as adopting separate compressors, but the first and second compression mechanisms 11a and 21a and The first and second electric motors 11b and 21b may be configured integrally.

例えば、第1、第2圧縮機構11a、21aおよび第1、第2電動モータ11b、21bを同一のハウジング内に収容して一体的に構成してもよい。この場合には、第1、第2圧縮機構11a、21aの回転軸を共通化して、共通する駆動源から供給される駆動力によって双方の圧縮機構を駆動するようにしてもよい。   For example, the first and second compression mechanisms 11a and 21a and the first and second electric motors 11b and 21b may be accommodated in the same housing and integrally configured. In this case, the rotation shafts of the first and second compression mechanisms 11a and 21a may be shared, and both compression mechanisms may be driven by a driving force supplied from a common drive source.

これにより、第1、第2圧縮機構11a、21aを小型化して、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることができる。   Thereby, the 1st, 2nd compression mechanism 11a, 21a can be reduced in size, and size reduction as the whole ejector-type refrigerating cycle can be achieved.

(2)上述の実施形態では、第1、第2圧縮機11、21として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、第1、第2圧縮機11、21の形式はこれに限定されない。   (2) In the above-described embodiment, an example in which an electric compressor is adopted as the first and second compressors 11 and 21 has been described. However, the formats of the first and second compressors 11 and 21 are not limited to this. .

例えば、エンジン等を駆動源として、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採用してもよい。この場合は、吐出容量変更手段が、吐出能力変更手段となる。また、電磁クラッチの断続により駆動源との接続を断続的に変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を使用してもよい。この場合は、電磁クラッチが、吐出能力変更手段となる。   For example, you may employ | adopt the variable capacity type compressor which can adjust a refrigerant | coolant discharge capability with the change of discharge capacity | capacitance by using an engine etc. as a drive source. In this case, the discharge capacity changing means becomes the discharge capacity changing means. Moreover, you may use the fixed capacity type compressor which adjusts a refrigerant | coolant discharge capability by changing the connection with a drive source intermittently by the interruption of an electromagnetic clutch. In this case, the electromagnetic clutch becomes the discharge capacity changing means.

さらに、第1、第2圧縮機11、21に、同一の形式の圧縮機構を採用してもよいし、異なる形式の圧縮機構を採用してもよい。   Further, the first and second compressors 11 and 21 may employ the same type of compression mechanism or different types of compression mechanisms.

(3)上述の実施形態では、エジェクタ13としてノズル部13aの絞り通路面積が固定された固定式のエジェクタ13を採用しているが、ノズル部の絞り通路面積を変更可能に構成された可変エジェクタを採用してもよい。同様に、吸引側減圧手段として可変絞り機構を採用してもよい。   (3) In the above-described embodiment, the fixed ejector 13 in which the throttle passage area of the nozzle portion 13a is fixed is adopted as the ejector 13. However, the variable ejector configured to be able to change the throttle passage area of the nozzle portion. May be adopted. Similarly, a variable throttle mechanism may be employed as the suction side pressure reducing means.

また、上述の実施形態では、高圧側減圧手段として、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように調整する温度式膨張弁17を採用しているが、もちろん、吸引側蒸発器16出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように調整する温度式膨張弁を採用してもよい。   Further, in the above-described embodiment, as the high pressure side pressure reducing means, the temperature type expansion valve 17 that adjusts the superheat degree of the outlet side evaporator 14 outlet side refrigerant to be a predetermined value set in advance is adopted. Of course, you may employ | adopt the temperature type expansion valve which adjusts so that the superheat degree of the suction side evaporator 16 outlet side refrigerant | coolant may become the predetermined value set beforehand.

さらに、高圧側減圧手段として、絞り開度(弁開度)を外部からの電気的制御信号によって調整可能な電気式膨張弁を採用してもよい。さらに、高圧側減圧手段として、可変絞り機構を採用することなく、固定絞り19と同様の構成の固定絞り機構を採用してもよい。さらに、第1〜第4実施形態において、高圧側減圧手段を廃止してもよい。   Furthermore, an electric expansion valve that can adjust the throttle opening (valve opening) by an external electric control signal may be employed as the high pressure side pressure reducing means. Furthermore, a fixed throttle mechanism having the same configuration as that of the fixed throttle 19 may be adopted as the high pressure side pressure reducing means without using the variable throttle mechanism. Furthermore, in the first to fourth embodiments, the high pressure side pressure reducing means may be eliminated.

