JP4463466B2 - エジェクタサイクル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エジェクタサイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エジェクタサイクルとは、例えば特開平６−１１９７号公報に記載のごとく、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させる冷凍サイクルである。
【０００３】
ところで、膨張弁等の減圧手段により等エンタルピ的に冷媒を減圧する冷凍サイクル（以下、膨張弁サイクルと呼ぶ。）では、膨張弁を流出した冷媒が蒸発器に流れ込むのに対して、エジェクタサイクルでは、エジェクタを流出した冷媒は気液分離器に流入し、気液分離器にて分離された液相冷媒が蒸発器に供給され、気液分離器にて分離された気相冷媒が圧縮機に吸入される。
【０００４】
つまり、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮機→放熱器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する１つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルでは、圧縮機→放熱器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機の順に循環する冷媒流れと、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離器の順に循環する冷媒流れとが存在することとなる。
【０００５】
このため、膨張弁サイクルにおいては、膨張弁を全開として温度の高い冷媒を蒸発器に流入させることにより蒸発器に付いた霜を取り除く、つまり除霜することができるものの、エジェクタサイクルでは、放熱器を流れる温度の高い冷媒と蒸発器を流れる吸引流とは別の流れであり、駆動流を蒸発器に供給することができないので、除霜運転ができない。なお、上記公報にも、蒸発器の除霜方法についての具体的な記載及びこれを示唆する記載が一切ない。
【０００６】
これに対しては、例えば図１４に示すように、圧縮機１００から吐出した高温・高圧の冷媒を放熱器２００及びエジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００の冷媒入口側に導くバイパス回路７００を設けて、蒸発器３００で発生した霜を除霜するときには、バルブ７１０を開くといった手段が考えられるが、この手段では、以下に述べる問題が発生する。
【０００７】
すなわち、バイパス回路７００からＡ点を経由して気液分離器５００に至る冷媒通路の圧力損失が、バイパス回路７００から蒸発器３００及びエジェクタ４００を経由して気液分離器５００に至る冷媒通路の圧力損失より小さいと、バイパス回路７００から導かれた冷媒の多くが蒸発器３００に流入することなく、気液分離器５００に流れ込んでしまうので、実質的に除霜を行うことができなくなる。
【０００８】
また、エジェクタサイクルでは、気液分離器から液相冷媒を多く含む冷媒が蒸発器に供給されるため、蒸発器内には比較的多量の液相冷媒が存在する。
【０００９】
このため、エジェクタサイクルにおいて、蒸発器に発生（着霜）した霜を除霜すべく、圧縮機から吐出した高温の冷媒（ホットガス）を単純に蒸発器に導入すると、ホットガスの熱が蒸発器内に残存する液相冷媒に奪われてしまうので、除霜に比較的長い時間を要するといった問題が発生するおそれが高い。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを提供し、第２には、実質的に除霜を行うことができなくなることを防止し、第３には、除霜時間の短縮を図ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器（３００）側に接続された気液分離器（５００）と、気液分離器（５００）から蒸発器（３００）の冷媒入口側に至る冷媒通路（Ｌ１）に設けられ、蒸発器（３００）側から気液分離器（５００）側に冷媒が流れることを禁止する逆止弁（５１０）と、エジェクタ（４００）及び気液分離器（５００）を迂回させて、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を、逆止弁（５１０）と蒸発器（３００）との間に導くバイパス回路（７００）とを備え、蒸発器（３００）は、気液分離器（５００）とエジェクタ（４００）の吸引側との間にのみ配置され、冷媒通路（Ｌ１）には、逆止弁（５１０）のみが設けられ、さらに、冷媒通路（Ｌ１）は、蒸発器（３００）内の冷媒蒸発圧力を低下させるために、冷媒が流通することにより所定の圧力損失が発生するように設定され、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、バイパス回路（７００）に高温の冷媒を流して蒸発器（３００）内に流入させることを特徴とする。
【００１４】
これにより、バイパス回路（７００）から蒸発器（３００）側に導かれた冷媒は、気液分離器（５００）側に流れることなく、確実に蒸発器３００内に流入する。したがって、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができるとともに、確実に除霜運転を行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、バイパス回路（７００）は、放熱器（２００）の冷媒入口側から冷媒を導入して蒸発器（３００）に導くことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器（３００）側に接続された第１気液分離器（５００）と、蒸発器（３００）とエジェクタ（４００）とを結ぶ冷媒通路（Ｌ２）に設けられ、蒸発器（３００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口がエジェクタ（４００）に接続された第２気液分離器（６００）とを備え、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、エジェクタ（４００）及び第１気液分離器（５００）を迂回させて圧縮機（１００）から吐出した冷媒を蒸発器（３００）に導くことを特徴とする。
【００１７】
これにより、除霜運転時に、蒸発器（３００）に導入されたホットガス（圧縮機（１００）から吐出した高温の冷媒）は、蒸発器（３００）を加熱しながら、蒸発器（３００）内に滞留した冷媒を蒸発器（３００）外に排出する。
【００１８】
一方、蒸発器（３００）から流出した冷媒は第２気液分離器（６００）に流入するので、蒸発器（３００）から流出した冷媒のうち液相冷媒が第２気液分離器（６００）に滞留する。
【００１９】
