WO2014103277A1 - エジェクタ - Google Patents

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WO2014103277A1
WO2014103277A1 PCT/JP2013/007526 JP2013007526W WO2014103277A1 WO 2014103277 A1 WO2014103277 A1 WO 2014103277A1 JP 2013007526 W JP2013007526 W JP 2013007526W WO 2014103277 A1 WO2014103277 A1 WO 2014103277A1
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refrigerant
passage
space
gas
ejector
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PCT/JP2013/007526
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佳之 横山
西嶋 春幸
山田 悦久
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
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    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02Subcoolers

Definitions

  • This disclosure relates to an ejector that decompresses a fluid and sucks the fluid by a suction action of a jet fluid ejected at a high speed.
  • Patent Document 1 discloses an ejector-type refrigeration cycle of this type having a plurality of evaporators for cooling different cooling target spaces and connecting the evaporators in parallel with each other. .
  • the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1 includes gas-liquid separation means for separating the gas-liquid refrigerant flowing out from the diffuser section (pressure increase section) of the ejector, and the gas-liquid separation means performs separation.
  • the liquid phase refrigerant thus distributed is distributed to a plurality of evaporators, and the refrigerants flowing out from the plurality of evaporators are joined together and led to the refrigerant suction port of the ejector.
  • the refrigerant is pumped from the upstream side of the plurality of evaporators, so that a sufficient amount is supplied to the plurality of evaporators.
  • a means for appropriately supplying the refrigerant can be considered.
  • the refrigerant is boosted by converting the velocity energy of the refrigerant into pressure energy, so the flow rate of the refrigerant flowing out of the diffuser part is likely to decrease.
  • the present disclosure is a gas-liquid separation unit capable of appropriately supplying a refrigerant to a plurality of evaporators when applied to a refrigeration cycle apparatus including a plurality of evaporators connected in parallel to each other.
  • An object is to provide an integrated ejector.
  • the ejector is applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus having an evaporator that evaporates the refrigerant.
  • the ejector communicates with the refrigerant inlet, the swirling space for swirling the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet, the decompression space for decompressing the refrigerant flowing out of the swirling space, and the refrigerant flow downstream of the decompression space from the outside.
  • the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the part of the body that forms the decompression space and the outer peripheral surface of the passage forming member is a nozzle passage that functions as a nozzle that decompresses and injects the refrigerant flowing out of the swirling space. It is.
  • the refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the part of the body that forms the pressurizing space and the outer peripheral surface of the passage forming member is a diffuser passage that functions as a diffuser that increases the pressure by mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant. is there.
  • the diffuser passage has an annular shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the passage forming member.
  • the body includes a gas-liquid separation space that separates the gas-liquid refrigerant flowing out from the pressurizing space by the action of centrifugal force, and a plurality of liquid-phase refrigerants separated in the gas-liquid separation space to the evaporator side.
  • a liquid-phase refrigerant outflow passage is a diffuser passage that functions as a diffuser that increases the pressure by mixing the injected refrigerant and the suction refrigerant. is there.
  • the diffuser passage has an annular shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the
  • the refrigerant pressure on the swivel center side in the swirl space is changed to a pressure that becomes a saturated liquid phase refrigerant, or a pressure at which the refrigerant boils at a reduced pressure (causes cavitation). It can be reduced until. Therefore, the gas phase refrigerant is present in the inner peripheral side rather than the outer peripheral side of the swirl center axis, and the vicinity of the swirl center line in the swirl space is a gas single phase and the liquid single phase is surrounded by a two-phase separated state. can do.
  • the refrigerant in the two-phase separation state flows into the nozzle passage, and the boiling is promoted by wall surface boiling and interface boiling, so that the gas phase and the liquid phase are homogeneously mixed in the vicinity of the minimum flow path area of the nozzle passage. It becomes a gas-liquid mixed state. Further, the refrigerant in the gas-liquid mixed state in the vicinity of the minimum flow path area of the nozzle passage is blocked (choked), and the refrigerant is accelerated until the flow rate of the refrigerant in the gas-liquid mixed state becomes a two-phase sound speed.
  • the refrigerant accelerated to the two-phase sound velocity becomes an ideal two-phase spray flow that is homogeneously mixed downstream from the minimum flow passage area of the nozzle passage, and the flow velocity can be further increased. .
