JP4400522B2 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Description

本発明は、冷媒減圧手段の役割および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタと、複数の蒸発器とを有するエジェクタ式冷凍サイクルに関するもので、例えば、車両用空調装置、あるいは車載の荷物を冷凍、冷蔵する車両用冷凍装置等に適用して有効である。

従来、この種のエジェクタ式冷凍サイクルは特許文献１等にて知られている。この特許文献１では、冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタの下流側に第１蒸発器を配置し、この第１蒸発器の下流側に気液分離器を配置し、そして、気液分離器の液冷媒出口側とエジェクタの冷媒吸引口との間に第２蒸発器を配置したエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。

また、第１蒸発器および第２蒸発器により別々の空間、または第１、第２蒸発器により同一の空間から吸熱（冷却）作用を発揮することができる。そして、第１、第２蒸発器にて室内の冷房を行ってもよい旨の記載もある（特許文献１の段落０１９２参照）。
特許第３３２２２６３号公報

ところで、特許文献１には第１、第２蒸発器にて室内の冷房を行う際における具体的な蒸発器構成が何ら開示されていない。

そこで、本発明者らは、先に、特願２００５−３７６４５号にてエジェクタ下流側蒸発器とエジェクタ吸引側蒸発器とを一体化して、搭載性の向上を図ったエジェクタ式冷凍サイクルを提案している。しかし、この先願では、この一体化した２つの蒸発器により特定の１つの空間を冷却するサイクル構成を提案しているだけであり、サイクル冷却機能の多様化が実現されていない。

本発明は、上記点に鑑み、エジェクタ下流側蒸発器とエジェクタ吸引側蒸発器とを組み合わせるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、蒸発器部分の構成の簡素化とサイクル冷却機能の多様化とを実現することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためなされたもので、エジェクタ（１４）の下流側に接続される第１蒸発器（１５）と、
エジェクタ（１４）の冷媒吸引口（１４ｂ）に接続される第２蒸発器（１８）と、
エジェクタ（１４）の上流側で分岐された冷媒を減圧後に蒸発させる第３蒸発器（２５）とを備え、
第１蒸発器（１５）および第２蒸発器（１８）は１つの蒸発器ユニット（１９）として一体に構成され、
蒸発器ユニット（１９）により第１の冷却対象空間（２２）を冷却し、第３蒸発器（２５）により第２の冷却対象空間（２７）を冷却することを第１の特徴としている。

これによると、第１、第２蒸発器（１５、１８）を１つの蒸発器ユニット（１９）として一体化しているから、第１、第２蒸発器（１５、１８）を小型簡潔な構成にまとめることができるとともに、蒸発器ユニット（１９）と、これとは別に設けた第３蒸発器（２５）とによりそれぞれ別の冷却対象空間（２２、２７）を独立に冷却でき、サイクル冷却機能の多様化を実現できる。

本発明では、上記第１の特徴において、具体的には、第３蒸発器（２５）の出口を第２蒸発器（１８）の出口側に接続すればよい。

これによると、第２蒸発器（１８）の出口冷媒および第３蒸発器（２５）の出口冷媒を両方ともエジェクタ（１４）の冷媒吸引口（１４ｂ）に吸引するから、第３蒸発器（２５）の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を第２蒸発器（１８）と同等にすることができ、第１蒸発器（１５）の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも低くすることができる。

よって、第３蒸発器（２５）は第１蒸発器（１５）よりも低い温度帯で冷却能力を発揮できる。

また、本発明では、上記第１の特徴において、具体的には、第３蒸発器（２５）の出口を第２蒸発器（１８）の入口側に接続してもよい。これによっても、第３蒸発器（２５）は第１蒸発器（１５）よりも低い温度帯で冷却能力を発揮できる。

また、本発明では、上記第１の特徴において、具体的には、第３蒸発器（２５）の出口を第１蒸発器（１５）の出口側に接続してもよい。これによると、第３蒸発器（２５）は第１蒸発器（１５）と同等の温度帯で冷却能力を発揮する。

