JP4661449B2 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

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、および、このサイクルにおいて冷媒の流れを分岐するエジェクタ式冷凍サイクルの分岐部に関するものである。

従来、エジェクタの下流側にアキュムレータを接続し、アキュムレータの液相冷媒出口を蒸発器入口に接続し、さらに、蒸発器出口をエジェクタの冷媒吸引口に接続するエジェクタ式冷凍サイクルが特許文献１にて知られている。

この従来技術のサイクルでは、冷媒通路面積の小さなエジェクタのノズル部で冷媒を減圧膨張させ、この減圧膨張時の冷媒の高速流により生じる圧力低下を利用して、蒸発器から流出する冷媒を吸引している。

さらに、膨張時の冷媒の速度エネルギ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冷媒圧力（圧縮機の吸入圧）を上昇させている。これにより、圧縮機の駆動動力を低減できるので、サイクルの運転効率を向上させることができる。
特許第３３２２２６３号公報

しかし、この特許文献１のサイクルでは、蒸発器に供給される冷媒流量は、エジェクタの吸引能力のみに依存する。このため、サイクルの高低圧差が小さくなると、エジェクタの入力が減少→エジェクタの吸引能力の低下→蒸発器の冷媒流量の減少が発生して、蒸発器が冷却能力を発揮しにくくなる。

そこで、本出願人は、先に特願２００４−２９０１２０号（以下、先願例という。）にて、エジェクタ上流側で冷媒の流れを分岐してエジェクタ吸引口へ冷媒を導入させる分岐通路を設け、この分岐通路に冷媒の圧力及び流量を調整する絞り機構と蒸発器を配置したエジェクタ式冷凍サイクルを提案している。

この先願例のサイクルでは、エジェクタの上流側で冷媒流れを分岐し、分岐した冷媒を冷媒吸引口に吸引させるから、分岐通路がエジェクタに対して並列的な接続関係となる。

これにより、分岐通路にエジェクタの冷媒吸引能力だけでなく、圧縮機の冷媒吸入、吐出能力をも利用して蒸発器に冷媒を供給できるので、エジェクタの入力が減少して、エジェクタの吸引能力が低下しても、蒸発器に供給される冷媒流量の減少度合を従来技術のサイクルよりも小さくできる。

ところで、エジェクタのディフューザ部では、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒を昇圧している。このため、液相冷媒よりも密度の小さい気相冷媒のみがエジェクタのノズル部に流入すると、冷媒の速度エネルギが小さくなり、ディフューザ部にて冷媒を昇圧しにくくなる。その結果、圧縮機の駆動動力を低減しにくくなり、サイクルの運転効率が悪化してしまう。

さらに、エジェクタの上流側で分岐される冷媒は、一般的に、液相冷媒と気相冷媒が混在しており、液相冷媒と気相冷媒は比重が異なるため、重力や冷媒の運動量の影響を受けて分離した状態で混在している。そのため、液相冷媒が蒸発器側またはエジェクタのノズル部側に偏って分岐されやすい。また、気相冷媒と液相冷媒との偏在状態は、サイクルの運転条件の変化に伴って変動し、分岐される冷媒流量比にも変動を及ぼすことがある。

よって、先願例のサイクルでは、エジェクタ上流側の分岐部において、液相冷媒を蒸発器側またはエジェクタのノズル部側に偏らないように適切に分岐して、エジェクタのノズル部側に確実に液相冷媒を供給することで、ディフューザ部の昇圧能力を発揮させて、サイクルの運転効率を向上させやすくなる。

しかし、上記先願例では、液相冷媒をエジェクタのノズル部に確実に供給するという観点から分岐部を具体的にどのように設定すべきか開示されていない。

本発明は上記点に鑑み、エジェクタ上流側の分岐部からエジェクタのノズル部へ確実に液相冷媒を供給することを目的とする。

本発明の他の目的は、気相冷媒と液相冷媒との偏在状態の影響を抑制してエジェクタを機能させることにある。

本発明のさらに他の目的は、気相冷媒と液相冷媒との偏在状態の変動の影響を抑制してエジェクタを安定的に機能させることにある。

ここで、本発明における略均等とは、エジェクタ（１８）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合と蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合とが完全に一致することのみを意味するものではなく、僅かに差があっても殆ど等しい割合になっていることを含む意味である。

これによれば、分岐部（Ａ）が、冷媒の流れを、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合と蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合とが略均等になるように分岐するようになっているので、液相冷媒がノズル部（１８ａ）側に確実に供給される。その結果、エジェクタ（１８）が昇圧能力を効率的に発揮できるので、サイクルの運転効率の悪化を抑制できる。

また、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合と、蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合とを略均等に分岐するためには、具体的には、分岐部（Ａ）からノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｂ）および分岐部（Ａ）から蒸発器（２２）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｃ）を略水平に配置すればよい。

これによれば、分岐部（Ａ）からノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｂ）および分岐部（Ａ）から蒸発器（２２）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｃ）が略水平になっているので、重力の影響を排除して冷媒の流れを分岐できる。その結果、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合と、蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合との相違を抑制できる。

さらに、分岐部（Ａ）からノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｂ）と分岐部（Ａ）から蒸発器（２２）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｃ）とを、分岐部（Ａ）に流入する冷媒流れ方向において略対称方向に配置してもよい。

これによれば、分岐部（Ａ）からエジェクタ（１８）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｂ）と分岐部（Ａ）から蒸発器（２２）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｃ）とが、分岐部（Ａ）に流入する冷媒流れ方向において略対称方向になっているので、分岐部（Ａ）に流入する冷媒流れ方向の運動量の影響を排除して冷媒の流れを分岐できる。その結果、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合と、蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合との相違を抑制できる。

また、本発明では、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器（１２）と、凝縮器（１２）下流側の気相冷媒および液相冷媒が偏在した冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｅ）と、分岐部（Ｅ）にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１８ａ）から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口（１８ｂ）から吸引するエジェクタ（１８）と、分岐部（Ｅ）にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）と、絞り手段（２１）によって減圧されて、冷媒吸引口（１８ｂ）に吸引される冷媒を蒸発させる蒸発器（２２）とを備え、分岐部（Ｅ）は、冷媒の流れを、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合が蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合以上になるように分岐するエジェクタ式冷凍サイクルを第１の特徴とする。

これによれば、分岐部（Ｅ）が、冷媒の流れを、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合が蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合以上になるように分岐するので、液相冷媒がノズル部（１８ａ）側に確実に供給される。その結果、エジェクタ（１８）が昇圧能力を効率的に発揮できるので、サイクルの運転効率の悪化を抑制できる。

また、ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合を、蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合以上にするためには、具体的には、分岐部（Ｅ）に流入する冷媒流れ方向（Ｆ）を、ノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｇ）と略同一直線上に配置すればよい。これによれば、分岐部（Ｅ）に流入する冷媒の流れ方向の運動量によって液相冷媒をノズル部（１８ａ）側へ流出させやすい。

さらに、ノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｇ）を、略鉛直下向にしてもよい。これによれば、重力によって液相冷媒をノズル部（１８ａ）側へ流出させやすい。