  • the refrigerant increased in the nozzle passage with high energy conversion efficiency can be directly guided to the gas-liquid separation space. Therefore, the flow rate of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space can be increased as compared with the case where the refrigerant flowing out from the ejector is caused to flow into the gas-liquid separation means configured separately from the ejector.
  • the kinetic energy of the refrigerant flowing out of the diffuser passage and flowing into the gas-liquid separation space can be increased. And using this kinetic energy, a refrigerant
  • the kinetic energy of the refrigerant that has flowed into the gas-liquid separation space is effectively utilized by connecting the outlet sides of the plurality of liquid-phase refrigerant outflow passages to a plurality of evaporators connected in parallel to each other.
  • the refrigerant can be appropriately supplied to each evaporator.
  • an ejector integrated with a gas-liquid separation means capable of appropriately supplying a refrigerant to the plurality of evaporators is provided. be able to.
  • the flow rate of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space can be increased, the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space can be improved, and the volume of the gas-liquid separation space can be effectively reduced.
  • the gas-liquid separation space may have a rotating body shape coaxially arranged with the passage forming member, and a plurality of liquid-phase refrigerants in a cross section perpendicular to the axial direction of the gas-liquid separation space.
  • the outflow passages may be arranged on the object with respect to the axial center of the gas-liquid separation space.
  • the gas-liquid separation space is formed in the shape of a rotating body arranged coaxially with the passage forming member, and the flow direction of the refrigerant flowing from the gas-liquid separation space into the liquid-phase refrigerant outflow passage is determined.
  • the tangential direction of the inner peripheral wall surface of the gas-liquid separation space may be provided.
  • the inlet portions of the plurality of liquid-phase refrigerant outflow passages opening into the gas-liquid separation space are equiangularly spaced with respect to the axial center of the gas-liquid separation space. It may be arranged.
  • the ejector may include a turning promoting portion that promotes turning of the refrigerant flowing out from the diffuser passage around the axis of the passage forming member.
  • the speed component in the swirling direction of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space can be increased, the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space can be improved, and the movement of the refrigerant in the gas-liquid separation space By increasing the energy, it is possible to more appropriately supply the refrigerant to the respective evaporators.
  • the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space can be improved and the refrigerant is more appropriately supplied to each evaporator. Can be supplied.
  • the passage forming member is not limited to a member that is strictly formed only from a shape in which the cross-sectional area increases as the distance from the decompression space increases, and the cross-sectional area increases at least partially as the distance from the decompression space increases.
  • the shape which expands the shape which can be made into the shape which can be made into the shape which spreads outside as the shape of a diffuser channel
  • “formed in a conical shape” is not limited to the meaning that the passage forming member is formed in a complete conical shape, and is formed close to a conical shape or partially including a conical shape. It also includes the meaning of being. Specifically, the shape in which the axial cross-sectional shape is not limited to an isosceles triangle, the shape in which the two sides sandwiching the apex are convex on the inner peripheral side, the shape in which the two sides sandwiching the apex are convex on the outer peripheral side, Furthermore, it is meant to include those having a semicircular cross section.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. It is typical sectional drawing of the ejector of 1st Embodiment.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 3.
  • It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant
  • It is a typical whole block diagram of the ejector-type refrigerating cycle of 2nd Embodiment.
  • the ejector 13 of the present embodiment is applied to a vapor compression refrigeration cycle apparatus including an ejector as refrigerant decompression means, that is, an ejector refrigeration cycle 10. Further, the ejector refrigeration cycle 10 is applied to a so-called dual air conditioner type vehicle air conditioner, and fulfills a function of cooling the blown air blown into the vehicle interior that is the air conditioning target space.
  • the dual air conditioner type vehicle air conditioner is a front seat air conditioning unit for blowing air conditioned air mainly to the front seat area in the passenger compartment, and air conditioned air is mainly blown to the rear seat area.
  • a rear-seat evaporator 14a and a rear-seat evaporator 14b for evaporating the low-pressure refrigerant in the ejector-type refrigeration cycle 10 in the air passages of the blown air formed in each unit. Is arranged. That is, the ejector type refrigeration cycle 10 of this embodiment includes a plurality of evaporators.
  • the compressor 11 sucks the refrigerant and discharges it until it becomes high-pressure refrigerant.
  • the compressor 11 of the present embodiment is an electric compressor configured by housing a fixed capacity type compression mechanism 11a and an electric motor 11b for driving the compression mechanism 11a in one housing.