また、本発明では、上記第１の特徴において、具体的には、エジェクタ（１４）の上流側で分岐されエジェクタ（１４）の冷媒吸引口（１４ｂ）に接続される分岐通路（１６）を有し、
この分岐通路（１６）に絞り機構（１７）を設け、この絞り機構（１７）の下流側に第２蒸発器（１８）を設けるようにしてよい。

また、本発明では、上記のごとく分岐通路（１６）に絞り機構（１７）および第２蒸発器（１８）を設ける場合に、蒸発器ユニット（１９）にエジェクタ（１４）、分岐通路（１６）および絞り機構（１７）を一体に組み付けるようにしてもよい。

これによれば、蒸発器ユニット（１９）は、第１、第２蒸発器（１５、１８）の他にエジェクタ（１４）、分岐通路（１６）および絞り機構（１７）を含む一体化ユニットとして構成されるから、これら多数の部品を含む蒸発器ユニット（１９）を車両等に対して一度の作業で容易に搭載できる利点が大である。

また、本発明では、上記第１の特徴において、具体的には、第１蒸発器（１５）の出口側に冷媒の気液を分離する気液分離器（３０）が設けられ、
気液分離器（３０）の気相冷媒出口（３０ａ）は圧縮機（１１）の吸入側に接続され、
気液分離器（３０）の液相冷媒出口（３０ｂ）は分岐通路（１６ａ）により冷媒吸引口（１４ｂ）に接続され、
この分岐通路（１６ａ）に第２蒸発器（１８）を設けるようにしてもよい。

次に、本発明では、ノズル部（１４ａ、１４０ａ）から噴出する高速度の冷媒流により冷媒吸引口（１４ｂ、１４０ｂ）から冷媒を吸引する第１エジェクタ（１４）および第２エジェクタ（１４０）と、
第１エジェクタ（１４）の下流側に接続される第１蒸発器（１５）と、
第１エジェクタ（１４）の冷媒吸引口（１４ｂ）に接続される第２蒸発器（１８）と、
第１エジェクタ（１４）および第２エジェクタ（１４０）の上流側で分岐された冷媒を減圧後に蒸発させる第３蒸発器（２５）とを備え、
第３蒸発器（２５）の出口側は第２エジェクタ（１４０）の冷媒吸引口（１４０ｂ）に接続され、
第１蒸発器（１５）および第２蒸発器（１８）は１つの蒸発器ユニット（１９）として一体に構成され、
蒸発器ユニット（１９）により第１の冷却対象空間（２２）を冷却し、
第３蒸発器（２５）により第２の冷却対象空間（２７）を冷却することを第２の特徴としている。

これによっても、第１、第２蒸発器（１５、１８）を一体化した蒸発器ユニット（１９）と、これとは別に設けた第３蒸発器（２５）とを具備しているから、第１の特徴と同様の作用効果を発揮できる。

更に、蒸発器ユニット（１９）専用の第１エジェクタ（１４）と、第３蒸発器（２５）専用の第２エジェクタ（１４０）とを設けているから、第１、第２蒸発器（１５、１８）側の冷媒流量調整と、第３蒸発器（２５）側の冷媒流量調整とをそれぞれ専用のエジェクタで適切に行うことができ、蒸発器ユニット（１９）および第３蒸発器（２５）の双方で高い冷却性能を発揮できる。

本発明では、上記第２の特徴において、具体的には、第２エジェクタ（１４０）の出口は第１蒸発器（１５）の入口側に接続すればよい。

これによると、第２エジェクタ（１４０）の出口冷媒に含まれる液相冷媒を第１蒸発器（１５）にて蒸発させることができる。

また、本発明では、上記第２の特徴において、具体的には、第２エジェクタ（１４０）の出口を第１蒸発器（１５）の出口側に接続してもよい。

また、本発明では、上記第１、第２の特徴において、具体的には、第１蒸発器（１５）の出口側に冷媒の気液を分離する気液分離器（３０）を設け、
気液分離器（３０）の気相冷媒出口（３０ａ）を圧縮機（１１）の吸入側に接続するようにしてよい。

