JP4779928B2 - 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に関する。

従来、特許文献１に、エジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。この特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの下流側に冷媒の気液を分離する気液分離器を設け、この気液分離器で冷媒の流れを分岐し、分岐された一方の冷媒を圧縮機に吸入させ、他方の冷媒をエジェクタの冷媒吸引口に吸引させている。

さらに、気液分離器と圧縮機との間に第１蒸発器を配置するとともに、気液分離器と冷媒吸引口との間に絞り装置と第２蒸発器を配置し、双方の蒸発器において冷媒に吸熱作用を発揮させている。この際、絞り手段の減圧作用によって、第２蒸発器の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を第１蒸発器の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも低下させて、双方の蒸発器において異なる温度帯で冷媒が蒸発できるようにしている。
特開平３−２９１４６５号公報

ところが、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルを実際に作動させると、第２蒸発器が冷凍能力を発揮しない状態で作動してしまう。そこで、本発明者らが、その原因について調査したところ、第２蒸発器の上流側に絞り装置が配置されていることが原因であると判明した。

その理由は、絞り装置において冷媒を減圧膨張させると、冷媒の運動エネルギーが損失して、減圧膨張前の冷媒の動圧に対して、減圧膨張後の冷媒の動圧が低下してしまうからである。

すなわち、減圧膨張後の冷媒の動圧が低下してしまうと、絞り装置下流側の冷媒を第２蒸発器に流入させる際に、この動圧を作用させて流入させることができなくなる。そのため、絞り装置出口側冷媒の静圧とエジェクタの冷媒吸引口における冷媒の静圧との圧力差の作用によって、絞り装置下流側の冷媒を第２蒸発器に流入させなければならない。

さらに、特許文献１のサイクルのように、絞り装置の上流側に気液分離器が配置されていると、気液分離器で冷媒の気液を分離する際にも冷媒の運動エネルギーが損失して、減圧膨張後の冷媒の動圧は殆どなくなってしまう。そのため、絞り装置出口側冷媒の静圧とエジェクタの冷媒吸引口における冷媒の静圧との圧力差のみの作用によって、絞り装置下流側の冷媒を第２蒸発器へ流入させなければならない。

従って、特許文献１のサイクルを作動させても、絞り装置出口側冷媒の静圧とエジェクタの冷媒吸引口における冷媒の静圧との圧力差よりも、第２蒸発器の入口・出口間の圧力損失が高くなると、第２蒸発器へ冷媒を流入させることができなってしまう。その結果、第２蒸発器が冷凍能力を発揮できなくなってしまうのである。

本発明は、上記点に鑑み、エジェクタの下流側で分岐された冷媒を蒸発させてエジェクタの冷媒吸引口上流側へ流出する蒸発器において、適切に冷凍能力を発揮させることを目的とする。

上記の目的を達成するため、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）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させるノズル部（１５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１５ｂ）から吸引するエジェクタ（１５）と、エジェクタ（１５）流出冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｚ）と、分岐部（Ｚ）で分岐された一方の冷媒を蒸発させて圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、分岐部（Ｚ）で分岐された他方の冷媒を蒸発させて冷媒吸引口（１５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、
分岐部（Ｚ）は、冷媒を流入させる導入管部（１６ａ）、冷媒を第１蒸発器（１７）側へ流出させる第１導出管部（１６ｂ）および冷媒を第２蒸発器（１８）側へ流出させる第２導出管部（１６ｃ）を有する冷媒分配器（１６）の内部に形成され、導入管部（１６ａ）における冷媒の流入方向（Ａ）および第２導出管部（１６ｃ）における冷媒の流出方向（Ｃ）は、同一方向に向けられており、分岐部（Ｚ）は、エジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が維持されるように冷媒を分岐させ、分岐部（Ｚ）および第２蒸発器（１８）は、絞り手段を介することなくエジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が第２蒸発器（１８）の内部に作用するように接続されているエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。

これによれば、分岐部（Ｚ）はエジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が維持されるように冷媒を分岐させ、さらに、分岐部（Ｚ）および第２蒸発器（１８）が、絞り手段を介することなくエジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が第２蒸発器（１８）の内部に作用するように接続されているので、第２蒸発器（１８）へ分岐部（Ｚ）下流側冷媒を流入させる際に、分岐部（Ｚ）下流側冷媒の静圧と冷媒吸引口（１５ｂ）における冷媒の静圧との圧力差のみならず、分岐部（Ｚ）下流側冷媒の動圧をも作用させることができる。

従って、上記の静圧の圧力差のみで第２蒸発器（１８）へ冷媒を流入させる場合に対して、確実に冷媒を流入させることができる。その結果、冷媒吸引口（１５ｂ）に接続される第２蒸発器（１８）で適切に冷凍能力を発揮させることができる。

もちろん、第１蒸発器（１７）下流側に圧縮機（１１）吸入側が接続されるので、圧縮機（１１）の作用によって第１蒸発器（１７）にも確実に冷媒を流入させることができる。従って、第１蒸発器（１７）においても適切に冷凍能力を発揮させることができる。その結果、サイクル全体としての冷凍能力を向上できる。

なお、本発明における「動圧が維持される」とは、動圧の存在が維持されることを意味しており、動圧が全く低下しない状態のみを意味するものではない。すなわち、分岐部（Ｚ）や分岐部（Ｚ）を構成する配管等を通過する際の圧力損失などによって僅かに動圧が低下する状態も含む意味である。

また、本発明における絞り手段とは、積極的に冷媒を減圧させる減圧手段および流量を調整する流量調整手段として機能するものを意味し、絞り手段の前後差圧に応じた所定の流量特性を有するものである。従って、分岐部（Ｚ）と第２蒸発器（１８）と接続する配管における圧力損失によって冷媒が減圧しても、この配管は絞り手段には含まれない。

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冷凍サイクルにおいて、エジェクタ（１５）は、高速度の冷媒流と冷媒吸引口（１５ｂ）からの吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（１５ｄ）を有し、ディフューザ部（１５ｄ）出口冷媒の静圧（Ｐｓ１）、ディフューザ部（１５ｄ）出口冷媒の動圧（Ｐｖ１）、第２蒸発器（１８）入口冷媒の静圧（Ｐｓ２）、第２蒸発器（１８）入口冷媒の動圧（Ｐｖ２）、第２蒸発器（１８）出口冷媒の静圧（Ｐｓ３）および冷媒吸引口（１５ｂ）における冷媒の静圧（Ｐｓ４）が、狙いの吸引流量において、以下の数式Ｆ１
（Ｐｓ１−Ｐｓ４）＋Ｐｖ１≧（Ｐｓ１−Ｐｓ２）＋（Ｐｓ２−Ｐｓ３）＋（Ｐｓ３−Ｐｓ４）＋Ｐｖ２…（Ｆ１）に示す関係になっていることを特徴とする。