  • the compression mechanism 11a various compression mechanisms such as a scroll type compression mechanism and a vane type compression mechanism can be adopted. Further, the electric motor 11b is controlled in its operation (number of rotations) by a control signal output from a control device to be described later, and may adopt either an AC motor or a DC motor.
  • the refrigerant inlet side of the condenser 12 a of the radiator 12 is connected to the discharge port of the compressor 11.
  • the radiator 12 is a heat exchanger for heat radiation that radiates and cools the high-pressure refrigerant by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and outside air (outside air) blown by the cooling fan 12d. .
  • the radiator 12 is a condensing unit that exchanges heat between the high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 and the outside air blown from the cooling fan 12d to radiate and condense the high-pressure gas-phase refrigerant.
  • 12a a receiver 12b that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the condensing unit 12a and stores excess liquid-phase refrigerant, and a liquid-phase refrigerant that flows out of the receiver unit 12b and the outside air blown from the cooling fan 12d exchange heat.
  • This is a so-called subcool condenser that includes a supercooling section 12c that supercools the liquid-phase refrigerant.
  • the ejector refrigeration cycle 10 employs an HFC refrigerant (specifically, R134a) as a refrigerant, and constitutes a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant.
  • an HFO refrigerant specifically, R1234yf
  • refrigeration oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant, and a part of the refrigeration oil circulates in the cycle together with the refrigerant.
  • the cooling fan 12d is an electric blower in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.
  • a refrigerant inlet 31 a of the ejector 13 is connected to the refrigerant outlet side of the supercooling portion 12 c of the radiator 12.
  • the ejector 13 functions as a refrigerant pressure reducing means for reducing the pressure of the supercooled high-pressure liquid-phase refrigerant that has flowed out of the radiator 12 and flowing it to the downstream side. It functions as a refrigerant circulating means (refrigerant transporting means) for sucking (transporting) and circulating the refrigerant flowing out of the seat evaporator 14a and the rear seat evaporator 14b. Furthermore, the ejector 13 according to the present embodiment also functions as a gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid of the decompressed refrigerant.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the function of each refrigerant passage of the ejector 13.
  • the ejector 13 includes a body 30 configured by combining a plurality of constituent members.
  • the body 30 has a housing body 31 that is formed of prismatic metal and forms the outer shell of the ejector 13. Inside the housing body 31, a nozzle body 32, a middle body 33, a lower body 34, and the like. Is fixed.
  • the housing body 31 has a refrigerant inlet 31a through which the refrigerant flowing out from the radiator 12 flows into the interior, and a first refrigerant suction for sucking out the refrigerant flowing out from the front seat evaporator 14a.
  • the liquid refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f formed inside the body 31b, the second refrigerant suction port 31c for sucking the refrigerant flowing out from the rear seat evaporator 14b, and the body 30 is removed from the front seat evaporator.
  • a gas-phase refrigerant outlet 31f and the like for allowing the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f to flow out to the suction side of the compressor 11 are formed.
  • the nozzle body 32 is formed of a substantially conical metal member that tapers in the refrigerant flow direction, and is disposed inside the housing body 31 so that the axial direction is parallel to the vertical direction (vertical direction in FIGS. 2 and 3). It is fixed by means such as press fitting. Between the upper side of the nozzle body 32 and the housing body 31, a swirling space 30a for swirling the refrigerant flowing from the refrigerant inlet 31a is formed.
  • the swirling space 30a is formed in a rotating body shape, and its central axis extends in the vertical direction.
  • the rotating body shape is a three-dimensional shape formed when a plane figure is rotated around one straight line (central axis) on the same plane. More specifically, the swirl space 30a of the present embodiment is formed in a substantially cylindrical shape. Of course, you may form in the shape etc. which combined the cone or the truncated cone, and the cylinder.
  • the refrigerant inflow passage 31g connecting the refrigerant inlet 31a and the swirling space 30a extends in the tangential direction of the inner wall surface of the swirling space 30a when viewed from the central axis direction of the swirling space 30a.
  • the refrigerant that has flowed into the swirl space 30a from the refrigerant inflow passage 31g flows along the inner wall surface of the swirl space 30a and swirls in the swirl space 30a.