また、本発明では、上記第１、第２の特徴において、具体的には、第１蒸発器（１５）および第２蒸発器（１８）をろう付けにより一体に接合すればよい。

なお、上記各手段および特許請求の範囲に記載の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機１１は、プーリ１２、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。

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

この圧縮機１１の冷媒吐出側には放熱器１３が配置されている。放熱器１３は圧縮機１２から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気（車室外空気）との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。

ここで、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒として、通常のフロン系冷媒を用いる場合は、高圧圧力が臨界圧力を超えない亜臨界サイクルとなるので、放熱器１３は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。一方、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いる場合はエジェクタ式冷凍サイクル１０が超臨界サイクルとなるので、冷媒は超臨界状態のまま放熱するだけで、凝縮しない。本実施形態では、以下、放熱器１３が凝縮器として作用する亜臨界サイクルに例をとって説明する。

放熱器１３よりもさらに冷媒流れ下流側部位には、エジェクタ１４が配置されている。このエジェクタ１４は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段（運動量輸送式ポンプ）でもある。

エジェクタ１４には、放熱器１３から流入する高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部１４ａと、ノズル部１４ａの冷媒噴出口と連通するように配置され、後述する第２蒸発器１８からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口１４ｂが備えられている。

さらに、ノズル部１４ａおよび冷媒吸引口１４ｂの下流側部位には、ノズル部１４ａから噴出する高速度の冷媒流と冷媒吸引口１４ｂの吸引冷媒とを混合する混合部１４ｃが設けられている。そして、混合部１４ｃの下流側に昇圧部をなすディフューザ部１４ｄが配置されている。このディフューザ部１４ｄは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。

エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄの下流側に第１蒸発器１５が接続され、この第１蒸発器１５の冷媒流れ下流側は圧縮機１１の吸入側に接続される。

一方、エジェクタ１４の上流部（放熱器１３とエジェクタ１４との間の中間部位）から第１分岐通路１６が分岐され、この第１分岐通路１６の下流側はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続される。Ｚは第１分岐通路１６の分岐点を示す。

この第１分岐通路１６には絞り機構１７が配置され、この絞り機構１７よりも下流側部位には第２蒸発器１８が配置されている。絞り機構１７は第２蒸発器１８への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。また、電動アクチュエータにより弁開度（通路絞り開度）が調整可能になっている電気制御弁を絞り機構１７として用いてもよい。

本実施形態では、２つの蒸発器１５、１８を一体構造に組み付けて、２つの蒸発器１５、１８を１つの蒸発器ユニット１９として一体に構成している。ここで、２つの蒸発器１５、１８を一体化する組み付け構造の具体例は種々考えられるが、２つの蒸発器１５、１８をろう付けにて一体化する構造が生産性向上の観点から好ましい。

すなわち、２つの蒸発器１５、１８の冷媒通路を構成する扁平状のチューブ（図示せず）、このチューブと交互に積層されるコルゲートフィン（図示せず）、多数のチューブへの冷媒の分配あるいは多数のチューブからの冷媒の集合を行うタンク部（図示せず）等の部品をアルミニウム等の金属で成形し、２つの蒸発器１５、１８のこれらの各部品を所定の構造に仮組み付けし、この仮組み付け体を加熱炉内に搬入して、２つの蒸発器１５、１８の各部品をろう付けにて一体に接合すればよい。

２つの蒸発器１５、１８を一体化した蒸発器ユニット１９は、車両用空調装置の室内ユニットケース２０内に収納するようになっている。そして、ケース２０内に構成される空気通路に電動送風機２１により空気（被冷却空気）を矢印Ａのごとく送風し、この送風空気を２つの蒸発器１５、１８で冷却するようなっている。

２つの蒸発器１５、１８で冷却された冷風を共通の冷却対象空間、具体的には、車室内空間２２に送り込み、これにより、２つの蒸発器１５、１８にて車室内空間２２を冷房するようになっている。ここで、２つの蒸発器１５、１８のうち、エジェクタ１４下流側の流路に接続される第１蒸発器１５を空気流れＡの上流側に配置し、エジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続される第２蒸発器１８を空気流れＡの下流側に配置している。