また、本発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された気相状態または飽和蒸気線近傍の気液二相状態の冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｈ、Ｉ）と、分岐部（Ｈ、Ｉ）にて分岐された一方の冷媒を放熱させて凝縮させる第１凝縮部（３１ｃ、３２ｃ）と、第１凝縮部（３１ｃ、３２ｃ）から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部（１８ａ）から噴出する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１８ｂ）から吸引するエジェクタ（１８）と、分岐部（Ｈ、Ｉ）にて分岐された他方の冷媒を放熱させて凝縮させる第２凝縮部（３１ｄ、３２ｄ）と、第２凝縮部（３１ｄ、３２ｄ）から流出した冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）と、絞り手段（２１）によって減圧されて、冷媒吸引口（１８ｂ）に吸引される冷媒を蒸発させる蒸発器（２２）とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを第２の特徴とする。

ここで、飽和蒸気線近傍の気液二相状態になっている冷媒について図８により説明する。図８は、モリエル線図上に本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを示したものである。圧縮機（１１）から吐出された冷媒は高圧の気相状態になっており、この気相冷媒は凝縮器（３１、３２）で冷却されることでエンタルピを減少させる。

そして、エンタルピが減少して飽和蒸気線を超えると凝縮が始まり、気相冷媒と液相冷媒の混在する気液二相状態になる。しかし、飽和蒸気線を超えた直後の飽和蒸気線近傍の気液二相状態の冷媒は乾き度が高く、液相冷媒は僅かにしか存在しておらず、ほぼ気相冷媒になっている。

従って、本発明における飽和蒸気線近傍の気液二相状態になっている冷媒は、気液二相状態の冷媒であるが、ほぼ気相冷媒になっている冷媒を意味する。

これによれば、圧縮機（１１）から吐出されて気相状態になっている冷媒には液相冷媒が混在していないので、重力や運動量の影響を受けることなく、分岐部（Ｈ、Ｉ）において気相冷媒を蒸発器（２２）側およびノズル部（１８ａ）側へ適切に分岐できる。

また、飽和蒸気線近傍の気液二相状態の冷媒では液相冷媒は僅かにしか存在しておらず、ほぼ気相冷媒になっているので、分岐部（Ｈ、Ｉ）において気相冷媒を蒸発器（２２）側およびノズル部（１８ａ）側へ適切に分岐できる。

さらに、分岐後の気相冷媒を第１凝縮部（３１ｃ、３２ｃ）で放熱させて凝縮させるので、ノズル部（１８ａ）側に確実かつ容易に液相冷媒を供給できる。その結果、エジェクタ（１８）が昇圧能力を効率的に発揮できるので、サイクルの運転効率の悪化を抑制できる。

また、第６の特徴の効果を発揮させるためには、具体的には、分岐部（Ｈ）は、圧縮機（１１）吐出口と凝縮器（３１）入口との間に配置すればよい。

また、分岐部（Ｉ）は、凝縮器（３２）内部の冷媒入口側に配置してもよい。凝縮器（３２）内部の冷媒入口側では、冷媒が十分に放熱しておらず飽和蒸気線近傍の気液二相状態ほぼ気相状態になっているので、分岐部（Ｊ）を凝縮器（３２）内部の冷媒入口近傍に配置することで、気相冷媒を蒸発器側およびエジェクタのノズル部側へ適切に分岐できる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄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。

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〜第７実施形態のうち、第１〜４、６実施形態が特許請求の範囲に記載した発明の実施形態であり、第５、第７実施形態は参考例として示す形態である。
（第１実施形態）
図１は、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを車両用冷凍装置に適用した例を示す。本実施形態の車両用冷凍装置は、庫内温度を例えば、−２０℃付近の極低温に冷却するものである。

まず、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入、圧縮および吐出するものであり、電磁クラッチ１１ａおよびベルトを介して車両走行用エンジン（図示せず。）により回転駆動される。本実施形態では、外部からの制御信号により吐出容量を連続的に可変制御できる斜板式可変容量型圧縮機を用いている。

具体的には、圧縮機１１の吐出圧と吸入圧を利用して斜板室（図示せず。）の圧力を制御し、斜板の傾斜角度を変更してピストンストロークを変化させ、これにより、吐出容量を略０％〜１００％の範囲で連続的に変化させるものである。そして、この吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整することができる。

ここで、吐出容量は冷媒の吸入・圧縮を行う作動空間の幾何学的な容積であり、ピストンストロークの上死点と下死点との間のシリンダ容積である。

さらに、斜板室の圧力の制御について説明すると、圧縮機１１は電磁式容量制御弁１１ｂを備えており、この電磁式容量制御弁１１ｂは、圧縮機１１の吸入側の低圧冷媒圧力による力Ｆ１を発生する圧力応動機構（図示せず。）と、この低圧冷媒圧力Ｐｓによる力Ｆ１と対抗する電磁力Ｆ２を発生する電磁機構（図示せず。）とを内蔵している。

この電磁機構の電磁力Ｆ２は、後述する空調制御装置２３から出力される制御電流Ｉｎによって決定される。そして、この低圧冷媒圧力Ｐｓに応じた力Ｆ１と電磁力Ｆ２に応じて変位する弁体（図示せず。）により高圧冷媒と低圧冷媒を斜板室に導入する割合を変化させることで、斜板室の圧力を変化させている。

また、圧縮機１１では斜板室の圧力の調整により吐出容量を１００％から略０％付近まで連続的に変化させることができるので、吐出容量を略０％付近に減少することにより、圧縮機１１が実質的に作動停止状態にすることができる。従って、圧縮機１１の回転軸をプーリ、ベルトＶを介して車両エンジンに常時連結するクラッチレスの構成としてもよい。

凝縮器１２は、圧縮機１１の吐出側に接続されており、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と凝縮器用送風機１２ａ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、高圧冷媒を放熱させて凝縮する熱交換器である。凝縮器用送風機１２ａは駆動用電動モータ１２ｂにより駆動され、駆動用電動モータ１２ｂは空調制御装置２３から印加電圧が出力されると回転駆動するようになっている。

内部熱交換器１３は、凝縮器１２の冷媒下流部に冷媒配管１４ａにより接続されており、凝縮器１２から流出した高圧冷媒と圧縮機１１吸入される低圧冷媒との熱交換を行うものである。この内部熱交換器１３での冷媒相互間の熱交換によって、冷媒配管１４を通過する冷媒が冷却されるので、後述する蒸発器１９、２２における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷却能力）を増大させることができる。

なお、冷媒配管１４は、凝縮器１２と内部熱交換器１３を接続する冷媒配管１４ａと内部熱交換器１３と三方継手１５とを接続する冷媒配管１４ｂで構成されている。三方継手１５は冷媒配管１４ｂより流入した冷媒を、後述するエジェクタ１８のノズル部１８ａ側に導く冷媒配管１６と、冷媒吸引口１８ｂ側に導く分岐配管１７とに分岐する配管継手である。

ここで、三方継手１５の詳細を図２により説明する。三方継手１５は、冷媒配管１４、１６、分岐配管１７などと同じ材質（例えば、アルミニウム）であり、略直線形状の導入管部１５ａと略Ｕ字形状の分岐管部１５ｂにて構成される。