このため、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器（３００）に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器（３００）内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器（３００）内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができるとともに、除霜時間を短縮することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器（３００）側に接続された気液分離器（５００）とを備え、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を、エジェクタ（４００）及び気液分離器（５００）を迂回させてエジェクタ（４００）側から蒸発器（３００）に導くことを特徴とする。
【００２１】
これにより、除霜運転時には、圧縮機（１００）から吐出した冷媒（ホットガス）は、エジェクタ（４００）及び気液分離器（５００）を迂回して、エジェクタ（４００）側から蒸発器（３００）に流入するとともに、気液分離器（５００）を経由して圧縮機（１００）に戻るので、除霜運転時における冷媒流れは、請求項３に記載の発明に対して、第２気液分離器（６００）が気液分離器（５００）に置き換わった状態となる。
【００２２】
したがって、請求項３に記載の発明と同様、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器（３００）に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器（３００）内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器（３００）内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができるとともに、除霜時間を短縮することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときに、放熱器（２００）の冷媒入口側から冷媒を導入して蒸発器（３００）の冷媒入口側に導くバイパス回路（７００）が設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第１参考例は、本発明の前提となる形態である。
（第１参考例）
本参考例は、本発明に係るエジェクタサイクルを車両用空調装置に適用したものであり、図１は本参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【００２８】
圧縮機１００は走行用エンジン等の駆動源（図示せず。）から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮するものであり、放熱器２００は圧縮機１００から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する高圧側熱交換器である。
【００２９】
蒸発器３００は室内に吹き出す空気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する低圧側熱交換器であり、エジェクタ４００は放熱器２００から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１００の吸入圧を上昇させる運動量輸送式ポンプ（ＪＩＳ Ｚ ８１２６ 番号２．１．２．３等参照）である。
【００３０】
ここで、エジェクタ４００は、図２に示すように、放熱器２００から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるラバール方式（流体工学（東京大学出版会）参照）のノズル４１０、ノズル４１０から噴射する高い速度の冷媒流（ジェット流）により蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒を吸引する混合部４２０、及びノズル４１０から噴射する冷媒と蒸発器３００から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３０等からなるものである。
【００３１】
なお、エジェクタ４００での圧力上昇は、実際には、ディフューザ４３０のみで行われるものではなく、混合部４２０においても行われる。そこで、混合部４２０とディフューザ４３０とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００３２】
また、図１中、気液分離器５００はエジェクタ４００から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、分離された気相冷媒は圧縮機１００に吸引され、分離された液相冷媒は蒸発器３００側に吸引される。
【００３３】
そして、気液分離器５００と蒸発器３００とを結ぶ冷媒通路Ｌ１は、蒸発器３００に吸引される冷媒を減圧して蒸発器３００内の圧力（蒸発圧力）を確実に低下させるとともに、蒸発器３００及び昇圧部で発生する圧力損失以上の圧力損失を発生させるために、キャピラリチューブや固定絞り５２０等の絞り手段が設けられている。
【００３４】
また、ホットガス通路７００は圧縮機１００から吐出した高温・高圧の冷媒を放熱器２００冷媒入口側から冷媒を導入してエジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回させて蒸発器３００の気液分離器５００側（冷媒通路Ｌ１）に導くバイパス回路であり、このホットガス通路７００には、ホットガス通路７００を開閉するとともに、ホットガス通路７００を流通する冷媒を所定圧力（蒸発器３００の耐圧圧力以下）まで減圧するバルブ７１０が設けられている。
【００３５】
次に、エジェクタサイクルの作動について述べる。
【００３６】
圧縮機１００が起動すると、気液分離器５００から気相冷媒が圧縮機１００に吸入され、圧縮された冷媒が放熱器２００に吐出される。そして、放熱器２００にて冷却された冷媒は、エジェクタ４００のノズル４１０にて減圧膨張して蒸発器３００内の冷媒を吸引する。
【００３７】
次に、蒸発器３００から吸引された冷媒とノズル４１０から吹き出す冷媒とは、混合部４２０にて混合しながらディフューザ４３０にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５００に戻る。
【００３８】
一方、エジェクタ４００にて蒸発器３００内の冷媒が吸引されるため、蒸発器３００には第１気液分離器５００から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は、室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。
【００３９】
因みに、図３は本参考例に係るエジェクタサイクルの作動を示すｐ−ｈ線図であり、図３に示す番号は図１に示す番号の位置における冷媒の状態を示すものである。
【００４０】
また、蒸発器３００で発生した霜を除霜するときには、バルブ７１０を開いて圧縮機１００から吐出した冷媒をエジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回させて蒸発器３００に導き、ホットガスにより蒸発器３００の除霜を行う。したがって、圧縮機１００から吐出した冷媒は、蒸発器３００→エジェクタ４０００→気液分離器５００→圧縮機１００の順に循環する。
【００４１】
次に、本参考例の作用効果を述べる。