一方、第２分岐通路２３が第１分岐通路１６と同様にエジェクタ１４の上流部（放熱器１３とエジェクタ１４との間の中間部位）から分岐され、この第２分岐通路２３の下流側は第２蒸発器１８の出口側に接続される。従って、第１、第２分岐通路１６、２３の下流側はいずれもエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続される。

第２分岐通路２３にも絞り機構２４が配置され、この絞り機構２４よりも下流側部位に第３蒸発器２５が配置されている。絞り機構２４は第３蒸発器２５への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。また、電動アクチュエータにより弁開度（通路絞り開度）が調整可能になっている電気制御弁を絞り機構２４として用いてもよい。

ここで、第３蒸発器２５は車室内に搭載される車載冷蔵庫２６内に配置され、車載冷蔵庫２６の庫内空間２７を第３蒸発器２５にて冷却するようになっている。具体的には、車載冷蔵庫２６内には庫内空気を第３蒸発器２５に送風する電動送風機２８が配置され、この電動送風機２８の送風空気が第３蒸発器２５にて冷却され、その冷風が庫内空間２７へ吹き出すようになっている。

次に、第１実施形態の作動を説明する。圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１で圧縮され吐出された高温高圧状態の気相冷媒は放熱器１３に流入する。放熱器１３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１３から流出した高圧液相冷媒は、分岐点Ｚにてエジェクタ１４に向かう冷媒流れと、第１、第２分岐通路１６、２３に向かう冷媒流れとに分流する。

エジェクタ１４に流入した冷媒流れはノズル部１４ａで減圧され膨張する。従って、ノズル部１４ａで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、このノズル部１４ａの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口１４ｂから第１分岐通路１６の第２蒸発器１８通過後の冷媒（気相冷媒）および第２分岐通路２３の第３蒸発器２５通過後の冷媒（気相冷媒）を吸引する。

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

そして、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した冷媒は第１蒸発器１５に流入する。第１蒸発器１５では、低温の低圧冷媒が矢印Ａ方向の送風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、再び圧縮される。

一方、第１分岐通路１６に流入した冷媒流れは絞り機構１７で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第２蒸発器１８に流入する。第２蒸発器１８では、低圧冷媒が矢印Ａ方向の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口１４ｂからエジェクタ１４内に吸引される。

また、第２分岐通路２３に流入した冷媒流れは絞り機構２４で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第３蒸発器２５に流入する。第３蒸発器２５では、低圧冷媒が車載冷蔵庫２６内の庫内空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口１４ｂからエジェクタ１４内に吸引される。

以上のごとく、本実施形態によると、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄの下流側冷媒を第１蒸発器１５に供給するととともに、第１分岐通路１６側の冷媒を絞り機構１７を通して第２蒸発器１８にも供給できるので、第１、第２蒸発器１５、１８で同時に冷却作用を発揮できる。そのため、第１、第２蒸発器１５、１８の両方で冷却された冷風を冷却対象空間をなす車室内空間２２に吹き出して、車室内空間２２を冷房できる。

その際に、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力はディフューザ部１４ｄで昇圧した後の圧力であり、一方、第２蒸発器１８の出口側はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続されているから、ノズル部１４ａでの減圧直後の最も低い圧力を第２蒸発器１８に作用させることができる。

これにより、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも第２蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。そして、送風空気の流れ方向Ａに対して冷媒蒸発温度が高い第１蒸発器１５を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い第２蒸発器１８を下流側に配置しているから、第１蒸発器１５における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差および第２蒸発器１８における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を両方とも確保できる。

このため、第１、第２蒸発器１５、１８の冷却性能を両方とも有効に発揮できる。従って、共通の冷却対象空間である車室内空間２２に対する冷房性能を第１、第２蒸発器１５、１８の組み合わせにて効果的に発揮できる。

しかも、第１、第２蒸発器１５、１８を一体化して１つの蒸発器ユニット１９を構成しているから、第１、第２蒸発器１５、１８を小型簡潔な１ユニット構造にまとめることができるとともに、ユニットケース２０内への組み付け作業も１つの蒸発器ユニット１９として一度に簡単に行うことができる。