導入管部１５ａの一端は冷媒配管１４ｂと接続され、他端は分岐管部１５ｂのＵ字の底部の略中央に設けられた接続孔１５ｃと接続されている。そして、分岐管部１５ｂの一端は冷媒配管１６と接続され、他端は分岐配管１７ａに接続されている。これらの接続は冷媒が漏れないようにろう付けで接合されている。

従って、接続孔１５ｃの冷媒流れ下流側に本実施形態における分岐部Ａ（図２の斜線部Ａ）が構成される。さらに、本実施形態では、分岐部Ａから冷媒配管１６へ冷媒が流れる方向（図２の矢印Ｂ方向）と分岐部Ａから分岐配管１７ａへ冷媒が流れる方向（図２の矢印Ｃ方向）とが、三方継手１５へ流入する冷媒の流れ方向において略対称方向になっている。さらに、矢印Ｂ方向と矢印Ｃ方向とがいずれも略水平面上になるように配置されている。

この実施形態では導入管部１５ａは、真っ直ぐの管であって、冷媒流を真っ直ぐの流れに整流できる程度の長さを持つことができる。分岐管部１５ｂは、その中央に導入管部１５ａが開口して連通する接続部としての分岐部Ａを提供する。分岐管部１５ｂは、導入管部１５ａの管軸、すなわち延在方向の軸に関して対称に延びる２本の腕管を提供している。

これら腕管は、導入管部１５ａの管軸に関して、冷媒流れが対称になるように位置づけられる。２つの腕管内における冷媒流れの水平方向並びに上下方向への曲がり形状は対称になる。例えば、２つの腕管を共通の平面上に配置し、しかも分岐部Ａから見て各腕管の各部が同じ高さに位置するように配置することができる。例えば、２つの腕管を共通の水平面上に位置づけることができる。

この結果、分岐部Ａから見て、両腕管における気相冷媒と液相冷媒との偏在、およびそれらの偏りの変動が対称とされ、それらの影響を低減して、冷媒を所要の比率で分流することができる。例えば、気相冷媒と液相冷媒との偏在状態が各腕部において同様に発生し、しかもサイクルの運転状態が変化しても上記偏在状態が各腕部において同様に変化する。

次に、冷媒配管１６の他端はエジェクタ１８が接続されている。このエジェクタ１８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を冷媒循環手段でもある。

エジェクタ１８には、冷媒配管１６を介して流入する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１８ａと、ノズル部１８ａ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２２からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口１８ｂが備えられている。

さらに、ノズル部１８ａおよび冷媒吸引口１８ｂの下流側には、ノズル部１８ａからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口１８ｂからの吸引冷媒とを混合する混合部１８ｃが設けられている。そして、混合部１８ｃの下流側に昇圧部をなすディフューザ部１８ｄが配置されている。

このディフューザ部１８ｄ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を圧力エネルギに変換する機能を有する。

エジェクタ１８のディフューザ部１８ｄの冷媒流れ下流側には第１蒸発器１９が接続される。第１蒸発器１９は、蒸発器用送風機１９ａより送風された空気と冷媒とを熱交換し、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱器である。蒸発器用送風機１９ａは駆動用電動モータ１９ｂにより駆動され、駆動用電動モータ１６ｂは空調制御装置２３から印加電圧が出力されると回転駆動するようになっている。

この第１蒸発器１９の冷媒流れ下流側にはアキュムレータ２０が接続されている。このアキュムレータ２０は冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分離する気液分離器である。アキュムレータ２０の気相冷媒出口側は、前述の内部熱交換器１３を介して圧縮機１１の吸入側に接続される。

次に、分岐配管１７は、三方継手１５とエジェクタ１８の冷媒吸引口１８ｂを接続する配管で、分岐配管１７には固定絞り２１、第２蒸発器２２が配置されている。分岐配管１７は、三方継手１５と固定絞り２１とを接続する分岐配管１７ａ、固定絞り２１と第２蒸発器２２入口側とを接続する分岐配管１７ｂおよび第２蒸発器２２出口側と冷媒吸引口１８ｂとを接続する分岐配管１７ｃにより構成されている。

固定絞り２１は、第２蒸発器２２への流入する冷媒の流量調整と減圧を行うものであって、本実施形態では、オリフィスにて構成している。もちろんキャピラリチューブで構成してもよい。

第２蒸発器２２は、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱器であり、本実施形態では、第１蒸発器１９と第２蒸発器２２を一体構造に組み付けている。具体的には、第１蒸発器１９と第２蒸発器２２の構成部品をアルミニウムで構成してろう付けにより一体構造に接合している。

そのため、上述の蒸発器用送風機１９ａにて送風された空気は、矢印Ｄのように流れ、まず、第１蒸発器１９にて冷却され、次に第２蒸発器２２にて冷却されるようになっている。すなわち、第１蒸発器１９と第２蒸発器２２にて同一の冷却対象空間を冷却するようになっている。

空調制御装置２３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。空調制御装置２３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、処理を行って上記各種機器１１ａ、１１ｂ、１２ｂ、１９ｂ等の作動を制御する。

また、空調制御装置２３には、各種センサ群からの検出信号、および操作パネル（図示せず。）からの各種操作信号が入力される。センサ群として具体的には、外気温（車室外温度）を検出する外気センサ等が設けられる。また、操作パネルには冷却対象空間の冷却温度を設定する温度設定スイッチや圧縮機１１の作動指令信号を出す空調作動スイッチ等が設けられる。

次に、上述のような構成で本実施形態の作動について説明する。空調作動スイッチがＯＮ状態となると、空調制御装置２３の制御出力によって電磁クラッチ１１ａに通電され、電磁クラッチ１１ａが接続状態となり、圧縮機１１に車両走行用エンジンから回転駆動力が伝達される。

そして、空調制御装置２３から電磁式容量制御弁１１ｂに制御プログラムに基づいて制御電流Ｉｎが出力されると、圧縮機１１が、気相冷媒を吸入、圧縮して吐出する。

圧縮機１１から圧縮され吐出された高温高圧の気相冷媒は凝縮器１２に流入する。凝縮器１２では高温高圧の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。凝縮器１２から流出した放熱後の高圧冷媒は、内部熱交換器１３において、アキュムレータ２０から流出した低圧の気相冷媒と熱交換を行う。

そして、内部熱交換器１３から流出した冷媒は、三方継手１５へ流入する。三方継手１５へ流入した冷媒は、冷媒配管１６を介してエジェクタ１８へ向かう冷媒流れと、分岐配管１７ａを介して固定絞り２１へ向かう冷媒流れに分流する。

ここで、三方継手１５は、分岐部Ａから冷媒配管１６へ冷媒が流れる方向（図２の矢印Ｂ方向）と、分岐部Ａから分岐配管１７ａへ冷媒が流れる方向（図２の矢印Ｃ方向）とがいずれも略水平面上になるように配置されているので、三方継手１５に流入した液相冷媒は重力の影響を受けることなく分流される。