【００４２】
本参考例では、気液分離器５００から蒸発器３００の冷媒入口側に至る冷媒通路Ｌ１に絞り５２０が設けられているので、ホットガス通路７００から蒸発器３００側に導かれた冷媒は、気液分離器５００側に流れることなく、確実に蒸発器３００内に流入する。したがって、確実に除霜運転を行うことができる。
【００４３】
（第１実施形態）
本実施形態は第１参考例の変形例であり、具体的には、図４に示すように、固定絞り５２０に代えて、冷媒が気液分離器５００から蒸発器３００側に流通することのみを許容する、つまり蒸発器３００側から気液分離器５００側に冷媒が流れることを禁止する逆止弁５１０を冷媒通路Ｌ１に設けたものである。
【００４４】
なお、冷媒通路Ｌ１は、蒸発器３００に吸引される冷媒を減圧して蒸発器３００内の圧力（蒸発圧力）を確実に低下させるために、キャピラリチューブや固定絞りのごとく、冷媒が流通することにより所定の圧力損失が発生するように設定されている。
【００４５】
（第２参考例）
本参考例は第１参考例の変形例であり、具体的には、図５に示すように、バルブ７１０を三方弁とするとともに、三方式のバルブ７１０をホットガス通路７００と冷媒通路Ｌ１との合流部に設けたものである。
【００４６】
（第３参考例）
本参考例は第１参考例の変形例であり、具体的には、図６に示すように、固定絞り５２０に代えて、全閉状態から所定の圧力損失を発生させる開度まで可変制御することができるバルブ５３０を設けるとともに、除霜運転時には、バルブ７１０を開くと同時にバルブ５３０を閉じるものである。
【００４７】
（第２実施形態）
本実施形態は第１実施形態の変形例であり、具体的には、図７に示すように、気液分離器５００（以下、第１気液分離器５００と呼ぶ。）に加えて、蒸発器３００とエジェクタ４００とを結ぶ冷媒通路Ｌ２に、蒸発器３００から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口側がエジェクタ４００の混合部４２０に接続された第２気液分離器６００を設けたものである。
【００４８】
そして、蒸発器３００で発生した霜を除霜するときには、バルブ７１０を開いて圧縮機１００から吐出した冷媒をエジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回させて蒸発器３００に導き、ホットガスにより蒸発器３００の除霜を行う。
【００４９】
なお、第１気液分離器５００の液相冷媒流出口には、ホットガス通路７００から流出した比較的高い圧力の冷媒の圧力が作用するので、エジェクタ４００から流出して第１気液分離器５００内に流入した冷媒は、蒸発器３００側に流通することなく、圧縮機１００の吸入側に流通する。
【００５０】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５１】
本実施形態によれば、蒸発器３００とエジェクタ４００とを結ぶ冷媒通路Ｌ２に第２気液分離器６００が設けられているので、除霜運転時に、蒸発器３００に導入されたホットガスは、蒸発器３００を加熱しながら、蒸発器３００内に滞留した冷媒を蒸発器３００外に排出する。
【００５２】
一方、蒸発器３００から流出した冷媒は第２気液分離器６００に流入するので、蒸発器３００から流出した冷媒のうち液相冷媒が第２気液分離器６００に滞留する。
【００５３】
このため、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器３００に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器３００内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器３００内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、除霜時間を短縮することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
本実施形態は、図８に示すように、第２気液分離器６００を蒸発器３００と一体化したものである。
【００５５】
これにより、第２気液分離器６００を容易に車両に搭載することができるので、エジェクタサイクルの車両搭載性を向上させることができる。
【００５６】
（第４実施形態）
本実施形態は第３実施形態の変形例であり、具体的には、図９に示すように、蒸発器３００の回収ヘッダ３１０に第２気液分離器６００の機能を兼ねさせたものである。
【００５７】
なお、回収ヘッダ３１０とは、冷媒が流れ複数本のチューブと連通し、熱交換を終えた冷媒を集合回収するものである。
【００５８】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１０に示すように、第２気液分離器６００を廃止するとともに、ホットガス通路７００をエジェクタ４００と蒸発器３００とを繋ぐ冷媒通路Ｌ２に接続したものである。なお、７２０は、除霜運転時に、ホットガスがエジェクタ４００側に流通することを防止するバルブである。
【００５９】
これにより、除霜運転時には、圧縮機１００から吐出した冷媒（ホットガス）は、エジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回して、エジェクタ４００側から蒸発器３００に流入するとともに、第１気液分離器５００を経由して圧縮機１００に戻るので、除霜運転時における冷媒流れは、第２実施形態に対して、第２気液分離器６００が第１気液分離器５００に置き換わった状態となる。
【００６０】
したがって、第１参考例と同様、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器３００に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器３００内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器３００内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、除霜時間を短縮することができる。
【００６１】
（第６実施形態）
上述の実施形態では、ホットガス通路７００は放熱器２００冷媒入口側に接続されていたが、本実施形態は、図１１に示すように、ホットガス通路７００を放熱器２００冷媒出口入口側に接続したものである。
【００６２】
なお、図１１は第１実施形態（図４）に対して本実施形態を適用したものであるが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２〜４実施形態に対して適用してもよいことは言うまでもない。
【００６３】
（第７実施形態）
本実施形態では、図１２に示すように、ノズル４１０の入口側から蒸発器３００にホットガスを導くようにホットガス通路７００を構成するとともに、バルブ７１０を三方タイプとしたものである。
【００６４】
そして、蒸発器３００にて吸熱作用をさせるときには、バルブ７１０のａ側を閉じてｂからｃに冷媒が流れるようにバルブ７１０を作動させ、除霜運転時には、バルブ７１０のｃ側を閉じてｂからａに冷媒（ホットガス）を流すものである。
【００６５】
（第８実施形態）