また、第5実施形態のように、超臨界冷凍サイクルを構成する場合には、高圧側減圧手段として、高圧側冷媒圧力を、放熱器12の出口側の高圧側冷媒温度に基づいてCOPが略最大となるように決定される目標高圧に調整する圧力制御弁を採用してもよい。   Further, when a supercritical refrigeration cycle is configured as in the fifth embodiment, the high pressure side refrigerant pressure is substantially equal to the COP based on the high pressure side refrigerant temperature on the outlet side of the radiator 12 as the high pressure side decompression means. You may employ | adopt the pressure control valve adjusted to the target high pressure determined so that it may become the maximum.

このような圧力制御弁としては、具体的に、放熱器12出口側に設けられた感温部を有し、この感温部の内部に放熱器12出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生させ、感温部の内圧と放熱器12出口側の冷媒圧力とのバランスで弁開度を機械的機構により調整する構成等を採用できる。   As such a pressure control valve, specifically, there is a temperature sensing part provided on the outlet side of the radiator 12, and a pressure corresponding to the temperature of the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator 12 inside the temperature sensing part. A configuration in which the valve opening is adjusted by a mechanical mechanism based on the balance between the internal pressure of the temperature sensing portion and the refrigerant pressure on the outlet side of the radiator 12 can be employed.

(4)上述の各実施形態における高圧側減圧手段および低圧側減圧手段として、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機を採用してもよい。このような膨張機としては、具体的に、スクロール型、ベーン型、ローリングピストン型といった容積型圧縮機構を採用できる。   (4) As the high pressure side pressure reducing means and the low pressure side pressure reducing means in each of the above-described embodiments, an expander that expands and decompresses the refrigerant and converts the pressure energy of the refrigerant into mechanical energy and outputs it is adopted. Also good. As such an expander, specifically, a volume type compression mechanism such as a scroll type, a vane type, or a rolling piston type can be employed.

そして、容積型圧縮機構を圧縮機構として用いる場合の冷媒流れに対して逆流させるように冷媒を流すことで、冷媒を体積膨張させて減圧させながら、機械的エネルギを出力させることができる。例えば、膨張機として回転式の容積型圧縮機構を採用すれば、機械的エネルギとして回転エネルギを出力させることができる。   Then, by flowing the refrigerant so as to flow backward with respect to the refrigerant flow when the positive displacement compression mechanism is used as the compression mechanism, mechanical energy can be output while the refrigerant is volume-expanded and depressurized. For example, if a rotary positive displacement compression mechanism is employed as an expander, rotational energy can be output as mechanical energy.

さらに、膨張機から出力された機械的エネルギを、例えば、第1、第2圧縮機構の補助動力源として利用すれば、エジェクタ式冷凍サイクル10全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。また、膨張機から出力された機械的エネルギを、外部機器の動力源として利用してもよい。   Furthermore, if the mechanical energy output from the expander is used as an auxiliary power source for the first and second compression mechanisms, for example, the energy efficiency of the ejector refrigeration cycle 10 as a whole can be improved. The mechanical energy output from the expander may be used as a power source for external equipment.

例えば、外部機器として発電機を採用すれば、電気エネルギを得ることができる。また、外部機器としてフライホイールを採用すれば、膨張機から出力された機械的エネルギを運動エネルギとして蓄えることができる。また、外部機器として発条装置(ぜんまいばね)を採用すれば、膨張機から出力された機械的エネルギを弾性エネルギとして蓄えることもできる。   For example, if a generator is adopted as an external device, electric energy can be obtained. Moreover, if a flywheel is employ | adopted as an external apparatus, the mechanical energy output from the expander can be stored as a kinetic energy. Moreover, if a stroking device (spring spring) is employed as an external device, the mechanical energy output from the expander can be stored as elastic energy.

(5)上述の実施形態に対して、第1圧縮機11の吸入側に、第1圧縮機11へ吸入される冷媒の気液を分離して余剰冷媒を貯える流出側気液分離器としてのアキュムレータを設けてもよい。これにより、アキュムレータにて分離された気相冷媒のみを第1圧縮機構11aへ供給することができ、第1圧縮機構11aの液圧縮の問題を回避できる。   (5) As an outflow-side gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant sucked into the first compressor 11 and stores excess refrigerant on the suction side of the first compressor 11 with respect to the above-described embodiment. An accumulator may be provided. Thereby, only the gaseous-phase refrigerant | coolant isolate | separated with the accumulator can be supplied to the 1st compression mechanism 11a, and the problem of the liquid compression of the 1st compression mechanism 11a can be avoided.