さらに、矢印Ｂ方向および矢印Ｃ方向は冷媒配管１４ｂから三方継手１５へ流入する冷媒流れ方向において略対称方向に配置されているので、冷媒配管１４ｂから分岐部Ａへ流入する冷媒流れ方向の運動量の影響も受けることなく、冷媒配管１６側および分岐配管１７ａ側へ分流される。

この実施形態では、三方継手１５の２本の腕部が、導入管部１５ａに対して対称に形成されるとともに、三方継手１５の２本の腕部が、分岐部Ａから見て同じ高さを経由させて配置するなど、分岐部Ａから見て重力方向に関して同条件になるように位置づけられている。

このため、分岐部Ａから各腕部への流入口から各腕部の内部において、重力に起因して生じる気相冷媒と液相冷媒との偏在状態の差を抑制し、さらには偏在状態の変動の差も抑制して、各腕部へ所要の比率の冷媒を分流する。

これにより、分岐部Ａにおいて、エジェクタ１８のノズル部１８ａ側に流出する冷媒における液相冷媒の割合と第２蒸発器２２側に流出する冷媒における液相冷媒の割合とが略均等になるように冷媒が分岐される。その結果、エジェクタ１８のノズル部１８ａ側には液相冷媒が確実に流入できる。

そして、エジェクタ１８に流入した冷媒はノズル部１８ａで減圧され膨張する。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るので、冷媒はノズル部１８ａの噴出口から高速度となって噴出する。そして、この冷媒噴出流の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口１８ｂから第２蒸発器２２通過後の冷媒を吸引する。

ノズル部１８ａから噴出した冷媒と冷媒吸引口１８ｂに吸引された冷媒は、ノズル部１８ａ下流側の混合部１８ｃで混合してディフューザ部１８ｄに流入する。このディフューザ部１８ｄ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。

ここで、本実施形態では、エジェクタ１８のノズル部１８ａ側には確実に液相冷媒が流入するようになっているので、ディフューザ部１８ｄが昇圧能力を発揮しやすく、サイクルの運転効率の悪化を抑制できる。

そして、エジェクタ１８のディフューザ部１８ｄから流出した冷媒は第１蒸発器１９に流入する。第１蒸発器１９では、低圧冷媒が蒸発器用送風機１９ａの送風空気から吸熱して蒸発する。そして、第１蒸発器１９通過後の冷媒はアキュムレータ２０へ流入して気相冷媒と液相冷媒とに分離される。

アキュムレータ２０から流出した気相冷媒は、内部熱交換器１３へ流入し、冷媒配管１４を通過する高圧冷媒と熱交換を行う。そして、内部熱交換器１３から流出した気相冷媒は、圧縮機１１に吸入され再び圧縮される
一方、分岐配管１７に流入した冷媒は、固定絞り２１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２２に流入する。第２蒸発器２２では、流入した低圧冷媒が第１蒸発器１９で冷却された送風空気から吸熱して蒸発する。

そして、第２蒸発器２２で蒸発した冷媒は、エジェクタ１８の冷媒吸引口１８ｂより吸引されて、混合部１８ｃでノズル部１８ａを通過した液相冷媒と混合して第１蒸発器１９に流入していく。

以上の如く、本実施形態では、エジェクタ１８のディフューザ部１８ｄの下流側冷媒を第１蒸発器１９に供給するとともに、分岐配管１７側の冷媒を固定絞り２１を通して第２蒸発器２２にも供給できるので、第１蒸発器１９および第２蒸発器２２で同時に冷却作用を発揮できる。

その際に、第１蒸発器１９の冷媒蒸発圧力はディフューザ部１８ｄで昇圧した後の圧力であり、一方、第２蒸発器２２の出口側はエジェクタ１８の冷媒吸引口１８ｂに接続されているから、ノズル部１８ａでの減圧直後の最も低い圧力を第２蒸発器２２に作用させることができる。これにより、第１蒸発器１９の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも第２蒸発器２２の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。

さらに、分岐部Ａからエジェクタ１８のノズル部１８ａへ確実に液相冷媒を供給できるので、ディフューザ部１８ｄの昇圧作用を発揮させて、圧縮機１１の吸入圧を上昇させることができる。その結果、圧縮機１１の圧縮仕事量を低減でき、省動力効果を発揮することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、図３に示すように、略直線形状の配管部を接合して構成した三方継手３０を用いている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

ここで、三方継手３０の詳細を図４により説明する。三方継手１５の材質および接合は第１実施形態と同様であり、三方継手３０は、略直線形状の入出管部３０ａと略直線形状の分岐管部３０ｂとによって構成される。入出管部３０ａの上部は導入管部を提供する。入出管部３０ａの下部と分岐管部３０ｂとは、導入管部から分岐する腕部を提供する。

入出管部３０ａの一端は冷媒配管１４ｂと接続され、他端は冷媒配管１６と接続されている。さらに、入出管部３０ａの略中央部分には分岐管部３０ｂと接続される接続孔３０ｃが設けられている。分岐管部３０ｂの一端は接続孔３０ｃにおいて入出管部３０ａと接続され、他端は分岐配管１７ａに接続されている。これらの接続は冷媒が漏れないようにろう付けで接合されている。

従って、接続孔３０ｃの近傍に（図４の斜線部Ｅ）に本実施形態における分岐部Ｅが構成される。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルでは、この三方継手３０は、冷媒が冷媒配管１４ｂから分岐部Ｅへ流れる方向（図４の矢印Ｆ方向）と、冷媒が分岐部Ｅから冷媒配管１６へ流れる方向（図４の矢印Ｇ方向）とが同一直線上に鉛直下向きになるように配置されている。

上述のような構成で本実施形態の作動を説明すると、第１実施形態と同様に圧縮機１１から吐出された冷媒は凝縮器１２にて冷却されて凝縮する。そして、内部熱交換器１３を通過して三方継手３０に流入し、冷媒配管１６を介してエジェクタ１８へ向かう冷媒流れと分岐配管１７を介して固定絞り２１へ向かう冷媒流れに分流される。

ここで、三方継手３０は、冷媒が冷媒配管１４ｂから分岐部Ｅへ流れる方向と、冷媒が分岐部Ｅから冷媒配管１６へ流れる方向とが同一直線上に鉛直下向きになるように配置されている。このため、冷媒配管１４から三方継手３０に流入した液相冷媒は運動量と重力によって、分岐部Ｅから冷媒配管１７ａへ流出するよりも、分岐部Ｅから冷媒配管１６へ流出しやすくなっている。

これにより、分岐部Ｅから冷媒配管１６を介してエジェクタ１８のノズル部１８ａに流出する冷媒における液相冷媒の割合を、分岐配管１７ａを介して第２蒸発器２２側に流出する冷媒における液相冷媒の割合以上にすることができるようになっている。

そして、分岐部Ｅからエジェクタ１８のノズル部１８ａ側に流出した冷媒は第１実施形態と同様に、エジェクタ１８に吸引作用および昇圧作用を発揮させ、さらに、第１蒸発器１９の冷却作用を発揮させながら再び圧縮機１１に吸入される。また、分岐部Ｅから第２蒸発器２２側に流出した冷媒も第１実施形態と同様に、第２蒸発器２２の冷却作用を発揮させながら、エジェクタ１８の冷媒吸引口１８ｂに吸引されていく。