ここで、数式Ｆ１において、（Ｐｓ１−Ｐｓ４）の項は、エジェクタ（１５）の昇圧量を意味し、（Ｐｓ１−Ｐｓ２）の項は、ディフューザ部（１５ｄ）から第２蒸発器（１８）へ至る冷媒流路の圧力損失を意味し、（Ｐｓ２−Ｐｓ３）の項は、第２蒸発器（１８）の入口・出口間の圧力損失を意味し、（Ｐｓ３−Ｐｓ４）の項は、第２蒸発器（１８）から冷媒吸引口（１５ｂ）へ至る冷媒流路の圧力損失を意味する。

従って、数式Ｆ１では、狙いの性能を確保するためには、狙いの吸引流量が流れた場合に、エジェクタ（１５）の昇圧量（Ｐｓ１−Ｐｓ４）とディフューザ部（１５ｄ）出口冷媒の動圧（Ｐｖ１）との合計値からディフューザ部（１５ｄ）から冷媒吸引口（１５ｂ）へ至る冷媒流路の圧力損失の合計値を差し引いた値が、第２蒸発器（１８）入口冷媒の動圧（Ｐｖ２）よりも大きくなることを意味する。

すなわち、数式Ｆ１に示す関係になっていることで、第２蒸発器（１８）へ冷媒を流入させる際に、第２蒸発器（１８）入口側冷媒の動圧を作用させることができることを意味する。その結果、第１の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルと同様に、第２蒸発器（１８）へ確実に冷媒を流入させて、適切に冷凍能力を発揮させることができる。その結果、サイクル全体としての冷凍能力も向上できる。

さらに、上記第３の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、分岐部（Ｚ）から第２蒸発器（１８）入口側に至る冷媒流路に、冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）を設けてもよい。上記数式Ｆ１に示す関係になっていれば、絞り手段（２１）を設けることができ、この絞り手段（２１）の減圧作用によって、第２蒸発器（１８）の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低下させることができる。

請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第２蒸発器（１８）は、直列に接続された複数の蒸発部（１８ａ、１８ｂ）を有し、複数の蒸発部（１８ａ、１８ｂ）の間に、冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）を設けてもよい。

これによれば、直接に接続された２つの蒸発部（１８ａ、１８ｂ）のうち、絞り手段（２１）上流側の蒸発部（１８ａ）に動圧を作用させやすくなるので、第２蒸発器（１８）へ冷媒を流入させやすい。さらに、絞り手段（２１）下流側の蒸発部（１８ｂ）では、絞り手段（２１）の減圧作用によって、冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低下させることができる。

請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３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、分岐部（Ｚ）は、冷媒を流入させる導入管部（２０ａ）、冷媒を第１蒸発器（１７）側へ流出させる第１導出管部（２０ｂ）および冷媒を第２蒸発器（１８）側へ流出させる第２導出管部（２０ｃ）を有する冷媒分配器（２０）の内部に形成され、第１導出管部（２０ｂ）における冷媒の流出方向（Ｂ）および第２導出管部（２０ｃ）における冷媒の流出方向（Ｃ）は、鋭角に交わっていてもよい。

上述の分岐部（Ｚ）によれば、分岐部（Ｚ）において冷媒の流れを分岐させる際に、冷媒の流速を低下させにくいので、エジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が維持される分岐部（Ｚ）を容易に構成できる。

また、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において、ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（１４）を備え、ノズル冷媒流量は、第１蒸発器（１７）出口側冷媒の過熱度が予め定めた値になるように調整されてもよい。

また、ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２２）を備え、ノズル冷媒流量は、第２蒸発器（１８）出口側冷媒の過熱度が予め定めた値になるように調整されてもよい。

また、ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、第２蒸発器（１８）入口側冷媒圧力を検出する圧力検出手段（２５）とを備え、ノズル冷媒流量は、圧力検出手段（２５）が検出した検出圧力が、予め定めた目標圧力になるように調整されてもよい。さらに、第２蒸発器（１８）入口側冷媒温度を検出する温度検出手段（２６）を備え、目標圧力は、温度検出手段（２６）が検出した検出温度に基づいて決定されるようになっていてもよい。

また、ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、第２蒸発器（１８）出口側冷媒圧力を検出する圧力検出手段（２５）とを備え、ノズル冷媒流量は、圧力検出手段（２５）が検出した検出圧力が、予め定めた目標圧力になるように調整されてもよい。

また、ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、第２蒸発器（１８）出口側冷媒温度を検出する温度検出手段（２６）とを備え、ノズル冷媒流量は、温度検出手段（２６）が検出した検出温度が、予め定めた目標温度になるように調整されてもよい。

また、ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、流量調整手段（２４）上流側冷媒温度を検出する圧力検出手段（２５）とを備え、ノズル冷媒流量は、圧力検出手段（２５）が検出した検出圧力が、予め定めた目標圧力になるように調整されてもよい。

上述の如く、流量調整手段（１４、２２、２４）によってノズル冷媒流量を調整することによって、簡素な構成でサイクル全体の循環冷媒流量を調整できる。

また、請求項１２に記載の発明のように、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において、導入管部（１６ａ）の管径、第１導出管部（１６ｂ）の管径および第２導出管部（１６ｃ）の管径は、互いに異なる径であってもよい。
また、請求項１３に記載の発明のように、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において、導入管部（１６ａ）における冷媒の流入方向（Ａ）および第２導出管部（１６ｃ）における冷媒の流出方向（Ｃ）は、同軸上に同一方向に向けられていてもよい。
また、請求項１４に記載の発明のように、請求項１ないし１３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、分岐部（Ｚ）は、第１導出管部（１６ｂ）および第２導出管部（１６ｃ）の接続部に形成されていてもよい。

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。

（第１実施形態）
図１〜３により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明のエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用空調装置に適用した例の全体構成図である。まず、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は冷媒を吸入し圧縮して吐出するもので、プーリおよびベルトを介して車両走行用エンジン（図示せず）から駆動力が伝達されて回転駆動される。

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採用してもよい。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。

圧縮機１１の冷媒吐出側には、放熱器１２が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１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）とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。

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、フロン系の冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界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作用する。さらに、放熱器１２の出口側には、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液相冷媒を溜める受液器（図示せず）が設けられており、この受液器から液相冷媒が下流側へ導出される。

また、放熱器１２として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器と、この受液器からの飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する、いわゆるサブクールタイプの凝縮器を採用してもよい。