一方、第２分岐通路２３に設けた第３蒸発器２５にて車載冷蔵庫２６の庫内空間２７を冷却できるから、車載冷蔵庫２６内という別の冷却対象空間を第３蒸発器２５にて独立に冷却できる。

ここで、第２分岐通路２３の第３蒸発器２５を第１分岐通路１６の第２蒸発器１８の出口部に接続しているから、第３蒸発器２５における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を第２蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）と同等に設定できる。

従って、蒸発器ユニット１９全体の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）の平均値よりも第３蒸発器２５における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。それ故、第３蒸発器２５は車載冷蔵庫２６内をより低温側に冷却できる。

ところで、サイクル熱負荷が小さい条件では、サイクルの高低圧差が小さくなって、エジェクタ１４の入力が小さくなるので、エジェクタ１４の冷媒吸引能力の低下が起きる。

しかし、本実施形態によると、エジェクタ１４の上流部で高圧冷媒を分岐し、この分岐冷媒を第１、第２分岐通路１６、２３を通して冷媒吸引口１４ｂに吸引させるから、第１、第２分岐通路１６、２３がエジェクタ１４に対して並列的な接続関係となる。

このため、第１、第２分岐通路１６、２３にエジェクタ１４の冷媒吸引能力だけでなく、圧縮機１１の冷媒吸入、吐出能力をも利用して冷媒を供給できる。これにより、エジェクタ１４の入力低下→エジェクタ１４の冷媒吸引能力の低下という現象が発生しても、第２蒸発器１８側の冷媒流量および第３蒸発器２５側の冷媒流量の減少度合いを小さくできる。よって、低熱負荷条件でも、第２蒸発器１８および第３蒸発器２５の冷却性能を確保しやすい。

また、第２蒸発器１８側の冷媒流量および第３蒸発器２５側の冷媒流量をエジェクタ１４の機能に依存することなく、絞り機構１７、２４にて独立に調整できる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、第３蒸発器２５の出口を第２蒸発器１８の出口側に接続しているが、第２実施形態では、図２に示すように、第３蒸発器２５の出口を第２蒸発器１８の入口側に接続している。

第２実施形態においても、第３蒸発器２５の出口側は第２蒸発器１８を介して冷媒吸引口１４ｂに接続されるので、第３蒸発器２５における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を第１蒸発器１５より低くすることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、第３蒸発器２５の出口を第２蒸発器１８の出口側に接続しているが、第３実施形態では、図３に示すように、第３蒸発器２５の出口を第１蒸発器１５の出口側に接続している。

第３実施形態によると、第１蒸発器１５と第３蒸発器２５の出口部が合流して圧縮機１１の吸入側に接続されるので、第１蒸発器１５と第３蒸発器２５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）が同等になる。従って、第３蒸発器２５による冷蔵庫２６内の冷却温度が第１、第２実施形態よりも上昇することになるが、第３蒸発器２５によって冷蔵庫２６内を独立に冷却できる。

（第４実施形態）
第１実施形態では、第１蒸発器１５の出口側を圧縮機１１の吸入側に直接接続しているが、第４実施形態では、図４に示すように、第１蒸発器１５の出口側に気液分離器３０を設け、気液分離器３０の上部に気相冷媒出口部３０ａを設け、この気相冷媒出口部３０ａを圧縮機１１の吸入側に接続している。気液分離器３０にて第１蒸発器１５の出口側冷媒の気液を分離して、液相冷媒を気液分離器３０内に溜め、気相冷媒を圧縮機１１に吸入させる。これにより、圧縮機１１への液冷媒戻りを確実に防止できる。

なお、気液分離器３０には液冷媒中に含まれる潤滑オイルを圧縮機１１に戻すための周知のオイル戻し通路（図示せず）が備えられている。

第４実施形態の気液分離器３０は、第２、第３実施形態のサイクル構成においても同様に設けることができる。第３実施形態では、第１蒸発器１５と第３蒸発器２５の出口合流部と圧縮機１１の吸入側との間に気液分離器３０を配置すればよい。