この実施形態では、導入管部である入出管部３０ａの上部の延長上に腕部のひとつである入出管部３０ａの下部を延在させるとともに、導入管部の延長上からほぼ垂直に腕部の他のひとつである分岐管部３０ｂを延在させている。ここで、導入管部は重力方向に延びるように位置づけられている。また、腕部の他のひとつである分岐管部３０ｂは、導入管部の延長上から水平方向に延びるように位置づけられている。

以上の如く、本実施形態においても、第１蒸発器１９および第２蒸発器２２で同時に冷却作用を発揮でき、さらに、第１蒸発器１９の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも第２蒸発器２２の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。

さらに、冷媒配管１４ｂから三方継手３０に流入する冷媒は、エジェクタ１８のノズル部１８ａ側へ流出しやすくなっているので、例えば、冷房熱負荷が小さい場合や、家庭用、業務用冷凍庫等のように冷媒流速が遅い場合でも、重力や冷媒の運動量によってノズル部１８ａへ確実に液相冷媒を供給できる。その結果、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、冷媒の流れを分岐するための三方継手１５を凝縮器１２の下流側に設けているが、本実施形態では、図５に示すように、三方継手１５および凝縮器１２を廃止して、凝縮器３１を設け、さらに、圧縮機１１冷媒吐出口側と凝縮器３１冷媒入口側との間に冷媒の流れを分岐する分岐部Ｈを配置している。この分岐部Ｈは、第１実施形態の三方継手１５と同様の配管継手によって冷媒の流れを分岐している。

凝縮器３１は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と凝縮器用送風機３１ａにより送風される外気との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却させて凝縮する熱交換器である。凝縮器用送風機３１ａは駆動用電動モータ３１ｂにより駆動され、駆動用電動モータ３１ｂは空調制御装置２３から印加電圧が出力されると回転駆動するようになっている。

さらに、凝縮器３１は、第１凝縮部３１ｃと第２蒸発部３１ｄを有しており、分岐部Ｈで分岐された一方の冷媒流れは、凝縮器３１の第１凝縮部３１ｃ入口側に接続され、他方の冷媒流れは、第２凝縮部３１ｄ入口側に接続される。

第１凝縮部３１ｃは分岐部Ｈにて分流された一方の冷媒のみを放熱させて凝縮し、第２凝縮部３１ｄは分岐部Ｈにて分流された他方の冷媒のみを放熱させて凝縮するようになっており、第１凝縮部３１ｃに流入した冷媒と第２凝縮部３１ｄに流入した冷媒が混合しないようになっている。

また、本実施形態では、第１凝縮部３１ｃと第２凝縮部３１ｄを鉛直上下方向にブラケットを介してネジ止めにて一体構造に組み付けており、凝縮器用送風機３１ａは第１凝縮部３１ｃおよび第２凝縮部３１ｄの双方の冷媒を同時に冷却できるように配置されている。

第１凝縮部３１ｃの冷媒出口側は冷媒配管１６に接続されており、第２凝縮部３１ｄの冷媒出口側は分岐配管１７ａに接続されている。さらに、本実施形態では、第１蒸発器１９は廃止されており、蒸発器２２のみが冷却作用を発揮するサイクル構成になっている。また、システムの簡略化のために内部熱交換器１３も廃止されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

上述のような構成で本実施形態の作動を説明すると、圧縮機１１から吐出された冷媒は分岐部Ｈにて分流されて第１凝縮部３１ｃおよび第２凝縮部３１ｄに流入する。ここで、分岐部Ｈにおける冷媒は圧縮機１１から吐出された気相状態の冷媒なので、液相冷媒は混在していない。

このため、分岐部Ｈでは、運動量や重力の影響を受けることなく、気相冷媒を適切に分岐して第１凝縮部３１ｃと第２凝縮部３１ｄに流入させることができる。そして、第１凝縮部３１ｃで高温高圧の気相冷媒が外気により冷却されて凝縮し、第２凝縮部３１ｄでも高温高圧の気相冷媒が外気により冷却されて凝縮する。

第１凝縮部３１ｃから流出した液相冷媒は、冷媒配管１６を介してエジェクタ１８のノズル部１８ａに流入し、エジェクタ１８に吸引作用および昇圧作用を発揮させて、アキュムレータ２０へ流入して再び圧縮機１１に吸入される。

一方、第２凝縮部３１ｄから流出した液相冷媒は、分岐配管１７ａを介して固定絞り２１で低圧冷媒となり蒸発器２２に流入する。蒸発器２２では、流入した低圧冷媒が蒸発器用送風機１９ａから送風された空気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発器２２から流出した冷媒は、エジェクタ１８の冷媒吸引口１８ｂより吸引されて、混合部１８ｃでノズル部１８ａを通過した液相冷媒と混合してアキュムレータ２０へ流入していく。

以上の如く、本実施形態では、圧縮機１１冷媒吐出口側と凝縮器３１冷媒入口側との間に分岐部Ｈを配置しているので、分岐部Ｈは液相冷媒の混在していない気相冷媒を適切に分岐できる。

さらに、分岐後の冷媒を放熱させて凝縮するので、エジェクタ１８のノズル部１８ａへ確実に液相冷媒を供給できる。その結果、エジェクタ１８のディフューザ部１８ｄにて冷媒圧力を上昇させて、圧縮機の駆動動力を低減できるので、サイクルの運転効率を向上させることができる。

（第４実施形態）
第３実施形態では、圧縮機１１冷媒吐出口側と凝縮器３１冷媒入口側との間に冷媒の流れを分岐する分岐部Ｈを配置しているが、本実施形態では図６に示すように、分岐部Ｈおよび凝縮器３１を廃止して、凝縮器３２が設けられている。

この凝縮器３２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と凝縮器用送風機３２ａにより送風される外気とを熱交換し、高圧冷媒を放熱させて凝縮する熱交換器である。凝縮器用送風機３２ａは駆動用電動モータ３２ｂにより駆動され、駆動用電動モータ３２ｂは空調制御装置２３から印加電圧が出力されると回転駆動するようになっている。

さらに、凝縮器３２内部には圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の流れを放熱途中で分岐する分岐部Ｉが設けられている。そして、分岐部Ｉにおいて分岐された一方の冷媒をさらに放熱させて凝縮する第１凝縮部３２ｃおよび他方の冷媒をさらに放熱させて凝縮する第２凝縮部３２ｄを有している。

また、分岐部Ｉは凝縮器３２内部の冷媒入口側に配置されており、分岐部Ｉにおける冷媒は、十分に放熱されておらず、気相状態または図８に示す飽和蒸気線近傍の気液二相状態になっている。

第１凝縮部３２ｃは分岐部Ｉにて分流された一方の冷媒のみをさらに放熱させて凝縮し、第２凝縮部３２ｄは分岐部Ｉにて分流された他方の冷媒のみをさらに放熱させて凝縮するようになっており、第１凝縮部３２ｃに流入した冷媒と第２凝縮部３２ｄに流入した冷媒が混合しないようになっている。

