JP4407729B2 - エジェクタ式サイクル - Google Patents

Description

本発明は、冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタと、複数の蒸発器とを有するエジェクタ式サイクルに関するものであり、例えば、車両用空調冷蔵装置、車両用冷凍冷蔵装置などの冷凍サイクルに適用して有効である。

特許文献１には、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と、複数の蒸発器とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクル（エジェクタ式サイクル）にて構成される車両用冷凍サイクル装置が記載されている。この特許文献１では、エジェクタの昇圧部の出口側と圧縮機の吸入側との間に第１蒸発器を接続し、一方、放熱器とエジェクタとの間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを冷媒吸引部に導く分岐通路を設けている。

そして、この分岐通路に、放熱器下流側の冷媒を減圧する絞り手段と第２蒸発器とを設けた実施形態が記載されている。なお、この実施形態では、エジェクタ式サイクルで車両用空調冷蔵装置を構成しており、第１蒸発器は、車室内空調ユニットのケース内に設置されて、車室内空調用空気の冷却手段を構成しており、第２蒸発器は、車室内搭載のクールボックス（車室内冷蔵庫）内に設置されて、クールボックス内の冷却手段を構成している。
特開２００６−１２５８２３号公報

図８は、吸引配管１６ｃ前後の部分模式図であり、異音発生の一つの要因を説明するものである。例えば、第２蒸発器１８で蒸発した冷媒がエジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃへ吸引される吸引回路は、吸引配管１６ｃで直接接続されている。この吸引回路において、エジェクタ１４のノズル出口で冷媒流れの乱れにより圧力脈動が発生すると、この圧力脈動が吸引配管１６ｃを経由して第２蒸発器１８に伝わり、振動が増幅されることがある。更に、この振動がクールボックス１９のケース１９ａに伝播して、更に振動が増幅されると、クールボックス１９から異音を発生する場合がある。

また、図９、１０は、吸引配管１６ｃ前後の部分模式図であり、異音発生の別の要因を説明するものである。図９は、コンプレッサをＯＦＦしたときの状態を示し、図１０は、図９の状態からコンプレッサを再起動させたときの状態を示している。

コンプレッサがＯＦＦすると同時に、エジェクタ１４による吸引力が無くなるため、冷媒が吸引配管１６ｃ内を第２蒸発器１８側に逆流する。第１蒸発器１５の温度が上昇してくる一方、クールボックス１９の保冷効果によって第２蒸発器１８側が低い温度に保たれ易いことも相まって、液化した冷媒や冷媒中のオイルが第２蒸発器１８側に溜まり易い（図９参照）。

この状態でコンプレッサが再起動されると、吸引配管１６ｃや第２蒸発器１８に溜まった液冷媒が一気にエジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃ側へと流れ、吸引配管１６ｃの曲り部に衝突して振動となる。この振動が吸引配管１６ｃを伝って第２蒸発器１８に到達し、共振が生ずるとその振動が増幅されることになる。更に、振動がクールボックス１９のケース１９ａに伝播して、場合により振動が増幅され、クールボックス１９から異音が発生される場合がある（図１０参照）。

以上に述べた異音としては、その発生原因、発生部位などに起因して、例えば、振動による連続的な比較的高周波の異音、あるいはガス抜け時の間欠的あるいは断続的な比較的低周波の異音などが発生する。

本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであり、その目的は、吸引回路から発生する異音の発生を抑制することのできるエジェクタ式サイクルを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１２）と、圧縮機（１２）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１３）と、放熱器（１３）下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１４ａ）、ノズル部（１４ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引部（１４ｃ）、および高い速度の冷媒流と冷媒吸引部（１４ｃ）からの吸引冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（１４ｂ）を有するエジェクタ（１４）と、エジェクタ（１４）の出口側と圧縮機（１２）の吸入側との間に接続される第１蒸発器（１５）と、を順に接続した冷媒循環回路（１１）と、前記冷媒循環回路（１１）から冷媒を分流し、前記エジェクタ（１４）の前記冷媒吸引部（１４ｃ）に吸引させる分岐通路（１６）と、分岐通路（１６）に設けられた開閉弁（１７）と、分岐通路（１６）に設けられる第２蒸発器（１８）とを備え、さらに、前記分岐通路（１６）のうち、第２蒸発器（１８）の出口側と冷媒吸引部（１４ｃ）との間を接続する吸引回路（１６ｃ）に、脈動を吸収する消音構造部（２０）を設けたことを特徴としている。