本実施形態は、第７実施形態の変形例であり、具体的には、図１３に示すように、バルブ７１０を二方対応の開閉弁とするとともに、ノズル４１０の入口側から蒸発器３００にホットガスを導くようにホットガス通路７００にバルブ７１０を設けたものである。
【００６６】
そして、蒸発器３００にて吸熱作用をさせるときには、バルブ７１０を閉じて高圧冷媒をノズル４１０に流入させ、除霜運転時には、バルブ７１０を開いてホットガスを蒸発器３００に導くものである。
【００６７】
なお、ノズル４１０での圧力損失は、通常、非常に大きいので、バルブ７１０を流出したホットガスがノズル４１０を逆流してノズル４１０とバルブ７１０との間で循環してしまうことはない。
【００６８】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態から明らかなように、除霜運転時に、エジェクタ４００及び気液分離器５００を迂回させて圧縮機１００から吐出した冷媒をホットガス通路７００により蒸発器３００に導くことにより、除霜運転時に第１気液分離器５００内の液相冷媒が蒸発器３００内に流れ込むことを防止して除霜運転時間を短縮するものであるので、本発明の具体的手段は上述の実施形態に限定されるものでない。
【００６９】
また、上述の実施形態では、二酸化炭素を冷媒としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロン等のその他の冷媒であってもよい。
【００７０】
また、上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタサイクルを車両用空調装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据え置き型の空調装置や冷蔵庫等のその他の冷凍機やヒートポンプを利用した加熱器に利用できる。
【００７２】
また、上述の実施形態では、ノズル４１０や昇圧部４２０、４３０の冷媒通路断面積が固定された固定型のエジェクタ４００であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズル４１０や昇圧部４２０、４３０の冷媒通路断面積を熱負荷等に応じて変化させる可変型のエジェクタを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図２】 本発明の第１参考例に係るエジェクタの模式図である。
【図３】 本発明の第１参考例に係るエジェクタサイクルの作動を示すｐ−ｈ線図である。
【図４】 本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図５】 本発明の第２参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図６】 本発明の第３参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図７】 本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図８】 本発明の第３実施形態に係るエジェクタサイクルに適用される蒸発器の斜視図である。
【図９】 本発明の第４実施形態に係るエジェクタサイクルに適用される蒸発器の斜視図である。
【図１０】 本発明の第５実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１１】 本発明の第６実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１２】 本発明の第７実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１３】 本発明の第８実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１４】 試作検討に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【符号の説明】
１００…圧縮機、２００…放熱器、３００…蒸発器、４００…エジェクタ、
５００…気液分離器、７００…ホットガス通路、７１０…バルブ、
５１０…絞り。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エジェクタサイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エジェクタサイクルとは、例えば特開平６−１１９７号公報に記載のごとく、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させる冷凍サイクルである。
【０００３】
ところで、膨張弁等の減圧手段により等エンタルピ的に冷媒を減圧する冷凍サイクル（以下、膨張弁サイクルと呼ぶ。）では、膨張弁を流出した冷媒が蒸発器に流れ込むのに対して、エジェクタサイクルでは、エジェクタを流出した冷媒は気液分離器に流入し、気液分離器にて分離された液相冷媒が蒸発器に供給され、気液分離器にて分離された気相冷媒が圧縮機に吸入される。
【０００４】
つまり、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮機→放熱器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する１つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルでは、圧縮機→放熱器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機の順に循環する冷媒流れと、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離器の順に循環する冷媒流れとが存在することとなる。
【０００５】
このため、膨張弁サイクルにおいては、膨張弁を全開として温度の高い冷媒を蒸発器に流入させることにより蒸発器に付いた霜を取り除く、つまり除霜することができるものの、エジェクタサイクルでは、放熱器を流れる温度の高い冷媒と蒸発器を流れる吸引流とは別の流れであり、駆動流を蒸発器に供給することができないので、除霜運転ができない。なお、上記公報にも、蒸発器の除霜方法についての具体的な記載及びこれを示唆する記載が一切ない。
【０００６】
これに対しては、例えば図１４に示すように、圧縮機１００から吐出した高温・高圧の冷媒を放熱器２００及びエジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００の冷媒入口側に導くバイパス回路７００を設けて、蒸発器３００で発生した霜を除霜するときには、バルブ７１０を開くといった手段が考えられるが、この手段では、以下に述べる問題が発生する。
【０００７】
すなわち、バイパス回路７００からＡ点を経由して気液分離器５００に至る冷媒通路の圧力損失が、バイパス回路７００から蒸発器３００及びエジェクタ４００を経由して気液分離器５００に至る冷媒通路の圧力損失より小さいと、バイパス回路７００から導かれた冷媒の多くが蒸発器３００に流入することなく、気液分離器５００に流れ込んでしまうので、実質的に除霜を行うことができなくなる。
【０００８】
また、エジェクタサイクルでは、気液分離器から液相冷媒を多く含む冷媒が蒸発器に供給されるため、蒸発器内には比較的多量の液相冷媒が存在する。