また、第１凝縮部３２ｃと第２凝縮部３２ｄは第３実施形態と同様に鉛直上下方向に一体構造に組み付けられており、凝縮器用送風機３２ａは第１凝縮部３２ｃおよび第２凝縮部３２ｄの双方の冷媒を同時に冷却できるように配置されている。さらに第１凝縮部３２ｃの冷媒出口側は冷媒配管１６に接続されており、第２凝縮部３２ｄの冷媒出口側は分岐配管１７ａに接続されている。

上述のような構成で本実施形態のサイクルを作動させると、圧縮機１１から吐出された冷媒は凝縮器３２に流入して、凝縮器３２内部の分岐部Ｉにて分流されて第１凝縮部３２ｃおよび第２凝縮部３２ｄに流入する。

ここで、分岐部Ｉにおける冷媒は、凝縮器３２内部の冷媒入口側に設けられているので、十分に冷却されておらず気相状態または飽和蒸気線近傍の気液二相状態になっている。このため、液相冷媒は混在していない気相冷媒、または、液相冷媒は僅かにしか混在していない気相冷媒になっている。

よって、分岐部Ｉでは気相冷媒を分岐して第１凝縮部３２ｃと第２凝縮部３２ｄに流入させることができる。そして、第１凝縮部３２ｃで高温高圧の気相冷媒が外気により冷却されて凝縮し、第１凝縮部３２ｃから流出した液相冷媒は、冷媒配管１６を介してエジェクタ１８のノズル部１８ａに流入する。これにより、エジェクタ１８のノズル部１８ａへ確実に液相冷媒を供給できるので、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、図７に示すように、第１実施形態と同様の凝縮器１２を設けるとともに、凝縮器１２下流側に気相冷媒と液相冷媒を分離する気液分離器３３を設けている。

さらに、気液分離器３３の液相冷媒出口に冷媒配管１６および分岐配管１７ａを接続している。従って、本実施形態では、気液分離器３３内部の液相冷媒貯留部に分岐部Ｊが構成される。その他の構成は、第３実施形態と同様である。

上述のような構成で本実施形態のサイクルを作動させると、圧縮機１１から吐出された冷媒は凝縮器１２にて冷却され、気液分離器３３において気相冷媒と液相冷媒に分離される。そして、気液分離器３３に貯まった液相冷媒がエジェクタ１８側および蒸発器２２側に分岐される。その結果、エジェクタ１８のノズル部１８ａへ確実に液相冷媒が供給されるので、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、液相冷媒貯留部に分岐部Ｊを配置しているが、気液分離器３３の液相冷媒出口の下流の配管に分岐部を設けて、冷媒配管１６および冷媒配管１７ａを接続するようにしても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

例えば、凝縮器１２として、凝縮部と気液分離容器と過冷却部とを冷媒流れに沿って順に配列した凝縮器を用い、過冷却部の下流に分岐部を設けてもよい。かかる構成においても、冷媒通路のうちの液相冷媒領域に冷媒配管１６の端部を開口させることができ、エジェクタ１８へ確実に液相冷媒を供給できる。

この結果、エジェクタ１８の各部寸法、形状がノズル部に液相冷媒が供給されることを想定して設定されている場合であっても、エジェクタ１８の機能を確実に得ることができる。また、別の側面では、冷媒通路のうちの液相冷媒領域に冷媒配管１６と分岐配管１７ａとの端部を開口させることができ、気相冷媒と液相冷媒との偏在、およびそれらの偏りの変動の影響を低減して、冷媒を所要の比率で分流することができる。

（第６実施形態）
第１実施形態では、三方継手１５により冷媒の流れを分岐したが、本実施形態では、図９に示すように、三方継手１５、冷媒配管１６およびエジェクタ１８を廃止して、内部に分岐部を有するエジェクタ４０を設けている。

まず、このエジェクタ４０について図１０により説明する。エジェクタ４０は、流量可変式エジェクタであり、ハウジング４０ａ、ノズル部４０ｂ、ディフューザ部４０ｃおよび通路面積調整機構４１によって構成される。

ハウジング４０ａはエジェクタ４０の構成部品を固定および保護する役割を果たす。ハウジング４０ａには、冷媒配管１４ｂから流出する冷媒をエジェクタ４０内部に流入させる冷媒流入口４０ｄ、冷媒流入口４０ｄから流入した冷媒を分岐通路１７ａへ流出させる分岐冷媒流出口４０ｅ、後述するノズル部４０ｂの冷媒噴出孔４０ｈと連通するように配置され分岐通路１７ｃより冷媒を吸引する冷媒吸引口４０ｆが設けられている。

なお、冷媒流入口４０ｄには冷媒配管１４ｂが結合され、分岐冷媒流出口４０ｅには分岐通路１７ａが結合され、さらに、冷媒吸引口４０ｆには分岐通路１７ｃが結合されている。これらは結合部から冷媒が漏れないようにろう付けにて接合されている。

ノズル部４０ｂは、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ものでハウジング内部に固定されている。

ノズル部４０ｂには、冷媒流入口４０ｄとノズル部４０ｂ内部とを連通させて冷媒をノズル部４０ｂ内部に流入させる冷媒流入孔４０ｇ、冷媒流入孔４０ｇよりノズル部４０ｂ内部に流入した冷媒を後述する混合部４０ｊへ噴出させる冷媒噴出孔４０ｈ、および、ノズル部４０ｂ内部と分岐冷媒流出口４０ｅを連通させる分岐冷媒流出孔４０ｉが設けられている。

従って、冷媒流入孔４０ｇからノズル部４０ｂ内部に流入した冷媒は冷媒噴出孔４０ｈおよび分岐冷媒流出孔４０ｉからノズル部４０ｂ外部へ流出することとなり、本実施形態では、ノズル部４０ｂ内部の分岐冷媒流出孔４０ｉ近傍に（図１０の斜線部Ｋ）に分岐部Ｋが構成される。

さらに、ハウジング４０ａ内部の冷媒噴出孔４０ｈの冷媒流れ下流側には混合部４０ｊが設けられている。混合部４０ｊは、冷媒噴出孔４０ｈから噴出冷媒と、冷媒吸引口４０ｆからの吸入冷媒とを混合するものである。

また、混合部４０ｊの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部４０ｃが配置されている。このディフューザ部４０ｃは冷媒の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。

さらに、ディフューザ部４０ｃは、ディフューザ部４０ｃを通過した冷媒が流出するディフューザ流出口４０ｌを有している。なお、ディフューザ部４０ｃも冷媒が漏れないようにろう付けなどで結合されている。もちろん、切削加工などにより、ハウジング４０ａに一体に形成してもよい。

次に、通路面積調整機構４１は、ハウジング４０ａのノズル部４０ｂの上部側（図１０の矢印上方向側）に冷媒が漏れないようにシール材等を介してネジ止めなどで固定されており、エジェクタ４０と通路面積調整機構４１は一体構造物となっている。