同様に、第2圧縮機構21aの吸入側にアキュムレータと同様の構成の吸引側気液分離器を配置してもよい。これにより、吸引側気液分離器にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機構21aへ供給することができ、第2圧縮機構21aの液圧縮の問題を回避できる。   Similarly, a suction side gas-liquid separator having the same configuration as the accumulator may be disposed on the suction side of the second compression mechanism 21a. Thereby, only the gaseous-phase refrigerant | coolant isolate | separated with the suction side gas-liquid separator can be supplied to the 2nd compression mechanism 21a, and the problem of the liquid compression of the 2nd compression mechanism 21a can be avoided.

(6)上述の実施形態では、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16にて異なる冷却対象空間(冷蔵庫内空間、冷凍庫内空間)を冷却する例を説明したが、同一の冷却対象空間を冷却するようにしてもよい。この場合は、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を一体構造に組み付けて、送風ファンから送風された空気を流出側蒸発器14→吸引側蒸発器16の順に通過させることが望ましい。   (6) In the above-described embodiment, the example in which different cooling target spaces (refrigerator space, freezer space) are cooled by the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 has been described. You may make it cool. In this case, it is desirable that the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 are assembled in an integrated structure, and the air blown from the blower fan is passed in the order of the outflow side evaporator 14 → the suction side evaporator 16.

その理由は、前述の如く、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)は、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなるからである。つまり、送風ファンからの送風空気を上記の如く通過させることで、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16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。   This is because the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 is lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the outflow side evaporator 14 as described above. That is, by passing the blown air from the blower fan as described above, a temperature difference between the refrigerant evaporation temperature of the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 and the blown air is secured, and the blown air is efficiently flowed. Can be cooled.

また、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を一体構造に組み付ける具体的手段として、例えば、双方の蒸発器14、16の構成部品をアルミニウムで構成してろう付け等の接合手段により一体構造に接合してもよい。さらに、ボルト締め等の機械的係合手段によって一体的に結合する構成でもよい。   Further, as a specific means for assembling the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 into an integral structure, for example, the constituent parts of both the evaporators 14 and 16 are made of aluminum and integrated with a joining means such as brazing. You may join to. Furthermore, the structure couple | bonded integrally by mechanical engagement means, such as bolting, may be sufficient.

また、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16として、フィンアンドチューブタイプの熱交換器を採用し、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16のフィンを共通化し、冷媒を通過させるチューブのパス構成(流路構成)で、2つの蒸発器に分割する構成としてもよい。   Further, as the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16, a fin-and-tube type heat exchanger is adopted, and the fins of the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 are made common so that the refrigerant can pass therethrough. It is good also as a structure which divides | segments into two evaporators by a path | pass structure (flow path structure).

さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16にて同一の冷凍庫内を冷却するように構成すると、送風空気流れの下流側の配置される吸引側蒸発器16の冷媒蒸発温度が着霜の生じる温度(0℃以下)になる。これに対して、流出側蒸発器14における冷媒蒸発温度を調整することで、吸引側蒸発器16に流入する送風空気の絶対湿度を予め低下させることができる。   Further, when the outflow side evaporator 14 and the suction side evaporator 16 are configured to cool the same freezer, the refrigerant evaporation temperature of the suction side evaporator 16 arranged downstream of the blown air flow becomes frosted. The resulting temperature (below 0 ° C.) is reached. On the other hand, the absolute humidity of the blown air flowing into the suction side evaporator 16 can be reduced in advance by adjusting the refrigerant evaporation temperature in the outflow side evaporator 14.

これにより、吸引側蒸発器16における着霜の発生を抑制できる。さらに、着霜による送風空気の流通が妨げられることが防止できるので、吸引側蒸発器16のフィンピッチ等を縮小して、吸引側蒸発器16の小型化を図ることもできる。   Thereby, generation | occurrence | production of the frost in the suction side evaporator 16 can be suppressed. Furthermore, since the flow of the blast air due to frost formation can be prevented, the fin pitch and the like of the suction side evaporator 16 can be reduced to reduce the size of the suction side evaporator 16.