（第５実施形態）
第１実施形態では、第１分岐通路１６をエジェクタ１４の上流側で分岐して第１分岐通路１６の下流側を冷媒吸引口１４ｂに接続しているが、第５実施形態では、図５に示すように、第１蒸発器１５の出口側に気液分離器３０を設け、この気液分離器３０の底部側に液相冷媒出口部３０ｂを設け、この液相冷媒出口部３０ｂと冷媒吸引口１４ｂとの間を接続する通路を第１分岐通路１６ａとして設けている。

この第１分岐通路１６ａの上流側に絞り機構１７を配置し、この絞り機構１７の下流側に第２蒸発器１８を配置している。気液分離器３０の気相冷媒出口部３０ａを圧縮機１１の吸入側に接続している。

第５実施形態において、第１、第２蒸発器１５、１８を一体化して１つの蒸発器ユニット１９を構成している点、第３蒸発器２５の出口を第２蒸発器１８の出口側に接続している点等は第１実施形態と同じである。

（第６実施形態）
第１実施形態では、第１、第２蒸発器１５、１８のみを一体化して１つの蒸発器ユニット１９を構成しているが、第６実施形態では、図６に示すように、第１、第２蒸発器１５、１８の他にエジェクタ１４、第１分岐通路１６および絞り機構１７を更に一体化して、１つの蒸発器ユニット１９を構成している。

すなわち、第６実施形態による蒸発器ユニット１９は、第１、第２蒸発器１５、１８をろう付け等により一体化し、この第１、第２蒸発器１５、１８にエジェクタ１４、第１分岐通路１６および絞り機構１７を更に一体に組み付け、これら機器（１４〜１８）を１つの組み付け体として構成している。

このため、蒸発器ユニット１９の内部に分岐点Ｚを内蔵することができるので、蒸発器ユニット１９全体として１つの冷媒入口３１ａを設けだけでよい。同様に、冷媒出口３１ｂも蒸発器ユニット１９全体として１つ設けだけでよい。それ故、蒸発器ユニット１９全体として、外部冷媒配管に対する接続作業を冷媒入口３１ａと冷媒出口３１ｂのみで行うだけでよく、配管接続作業を簡素化できる。

なお、第６実施形態では、発器ユニット１９の内部に分岐点Ｚが内蔵されるので、第２分岐通路２３専用の分岐点Ｚ１を設定することになる。

（第７実施形態）
第１実施形態では、第２蒸発器１５の出口冷媒および第３蒸発器２５の出口冷媒をいずれも１つのエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに吸引するサイクル構成にしているが、第７実施形態では、図７に示すように、複数のエジェクタ１４、１４０を設けて、第１エジェクタ１４の下流側に第１蒸発器１５を接続するとともに、第１エジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに第２蒸発器１８の出口側を接続している。

一方、第２エジェクタ１４０は第３蒸発器２５の出口冷媒を吸引するためのもので、第２エジェクタ１４０の冷媒吸引口１４０ｂに第３蒸発器２５の出口側を接続している。なお、第２エジェクタ１４０は第１エジェクタ１４と同一構成であり、ノズル部１４０ａと、冷媒吸引口１４０ｂと、混合部１４０ｃと、昇圧部をなすディフューザ部１４０ｄとを備えている。

第１エジェクタ１４の上流側で分岐された第３分岐通路３２を設け、この第３分岐通路３２を通して放熱器１３下流側の高圧冷媒が第２エジェクタ１４０に流入する。第２エジェクタ１４０の下流側（ディフューザ部１４０ｄの出口）は第１エジェクタ１４の下流側と第１蒸発器１５の入口との間に接続されている。

第７実施形態においても、第３蒸発器２５における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも低くすることができる。よって、第３蒸発器２５は車載冷蔵庫２６内をより低温側に冷却できる。

しかも、第７実施形態では、第１エジェクタ１４を第１、第２蒸発器１５、１８からなる蒸発器ユニット１９専用に設け、第２エジェクタ１４０を第３蒸発器２５専用に設けているから、蒸発器ユニット１９の冷媒流量および第３蒸発器２５の冷媒流量をそれぞれ専用のエジェクタで適切に調整することが容易であり、蒸発器ユニット１９および第３蒸発器２５の双方で高い冷却性能を発揮できる。