放熱器１２の下流側には、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａが接続されている。内部熱交換器１３は、高圧側冷媒流路１３ａを通過する放熱器１２出口側冷媒と低圧側冷媒流路１３ｂを通過する圧縮機１１吸入側冷媒とを熱交換をさせて、高圧側冷媒流路１３ａを通過する冷媒を冷却するもので、これにより、後述する第１、２蒸発器１７、１８における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。

この内部熱交換器１３の具体的構成としては種々の構成を採用できる。具体的には、高圧側冷媒流路１３ａと低圧側冷媒流路１３ｂ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や、高圧側冷媒流路１３ａを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路１３ｂを配置する２重管方式の熱交換器構成を採用できる。

内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａの出口側には、膨張弁１４が接続されている。膨張弁１４は、高圧液相冷媒を中間圧に減圧する減圧手段であるとともに、下流側（具体的には、後述するエジェクタ１５のノズル部１５ａ側）へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段でもある。従って、膨張弁１４は、ノズル部１５ａへ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段となる。

具体的に、膨張弁１４として周知の温度式膨張弁を採用している。この温度式膨張弁は、第１蒸発器１７下流側に配置された感温部１４ａを有しており、第１蒸発器１７下流側冷媒の温度と圧力とに基づいて第１蒸発器１７下流側冷媒の過熱度を検出し、第１蒸発器１７下流側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度（冷媒流量）を調整している。

膨張弁１４の下流側には、エジェクタ１５が接続されている。このエジェクタ１５は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴射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。

具体的には、エジェクタ１５は、膨張弁１４から流出した中間圧の冷媒の通路面積を小さく絞って、冷媒をさらに減圧させるノズル部１５ａと、ノズル部１５ａ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蒸発器１８から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口１５ｂを有している。

さらに、ノズル部１５ａおよび冷媒吸引口１５ｂの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部１５ａから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口１５ｂからの吸引された吸引冷媒とを混合する混合部１５ｃを有し、混合部１５ｃの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部１５ｄを有している。

ディフューザ部１５ｄ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１５の下流側（具体的には、ディフューザ部１５ｄの出口側）には、冷媒の流れを分岐して下流側へ分配する冷媒分配器１６が接続されている。この冷媒分配器１６の詳細については図２により説明する。なお、図２は冷媒分配器１６の導入管部１６ａの軸方向断面図である。

冷媒分配器１６は、図２に示すように、略直線形状の管径の異なる配管を接合して構成されたＴ字型の三方継手構造になっている。冷媒分配器１６は、冷媒を流入させる導入管部１６ａ、冷媒を第１蒸発器１７側へ流出させる第１導出管部１６ｂおよび冷媒を第２蒸発器１８側へ流出させる第２導出管部１６ｃを有して構成される。

具体的には、導入管部１６ａおよび第２導出管部１６ｃは、導入管部１６ａにおける冷媒の流入方向（矢印Ａ方向）と第２導出管部１６ｃにおける冷媒の流出方向（矢印Ｃ方向）が同軸上に同一方向になるように接続され、導入管部１６ａおよび第２導出管部１６ｃの接続部に第１導出管部１６ｂが接続されている。

さらに、第１導出管部１６ｂにおける冷媒の流出方向（矢印Ｂ方向）は、矢印Ａ、Ｃ方向に対して略垂直方向に向いている。従って、導入管部１６ａへ流入した冷媒は、冷媒分配器１６内部のうち第１導出管部１６ｂの接続部に形成される分岐部Ｚで分岐されて、第１導出管部１６ｂおよび第２導出管部１６ｃから流出する。

この際、導入管部１６ａの流入冷媒の流れ方向（矢印Ａ方向）と第２導出管部１６ｃの流出冷媒の流れ方向（矢印Ｃ方向）が同軸上に同一方向に向いているので、導入管部１６ａへ流入した冷媒は、不必要に流速を低下させることなく第２導出管部１６ｃから流出する。これにより、冷媒分配器１６の分岐部Ｚにおいて冷媒の流れが分岐される際に、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ流出冷媒の動圧が維持される。

さらに、第１導出管部１６ｂの管径φｄ１および第２導出管部１６ｃの管径φｄ２を適切な値に設計することで、第１蒸発器１７に流入する冷媒流量と第２蒸発器１８へ流入する冷媒流量との流量比を適切に調整することができる。従って、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８にて適切な流量の冷媒を供給できる。

このような冷媒分配器１６は、管径の異なる金属製の配管をろう付け、溶接等の接合手段によって接合することで容易に形成できる。もちろん樹脂製の配管を接着して形成してもよい。さらに、直方体状の金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることで形成してもよい。

なお、図１では、本実施形態のサイクル構成を概略的に示しているため、冷媒分配器１６と第２蒸発器１８が曲がった配管で接続されているが、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ、冷媒分配器１６、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８は、直接あるいは短い配管により近接するように接続されている。このように接続されることで、より一層、冷媒の流れが分岐される際に、エジェクタ１５流出冷媒の動圧が維持される。

第１導出管部１６ｂに接続される第１蒸発器１７は、冷媒分配器１６にて分岐された一方の冷媒と図示しない第１蒸発器１７用の送風ファンによって送風された空気とを熱交換させて、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。さらに、第１蒸発器１７の出口側は、前述の内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂの入口側に接続され、低圧側冷媒流路１３ｂの出口側には、圧縮機１１の冷媒吸引側が接続されている。

つまり、第１蒸発器１７は、圧縮機→放熱器→減圧手段→蒸発器を環状に接続して構成される通常の蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、減圧手段に対して直列的に接続される蒸発器に相当する。すなわち、本実施形態では、第１蒸発器１７は減圧手段であるエジェクタ１５に対して直列に接続されている。

一方、第２導出管部１６ｃに接続される第２蒸発器１８は、冷媒分配器１６にて分岐された他方の冷媒と図示しない第２蒸発器１８用の送風ファンによって送風された空気とを熱交換させて、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。さらに、第２蒸発器１８の出口側は、前述のエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂに接続されている。

次に、図３により、上述の構成における本実施形態の作動について説明する。図３は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒の状態を概略的に示したモリエル線図である。

まず、本実施形態では、圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１は冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。この時の冷媒の状態は、図３のａ点である。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、冷却ファンから送風された送風空気（外気）と熱交換して放熱する（図３のａ点→ｂ点）。

放熱器１２から流出した冷媒は、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａへ流入し、低圧側冷媒流路１３ｂを通過する圧縮機１１吸入冷媒と熱交換して、さらに冷却されて過冷却状態となる（図３のｂ点→ｃ点）。

高圧側冷媒流路１３ａから流出した冷媒は、膨張弁１４へ流入して中間圧に減圧され、気液二層状態になる（図３のｃ点→ｄ点）。この気液二層状態の冷媒は、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する。エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧膨張する（図３のｄ点→ｅ点）。

そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されて、冷媒がノズル部１５ａ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１５ｂから第２蒸発器１８通過後の冷媒が吸引される。

さらに、ノズル部１５ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１５ｂから吸引された吸引冷媒がエジェクタ１５の混合部１５ｃにて混合され（図３のｅ点→ｆ点）、ディフューザ部１５ｄに流入する。このディフューザ部１５ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度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（図３のｆ点→ｇ点）。

ディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の流れは、冷媒分配器１６の内部の分岐部Ｚにて分岐され、分岐された一方の冷媒は、第１導出管部１６ｂを介して第１蒸発器１７へ流入し、送風ファンの送風空気から吸熱して蒸発しながら、第１蒸発器１７内の圧力損失により徐々に圧力を低下させていく（図３のｇ点→ｈ点）。

さらに、第１蒸発器１７から流出した冷媒は、内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂに流入して、高圧側冷媒流路１３ａを通過する高圧冷媒と熱交換して加熱される（図３のｈ点→ｉ点）。内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂで加熱された冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される（図３のｉ点→ａ点）。

一方、分岐部Ｚで分岐された他方の冷媒は、第２導出管部１６ｃを介して第２蒸発器１１８へ流入し、送風ファンの送風空気から吸熱して蒸発しながら、第２蒸発器１８内の圧力損失とエジェクタ１５の吸引作用により徐々に圧力を低下させていく（図３のｇ点→ｊ点）。第２蒸発器１８から流出した冷媒は、冷媒吸引口１５ｂからエジェクタ１５内に吸引される（図３のｊ点→ｆ点）。

以上の如く、本実施形態では、ディフューザ部１５ｄ出口側に配置された冷媒分配器１６にて冷媒の流れを分岐して、冷媒を第１蒸発器１７および第２蒸発器１８に流入させているので、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時に冷却作用を発揮できる。

さらに、本実施形態では、冷媒分配器１６の分岐部Ｚでエジェクタ１５流出冷媒の動圧が維持されるように冷媒を分岐して、第２蒸発器１８の内部に動圧を作用させるエジェクタ式冷凍サイクルの運転方法が実現される。

つまり、冷媒分配器１６でディフューザ部１５ｄ流出冷媒の動圧が維持されるように冷媒を分岐させ、第２蒸発器１８の内部に動圧が作用するようになっている。換言すると、第２導出管部１６ｃが絞り手段を介することなく第２蒸発器１８に接続されて、第２蒸発器１８の内部に動圧が作用するようになっている。

これにより、第２蒸発器１８へ冷媒を流入させる際に、ディフューザ部１５ｄ下流側冷媒の静圧と冷媒吸引口１５ｂにおける冷媒の静圧との圧力差のみならず、ディフューザ部１５ｄ下流側冷媒の動圧をも作用させることができるので、第２蒸発器１８へ冷媒を確実に流入させることができる。

しかも、第１蒸発器１７下流側に圧縮機１１吸入側を接続しているので、圧縮機１１の吸入作用によって第１蒸発器１７にも確実に冷媒を流入させることができる。従って、双方の蒸発器１７、１８において適切に冷凍能力を発揮させることができるので、サイクル全体としての冷凍能力も向上できる。

また、第１蒸発器１７下流側を圧縮機１１吸入側に接続しているので、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄで昇圧された冷媒を圧縮機１１に吸入させることができる。これにより、圧縮機１１の吸入圧を上昇させることができるので、圧縮機１１の駆動動力を低減できる。その結果、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上できる。

さらに、流量調整手段である膨張弁１４によって、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入するノズル冷媒流量を調整し、第１導出管部１６ｂの管径φｄ１および第２導出管部１６ｃの管径φｄ２によって第１蒸発器１７に流入する冷媒流量と第２蒸発器１８へ流入する冷媒流量との流量比を調整しているので、簡素なサイクル構成でサイクル全体の循環冷媒流量を調整できるとともに、双方の蒸発器１７、１８へ冷媒を適切に分配できる。

エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ出口と冷媒吸引口１５ｂとを経由し、エジェクタ１５と、冷媒分配器１６と、第２蒸発器１８とを含む小冷媒回路が構成されている。この小冷媒回路は、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ出口における冷媒流れの動圧を、少なくとも第２蒸発器１８の入口にまで作用させる。実施形態では、動圧は、第２蒸発器１８の内部にまで作用する。

第２蒸発器１８の入口より上流側には、大幅な減圧を生じさせる絞り装置を設けることのない出口側流路が設けられている。この結果、冷媒圧力は、第２蒸発器１８への流入前に急激に減圧されることがない。出口側流路は、冷媒圧力の変化を抑えながら冷媒を流すように構成されている。そこでは、冷媒流速の変化に伴って圧力が徐々に回復されることもある。

第２蒸発器１８内の実質的な熱交換を行う冷媒流路のうち、冷媒の流れ方向に沿って延びる所定範囲では、動圧をもって流れ込んだ冷媒が、絞り装置を用いることなく、第２蒸発器１８内の流路によって徐々に減圧される。冷媒圧力は、少なくともこの所定範囲にわたって徐々に低下する。冷媒圧力は、この所定範囲を含むより広い範囲にわたって徐々に低下してもよい。

実施形態では、第２蒸発器１８の入口から出口、すなわちエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂまでの全範囲にわたって、連続的に冷媒圧力が減圧される。上記所定範囲は、第２蒸発器１８の入口近傍に設けることができる。第２蒸発器１８の入口における動圧の大きさによっては、直後の領域に設けることができる。

第２蒸発器１８の中に、大幅な減圧を生じさせる部位をひとつ以上設けることによって、第２蒸発器１８の中を複数の範囲に分割し、その最も上流側の範囲を上記所定範囲としてもよい。

上述の小冷媒回路は、冷媒分配器１６を含む。従って、小冷媒回路は、ディフューザ部１５ｄと冷媒分配器１６との間の第１配管および冷媒分配器１６と第２蒸発器１８との間の第２配管とを含むことができる。ディフューザ部１５ｄ、冷媒分配器１６および第２蒸発器１８の少なくとも２者間を直接に接続し、第１配管と第２配管とのいずれかまたは両方を備えない構成も採用しうる。

小冷媒回路は、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ出口側における冷媒流の動圧によって冷媒が第２蒸発器１８の少なくとも入口にまで、さらには内部にまで到達するように、その長さ、太さ、断面形状、および流れ方向に沿った曲げ形状などが設定されている。小冷媒回路は、ディフューザ部１５ｄの少なくとも一部を含んで構成されることができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、冷媒分配器１６を採用しているが、本実施形態では、図４、５に示すように、Ｙ字型の三方継手構造の冷媒分配器２０を採用している。その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、図４は本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成図であり、図５は冷媒分配器２０の導入管部２０ａの軸方向断面図である。