また、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サイクルにおいて、放熱器（１３）とノズル部（１４ａ）との間の冷媒循環回路（１１）から冷媒を分流し、エジェクタ（１４）と第１蒸発器（１５）の間に流入させる第２分岐通路と、第２分岐通路に配置された絞り手段（３９）とを備えることを特徴とする。

これら請求項１または２に記載の発明によれば、エジェクタ（１４）で生じる減圧時の圧力脈動が、吸引回路（１６ｃ）を伝って第２蒸発器（１８）側へ伝播するのを遮断することができ、これにより第２蒸発器（１８）側における異音の発生を抑制することができる。

また、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サイクルにおいて、消音構造部（２０）は、吸引回路（１６ｃ）を形成する配管の内径よりも径が拡大した中空構造に形成され、消音構造部（２０）の開口部の少なくとも一方が、重力方向下方に向けて開口するように配置されていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、消音構造部（２０）の表面に断熱部材（３３）を設けたことを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、吸引回路（１６ｃ）が車室内に設置されていても、消音構造部（２０）に断熱部材（３３）を設けることで結露水を車室内に滴下させることを防ぐことができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、吸引回路（１６ｃ）に、圧縮機（１２）が停止したときに流体が吸引配管（１６ｃ）内を第２蒸発器（１８）側に逆流することを抑制する弁手段（２１）が設けられていることを特徴としている。

この請求項５に記載の発明によれば、圧縮機（１２）が停止した時に弁手段（２１）が閉じることにより、液流体が吸引回路（１６ｃ）内を第２蒸発器（１８）側に逆流して液溜まりとなるのを抑制することができ、圧縮機（１２）を再起動させた時の液流れによる異音の発生を抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、弁手段（２１）は、電磁弁（２１Ａ）であることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、圧縮機（１２）の運転制御と併せて電磁弁（２１Ａ）の開閉制御を行うことで、上記の液溜まりを防ぐことができる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項５に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、弁手段（２１）は、逆止弁（２１Ｂ）であることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、上記弁手段（２１）の作動は、逆止弁（２１Ｂ）で実現することができ、逆止弁（２１Ｂ）であれば電気制御が不要となり、コストを抑えることができる。

また、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項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、消音構造部（２０）もしくは弁手段（２１）は、前記吸引回路（１６ｃ）のうち前記第２蒸発器（１８）出口側よりも冷媒吸引部（１４ｃ）に近い位置に配設されていることを特徴としている。この請求項８に記載の発明によれば、消音構造部（２０）を冷媒吸引部（１４ｃ）の近傍に配設すれば、圧力脈動を上流側で打ち消すことができるため、消音構造部（２０）と第２蒸発器（１８）との間の吸引回路（１６ｃ）においても異音の発生を抑制することができる。

また、弁手段（２１）を冷媒吸引部（１４ｃ）の近傍に配設すれば、液流体の逆流を上流側で止めることができるため、吸引回路（１６ｃ）および第２蒸発器（１８）での液溜まりを少なくすることができ、圧縮機（１２）を再起動させた時の液流れによる異音の発生を抑制することができる。

また、請求項９に記載の発明では、請求項５ないし８のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、弁手段（２１）は、冷媒吸引部（１４ｃ）と消音構造部（２０）との間に設けられていることを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、コンプレッサＯＦＦ時には、消音構造部（２０）の上流側で液流体の逆流を止めることとなり、より液流体を溜めにくい構造とすることができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１〜３を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示すサイクル模式図である。本実施形態の冷媒循環経路１１には、冷媒を吸入圧縮する圧縮機１２が配置されており、この圧縮機１２は、図示しない車両走行用エンジンによりベルトなどを介して回転駆動される。そして、圧縮機１２として吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を使用している。