【０００９】
このため、エジェクタサイクルにおいて、蒸発器に発生（着霜）した霜を除霜すべく、圧縮機から吐出した高温の冷媒（ホットガス）を単純に蒸発器に導入すると、ホットガスの熱が蒸発器内に残存する液相冷媒に奪われてしまうので、除霜に比較的長い時間を要するといった問題が発生するおそれが高い。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを提供し、第２には、実質的に除霜を行うことができなくなることを防止し、第３には、除霜時間の短縮を図ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器（３００）側に接続された気液分離器（５００）と、気液分離器（５００）から蒸発器（３００）の冷媒入口側に至る冷媒通路（Ｌ１）に設けられ、蒸発器（３００）側から気液分離器（５００）側に冷媒が流れることを禁止する逆止弁（５１０）と、エジェクタ（４００）及び気液分離器（５００）を迂回させて、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を、逆止弁（５１０）と蒸発器（３００）との間に導くバイパス回路（７００）とを備え、蒸発器（３００）は、気液分離器（５００）とエジェクタ（４００）の吸引側との間にのみ配置され、冷媒通路（Ｌ１）には、逆止弁（５１０）のみが設けられ、さらに、冷媒通路（Ｌ１）は、蒸発器（３００）内の冷媒蒸発圧力を低下させるために、冷媒が流通することにより所定の圧力損失が発生するように設定され、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、バイパス回路（７００）に高温の冷媒を流して蒸発器（３００）内に流入させることを特徴とする。
【００１４】
これにより、バイパス回路（７００）から蒸発器（３００）側に導かれた冷媒は、気液分離器（５００）側に流れることなく、確実に蒸発器３００内に流入する。したがって、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができるとともに、確実に除霜運転を行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、バイパス回路（７００）は、放熱器（２００）の冷媒入口側から冷媒を導入して蒸発器（３００）に導くことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器（３００）側に接続された第１気液分離器（５００）と、蒸発器（３００）とエジェクタ（４００）とを結ぶ冷媒通路（Ｌ２）に設けられ、蒸発器（３００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口がエジェクタ（４００）に接続された第２気液分離器（６００）とを備え、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、エジェクタ（４００）及び第１気液分離器（５００）を迂回させて圧縮機（１００）から吐出した冷媒を蒸発器（３００）に導くことを特徴とする。
【００１７】
これにより、除霜運転時に、蒸発器（３００）に導入されたホットガス（圧縮機（１００）から吐出した高温の冷媒）は、蒸発器（３００）を加熱しながら、蒸発器（３００）内に滞留した冷媒を蒸発器（３００）外に排出する。
【００１８】
一方、蒸発器（３００）から流出した冷媒は第２気液分離器（６００）に流入するので、蒸発器（３００）から流出した冷媒のうち液相冷媒が第２気液分離器（６００）に滞留する。
【００１９】
このため、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器（３００）に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器（３００）内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器（３００）内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができるとともに、除霜時間を短縮することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器（３００）側に接続された気液分離器（５００）とを備え、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を、エジェクタ（４００）及び気液分離器（５００）を迂回させてエジェクタ（４００）側から蒸発器（３００）に導くことを特徴とする。
【００２１】
これにより、除霜運転時には、圧縮機（１００）から吐出した冷媒（ホットガス）は、エジェクタ（４００）及び気液分離器（５００）を迂回して、エジェクタ（４００）側から蒸発器（３００）に流入するとともに、気液分離器（５００）を経由して圧縮機（１００）に戻るので、除霜運転時における冷媒流れは、請求項３に記載の発明に対して、第２気液分離器（６００）が気液分離器（５００）に置き換わった状態となる。
【００２２】
したがって、請求項３に記載の発明と同様、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器（３００）に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器（３００）内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器（３００）内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、従来の異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができるとともに、除霜時間を短縮することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときに、放熱器（２００）の冷媒入口側から冷媒を導入して蒸発器（３００）の冷媒入口側に導くバイパス回路（７００）が設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第１参考例は、本発明の前提となる形態である。
（第１参考例）
本参考例は、本発明に係るエジェクタサイクルを車両用空調装置に適用したものであり、図１は本参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【００２８】
圧縮機１００は走行用エンジン等の駆動源（図示せず。）から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮するものであり、放熱器２００は圧縮機１００から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する高圧側熱交換器である。
【００２９】
蒸発器３００は室内に吹き出す空気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する低圧側熱交換器であり、エジェクタ４００は放熱器２００から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１００の吸入圧を上昇させる運動量輸送式ポンプ（ＪＩＳ Ｚ ８１２６ 番号２．１．２．３等参照）である。