通路面積調整機構４１は、ニードル４１ａ、駆動部４１ｂによって構成されており、ニードル４１ａは、ノズル部４０ｂ内部通路形状と略相似形状となるように細長く尖った先端部と、ロータ４１ｃと結合する軸部を有している。ニードル４１ａの軸部は、ロータ１４ｃとネジ状の連結部で連結されているので、ネジ状の連結部が回転することで、ノズル部４０ｂ内部の長手方向（図１０の矢印上下方向）に移動できるようになっている。

駆動部４１ｂは、周知のステッピングモータにより構成されており、空調制御装置２３より制御信号（パルス信号）が出力されると、駆動部４１ｂのロータ４１ｃが回転するようになっている。そして、ロータ４１ｃが回転するとロータ４１ｃ側のネジ状の連結部が回転してニードル４１ａが移動するようになっている。

従って、ニードル４１ａが冷媒噴出孔４０ｈに近づく方向（図１０の矢印下方向）に移動すると、冷媒噴出孔４０ｈから噴出する冷媒流量が減少し、逆に、ニードル４１ａが冷媒噴出孔４０ｈから離れる方向（図１０の矢印上方向）に移動すると、冷媒噴出孔４０ｈから噴出する冷媒流量が増加する。

一方、分岐冷媒流出孔４０ｉはニードル４１ａが移動しても、分岐冷媒流出孔４０ｉを通過する冷媒流量が変化しないような位置に配置されている。

さらに、エジェクタ４０は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０において通路面積調整機構４１が鉛直上方向、ディフューザ部４０ｃが鉛直下方向になるように配置されている。

従って、冷媒が冷媒配管１４ｂから分岐部Ｋへ流れる方向（図１０の矢印Ｌ方向）と、冷媒が分岐部Ｋから分岐配管１７ａへ流れる方向（図１０の矢印Ｍ方向）とが水平に配置され、冷媒が分岐部Ｋから冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向（図１０の矢印Ｎ方向）が鉛直下向きに配置されることになる。

また、本実施形態では、ノズル部４０ｂ側へ流出する冷媒流れ方向とは、分岐部Ｋから冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向を意味する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

上述のような構成で本実施形態の作動を説明すると、第１実施形態と同様に圧縮機１１から吐出された冷媒は凝縮器１２にて冷却されて凝縮する。そして、内部熱交換器１３を通過してエジェクタ４０に流入し、分岐部Ｋから分岐配管１７ａへ向かう冷媒流れと冷媒噴出孔４０ｈへ向かう冷媒流れとに分流される。

空調制御装置２３は、凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度が所定の範囲になるように通路面積調整機構４１に制御信号を出力して冷媒噴出孔４０ｈから噴射される冷媒流量を調整する。

さらに、エジェクタ４０は、上述のように配置されているので、冷媒配管１４から三方継手３０に流入した液相冷媒は重力によって、分岐部Ｅから冷媒配管１７ａ側へ流出するよりも、冷媒噴出孔４０ｈ側へ流出しやすくなっている。

これにより、冷媒噴出孔４０ｈ側へ流出する冷媒における液相冷媒の割合を、分岐配管１７ａを介して第２蒸発器２２側に流出する冷媒における液相冷媒の割合以上にすることができるようになっている。

そして、冷媒噴出孔４０ｈ側へ流出した冷媒は、第１実施形態と同様に、エジェクタ４０に吸引作用および昇圧作用を発揮させ、さらに、第１蒸発器１９の冷却作用を発揮させながら再び圧縮機１１に吸入される。また、分岐部Ｋから第２蒸発器２２側に流出した冷媒も第１実施形態と同様に、第２蒸発器２２の冷却作用を発揮させながら、エジェクタ４０の冷媒吸引口４０ｆから内部へ吸引されていく。

以上の如く、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１蒸発器１９および第２蒸発器２２で同時に冷却作用を発揮でき、さらに、第１蒸発器１９の冷媒蒸発圧力よりも第２蒸発器２２の冷媒蒸発圧力を低くすることができる。

さらに、冷媒配管１４ｂからエジェクタ４０に流入する冷媒は、エジェクタ４０の冷媒噴出孔４０ｈ側へ流出しやすくなっているので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、分岐部Ｋがエジェクタ４０の内部に一体に構成されているので、エジェクタ４０のノズル部４０ｂ（冷媒噴出孔４０ｈ）側へ液相冷媒を導くための分岐部をエジェクタ式冷凍サイクル１０の配管に設ける必要がない。このため、サイクル全体を狭いスペースに搭載する必要がある場合でも、サイクルの配管レイアウトが容易になる。さらに、サイクル全体としても小型化を図ることができる。

（第７実施形態）
本実施形態では、図１１に示すように、第５実施形態と同様の気液分離器３３を設けるとともに、第６実施形態と同様の分岐部一体型のエジェクタ４０を設けている。さらに、気液分離器３３の液相冷媒出口と冷媒流入口４０ｄとを接続し、分岐冷媒流出口４０ｅと冷媒配管１７ａとを接続し、さらに、冷媒吸引口４０ｆと分岐配管１７ｃとを接続している。

また、エジェクタ４０の配置方向は第６実施形態と同様である。その他の構成は、第５実施形態と同様である。

上述のような構成で本実施形態のサイクルを作動させると、圧縮機１１から吐出された冷媒は凝縮器１２にて冷却され、気液分離器３３において気相冷媒と液相冷媒に分離される。そして、気液分離器３３に貯まった液相冷媒がエジェクタ４０へ流入し、分岐部Ｋにおいて冷媒噴出孔４０ｈ側および分岐配管１７ａ側に分岐される。その結果、エジェクタ４０の冷媒噴出孔４０ｈへ確実に液相冷媒が供給されるので、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、第６実施形態と同様に、サイクルの配管レイアウトが容易になり、さらに、サイクル全体としても小型化を図ることができる。

（その他の実施形態）
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。

（１）第１、２および６実施形態では、第１蒸発器１９と第２蒸発器２２の冷却対象空間が同一である例を示したが、第１蒸発器１９の冷却対象空間と第２蒸発器２２の冷却対象空間が相違していてもよい。例えば、第１蒸発器１９を車室内空調用に用い、第２蒸発器を車室内冷蔵庫用に用いてもよい。

また、第３〜５、７実施形態のように、第１蒸発器１９を廃止して第２蒸発器２２のみで冷却作用を発揮させてもよい。

（２）第１および第２実施形態では、内部熱交換器１３において冷媒配管１４を通過する冷媒と圧縮機１１吸入側冷媒とを熱交換させているが、冷媒配管１６を通過する冷媒や分岐配管１７ａを通過する冷媒と圧縮機１１吸入側冷媒との熱交換をさせてもよい。

また、第３〜５、７実施形態においても、凝縮器１２、３１、３２下流側冷媒と圧縮機１１吸入側冷媒と熱交換させるように内部熱交換器１３を配置してもよい。

（３）上記実施形態では、分岐配管１７に配置された絞り手段を固定絞り２１としているが、電気的、機械的に冷媒通路面積を変更できる可変絞り機構を用いてもよい。例えば、第１実施形態の構成で、第２蒸発器２２の出口側冷媒の過熱度を検出して、この過熱度の値が所定の範囲になるように冷媒通路面積の開度を制御してもよい。