ここで、吐出容量は、１回転当たりの冷媒吐出量に相当する幾何学的な空間容積である。可変容量型の圧縮機１２としては斜板式が代表的であり、具体的には、斜板の角度を変化させてピストンストロークを変化させて吐出容量を変化させる。なお、容量制御機構を構成する電磁式圧力制御装置１２ａにより、斜板室の圧力（制御圧力）を変化させることにより、斜板の角度を外部から電気的に制御している。

この圧縮機１２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熱交換器である。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（巻き込み作用）によって冷媒の循環を行う流体輸送の冷媒循環手段（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の冷媒噴出口と同一空間に配置され、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部１４ｃとが備えられている。

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

エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂから流出した冷媒は、第１蒸発器１５に流入する。第１蒸発器１５は、図示しない車室内空調ユニットのケース内に設置され、車室内空調用空気の冷却手段を果たしている。具体的には、車室内空調ユニットの電動送風機（第１送風機）２６により車室内空調用空気が第１蒸発器１５に送風され、エジェクタ１４にて減圧後の低圧冷媒が第１蒸発器１５において車室内空調用空気から吸熱して蒸発することにより車室内空調用空気が冷却されて冷房能力を発揮する。

第１蒸発器１５で蒸発した気相冷媒は圧縮機１２に吸入され、再び冷媒循環経路１１を循環する。また、本実施形態のエジェクタ式サイクルには、冷媒循環経路１１の放熱器１３とエジェクタ１４との間の部位で分岐し、エジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃで冷媒循環経路１１に合流する分岐通路１６が形成されている。

この分岐通路１６には絞り機構１７が配置され、この絞り機構１７よりも冷媒流れ下流側部位には第２蒸発器１８が配置されている。本実施形態の第２蒸発器１８は、車室内に搭載される後述のクールボックス（車室内冷蔵庫）１９のケース１９ａ内部に設置され（図３参照）、クールボックス１９内の冷却手段を構成している。クールボックス１９内の空気は、電動送風機（第２送風機）２７により第２蒸発器１８に送風される。

絞り機構１７は、第２蒸発器１８への冷媒流量の調節作用を成す減圧手段であり、本実施形態では、電磁弁と固定絞りとを組み合わせた構成を採用している。すなわち、絞り機構１７の電磁弁は、第２蒸発器１８への冷媒流れを断続する開閉弁であり、絞り機構１７の固定絞りは、電磁弁の開弁時に第２蒸発器１８への冷媒流量の調節を行う。なお、この絞り機構１７を、電気的に通路面積を調節可能な１個の流量調節弁で構成してもよい。

分岐通路１６は、絞り機構１７の入口側に配置される高圧側冷媒配管１６ａおよび１６ｂと、第２蒸発器１８の出口側と冷媒吸引部１４ｃとの間を接続する吸引配管（本発明で言う吸引回路）１６ｃとを有している。なお、本実施形態では圧縮機１２の電磁式圧力制御装置１２ａ、第１、第２送風機２６、２７、絞り機構１７の電磁弁などは、電子制御装置（以下、ＥＣＵと略称す）２５からの制御信号により電気的に制御されるようになっている。

図２は、図１の車両用冷凍サイクル装置の車両搭載状態での概要を示す斜視図である。図２において、破線３０は車両の車室内３１とエンジンルーム３２とを仕切る仕切板（ダッシュボード）であり、サイクル構成機器のうち、エジェクタ１４、第１蒸発器１５、絞り機構１７、第２蒸発器１８および第１、第２送風機２６、２７は車室内３１に搭載される。

これに対し、圧縮機１２および放熱器１３はエンジンルーム３２内に搭載される。なお、第１蒸発器１５が内蔵される室内空調ユニットは、通常、車室内前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置される。エジェクタ１４は、本実施形態では第１蒸発器１５に一体的に取り付けられている。また、第２蒸発器１８が内蔵されるクールボックス１９は、車室内３１のセンターコンソール部付近などに配置される。

第１蒸発器１５の必要冷却（冷房）能力は、第２蒸発器１８の必要冷却能力よりも充分大きい。エジェクタ１４は、車室内３１において、この冷却（冷房）能力が大きい第１蒸発器１５の近傍位置に配置される。仕切板３０には、配管コネクタ３６が配置されている。この配管コネクタ３６により、冷媒循環通路１１のエンジンルーム側高圧配管１１ａと車室内側高圧配管１１ｂとが接続されるとともに、冷媒循環通路１１のエンジンルーム側低圧配管１１ｃと車室内側低圧配管１１ｄとが接続されるようになっている。