  • the refrigerant inflow passage 31g does not need to be formed so as to completely coincide with the tangential direction of the swirl space 30a when viewed from the central axis direction of the swirl space 30a, and at least in the tangential direction of the swirl space 30a. As long as a component is included, it may be formed including a component in another direction (for example, a component in the axial direction of the swirling space 30a).
  • the refrigerant pressure on the central axis side is lower than the refrigerant pressure on the outer peripheral side in the swirling space 30a. Therefore, in the present embodiment, during normal operation of the ejector refrigeration cycle 10, the refrigerant pressure on the central axis side in the swirling space 30a is set to the pressure that becomes the saturated liquid phase refrigerant, or the refrigerant boils under reduced pressure (causes cavitation). The pressure is lowered to the pressure.
  • Such adjustment of the refrigerant pressure on the central axis side in the swirling space 30a can be realized by adjusting the swirling flow velocity of the refrigerant swirling in the swirling space 30a. Further, the swirl flow velocity can be adjusted by adjusting the area ratio between the passage cross-sectional area of the refrigerant inflow passage 31g and the axial vertical cross-sectional area of the swirl space 30a, for example. Note that the swirling flow velocity in the present embodiment means the flow velocity in the swirling direction of the refrigerant in the vicinity of the outermost peripheral portion of the swirling space 30a.
  • a decompression space 30b is formed in which the refrigerant that has flowed out of the swirling space 30a is decompressed and flows downstream.
  • the decompression space 30b is formed in a rotating body shape in which a cylindrical space and a frustoconical space that continuously spreads from the lower side of the cylindrical space and gradually expands in the refrigerant flow direction.
  • the central axis of the working space 30b is arranged coaxially with the central axis of the swirling space 30a.
  • a minimum passage area portion 30 m having the smallest refrigerant passage area is formed in the decompression space 30 b and the minimum passage area portion 30 m is formed inside the decompression space 30 b.
  • a passage forming member 35 that changes the passage area is disposed.
  • the passage forming member 35 is formed in a substantially conical shape that gradually expands toward the downstream side of the refrigerant flow, and the central axis thereof is arranged coaxially with the central axis of the decompression space 30b.
  • the passage forming member 35 is formed in a conical shape whose cross-sectional area increases as the distance from the decompression space 30b increases.
  • the tip 131 is formed on the upstream side of the refrigerant flow from the portion 30m and gradually decreases in the refrigerant passage area until reaching the minimum passage area 30m, and the refrigerant passage is formed on the downstream side of the refrigerant flow from the minimum passage area 30m.
  • a divergent portion 132 whose area gradually increases is formed.
  • the decompression space 30b and the passage forming member 35 are overlapped (overlapped), so that the shape of the cross section in the axial direction of the refrigerant passage is annular (from circular to coaxial). Donut shape excluding a small-diameter circular shape arranged above). Furthermore, since the spread angle of the passage forming member 35 of the present embodiment is smaller than the spread angle of the frustoconical space of the decompression space 30b, the refrigerant passage area in the divergent portion 132 is directed toward the downstream side of the refrigerant flow. Gradually expanding.
  • a refrigerant passage formed between the inner peripheral surface of the pressure reducing space 30b and the outer peripheral surface on the top side of the passage forming member 35 is formed as a nozzle passage 13a functioning as a nozzle by this passage shape, and the refrigerant is decompressed.
  • the flow rate of the refrigerant is increased so as to be the sonic velocity and injected.
  • the refrigerant flowing into the nozzle passage 13a swirls in the swirling space 30a
  • the refrigerant flowing through the nozzle passage 13a and the jet refrigerant injected from the nozzle passage 13a are the same as the refrigerant swirling in the swirling space 30a. It has a velocity component in the direction of turning in the direction.
  • the middle body 33 is provided with a rotating body-shaped through hole penetrating the front and back at the center, and a passage forming member 35 is provided on the outer peripheral side of the through hole. It is formed of a metal disk-like member that accommodates the driving means 37 to be displaced.
  • the central axis of this through-hole is arrange
  • the middle body 33 is fixed inside the housing body 31 and below the nozzle body 32 by means such as press fitting.
  • an inflow space 30c for retaining the refrigerant flowing in from the first refrigerant suction port 31b and the second refrigerant suction port 31c is formed. Furthermore, in the present embodiment, since the tapered tip portion on the lower side of the nozzle body 32 is positioned inside the through hole of the middle body 33, the inflow space 30c is viewed from the central axis direction of the swirl space 30a and the decompression space 30b. In addition, it is formed in an annular cross section.