（４）第１〜５実施形態では、ノズル部１８ａの冷媒通路面積が変化しない流量固定式のエジェクタ１８を採用しているが、第６、７実施形態のように、電気的、機械的にノズル部の冷媒通路面積を変更できる可変流量式エジェクタを用いてもよい。例えば、第１実施形態の構成で、凝縮器１２の出口側冷媒の過冷却度を検出して、この過冷却度が所定の範囲になるようにノズル部の冷媒通路面積開度を制御してもよい。

（５）第２実施形態の三方継手３０は、分岐部Ｅから冷媒配管１６側へ液相冷媒が流出しやすくするために、冷媒配管１４から分岐部Ｅへ流れる方向（図４の矢印Ｆ方向）と、冷媒が分岐部Ｅから冷媒配管１６へ流れる方向（図４の矢印Ｇ方向）とが同一直線上に鉛直下向きになるように配置しているが、三方継手３０の配置方向はこれに限定されるものではない。

例えば、冷媒配管１４から分岐部Ｅへ流れる方向（図４の矢印Ｆ方向）と冷媒が分岐部Ｅから冷媒配管１６へ流れる方向（図４の矢印Ｇ方向）とを同一直線上で水平に配置し、かつ、分岐部Ｅから分岐配管１７ａへ流れる方向を鉛直上向きに配置しても同様な効果を得ることができる。

また、分岐部Ｅから冷媒配管１６へ流れる方向のみを鉛直下向きに配置しても、冷媒流速が遅く重力の影響を強く受ける場合には、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（６）第６実施形態では、エジェクタ４０の配置方向を、冷媒が冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向（図１０の矢印Ｎ方向）が鉛直下向きになるようにしたが、この配置方向を変更してもよい。

例えば、冷媒が冷媒配管１４ｂから分岐部Ｋへ流れる方向（図１０の矢印Ｌ方向）と、冷媒が分岐部Ｋから分岐配管１７ａへ流れる方向（図１０の矢印Ｍ方向）とを鉛直上向きになるように配置し、冷媒が冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向（図１０の矢印Ｎ方向）を水平方向になるように配置してもよい。

これによれば、重力によって分岐部Ｋから分岐配管１７ａへ流れる方向に冷媒が流れにくくなり、冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向に冷媒が流れやすくなるので、第６実施形態と同様の効果を得ることができる。

（７）上述の第６、７実施形態のエジェクタ４０の構成で、さらに、冷媒が分岐部Ｋから分岐配管１７ａへ流れる方向と冷媒が冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向とが、冷媒が冷媒配管１４ｂから分岐部Ｋへ流れる方向において、略対象方向に構成してもよい。

例えば、冷媒が分岐部Ｋから分岐配管１７ａへ流れる方向を、冷媒配管１４ｂから分岐部Ｋへ流れる方向および冷媒噴出孔４０ｈへ流れる方向に対して垂直方向（図１０の紙面裏表方向）に配置すれば、冷媒配管１４ｂから分岐部Ｋへ流れる冷媒流れ方向の運動量の影響を排除することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（８）上述の第６、７実施形態では、内部に分岐部を有するエジェクタ４０を採用したが、さらに、このエジェクタに分岐配管１７に配置される固定絞り２１や可変絞り機構を一体に構成してもよい。これにより一層サイクルの配管レイアウトが容易になり、さらに、サイクル全体としても小型化を図ることができる。

（９）上記の実施形態では、圧縮機１１として可変容量型圧縮機を用いているが、固定容量型圧縮機や電動圧縮機を用いてもよい。さらに、固定容量型圧縮機では電磁クラッチよって作動状態と非作動状態の比率（稼働率）を制御して冷媒吐出能力を制御し、電動圧縮機では回転数制御によって冷媒吐出能力を制御してもよい。

（１０）上記の実施形態では、第１蒸発器１９および第２蒸発器２２を、冷却対象空間を冷却する室内側熱交換器として構成し、凝縮器１２、３１、３２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、第１蒸発器１９および第２蒸発器２２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、凝縮器１２、３１、３２を、空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成する例（ヒートポンプサイクル）に本発明を適用してもよい。

第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第１実施形態の三方継手の断面図である。 第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第２実施形態の三方継手の断面図である。 第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第５実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 飽和蒸気線近傍の気液二相状態の冷媒を説明する説明図である。 第６実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。 第６実施形態のエジェクタの断面図である。 第７実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを示すサイクル構成図である。

符号の説明

１１…圧縮機、１２、３１、３２…凝縮器、１５ａ…導入管部、１８…エジェクタ、
１８ａ…ノズル部、１８ｂ…冷媒吸引口、２２…第２蒸発器、３０ａ…入出管部、
３１ｃ、３２ｃ…第１凝縮部、３１ｄ、３２ｄ…第２凝縮部、３３…気液分離器、
Ａ、Ｅ、Ｈ、Ｉ、Ｊ…分岐部。

Claims (4)

1. 冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器（１２）と、
   前記凝縮器（１２）下流側の気相冷媒および液相冷媒が偏在した冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｅ）と、
   前記分岐部（Ｅ）にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１８ａ）から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を冷媒吸引口（１８ｂ）から吸引するエジェクタ（１８）と、
   前記分岐部（Ｅ）にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）と、
   前記絞り手段（２１）によって減圧されて、前記冷媒吸引口（１８ｂ）に吸引される冷媒を蒸発させる蒸発器（２２）とを備え、
   前記分岐部（Ｅ）は、前記冷媒の流れを、前記ノズル部（１８ａ）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合が前記蒸発器（２２）側に流出する冷媒における液相冷媒の割合以上になるように分岐し、
   前記分岐部（Ｅ）に流入する冷媒流れ方向（Ｆ）は、前記ノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｇ）と略同一直線上に配置され、
   前記ノズル部（１８ａ）側へ流出する冷媒流れ方向（Ｇ）は、略鉛直下向になり、前記分岐部（Ｅ）において前記絞り手段（２１）側へ流出する冷媒流れ方向は水平方向になることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(１１)と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された気相状態または飽和蒸気線近傍の気液二相状態の冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｈ、Ｉ）と、
   前記分岐部（Ｈ、Ｉ）にて分岐された一方の冷媒を放熱させて凝縮させる第１凝縮部（３１ｃ、３２ｃ）と、
   前記第１凝縮部（３１ｃ、３２ｃ）から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部（１８ａ）から噴出する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１８ｂ）から吸引するエジェクタ（１８）と、
   前記分岐部（Ｈ、Ｉ）にて分岐された他方の冷媒を放熱させて凝縮させる第２凝縮部（３１ｄ、３２ｄ）と、
   前記第２凝縮部（３１ｄ、３２ｄ）から流出した冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）と、
   前記絞り手段（２１）によって減圧されて、前記冷媒吸引口（１８ｂ）に吸引される冷媒を蒸発させる蒸発器（２２）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。
3. 前記分岐部（Ｈ）は、前記圧縮機（１１）吐出口と前記凝縮器（３１）入口との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. 前記分岐部（Ｉ）は、前記凝縮器（３２）内部の冷媒入口側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。

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