冷媒分配器２０は、図５に示すように、冷媒を流入させる導入管部２０ａ、冷媒を第１蒸発器１７側へ流出させる第１導出管部２０ｂおよび冷媒を第２蒸発器１８側へ流出させる第２導出管部２０ｃを有して構成される。

具体的には、導入管部２０ａおよび第１、２導出管部２０ｂ、２０ｃは、第１導出管部２０ｂにおける冷媒の流出方向（矢印Ｂ方向）および第２導出管部２０ｃにおける冷媒の流出方向（矢印Ｃ方向）が、導入管部２０ａにおける冷媒の流入方向（矢印Ａ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接続されている。

従って、導入管部２０ａへ流入した冷媒は、冷媒分配器２０内部の第１、第２導出管部２０ｂ、２０ｃの接続部に形成される分岐部Ｚで分岐されて、第１導出管部２０ｂおよび第２導出管部２０ｃから流出する。

この際、第１導出管部２０ｂの流出冷媒の流れ方向（矢印Ｂ方向）と第２導出管部２０ｃの流出冷媒の流れ方向（矢印Ｃ方向）が鋭角に交わるように接続されているので、導入管部２０ａへ流入した冷媒は、不必要に流速を低下させることなく第１、２導出管部２０ｂ、２０ｃから流出する。これにより、冷媒分配器２０の分岐部Ｚにおいて冷媒の流れが分岐される際に、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ流出冷媒の動圧が維持される。

また、図４では、本実施形態のサイクル構成を概略的に示しているが、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ、冷媒分配器２０、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８は、直接あるいは短い配管により近接するように接続されている。このように接続されることで、より一層、エジェクタ１５流出冷媒の動圧が維持される。

さらに、第１導出管部２０ｂにおける冷媒の流出方向（矢印Ｂ方向）および第２導出管部２０ｃにおける冷媒の流出方向（矢印Ｃ方向）が、導入管部２０ａにおける冷媒の流入方向（矢印Ａ方向）に対して対象方向に向いているので、第１導出管部２０ｂの管径φｄ１および第２導出管部２０ｃの管径φｄ２を調整するだけで、容易に、第１蒸発器１７に流入する冷媒流量と第２蒸発器１８へ流入する冷媒流量との流量比を調整できる。

従って、本実施形態も第１実施形態と同様に作動して、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）
本実施形態では、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの構成において、図６の全体構成図に示すように、冷媒分配器１６（具体的には、第２導出管部２０ｃ）と第２蒸発器１８との間に冷媒を減圧させる絞り手段である先細ノズル２１を設けている。さらに、図６の各点Ｄ〜Ｇにおける冷媒の静圧および動圧が、以下の数式Ｆ１に示す関係になるように、調整されている。

具体的には、Ｄ点はエジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ出口部であり、Ｄ点における冷媒（ディフューザ部１５ｄ出口冷媒）の静圧をＰｓ１、動圧をＰｖ１とし、Ｅ点は第２蒸発器１８入口部であり、Ｅ点における冷媒（第２蒸発器１８入口冷媒）の静圧をＰｓ２、動圧をＰｖ２とし、Ｆ点は第２蒸発器１８の出口部であり、Ｆ点における冷媒（第２蒸発器１８出口冷媒）の静圧をＰｓ３とし、さらに、Ｇ点はエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂであり、Ｇ点における冷媒の静圧をＰｓ４とし、さらに、狙いの吸引流量（冷媒吸引口１５ｂから吸引される吸引冷媒流量）において、
（Ｐｓ１−Ｐｓ４）＋Ｐｖ１≧（Ｐｓ１−Ｐｓ２）＋（Ｐｓ２−Ｐｓ３）＋（Ｐｓ３−Ｐｓ４）＋Ｐｖ２…（Ｆ１）
となるように調整されている。

ここで、数式Ｆ１において、（Ｐｓ１−Ｐｓ４）の項は、エジェクタ１５の昇圧量Ｐｓｅｊを意味し、（Ｐｓ１−Ｐｓ２）の項は、ディフューザ部１５ｄから第２蒸発器１８へ至る冷媒流路の圧力損失を意味する。従って、（Ｐｓ１−Ｐｓ２）の項には、冷媒分配器１６における圧力損失および先細ノズル２１における減圧量が含まれる。

さらに、（Ｐｓ２−Ｐｓ３）の項は、第２蒸発器１８の冷媒出入口間の圧力損失を意味し、（Ｐｓ３−Ｐｓ４）の項は、第２蒸発器１８から冷媒吸引口１５ｂへ至る冷媒流路の圧力損失を意味する。

従って、数式Ｆ１では、エジェクタ１５の昇圧量Ｐｓｅｊとディフューザ部１５ｄ出口冷媒の動圧Ｐｖ１との合計値からディフューザ部１５ｄから冷媒吸引口１５ｂへ至る冷媒流路の圧力損失の合計値を差し引いた値が、第２蒸発器１８入口冷媒の動圧Ｐｖ２よりも大きくなることを意味する。

すわなち、各点Ｄ〜Ｇにおける冷媒の静圧および動圧が、数式Ｆ１に示す関係になるように調整することで、第２蒸発器１８へ冷媒を流入させる際に、第２蒸発器１８入口冷媒の動圧を作用させることができる。

このような調整は、冷媒分配器１６のように、冷媒の流れを分岐する際に、不必要に冷媒の流速を低下させることなく、エジェクタ１５流出冷媒の動圧が維持されるように分岐する構成を採用し、冷媒分配器１６と第２蒸発器１８とを近接配置し、さらに、先細ノズル２１の冷媒通路面積を適切に調整することで容易に実現できる。

なお、本実施形態では、絞り手段として先細ノズル２１を採用しているが、冷媒通路の途中に通路面積が最も縮小した喉部および喉部以降に内径が徐々に拡大する末広部を有するラバールノズルを採用してもよい。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、図７により、上述の構成における本実施形態の作動について説明する。なお、図７は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒の状態を概略的に示したモリエル線図である。

まず、圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、分岐部Ｚで分岐されて第１導出管部１６ｂから第１蒸発器１７へ流入する冷媒は、第１実施形態と同様に、圧縮機１１→放熱器１２→内部熱交換器１３→膨張弁１４→エジェクタ１５→第１蒸発器１７→圧縮機１１の順で循環し、第１蒸発器１７にて冷却作用を発揮する（図７のａ点→ｂ点→ｃ点→ｄ点→ｅ点→ｆ点→ｇ点→ｈ点→ｉ点→ａ点）。