また、第２エジェクタ１４０の下流側冷媒が第１蒸発器１５に流入するから、第２エジェクタ１４０の下流側冷媒に含まれる液相冷媒を第１蒸発器１５にて蒸発させることができる。

（第８実施形態）
第７実施形態では、第２エジェクタ１４０の下流側を第１エジェクタ１４の下流側と第１蒸発器１５の入口との間に接続しているが、第８実施形態では図８に示すように、第２エジェクタ１４０の下流側を第１蒸発器１５の出口側に接続している。

第８実施形態においても、第１、第２蒸発器１５、１８からなる蒸発器ユニット１９専用の第１エジェクタ１４、および第３蒸発器２５専用の第２エジェクタ１４０を具備しているから、第７実施形態と同様の作用効果を発揮できる。

但し、第２エジェクタ１４０の下流側を第１蒸発器１５の出口側に接続しているので、第２エジェクタ１４０の下流側と第１蒸発器１５の出口側との合流部位の下流側に気液分離器３０を設けている。

これにより、第１蒸発器１５および第２エジェクタ１４０の出口側冷媒の気液を気液分離器３０にて分離して、液相冷媒を気液分離器３０内に溜め、気相冷媒を圧縮機１１に吸入させる。よって、圧縮機１１への液冷媒戻りを確実に防止できる。

なお、第８実施形態において気液分離器３０の代わりに内部熱交換器を設けて、圧縮機１１への液冷媒戻りを防止するようにしてもよい。

つまり、第８実施形態のサイクル構成において気液分離器３０の部位に内部熱交換器の低圧側冷媒流路を設け、内部熱交換器の高圧側冷媒流路は放熱器１３の下流側に設け、第１蒸発器１５および第２エジェクタ１４０の出口側冷媒を高圧冷媒と熱交換させる。

これにより、圧縮機１１への液冷媒戻りを防止するとともに、放熱器１３下流側の高圧冷媒のエンタルピを減少して、蒸発器ユニット１９および第３蒸発器２５の冷却性能を向上できる。

なお、第４実施形態（図４）でも気液分離器３０の代わりに内部熱交換器を設けてもよい。

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

（１）図７の第７実施形態において第１蒸発器１５の出口側に第４、第８実施形態（図４、図８）と同様に気液分離器３０を設けてもよい。

（２）第７、第８実施形態において第５実施形態（図５）と同様に気液分離器３０の底部側の液相冷媒出口部３０ｂから分岐された第１分岐通路１６ａを設け、この第１分岐通路１６ａに第２蒸発器１８を設けるようにしてもよい。

（３）第７、第８実施形態において第６実施形態（図６）と同様に、第１、第２蒸発器１５、１８を一体化した蒸発器ユニット１９にエジェクタ１４、第１分岐通路１６および絞り機構１７を更に一体化する構成を採用してもよい。

（４）第４実施形態（図４）において気液分離器３０の代わりに第８実施形態で説明した内部熱交換器を設けてもよい。また、気液分離器３０を設けていない第１実施形態等において第１蒸発器１５の出口側に第８実施形態で説明した内部熱交換器を設けてもよい。

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

（６）上述の各実施形態では、冷媒の種類を特定しなかったが、冷媒はフロン系、ＨＣ系の代替フロン、二酸化炭素（ＣＯ2）など蒸気圧縮式の超臨界サイクルおよび亜臨界サイクルのいずれに適用できるものであってもよい。

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

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

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

本発明の第１実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第２実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第３実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第４実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第５実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第６実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第７実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。 第８実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成図である。

符号の説明

１１…圧縮機、１３…放熱器、１４、１４０…エジェクタ、
１４ａ、１４０ａ…ノズル部、１４ｂ、１４０ｂ…冷媒吸引口、１５…第１蒸発器、
１６、１６ａ、２３、３２…分岐通路、１７、２４…絞り機構、１８…第２蒸発器、
１９…蒸発器ユニット、２２…車室内空間（第１の冷却対象空間）、
２７…冷蔵庫内空間（第２の冷却対象空間）。