エジェクタ１４および第２蒸発器１８がともに車室内３１に配置されるため、第２蒸発器１８出口側の吸引配管１６ｃの全域が車室内３１に配置される。この吸引配管１６ｃ内は第２蒸発器１８出口側の低温冷媒が流れるため、吸引配管１６ｃの金属外表面が車室内３１に直接露出すると、車室内が冷却されて吸引配管１６ｃの金属外表面に結露を生じる。

そこで、吸引配管１６ｃの金属外表面の全長にわたって、結露防止用の断熱材３３が装着してある。同様に、エジェクタ１４の内部にも低温冷媒が流れるため、エジェクタ１４の金属外表面にも結露防止用の断熱材３３が装着してある。なお、図２では吸引配管１６ｃおよびエジェクタ１４における断熱材３３の装着部位に細かい点を付して、断熱材３３の装着範囲を明示している。

吸引配管１６ｃの金属外表面には、例えば、パイプ状に成形されたパイプインシュレータなどの断熱材３３を嵌合装着すればよい。また、エジェクタ１４の金属外表面には、例えば、板状に成形されたパッキン材などの断熱材３３を巻き付けて装着すればよい。断熱材３３の材質は、具体的には樹脂発泡材（多孔質樹脂材）などを用いればよい。絞り機構１７および第２蒸発器１８は、車室内３１のうち床板３４の近傍位置に配置されている。

床板３４には配管コネクタ３７が配置され、この配管コネクタ３７により分岐通路１６のうち床下３５に配置される床下高圧配管１６ａと、絞り機構１７の入口側に位置する車室内側高圧配管１６ｂとの間を接続するようになっている。なお、絞り機構１７を床板３４の下方位置（床下３５）、すなわち、床下高圧配管１６ａ側に配置してもよい。ＥＣＵ２５は通常、車室内３１に配置されるが、エンジンルーム３２などの車室外の位置に配置してもよい。

図３は、本発明の第１実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。本実施形態では、第２蒸発器１８の出口側とエジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃとの間を接続する吸引配管１６ｃに、エジェクタ１４で発生する圧力脈動を吸収する消音構造部２０としてのマフラ２０Ａを設けている。

このマフラ２０Ａは、図３に示すように、吸引配管１６ｃの内径よりも径が拡大した中空構造をしており、太いアルミニウムの管材の両端を絞り加工などで縮径して製作したものである。このマフラ２０Ａを、吸引配管１６ｃの途中に組み付け、蝋付けにて接合している。

なお、このマフラ２０Ａの配設は、極力冷媒吸引部１４ｃ寄りの部位としたうえ、内部に冷媒やオイルなどの液流体が溜まらないよう、本実施形態では中心軸を立てた姿勢（軸方向を上下方向とする姿勢）で配設されている。マフラ２０Ａは、吸引配管１６ｃのうち、重力方向すなわち上下方向に沿って敷設されている部位に設けられている。マフラ２０Ａは、その開口部の少なくとも一方を重力方向の下方に向けて車内に支持されている。そして、マフラ２０Ａの外面には、吸引配管１６ｃやエジェクタ１４と同様に、結露防止用の断熱材３３が装着してある（図２参照）。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。圧縮機１２を車両走行用エンジンにより駆動すると、圧縮機１２で圧縮されて高温高圧状態となった冷媒は、矢印Ａ方向に吐出され、放熱器１３に流入する。ここで、クールボックス１９を使用する場合は絞り機構１７の電磁弁に通電して電磁弁を開弁する。

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から流出した液相冷媒は、冷媒循環径路１１を流れる矢印Ｂの流れと、分岐通路１６を流れる矢印Ｃの流れとに分流する。分岐通路１６を流れる冷媒（矢印Ｃ）は、絞り機構１７で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒は第２蒸発器１８で第２送風機２７により送風されるクールボックス１９内の空気から吸熱して蒸発する。これにより、第２蒸発器１８がクールボックス１９内の冷却作用を発揮する。