一方、分岐部Ｚで分岐された他方の冷媒は、第２導出管部１６ｃを流出して先細ノズル２１にて減圧される（図７のｇ点→ｇ１点）。この際、本実施形態では、減圧手段として先細ノズル２１を採用しているので、減圧膨張過程で冷媒の流速が低下しにくい。従って、第２蒸発器１８入口側冷媒の動圧が低下しにくくなるとともに、冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させることができる。

先細ノズル２１にて減圧膨張された冷媒は、第２蒸発器１８へ流入し、送風ファンの送風空気から吸熱して蒸発して（図７のｇ１点→ｊ点）、冷媒吸引口１５ｂからエジェクタ１５内に吸引される（図７のｊ点→ｆ点）。

以上の如く、本実施形態では、各点Ｄ〜Ｇにおける冷媒の静圧および動圧が数式Ｆ１に示す関係になるように調整されているので、第２蒸発器１８へ冷媒を流入させる際に、第２蒸発器１８入口冷媒の動圧を作用させて、確実に冷媒を流入させることができる。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。

さらに、先細ノズル２１の減圧作用によって、第２蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を、第１蒸発器１７の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）に対して、効果的に低下させることができる。また、先細ノズル２１で冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させているので、第２蒸発器１８の入口・出口冷媒間のエンタルピ差を拡大して、より一層、第２蒸発器１８の冷凍能力を向上できる。

（第４実施形態）
第３実施形態では、冷媒分配器１６と第２蒸発器１８との間に先細ノズル２１を配置しているが、本実施形態では、図８の全体構成図に示すように、第２蒸発器１８として、直列に接続された２つの第１蒸発部１８ａ、第２蒸発部１８ｂを有する蒸発器を採用し、この２つの蒸発部１８ａ、１８ｂの間に、第３実施形態と同様の先細ノズル２１を配置している。

さらに、図８の各点Ｄ〜Ｇにおける冷媒の静圧および動圧は、第３実施形態の数式Ｆ１に示す関係になるように調整されている。その他の構成は第３実施形態と同様である。

次に、図９により、上述の構成における本実施形態の作動について説明する。なお、図９は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒の状態を概略的に示したモリエル線図である。

まず、圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、分岐部Ｚで分岐されて第１導出管部１６ｂから第１蒸発器１７へ流入する冷媒は、第１実施形態と同様に、圧縮機１１→放熱器１２→内部熱交換器１３→膨張弁１４→エジェクタ１５→第１蒸発器１７→圧縮機１１の順で循環し、第１蒸発器１７にて冷却作用を発揮する（図７のａ点→ｂ点→ｃ点→ｄ点→ｅ点→ｆ点→ｇ点→ｈ点→ｉ点→ａ点）。

一方、分岐部Ｚで分岐された他方の冷媒は、第２導出管部１６ｃを流出して第２蒸発器１８の第１蒸発部１８ａへ流入する。第１蒸発部１８ａへ流入した冷媒は、送風ファンの送風空気から吸熱して蒸発しながら、第１蒸発部１８ａ内の圧力損失とエジェクタ１５の吸引作用により徐々に圧力を低下させていく（図９のｇ点→ｇ２点）。

第１蒸発部１８ａから流出した冷媒は先細ノズル２１にて減圧され（図９のｇ２点→ｇ３点）、さらに、第２蒸発部１８ｂへ流入して、送風ファンの送風空気から吸熱して蒸発する（図９のｇ３点→ｊ点）。さらに、第２蒸発部１８ｂから流出した冷媒は、冷媒吸引口１５ｂからエジェクタ１５内に吸引される（図９のｊ点→ｆ点）。

以上の如く、本実施形態では、第２蒸発器１８のうち先細ノズル２１の上流側に配置される第１蒸発部１８ａに動圧を作用させやすくなるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、先細ノズル２１の下流側に配置される第２蒸発部１８ｂでは、先細ノズル２１の減圧作用によって、冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低下させることができるので、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）
第１実施形態では、ノズル冷媒流量を調整する流量調整手段として膨張弁１４を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１０に示すように、膨張弁２２を採用し、さらに、第１蒸発器１７下流側にアキュムレータ２３を配置した例を説明する。

膨張弁２２は、膨張弁１４と同様の温度式膨張弁であり、この温度式膨張弁は、第２蒸発器１８下流側に配置された感温部２２ａを有している。また、アキュムレータ２３は、冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒を圧縮機１１吸入側へ流出させる気液分離器である。その他のサイクル構成は第１実施形態と同様である。

本実施形態の構成のサイクルを作動させても、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、膨張弁２２によってノズル冷媒流量を調整しているので、簡素なサイクル構成でサイクル全体の循環冷媒流量を調整できる。また、アキュムレータ２３の作用によって、圧縮機１１吸入側に気相冷媒が供給されるので、圧縮機液バックの不具合も発生しない。

（第６実施形態）
第５実施形態では、流量調整手段として膨張弁２２を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１１の全体構成図に示すように、電気式膨張弁２４を採用し、さらに、第２蒸発器１８入口側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段である圧力センサ２５、第２蒸発器１８入口側の冷媒温度を検出する温度検出手段である温度センサ２６および電気式膨張弁２４の作動を制御する制御装置２８を設けた例を説明する。

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、二酸化炭素を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界サイクルを構成している。従って、放熱器１２において冷媒は凝縮しない。従って、放熱器１２の出口側に受液器は廃止されている。

さらに、制御装置２８の入力側には圧力センサ２５および温度センサ２６の検出信号が入力され、出力側には電気式膨張弁２４が接続される。制御装置２８は、温度センサ２６の検出温度に基づいて予め記憶された制御マップを参照して目標圧力を決定する。そして、圧力センサ２５の検出圧力が目標圧力に近づくように、電気式膨張弁２４の弁開度を制御して、ノズル冷媒流量を調整する。

その他の構成は第５実施形態と同様である。本実施形態の構成のサイクルを作動させても、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第７実施形態）
第６実施形態では、第２蒸発器１８入口側の冷媒圧力および冷媒温度を検出しているが、本実施形態では、図１２の全体構成図に示すように、第２蒸発器１８出口側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段である圧力センサ２５、第２蒸発器１８出口側の冷媒温度を検出する温度検出手段である温度センサ２６を設けている。その他の構成は第６実施形態と同様である。

本実施形態の構成のサイクルを作動させても、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、制御装置２８は、温度センサ２６の検出温度が予め定めた目標温度となるように電気式膨張弁２４の弁開度を制御して、ノズル冷媒流量を調整してもよい。

（第８実施形態）
第６実施形態では、第２蒸発器１８入口側の冷媒圧力および冷媒温度を検出しているが、本実施形態では、図１３の全体構成図に示すように、電気式膨張弁２４上流側の冷媒の圧力を圧力検出手段である圧力センサ２５、電気式膨張弁２４上流側の冷媒の温度を検出する温度検出手段である温度センサ２６を設けている。その他の構成は第６実施形態と同様である。