【００３０】
ここで、エジェクタ４００は、図２に示すように、放熱器２００から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるラバール方式（流体工学（東京大学出版会）参照）のノズル４１０、ノズル４１０から噴射する高い速度の冷媒流（ジェット流）により蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒を吸引する混合部４２０、及びノズル４１０から噴射する冷媒と蒸発器３００から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３０等からなるものである。
【００３１】
なお、エジェクタ４００での圧力上昇は、実際には、ディフューザ４３０のみで行われるものではなく、混合部４２０においても行われる。そこで、混合部４２０とディフューザ４３０とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００３２】
また、図１中、気液分離器５００はエジェクタ４００から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、分離された気相冷媒は圧縮機１００に吸引され、分離された液相冷媒は蒸発器３００側に吸引される。
【００３３】
そして、気液分離器５００と蒸発器３００とを結ぶ冷媒通路Ｌ１は、蒸発器３００に吸引される冷媒を減圧して蒸発器３００内の圧力（蒸発圧力）を確実に低下させるとともに、蒸発器３００及び昇圧部で発生する圧力損失以上の圧力損失を発生させるために、キャピラリチューブや固定絞り５２０等の絞り手段が設けられている。
【００３４】
また、ホットガス通路７００は圧縮機１００から吐出した高温・高圧の冷媒を放熱器２００冷媒入口側から冷媒を導入してエジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回させて蒸発器３００の気液分離器５００側（冷媒通路Ｌ１）に導くバイパス回路であり、このホットガス通路７００には、ホットガス通路７００を開閉するとともに、ホットガス通路７００を流通する冷媒を所定圧力（蒸発器３００の耐圧圧力以下）まで減圧するバルブ７１０が設けられている。
【００３５】
次に、エジェクタサイクルの作動について述べる。
【００３６】
圧縮機１００が起動すると、気液分離器５００から気相冷媒が圧縮機１００に吸入され、圧縮された冷媒が放熱器２００に吐出される。そして、放熱器２００にて冷却された冷媒は、エジェクタ４００のノズル４１０にて減圧膨張して蒸発器３００内の冷媒を吸引する。
【００３７】
次に、蒸発器３００から吸引された冷媒とノズル４１０から吹き出す冷媒とは、混合部４２０にて混合しながらディフューザ４３０にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５００に戻る。
【００３８】
一方、エジェクタ４００にて蒸発器３００内の冷媒が吸引されるため、蒸発器３００には第１気液分離器５００から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は、室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。
【００３９】
因みに、図３は本参考例に係るエジェクタサイクルの作動を示すｐ−ｈ線図であり、図３に示す番号は図１に示す番号の位置における冷媒の状態を示すものである。
【００４０】
また、蒸発器３００で発生した霜を除霜するときには、バルブ７１０を開いて圧縮機１００から吐出した冷媒をエジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回させて蒸発器３００に導き、ホットガスにより蒸発器３００の除霜を行う。したがって、圧縮機１００から吐出した冷媒は、蒸発器３００→エジェクタ４０００→気液分離器５００→圧縮機１００の順に循環する。
【００４１】
次に、本参考例の作用効果を述べる。
【００４２】
本参考例では、気液分離器５００から蒸発器３００の冷媒入口側に至る冷媒通路Ｌ１に絞り５２０が設けられているので、ホットガス通路７００から蒸発器３００側に導かれた冷媒は、気液分離器５００側に流れることなく、確実に蒸発器３００内に流入する。したがって、確実に除霜運転を行うことができる。
【００４３】
（第１実施形態）
本実施形態は第１参考例の変形例であり、具体的には、図４に示すように、固定絞り５２０に代えて、冷媒が気液分離器５００から蒸発器３００側に流通することのみを許容する、つまり蒸発器３００側から気液分離器５００側に冷媒が流れることを禁止する逆止弁５１０を冷媒通路Ｌ１に設けたものである。
【００４４】
なお、冷媒通路Ｌ１は、蒸発器３００に吸引される冷媒を減圧して蒸発器３００内の圧力（蒸発圧力）を確実に低下させるために、キャピラリチューブや固定絞りのごとく、冷媒が流通することにより所定の圧力損失が発生するように設定されている。
【００４５】
（第２参考例）
本参考例は第１参考例の変形例であり、具体的には、図５に示すように、バルブ７１０を三方弁とするとともに、三方式のバルブ７１０をホットガス通路７００と冷媒通路Ｌ１との合流部に設けたものである。
【００４６】
（第３参考例）
本参考例は第１参考例の変形例であり、具体的には、図６に示すように、固定絞り５２０に代えて、全閉状態から所定の圧力損失を発生させる開度まで可変制御することができるバルブ５３０を設けるとともに、除霜運転時には、バルブ７１０を開くと同時にバルブ５３０を閉じるものである。
【００４７】
（第２実施形態）
本実施形態は第１実施形態の変形例であり、具体的には、図７に示すように、気液分離器５００（以下、第１気液分離器５００と呼ぶ。）に加えて、蒸発器３００とエジェクタ４００とを結ぶ冷媒通路Ｌ２に、蒸発器３００から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口側がエジェクタ４００の混合部４２０に接続された第２気液分離器６００を設けたものである。
【００４８】
そして、蒸発器３００で発生した霜を除霜するときには、バルブ７１０を開いて圧縮機１００から吐出した冷媒をエジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回させて蒸発器３００に導き、ホットガスにより蒸発器３００の除霜を行う。
【００４９】
なお、第１気液分離器５００の液相冷媒流出口には、ホットガス通路７００から流出した比較的高い圧力の冷媒の圧力が作用するので、エジェクタ４００から流出して第１気液分離器５００内に流入した冷媒は、蒸発器３００側に流通することなく、圧縮機１００の吸入側に流通する。
【００５０】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５１】
本実施形態によれば、蒸発器３００とエジェクタ４００とを結ぶ冷媒通路Ｌ２に第２気液分離器６００が設けられているので、除霜運転時に、蒸発器３００に導入されたホットガスは、蒸発器３００を加熱しながら、蒸発器３００内に滞留した冷媒を蒸発器３００外に排出する。