Claims (12)

1. ノズル部（１４ａ）から噴出する高速度の冷媒流により冷媒吸引口（１４ｂ）から冷媒を吸引するエジェクタ（１４）と、
   前記エジェクタ（１４）の下流側に接続される第１蒸発器（１５）と、
   前記冷媒吸引口（１４ｂ）に接続される第２蒸発器（１８）と、
   前記エジェクタ（１４）の上流側で分岐された冷媒を減圧後に蒸発させる第３蒸発器（２５）とを備え、
   前記第１蒸発器（１５）および前記第２蒸発器（１８）は１つの蒸発器ユニット（１９）として一体に構成され、
   前記蒸発器ユニット（１９）により第１の冷却対象空間（２２）を冷却し、
   前記第３蒸発器（２５）により第２の冷却対象空間（２７）を冷却することを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 前記第３蒸発器（２５）の出口は、前記第２蒸発器（１８）の出口側に接続されることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
3. 前記第３蒸発器（２５）の出口は、前記第２蒸発器（１８）の入口側に接続されることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. 前記第３蒸発器（２５）の出口は、前記第１蒸発器（１５）の出口側に接続されることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 前記エジェクタ（１４）の上流側で分岐され前記冷媒吸引口（１４ｂ）に接続される分岐通路（１６）を有し、
   前記分岐通路（１６）に絞り機構（１７）を設け、前記絞り機構（１７）の下流側に前記第２蒸発器（１８）を設けることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
6. 前記蒸発器ユニット（１９）に前記エジェクタ（１４）、前記分岐通路（１６）および前記絞り機構（１７）が一体に組み付けられていることを特徴とする請求項５に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
7. 前記第１蒸発器（１５）の出口側に冷媒の気液を分離する気液分離器（３０）が設けられ、
   前記気液分離器（３０）の気相冷媒出口（３０ａ）は前記圧縮機（１１）の吸入側に接続され、
   前記気液分離器（３０）の液相冷媒出口（３０ｂ）は分岐通路（１６ａ）により前記冷媒吸引口（１４ｂ）に接続され、
   前記分岐通路（１６ａ）に前記第２蒸発器（１８）を設けることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
8. ノズル部（１４ａ、１４０ａ）から噴出する高速度の冷媒流により冷媒吸引口（１４ｂ、１４０ｂ）から冷媒を吸引する第１エジェクタ（１４）および第２エジェクタ（１４０）と、
   前記第１エジェクタ（１４）の下流側に接続される第１蒸発器（１５）と、
   前記第１エジェクタ（１４）の冷媒吸引口（１４ｂ）に接続される第２蒸発器（１８）と、
   前記第１エジェクタ（１４）および前記第２エジェクタ（１４０）の上流側で分岐された冷媒を減圧後に蒸発させる第３蒸発器（２５）とを備え、
   前記第３蒸発器（２５）の出口側は前記第２エジェクタ（１４０）の冷媒吸引口（１４０ｂ）に接続され、
   前記第１蒸発器（１５）および前記第２蒸発器（１８）は１つの蒸発器ユニット（１９）として一体に構成され、
   前記蒸発器ユニット（１９）により第１の冷却対象空間（２２）を冷却し、
   前記第３蒸発器（２５）により第２の冷却対象空間（２７）を冷却することを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
9. 前記第２エジェクタ（１４０）の出口は前記第１蒸発器（１５）の入口側に接続されることを特徴とする請求項８に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
10. 前記第２エジェクタ（１４０）の出口は前記第１蒸発器（１５）の出口側に接続されることを特徴とする請求項８に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
11. 前記第１蒸発器（１５）の出口側に冷媒の気液を分離する気液分離器（３０）が設けられ、
    前記気液分離器（３０）の気相冷媒出口（３０ａ）が前記圧縮機（１１）の吸入側に接続されることを特徴とする請求項１ないし６および請求項８ないし１０のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
12. 前記第１蒸発器（１５）および前記第２蒸発器（１８）は、ろう付けにより一体に接合されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
    

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