本実施形態の構成のサイクルを作動させても、制御装置２８が、温度センサ２６の検出温度に基づいて予め記憶された制御マップを参照して目標圧力を決定し、さらに、圧力センサ２５の検出圧力が目標圧力に近づくように、電気式膨張弁２４の弁開度を制御して、ノズル冷媒流量を調整することで、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第９実施形態）
本実施形態では、図１４の全体構成図に示すように、第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の放熱器１２下流側かつ膨張弁１４上流側で冷媒の流れを分岐する分岐部Ｙを設け、この分岐部Ｙから第１蒸発器１７下流側かつ内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂ上流側に冷媒を導くバイパス通路３０を設けている。

さらに、このバイパス通路３０に冷媒を減圧膨張させる絞り手段３１および冷媒を蒸発させる第３蒸発器３２を配置している。なお、第３蒸発器３２は、絞り手段３１下流側冷媒と図示しない第３蒸発器３２用の送風ファンによって送風された空気とを熱交換させて、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。

なお、絞り手段３１としては、キャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞りを採用できる。もちろん、電気式の可変絞りを採用してもよい。その他の構成は第３実施形態と同様である。さらに、本実施形態では、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８を車両前席用の空調に利用し、第３蒸発器３２を車両後席用の空調に利用している。

本実施形態の構成のサイクルを作動させても、第３実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、分岐部Ｙで分岐された冷媒が第３蒸発器３２において吸熱作用を発揮する。従って、第１〜３蒸発器１７、１８、３２において同時に冷却作用を発揮できる。

さらに、図１４に示すように、第３蒸発器３２はエジェクタ１５および第１蒸発器１７に対して、並列に接続されている。従って、第３蒸発器３２へ冷媒を流入させる際に圧縮機１１の冷媒吐出・吸入能力を利用できるので、第３蒸発器３２へも確実に冷媒を流入させて冷凍能力を発揮させることができる。

（第１０実施形態）
本実施形態では、図１５の全体構成図に示すように、第９実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、バイパス通路３０を変更している。具体的には、本実施形態のバイパス通路３０は、分岐部Ｙから先細ノズル２１下流側かつ第２蒸発器１８上流側に冷媒を導くように接続されている。その他の構成は第９実施形態と同様である。

ここで、上記第３蒸発器３２は、その下流側が冷媒分岐部１６とバイパス通路３１接続部との間に接続されているので、第３蒸発器３２にエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂの吸引圧を作用させることができる。従って、第１蒸発器１７の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）に対して、第３蒸発器３２の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くできる。

そこで、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用の冷凍・冷蔵装置に適用し、第１蒸発器１７を冷蔵室の冷却に用い、第１蒸発器１７よりも冷媒蒸発温度が低くなる第２蒸発器１８および第３蒸発器３２を冷凍室の冷却に用いている。

本実施形態の構成のサイクルを作動させても、第９実施形態と同様に、第１〜３蒸発器１７、１８、３２において同時に冷却作用を発揮できる。なお、本実施形態では先細ノズル２１を設けているが、先細ノズル２１の代わりに、あるいは、先細ノズル２１と直列に、冷媒分配器１６側からバイパス通路接続部へ向かって冷媒が流れることのみを許容する逆止弁を設けてもよい。

（第１１実施形態）
第１１実施形態では、図１６の全体構成図に示すように、第１実施形態の構成に対して、第２蒸発器１８に第３蒸発器３２を並列に接続している。

本実施形態の構成のサイクルを作動させると、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、第３蒸発器３２において冷却作用を発揮できる。この際、第３蒸発器３２にエジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ下流側冷媒の動圧を作用させることができるので、第３蒸発器３２へ冷媒を確実に流入させて、冷凍能力を発揮させることができる。

（第１２実施形態）
第１２実施形態では、図１７の全体構成図に示すように、第１実施形態の構成に対して、第１蒸発器１７に第３蒸発器３２を並列に接続している。

本実施形態の構成のサイクルを作動させると、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、第３蒸発器３２において冷却作用を発揮できる。この際、圧縮機１１の吸入作用によって、第３蒸発器３２へ冷媒を確実に流入させて、冷凍能力を発揮させることができる。

（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）上述の実施形態では、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８の冷却対象空間について詳細を述べていないが、第１、２蒸発器１７、１８では、それぞれ異なる送風ファンから送風された送風空気を冷却することができるので、異なる冷却対象空間の冷却用・空調用に適用しても、同一冷却対象空間の冷却用・空調用に適用してもよい。

同一冷却対象空間の冷却用・空調用に適用する場合は、例えば、図１８の全体構成図に示すように、第１実施形態の第１、２蒸発器１７、１８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第１蒸発器１７→第２蒸発器１８の順に矢印Ｘ方向に通過させて同一の冷却対象空間を冷却するようにしてもよい。

これによれば、エジェクタ１５の吸引作用によって第２蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を第１蒸発器１７の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）に対して低くできるので、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８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。

また、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８を一体構造に組み付ける具体的手段として、例えば、第１、２蒸発器１７、１８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１０ｍｍ以下の間隔を開けて一体的に結合する構成でもよい。

また、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８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、第１蒸発器１７と第２蒸発器１８のフィンを共通化し、フィンと接触するチューブ構成で分割する構成として一体化してもよい。

同様に、第９〜１２実施形態では、第１〜３蒸発器１７、１８、３２を一体構造に組みつけてもよい。例えば、第１０、１１実施形態では、第２蒸発器１８と第３蒸発器３２とを一体構造とし、第１２実施形態では、第１蒸発器１７と第３蒸発器３２とを一体構造として組み付けてもよい。

（２）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を車両用空調装置、車両用の冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明しているが、本発明の適用は上記に限定されない。例えば、業務用冷蔵庫、家庭用冷蔵庫、自動販売機用冷却装置、冷蔵機能付きショーケース等に適用してもよい。この場合は、圧縮機として電動圧縮機を採用すればよい。さらに、冷媒としてフロン系、二酸化炭素以外にもＨＣ系冷媒を採用してもよい。

（３）上述の第１〜５、９〜１２実施形態では、膨張弁１４、２２として温度式膨張弁を採用しているが、もちろん、第６〜８実施形態のように、電気式膨張弁を採用して、圧力センサおよび温度センサの検出値によって過熱度を算出し、過熱度が予め定めた値になるように電気式膨張弁の弁開度を調整してもよい。

（４）上述の実施形態では、エジェクタ１５として、冷媒通路面積が一定のノズル部１５ａを有する固定エジェクタを採用し、エジェクタ１５と流量調整手段である膨張弁１４、２２、２４と別体に構成しているが、エジェクタ１５と膨張弁１４、２２、２４とを一体に構成してもよい。