【００５２】
一方、蒸発器３００から流出した冷媒は第２気液分離器６００に流入するので、蒸発器３００から流出した冷媒のうち液相冷媒が第２気液分離器６００に滞留する。
【００５３】
このため、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器３００に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器３００内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器３００内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、除霜時間を短縮することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
本実施形態は、図８に示すように、第２気液分離器６００を蒸発器３００と一体化したものである。
【００５５】
これにより、第２気液分離器６００を容易に車両に搭載することができるので、エジェクタサイクルの車両搭載性を向上させることができる。
【００５６】
（第４実施形態）
本実施形態は第３実施形態の変形例であり、具体的には、図９に示すように、蒸発器３００の回収ヘッダ３１０に第２気液分離器６００の機能を兼ねさせたものである。
【００５７】
なお、回収ヘッダ３１０とは、冷媒が流れ複数本のチューブと連通し、熱交換を終えた冷媒を集合回収するものである。
【００５８】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１０に示すように、第２気液分離器６００を廃止するとともに、ホットガス通路７００をエジェクタ４００と蒸発器３００とを繋ぐ冷媒通路Ｌ２に接続したものである。なお、７２０は、除霜運転時に、ホットガスがエジェクタ４００側に流通することを防止するバルブである。
【００５９】
これにより、除霜運転時には、圧縮機１００から吐出した冷媒（ホットガス）は、エジェクタ４００及び第１気液分離器５００を迂回して、エジェクタ４００側から蒸発器３００に流入するとともに、第１気液分離器５００を経由して圧縮機１００に戻るので、除霜運転時における冷媒流れは、第２実施形態に対して、第２気液分離器６００が第１気液分離器５００に置き換わった状態となる。
【００６０】
したがって、第１参考例と同様、除霜運転時に、液相冷媒が蒸発器３００に流入してしまうことを防止できるので、蒸発器３００内の液相冷媒が減少していく。したがって、ホットガスの熱が蒸発器３００内に残存する液相冷媒に奪われてしまうことを抑制できるので、除霜時間を短縮することができる。
【００６１】
（第６実施形態）
上述の実施形態では、ホットガス通路７００は放熱器２００冷媒入口側に接続されていたが、本実施形態は、図１１に示すように、ホットガス通路７００を放熱器２００冷媒出口入口側に接続したものである。
【００６２】
なお、図１１は第１実施形態（図４）に対して本実施形態を適用したものであるが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２〜４実施形態に対して適用してもよいことは言うまでもない。
【００６３】
（第７実施形態）
本実施形態では、図１２に示すように、ノズル４１０の入口側から蒸発器３００にホットガスを導くようにホットガス通路７００を構成するとともに、バルブ７１０を三方タイプとしたものである。
【００６４】
そして、蒸発器３００にて吸熱作用をさせるときには、バルブ７１０のａ側を閉じてｂからｃに冷媒が流れるようにバルブ７１０を作動させ、除霜運転時には、バルブ７１０のｃ側を閉じてｂからａに冷媒（ホットガス）を流すものである。
【００６５】
（第８実施形態）
本実施形態は、第７実施形態の変形例であり、具体的には、図１３に示すように、バルブ７１０を二方対応の開閉弁とするとともに、ノズル４１０の入口側から蒸発器３００にホットガスを導くようにホットガス通路７００にバルブ７１０を設けたものである。
【００６６】
そして、蒸発器３００にて吸熱作用をさせるときには、バルブ７１０を閉じて高圧冷媒をノズル４１０に流入させ、除霜運転時には、バルブ７１０を開いてホットガスを蒸発器３００に導くものである。
【００６７】
なお、ノズル４１０での圧力損失は、通常、非常に大きいので、バルブ７１０を流出したホットガスがノズル４１０を逆流してノズル４１０とバルブ７１０との間で循環してしまうことはない。
【００６８】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態から明らかなように、除霜運転時に、エジェクタ４００及び気液分離器５００を迂回させて圧縮機１００から吐出した冷媒をホットガス通路７００により蒸発器３００に導くことにより、除霜運転時に第１気液分離器５００内の液相冷媒が蒸発器３００内に流れ込むことを防止して除霜運転時間を短縮するものであるので、本発明の具体的手段は上述の実施形態に限定されるものでない。
【００６９】
また、上述の実施形態では、二酸化炭素を冷媒としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロン等のその他の冷媒であってもよい。
【００７０】
また、上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタサイクルを車両用空調装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据え置き型の空調装置や冷蔵庫等のその他の冷凍機やヒートポンプを利用した加熱器に利用できる。
【００７２】
また、上述の実施形態では、ノズル４１０や昇圧部４２０、４３０の冷媒通路断面積が固定された固定型のエジェクタ４００であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズル４１０や昇圧部４２０、４３０の冷媒通路断面積を熱負荷等に応じて変化させる可変型のエジェクタを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図２】 本発明の第１参考例に係るエジェクタの模式図である。
【図３】 本発明の第１参考例に係るエジェクタサイクルの作動を示すｐ−ｈ線図である。
【図４】 本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図５】 本発明の第２参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図６】 本発明の第３参考例に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図７】 本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図８】 本発明の第３実施形態に係るエジェクタサイクルに適用される蒸発器の斜視図である。
【図９】 本発明の第４実施形態に係るエジェクタサイクルに適用される蒸発器の斜視図である。