ここで、分岐通路１６を流れる冷媒流量、すなわち、第２蒸発器１８の冷媒流量は、本実施形態では絞り機構１７の固定絞り、具体的にはオリフィス、キャピラリチューブなどで独立に調節できる。従って、第２蒸発器１８が発揮する冷却対象空間（具体的にはクールボックス１９内空間）の冷却能力は、この固定絞りで調節される冷媒流量と、第２送風機２７の回転数（送風量）とにより制御できる。

第２蒸発器１８から流出した気相冷媒は、吸引配管１６ｃを通ってエジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃへ吸引される。一方、冷媒循環経路１１を流れる矢印Ｂの冷媒流れは、エジェクタ１４に流入し、ノズル部１４ａで減圧されて膨張する。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、冷媒吸引部１４ｃから第２蒸発器１８にて蒸発した気相冷媒を吸引する。

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

第１蒸発器１５では、冷媒が車室内へ吹き出す空調用空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、圧縮機１２に吸入され、圧縮されて再び冷媒循環経路１１を矢印Ａ方向に流れる。ここで、ＥＣＵ２５により圧縮機１２の容量制御を行って、圧縮機１２の冷媒吐出能力を制御することにより、第１蒸発器１５への冷媒流量を調節するとともに、第１送風機２６の回転数（送風量）を制御することにより、第１蒸発器１５が発揮する冷却対象空間の冷却能力、具体的には車室内冷房能力を制御できる。

ところで、本実施形態によると、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂの下流側冷媒を第１蒸発器１５に供給するととともに、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。

その際に、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力は、ディフューザ部１４ｂで昇圧した後の圧力であり、一方、第２蒸発器１８の出口側は、エジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃに接続されているから、ノズル部１４ａでの減圧直後の最も低い圧力を第２蒸発器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。従って、第１蒸発器１５により車室内の冷房に適した比較的高温域の冷却作用を発揮できると同時に、第２蒸発器１８によりクールボックス１９内の冷却に適した一段と低温域の冷却作用を発揮できる。

このように、分岐通路１６を付加するという簡素な構成でもって、車室内の冷房に適した高温域の冷却作用と、クールボックス１９内の冷却に適した低温域の冷却作用、すなわち、高低２温度域の冷却作用を得ることができる。

また、前述したように、第２蒸発器１８への冷媒流量は専用の絞り機構１７により独立に調節でき、第１蒸発器１５への冷媒流量は圧縮機１２の冷媒吐出能力の制御とエジェクタ１４の絞り特性とにより調節できる。このため、第１、第２蒸発器１５、１８への冷媒流量をそれぞれの熱負荷に対応して容易に調節できる。なお、クールボックス１９を使用しない場合は、絞り機構１７の電磁弁への通電をＥＣＵ２５により遮断して電磁弁を閉弁し、分岐通路１６への冷媒流れを遮断すればよい。

次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、第２蒸発器１８の出口側とエジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃとの間の吸引配管１６ｃに、脈動を吸収するマフラ２０Ａを設けている。これによれば、エジェクタ１４で生じる減圧時の圧力脈動が、吸引配管１６ｃを伝って第２蒸発器１８側へ伝播するのを遮断することができ、これにより第２蒸発器１８側における異音の発生を抑制することができる。

また、マフラ２０Ａは、内部に液流体が溜まりにくい姿勢で配設されている。これによれば、マフラ２０Ａ内に液冷媒やオイルを溜めることが無いため、連続的な比較的高周波の異音の発生を抑制するとともに、新たに間欠的あるいは断続的な比較的低周波の異音の要因部となることを防ぐことができる。また、マフラ２０Ａの表面にインシュレータ（断熱部材）３３を設けている。これにより、吸引配管１６ｃが車室内に設置されていても、マフラ２０Ａにインシュレータ３３を設けることで結露水を車室内に滴下させることを防ぐことができる。

また、マフラ２０Ａは、冷媒吸引部（１４ｃ）の近傍に配設されている。これは、マフラ２０Ａを冷媒吸引部１４ｃの近傍に配設すれば、圧力脈動を上流側で打ち消すことができるため、マフラ２０Ａと第２蒸発器１８との間の吸引配管１６ｃにおいても異音の発生を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。