(7)上述の実施形態では、第1、第2圧縮機構11a、21aのみを備えるエジェクタ式冷凍サイクル10について説明したが、さらに、追加の圧縮機構を設けてもよい。例えば、第1実施形態の吸引側蒸発器16に対して、並列的に追加の蒸発器を配置して、この蒸発器から流出した冷媒のみを吸入して圧縮するように追加の圧縮機構を設けてもよい。   (7) In the above-described embodiment, the ejector-type refrigeration cycle 10 including only the first and second compression mechanisms 11a and 21a has been described. However, an additional compression mechanism may be further provided. For example, with respect to the suction side evaporator 16 of the first embodiment, an additional evaporator is arranged in parallel, and an additional compression mechanism is provided so as to suck and compress only the refrigerant that has flowed out of this evaporator. May be.

(8)上述の実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル10を冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、エジェクタ式冷凍サイクル10を、その他の定置用の冷凍サイクル装置、車両用空調装置等に適用してもよい。   (8) In the above-described embodiment, an example in which the ejector refrigeration cycle 10 of the present invention is applied to a refrigeration / refrigeration apparatus has been described, but the application of the present invention is not limited to this. For example, the ejector refrigeration cycle 10 may be applied to other stationary refrigeration cycle apparatuses, vehicle air conditioners, and the like.

(9)上述の実施形態では、吸引側蒸発器16を利用側熱交換器として、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、吸引側熱交換器16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冷媒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としてもよい。   (9) In the above-described embodiment, the suction side evaporator 16 is configured as a use side heat exchanger, and the radiator 12 is configured as an outdoor heat exchanger that radiates heat to the atmosphere side. 16 may be configured as an outdoor heat exchanger that absorbs heat from a heat source such as the atmosphere, and the heat radiator 12 may be configured as a heat pump cycle configured as an indoor heat exchanger that heats a refrigerant to be heated such as air or water.

(10)上述の各実施形態の内部熱交換器30、31では、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向について言及していないが、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が同一方向となる並向流としてもよいし、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が異なる方向となる対向流としてもよい。   (10) In the internal heat exchangers 30 and 31 of the above-described embodiments, the refrigerant flow direction in the high-pressure side refrigerant flow path and the refrigerant flow direction in the low-pressure side refrigerant flow path are not mentioned. The refrigerant flow direction and the refrigerant flow direction in the low-pressure side refrigerant flow path may be parallel flows, and the refrigerant flow direction in the high-pressure side refrigerant flow path and the refrigerant flow direction in the low-pressure side refrigerant flow path are different. It may be counterflow.

第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the ejector-type refrigerating cycle of 1st Embodiment. 第2実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the ejector type refrigerating cycle of 2nd Embodiment. 第2実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the ejector-type refrigerating cycle of 2nd Embodiment. 第3実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 3rd Embodiment. 第3実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the ejector-type refrigerating cycle of 3rd Embodiment. 第4実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 4th Embodiment. 第4実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the ejector-type refrigerating cycle of 4th Embodiment. 第5実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 5th Embodiment. 第5実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the ejector-type refrigerating cycle of 5th Embodiment. 従来技術のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of the ejector-type refrigerating cycle of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

11、12 第1、第2圧縮機
11a、21a 第1、第2圧縮機構
11b、21b 第1、第2電動モータ
12 放熱器
12b 凝縮部
12c 気液分離部
12d 過冷却部
13 エジェクタ
13a ノズル部
13b 冷媒吸引口
13d ディフューザ部
14 流出側蒸発器
16 吸引側蒸発器
17 温度式膨張弁
18 分岐部
19 固定絞り
30、31 内部熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 1st, 2nd compressor 11a, 21a 1st, 2nd compression mechanism 11b, 21b 1st, 2nd electric motor 12 Radiator 12b Condensing part 12c Gas-liquid separation part 12d Supercooling part 13 Ejector 13a Nozzle part 13b Refrigerant suction port 13d Diffuser part 14 Outflow side evaporator 16 Suction side evaporator 17 Thermal expansion valve 18 Branching part 19 Fixed throttle 30, 31 Internal heat exchanger

Claims (10)

冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮機構(11a)と、
前記第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部(13d)にて昇圧するエジェクタ(13)と、
前記ディフューザ部(13d)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(18)と、
前記分岐部(18)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて、前記第1圧縮機構(11a)吸入側へ流出させる流出側蒸発器(14)と、
前記分岐部(18)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(19)と、
前記吸引側減圧手段(19)にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側蒸発器(16)と、
前記吸引側蒸発器(16)出口側冷媒を吸引して、圧縮して吐出する第2圧縮機構(21a)とを備えることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
A first compression mechanism (11a) for compressing and discharging the refrigerant;
A radiator (12) for radiating heat from the high-pressure refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a);
The refrigerant is sucked from the refrigerant suction port (13b) by the flow of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle portion (13a) that decompresses and expands the refrigerant flowing out of the radiator (12), and the jet refrigerant and the refrigerant suction An ejector (13) for increasing the pressure of the mixed refrigerant with the suction refrigerant sucked from the port (13b) at the diffuser section (13d);
A branch part (18) for branching the flow of the refrigerant flowing out from the diffuser part (13d);
An outflow-side evaporator (14) for evaporating one of the refrigerant branched in the branching section (18) and flowing out to the suction side of the first compression mechanism (11a);
Suction side decompression means (19) for decompressing and expanding the other refrigerant branched at the branch section (18);
A suction-side evaporator (16) that evaporates the refrigerant decompressed and expanded by the suction-side decompression means (19) and causes the refrigerant to flow out toward the refrigerant suction port (13b);
An ejector-type refrigeration cycle comprising: a suction unit evaporator (16) and a second compression mechanism (21a) that sucks, compresses and discharges the outlet side refrigerant.
前記放熱器(12)出口側から前記ノズル部(13a)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、前記放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(17)を備えることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   A high pressure side pressure reducing means (17) is provided in a refrigerant passage extending from the radiator (12) outlet side to the nozzle part (13a) inlet side, and decompresses and expands the refrigerant flowing out of the radiator (12). The ejector-type refrigeration cycle according to claim 1. 前記放熱器(12)から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30、31)を備える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式冷凍サイクル。   The ejector refrigeration cycle according to claim 1 or 2, further comprising an internal heat exchanger (30, 31) for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator (12) and the low-pressure side refrigerant of the cycle. 前記サイクルの低圧側冷媒は、前記第1圧縮機構(11a)へ吸入される冷媒であることを特徴とする請求項3に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector refrigeration cycle according to claim 3, wherein the low-pressure side refrigerant of the cycle is a refrigerant sucked into the first compression mechanism (11a). 前記サイクルの低圧側冷媒は、前記第2圧縮機構(21a)へ吸入される冷媒であることを特徴とする請求項3に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector-type refrigeration cycle according to claim 3, wherein the low-pressure side refrigerant of the cycle is a refrigerant sucked into the second compression mechanism (21a). 前記放熱器(12)は、冷媒を凝縮させる凝縮部(12b)、前記凝縮部(12b)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部(12c)、および、前記気液分離部(12c)から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部(12d)を有し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式冷凍サイクル。   The radiator (12) includes a condensing unit (12b) that condenses the refrigerant, a gas-liquid separating unit (12c) that separates the gas-liquid of the refrigerant that has flowed out of the condensing unit (12b), and the gas-liquid separating unit ( The ejector-type refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 5, further comprising a supercooling section (12d) for supercooling the liquid-phase refrigerant flowing out of 12c). 前記吸引側減圧手段は、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機である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式冷凍サイクル。   7. The expansion device according to claim 1, wherein the suction side decompression unit is an expander that expands and decompresses the refrigerant to convert the pressure energy of the refrigerant into mechanical energy and outputs the mechanical energy. The ejector type refrigeration cycle described in 1. 前記第1圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力を変更する第1吐出能力変更手段(11b)と、
前記第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段(21b)とを備え、
前記第1吐出能力変更手段(11b)および前記第2吐出能力変更手段(21b)は、それぞれ独立して前記第1圧縮機構(11a)および前記第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
First discharge capacity changing means (11b) for changing the refrigerant discharge capacity of the first compression mechanism (11a);
Second discharge capacity changing means (21b) for changing the refrigerant discharge capacity of the second compression mechanism (21a);
The first discharge capacity changing means (11b) and the second discharge capacity changing means (21b) independently change the refrigerant discharge capacity of the first compression mechanism (11a) and the second compression mechanism (21a). The ejector refrigeration cycle according to claim 1, wherein the ejector refrigeration cycle is configured to be capable of being configured.
前記第1圧縮機構(11a)および前記第2圧縮機構(21a)は、同一のハウジング内に収容されて、一体的に構成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The said 1st compression mechanism (11a) and the said 2nd compression mechanism (21a) are accommodated in the same housing, and are comprised integrally, The one of Claims 1 thru | or 8 characterized by the above-mentioned. The ejector-type refrigeration cycle described in 1. 前記第1圧縮機構(11a)は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧させることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。   The ejector-type refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 9, wherein the first compression mechanism (11a) increases the pressure of the refrigerant until it reaches a critical pressure or higher.
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