【図１０】 本発明の第５実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１１】 本発明の第６実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１２】 本発明の第７実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１３】 本発明の第８実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１４】 試作検討に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【符号の説明】
１００…圧縮機、２００…放熱器、３００…蒸発器、４００…エジェクタ、
５００…気液分離器、７００…ホットガス通路、７１０…バルブ、
５１０…絞り。
Claims (5)
- 冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、
前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、
冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、
前記放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、前記ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、前記ノズル（４１０）から噴射する冷媒と前記蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、
前記エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が前記圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が前記蒸発器（３００）側に接続された気液分離器（５００）と、
前記気液分離器（５００）から前記蒸発器（３００）の冷媒入口側に至る冷媒通路（Ｌ１）に設けられ、前記蒸発器（３００）側から前記気液分離器（５００）側に冷媒が流れることを禁止する逆止弁（５１０）と、
前記エジェクタ（４００）及び前記気液分離器（５００）を迂回させて、前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を、前記逆止弁（５１０）と前記蒸発器（３００）との間に導くバイパス回路（７００）とを備え、
前記蒸発器（３００）は、前記気液分離器（５００）と前記エジェクタ（４００）の吸引側との間にのみ配置され、
前記冷媒通路（Ｌ１）には、前記逆止弁（５１０）のみが設けられ、
さらに、前記冷媒通路（Ｌ１）は、蒸発器（３００）内の冷媒蒸発圧力を低下させるために、冷媒が流通することにより所定の圧力損失が発生するように設定され、
前記蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、前記バイパス回路（７００）に高温の冷媒を流して前記蒸発器（３００）内に流入させることを特徴とするエジェクタサイクル。 - 前記バイパス回路（７００）は、前記放熱器（２００）の冷媒入口側から冷媒を導入して前記蒸発器（３００）に導くことを特徴とする請求項１に記載のエジェクタサイクル。
- 冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、
前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、
冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、
前記放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、前記ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、前記ノズル（４１０）から噴射する冷媒と前記蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、
前記エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が前記圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が前記蒸発器（３００）側に接続された第１気液分離器（５００）と、
前記蒸発器（３００）と前記エジェクタ（４００）とを結ぶ冷媒通路（Ｌ２）に設けられ、前記蒸発器（３００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が前記エジェクタ（４００）に接続された第２気液分離器（６００）とを備え、
前記蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、前記エジェクタ（４００）及び前記第１気液分離器（５００）を迂回させて前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を前記蒸発器（３００）に導くことを特徴とするエジェクタサイクル。 - 冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、
前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、
冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（３００）と、
前記放熱器（２００）から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（４１０）、前記ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、前記ノズル（４１０）から噴射する冷媒と前記蒸発器（３００）から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２０、４３０）を有するエジェクタ（４００）と、
前記エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が前記圧縮機（１００）の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が前記蒸発器（３００）側に接続された気液分離器（５００）とを備え、
前記蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときには、前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を、前記エジェクタ（４００）及び前記気液分離器（５００）を迂回させて前記エジェクタ（４００）側から前記蒸発器（３００）に導くことを特徴とするエジェクタサイクル。 - 前記蒸発器（３００）で発生した霜を除霜するときに、前記放熱器（２００）の冷媒入口側から冷媒を導入して前記蒸発器（３００）の冷媒入口側に導くバイパス回路（７００）が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のエジェクタサイクル。
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