上述した第１実施形態では、出入口が１８０度対向するように設けられたマフラ２０Ａを用いていたが、本実施形態は、出入口が９０度配置で設けられたマフラ２０Ｂを用いたものである。このようなマフラ２０Ｂを用いた場合も、マフラ２０Ｂの内部に液冷媒やオイルが溜まらないように一方の出入口（冷媒流の上流側端部）を下方に向けた姿勢で配設されている。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図５は、本発明の第３実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態は、吸引配管１６ｃに、液流体の流通を断続させる弁手段２１を設けるとともに、圧縮機１２が停止したときに弁手段２１が閉じるようにしている。

これによれば、圧縮機１２が停止した時に弁手段２１が閉じることにより、液流体が吸引配管１６ｃ内を第２蒸発器１８側に逆流して液溜まりとなるのを抑制することができ、圧縮機１２を再起動させた時の液流れによる異音の発生を抑制することができる。また、弁手段２１として、具体的に電磁弁２１Ａを用いている。これによれば、圧縮機１２の運転制御と併せて電磁弁２１Ａの開閉制御を行うことで、上記の液溜まりを防ぐことができる。

また、このような弁手段２１を、エジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃの近傍に配設している。これにより、液流体の逆流を上流側で止めることができるため、吸引配管１６ｃおよび第２蒸発器１８での液溜まりを少なくすることができ、圧縮機１２を再起動させた時の液流れによる異音の発生を抑制することができる。

また、弁手段２１は、冷媒吸引部１４ｃとマフラ２０Ａとの間に設けられている。これによれば、コンプレッサＯＦＦ時には、マフラ２０Ａの上流側で液流体の逆流を止めることとなり、より液流体を溜めにくい構造とすることができる。電磁弁２１Ａは、吸引配管１６ｃのうち、重力方向すなわち上下方向に沿って敷設されている部位に設けられている。

電磁弁２１Ａは、マフラ２０Ａのエジェクタ側開口の近傍に設けられている。この実施形態では、マフラ２０Ａの直上に設けられている。電磁弁２１Ａは、吸引配管１６ｃのうち、エジェクタ１４へ向けて鉤型に曲げられた部位よりも、マフラ２０Ａ側に位置づけられている。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。図６は、本発明の第４実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態は、弁手段２１として逆止弁２１Ｂを用いている。これによれば、本弁手段２１の作動は、逆止弁２１Ｂで実現することができ、逆止弁２１Ｂであれば電気制御が不要となり、コストを抑えることができる。

逆止弁２１Ｂは、吸引配管１６ｃのうち、重力方向すなわち上下方向に沿って敷設されている部位に設けられている。逆止弁２１Ｂは、マフラ２０Ａのエジェクタ側開口の近傍に設けられている。この実施形態では、マフラ２０Ａの直上に設けられている。逆止弁２１Ｂは、吸引配管１６ｃのうち、エジェクタ１４へ向けて鉤型に曲げられた部位よりも、マフラ２０Ａ側に位置づけられている。逆止弁２１Bは、その順方向を重力方向下から上へ向かう方向に位置づけて設置されている。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。図７は本発明の第５実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示すサイクル模式図である。上述の各実施形態ではいずれも、エジェクタ１４と第１蒸発器１５とを直列に接続しているので、エジェクタ１４は第１蒸発器１５の冷媒流量調節機能を果たすとともに、第１蒸発器１５と第２蒸発器１８との間に冷媒圧力差をつけるポンプ作用の機能を果たしている。

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

そこで、本実施形態では、エジェクタ１４にポンプ作用の機能のみを分担させ、第１蒸発器１５の冷媒流量調節機能は分担しないですむようにして、エジェクタ式サイクルの高効率運転が可能なエジェクタ１４の設計を容易にすることを目的としたものである。以下本実施形態を図７により具体的に説明する。

冷媒循環経路１１において、放熱器１３の出口側と第１蒸発器１５の入口側との間に専用の第１絞り機構（第１絞り手段）３９を設け、エジェクタ１４は冷媒循環経路１１に設けずに、この絞り機構３９と並列に設けている。なお、絞り機構３９としては種々なものを使用できるが、本実施形態では、第１蒸発器１５の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するよう絞り開度を調節する温度式膨張弁を使用している。