つまり、エジェクタ１５として、冷媒通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを採用してもよい。この可変ノズル部の具体例としては、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して冷媒通路面積調整する機構とすればよい。

（５）上述の実施形態では、放熱器１２を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、第１蒸発器１７、第２蒸発器１８および第３蒸発器３２を室内側熱交換器として車室内または冷蔵室・冷凍室の冷却用に適用しているが、逆に、第１〜３蒸発器１７、１８、３２を外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流体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の全体構成図である。 第１実施形態の冷媒分配器の断面図である。 第１実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 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。 第２実施形態の冷媒分配器の断面図である。 第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 第３実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 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。 第４実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 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。 第６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。 第７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。 第８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。 第９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。 第１０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。 第１１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。 第１２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。 他の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。

符号の説明

１１…圧縮機、１２…放熱器、１４、２２…温度式膨張弁、
１５…エジェクタ、１５ａ…ノズル部、１５ｂ…冷媒吸引口、１５ｄ…ディフューザ部、
１６、２０…冷媒分配器、１６ａ、２０ａ…導入管部、
１６ｂ、２０ｂ…第１導出管部、１６ｃ、２０ｃ…第２導出管部、
１７…第１蒸発器、１８…第２蒸発器、１８ａ…第１蒸発部、１８ｂ…第２蒸発部、
２１…先細ノズル、２４…電気式膨張弁、２５…圧力センサ、２６…温度センサ。

Claims (14)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させるノズル部（１５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１５ｂ）から吸引するエジェクタ（１５）と、
   前記エジェクタ（１５）流出冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｚ）と、
   前記分岐部（Ｚ）で分岐された一方の冷媒を蒸発させて前記圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、
   前記分岐部（Ｚ）で分岐された他方の冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（１５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、
   前記分岐部（Ｚ）は、冷媒を流入させる導入管部（１６ａ）、冷媒を前記第１蒸発器（１７）側へ流出させる第１導出管部（１６ｂ）および冷媒を前記第２蒸発器（１８）側へ流出させる第２導出管部（１６ｃ）を有する冷媒分配器（１６）の内部に形成され、
   前記導入管部（１６ａ）における冷媒の流入方向（Ａ）および前記第２導出管部（１６ｃ）における冷媒の流出方向（Ｃ）は、同一方向に向けられており、
   前記分岐部（Ｚ）は、前記エジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が維持されるように冷媒を分岐させ、
   前記分岐部（Ｚ）および前記第２蒸発器（１８）は、絞り手段を介することなく前記エジェクタ（１５）流出冷媒の動圧が前記第２蒸発器（１８）の内部に作用するように接続されていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 前記エジェクタ（１５）は、前記高速度の冷媒流と前記冷媒吸引口（１５ｂ）からの吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（１５ｄ）を有し、
   前記ディフューザ部（１５ｄ）出口冷媒の静圧（Ｐｓ１）、前記ディフューザ部（１５ｄ）出口冷媒の動圧（Ｐｖ１）、前記第２蒸発器（１８）入口冷媒の静圧（Ｐｓ２）、前記第２蒸発器（１８）入口冷媒の動圧（Ｐｖ２）、前記第２蒸発器（１８）出口冷媒の静圧（Ｐｓ３）および前記冷媒吸引口（１５ｂ）における冷媒の静圧（Ｐｓ４）が、狙いの吸引流量において、
   （Ｐｓ１−Ｐｓ４）＋Ｐｖ１≧（Ｐｓ１−Ｐｓ２）＋（Ｐｓ２−Ｐｓ３）＋（Ｐｓ３−Ｐｓ４）＋Ｐｖ２となってい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２蒸発器（１８）は、直列に接続された複数の蒸発部（１８ａ、１８ｂ）を有し、
   前記複数の蒸発部（１８ａ、１８ｂ）の間に、冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２１）を設けた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（Ｚ）は、冷媒を流入させる導入管部（２０ａ）、冷媒を前記第１蒸発器（１７）側へ流出させる第１導出管部（２０ｂ）および冷媒を前記第２蒸発器（１８）側へ流出させる第２導出管部（２０ｃ）を有する冷媒分配器（２０）の内部に形成され、
   前記第１導出管部（２０ｂ）における冷媒の流出方向（Ｂ）および前記第２導出管部（２０ｃ）における冷媒の流出方向（Ｃ）は、鋭角に交わっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 前記ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（１４）を備え、
   前記ノズル冷媒流量は、前記第１蒸発器（１７）出口側冷媒の過熱度が予め定めた値になるように調整され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. 前記ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２２）を備え、
   前記ノズル冷媒流量は、前記第２蒸発器（１８）出口側冷媒の過熱度が予め定めた値になるように調整され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。
7. 前記ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、
   前記第２蒸発器（１８）入口側冷媒圧力を検出する圧力検出手段（２５）とを備え、
   前記ノズル冷媒流量は、前記圧力検出手段（２５）が検出した検出圧力が、予め定めた目標圧力になるように調整され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. さらに、前記第２蒸発器（１８）入口側冷媒温度を検出する温度検出手段（２６）を備え、
   前記目標圧力は、前記温度検出手段（２６）が検出した検出温度に基づいて決定されることを特徴とする請求項７に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
9. 前記ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、
   前記第２蒸発器（１８）出口側冷媒圧力を検出する圧力検出手段（２５）とを備え、
   前記ノズル冷媒流量は、前記圧力検出手段（２５）が検出した検出圧力が、予め定めた目標圧力になるように調整され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。
10. 前記ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、
    前記第２蒸発器（１８）出口側冷媒温度を検出する温度検出手段（２６）とを備え、
    前記ノズル冷媒流量は、前記温度検出手段（２６）が検出した検出温度が、予め定めた目標温度になるように調整され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。
11. 前記ノズル部（１５ａ）へ流入するノズル冷媒流量を調整する流量調整手段（２４）と、
    前記流量調整手段（２４）上流側冷媒温度を検出する圧力検出手段（２５）とを備え、
    前記ノズル冷媒流量は、前記圧力検出手段（２５）が検出した検出圧力が、予め定めた目標圧力になるように調整され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。
12. 前記導入管部（１６ａ）の管径、前記第１導出管部（１６ｂ）の管径および前記第２導出管部（１６ｃ）の管径は、互いに異なる径であ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。
13. 前記導入管部（１６ａ）における冷媒の流入方向（Ａ）および前記第２導出管部（１６ｃ）における冷媒の流出方向（Ｃ）は、同軸上に同一方向に向けられていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
14. 前記分岐部（Ｚ）は、前記第１導出管部（１６ｂ）および前記第２導出管部（１６ｃ）の接続部に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１３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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