一方、放熱器１３の出口側とエジェクタ１４の入口側との間の部位から分岐した分岐通路１６には、第２絞り機構（第２絞り手段）１７と第２蒸発器１８を直列に配置し、第２蒸発器１８の出口側をエジェクタ１４の吸引口１４ｃに接続している。エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂの出口側は絞り機構３９の出口側と第１蒸発器１５の入口側との間に接続している。

第１分岐通路１６の第２絞り機構１７も種々なものを使用できるが、本実施形態では、第２絞り機構１７として、第１実施形態と同様に電磁弁とキャピラリチューブなどの固定絞りとの組み合わせを使用している。図７に示すように、エジェクタ１４、吸引配管１６ｃ、第１、第２絞り機構１７、３９、第１、第２蒸発器１５、１８、および電動送風機２６、２７を車室内３１に配置している。

そして、第２蒸発器１８の出口側とエジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃとの間の吸引配管１６ｃに、脈動を吸収するマフラ（消音構造部）２０を設けている。これによれば、エジェクタ１４で生じる減圧時の圧力脈動が、吸引配管１６ｃを伝って第２蒸発器１８側へ伝播するのを遮断することができ、これにより第２蒸発器１８側からの異音の発生を抑制することができる。吸引配管１６ｃ、エジェクタ１４およびマフラ２０の外表面に図示しない断熱材を装着するのは第１実施形態と同じである。

なお、本実施形態の作動の説明は省略する。本実施形態において第１、第２絞り機構１７、３９を電気的に通路面積を調節可能な流量調節弁で構成してもよい。また、本実施形態では、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂの出口側を第１絞り機構３９の出口側と第１蒸発器１５の入口側との間に接続しているが、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂの出口側を第１蒸発器１５の出口側に接続してもよい。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。

（１）第１実施形態では本発明を車両用空調冷蔵装置に適用した例を示したが、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５と冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１８の両方をともに車室内の異なる領域（例えば、車室内前席側領域と車室内後席側領域）の冷房に用いてもよい。

（２）冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５と冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１８の両方を、ともにクールボックス１９内の冷却に用いてもよい。つまり、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５によりクールボックス１９内の冷蔵室を冷却し、冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１８によりクールボックス１９内の冷凍室を冷却するようにしてもよい。

（３）上述の実施形態では、冷媒の種類を特定しなかったが、冷媒はフロン系、ＨＣ系の代替フロン、二酸化炭素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。また、上述の実施形態では、気液分離器を用いていない構成例を示したが、例えば、放熱器１３の下流側に冷媒の気液分離を行って液冷媒のみを下流側に導出するレシーバを配置してもよい。

（４）上述の第１実施形態では、圧縮機１２として可変容量型圧縮機を用い、この可変容量型圧縮機１２の容量をＥＣＵ２５により制御して、圧縮機１２の冷媒吐出能力を制御するようにしているが、圧縮機１２として固定容量型圧縮機を用い、この固定容量型圧縮機１２の作動を電磁クラッチによりオンオフ制御し、圧縮機１２のオンオフ作動の比率を制御して、圧縮機１２の冷媒吐出能力を制御するようにしてもよい。また、圧縮機１２として電動圧縮機を用いる場合は、電動圧縮機１２の回転数制御により冷媒吐出能力を制御できる。

（５）図１、７に示す第１、第５実施形態の冷凍サイクル構成に、第２分岐通路、絞り機構および第３蒸発器を設けるようにしてもよい。また、この場合に、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｂの出口側を第１蒸発器１５の入口側ではなく、第３蒸発器２２の入口側に接続してもよい。また、エジェクタ１４として、第１蒸発器１５の出口冷媒過熱度などを検知してエジェクタ１４のノズル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。

（６）上述の実施形態では、マフラ２０および弁手段２１の設置場所として吸引配管１６ｃの途中に設けているが、エジェクタ１４の冷媒吸引部１４ｃや第２蒸発器の出口部に内蔵したり、一体化して設けたりしてもよい。また、上述の実施形態ではマフラ２０を吸引配管１６ｃと別部品として構成しているが、吸引配管１６ｃの一部に消音構造部２０を一体に形成したものであってもよい。

本発明の第１実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示すサイクル模式図である。 図１の車両用冷凍サイクル装置の車両搭載状態での概要を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。 本発明の第２実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。 本発明の第３実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。 本発明の第４実施形態における吸引配管１６ｃ前後の構成を示す部分模式図である。 本発明の第５実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示すサイクル模式図である。 異音発生の一つの要因を説明するための吸引配管１６ｃ前後の部分模式図である。 異音発生の別の要因を説明するための吸引配管１６ｃ前後の部分模式図であり、コンプレッサをＯＦＦしたときの状態を示す。 図９の状態からコンプレッサを再起動させたときの状態を示す吸引配管１６ｃ前後の部分模式図である。

符号の説明

１２…圧縮機
１３…放熱器
１４…エジェクタ
１４ａ…ノズル部
１４ｂ…昇圧部（ディフューザ部）
１４ｃ…冷媒吸引部
１５…第１蒸発器
１６…分岐通路
１６ｃ…吸引配管（吸引回路）
１７…絞り機構、第２絞り機構（絞り手段、第２絞り手段）
１８…第２蒸発器
２０…マフラ（消音構造部）
２１…弁手段
２１Ａ…電磁弁
２１Ｂ…逆止弁
３３…インシュレータ（断熱部材）
３９…第１絞り機構（第１絞り手段）

Claims (9)

1. 冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（１２）と、
   前記圧縮機（１２）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（１３）と、
   前記放熱器（１３）下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１４ａ）、前記ノズル部（１４ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引部（１４ｃ）、および前記高い速度の冷媒流と前記冷媒吸引部（１４ｃ）からの吸引冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（１４ｂ）を有するエジェクタ（１４）と、
   前記エジェクタ（１４）の出口側と前記圧縮機（１２）の吸入側との間に接続される第１蒸発器（１５）と
   を順に接続した冷媒循環回路（１１）と、
   前記冷媒循環回路（１１）から冷媒を分流し、前記エジェクタ（１４）の前記冷媒吸引部（１４ｃ）に吸引させる分岐通路（１６）と、
   前記分岐通路（１６）に設けられた開閉弁（１７）と、
   前記分岐通路（１６）に設けられる第２蒸発器（１８）とを備え、
   さらに、前記分岐通路（１６）のうち、前記第２蒸発器（１８）の出口側と前記冷媒吸引部（１４ｃ）との間を接続する吸引回路（１６ｃ）に、脈動を吸収する消音構造部（２０）を設けたことを特徴とするエジェクタ式サイクル。
2. 前記放熱器（１３）と前記ノズル部（１４ａ）との間の前記冷媒循環回路（１１）から冷媒を分流し、前記エジェクタ（１４）と前記第１蒸発器（１５）の間に流入させる第２分岐通路と、
   前記第２分岐通路に配置された絞り手段（３９）と
   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サイクル。
3. 前記消音構造部（２０）は、前記吸引回路（１６ｃ）を形成する配管の内径よりも径が拡大した中空構造に形成され、
   前記消音構造部（２０）の開口部の少なくとも一方が、重力方向下方に向けて開口するように配置されてい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サイクル。
4. 前記消音構造部（２０）の表面に断熱部材（３３）を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
5. 前記吸引回路（１６ｃ）に、前記圧縮機（１２）が停止したときに流体が前記吸引配管（１６ｃ）内を第２蒸発器（１８）側に逆流することを抑制する弁手段（２１）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
6. 前記弁手段（２１）は、電磁弁（２１Ａ）であることを特徴とする請求項５に記載のエジェクタ式サイクル。
7. 前記弁手段（２１）は、逆止弁（２１Ｂ）であることを特徴とする請求項５に記載のエジェクタ式サイクル。
8. 前記消音構造部（２０）もしくは前記弁手段（２１）は、前記吸引回路（１６ｃ）のうち前記第２蒸発器（１８）出口側よりも前記冷媒吸引部（１４ｃ）に近い位置に配設されていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。
9. 前記弁手段（２１）は、前記冷媒吸引部（１４ｃ）と前記消音構造部（２０）との間に設けられていることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクル。

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