  • the suction refrigerant inflow passage 30h connecting the first and second refrigerant suction ports 31b, 31c and the inflow space 30c is tangent to the inner peripheral wall surface of the inflow space 30c when viewed from the central axis direction of the inflow space 30c. Extending in the direction. Accordingly, in the present embodiment, the refrigerant that has flowed into the inflow space 30c from the first and second refrigerant suction ports 31b and 31c via the suction refrigerant inflow passage 30h is swirled in the same direction as the refrigerant in the swirling space 30a. I am doing so.
  • the outlet portions of a plurality of (two in the present embodiment) suction refrigerant inflow passages 30h that open into the inflow space 30c when viewed from the central axis direction of the inflow space 30c will be described later. Similar to the plurality of liquid-phase refrigerant outlets 31d and 31e, they are arranged at equiangular intervals (180 ° intervals in this embodiment) with respect to the axial center of the inflow space 30c.
  • the lower side of the nozzle body 32 is inserted, that is, in the range where the middle body 33 and the nozzle body 32 overlap when viewed from the radial direction perpendicular to the axis, the taper tip of the nozzle body 32 is formed.
  • the refrigerant passage area gradually decreases in the refrigerant flow direction so as to conform to the outer peripheral shape.
  • a suction passage 30d is formed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface on the lower side of the nozzle body 32 to connect the inflow space 30c and the refrigerant flow downstream side of the decompression space 30b. That is, in this embodiment, the suction passage 13b that sucks the refrigerant from the outside is formed by the inflow space 30c and the suction passage 30d. Furthermore, the central axis vertical cross section of the suction passage 13b is also formed in an annular shape, and the suction refrigerant flows while swirling from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the central shaft in the suction passage 13b.
  • a pressure increasing space 30e formed in a substantially truncated cone shape gradually spreading in the refrigerant flow direction is formed on the downstream side of the refrigerant flow in the suction passage 30d.
  • the pressurizing space 30e is a space where the refrigerant injected from the nozzle passage 13a and the suction refrigerant sucked from the suction passage 30d are mixed.
  • the lower side of the passage forming member 35 described above is disposed. Further, the expansion angle of the conical side surface of the passage forming member 35 in the pressure increasing space 30e is smaller than the expansion angle of the frustoconical space of the pressure increasing space 30e. The flow gradually expands toward the downstream side.
  • a diffuser passage 13c functioning as a diffuser, and the velocity energy of the mixed refrigerant of the injection refrigerant and the suction refrigerant is converted into pressure energy. That is, in the diffuser passage 13c, the injection refrigerant and the suction refrigerant are mixed and pressurized.
  • the cross section perpendicular to the central axis of the diffuser passage 13c is also formed in an annular shape.
  • the diffuser passage 13c in the direction swirling in the same direction as the refrigerant swirling in the swirling space 30a. Has a velocity component.
  • the driving means 37 that is disposed inside the middle body 33 and displaces the passage forming member 35 will be described.
  • the driving means 37 is configured to have a circular thin plate-like diaphragm 37a which is a pressure responsive member. More specifically, as shown in FIG. 2, the diaphragm 37a is fixed by means such as welding so as to partition a cylindrical space formed on the outer peripheral side of the middle body 33 into two upper and lower spaces.
  • the space on the upper side is a merge of the refrigerant flowing out of the front seat evaporator 14a and the refrigerant flowing out of the rear seat evaporator 14b that merged in the inflow space 30c.
  • An enclosed space 37b is formed in which a temperature-sensitive medium whose pressure changes according to the temperature of the refrigerant is enclosed.
  • a temperature-sensitive medium having the same composition as the refrigerant circulating in the refrigeration cycle 10 is enclosed in the enclosed space 37b so as to have a predetermined density. Therefore, the temperature sensitive medium in the present embodiment is a medium mainly composed of R134a.
  • the lower space of the two spaces partitioned by the diaphragm 37a constitutes an introduction space 37c for introducing the merged refrigerant merged in the inflow space 30c via a communication path (not shown). Accordingly, the temperature of the combined refrigerant is transmitted to the temperature-sensitive medium enclosed in the enclosed space 37b via the lid member 37d and the diaphragm 37a that partition the inflow space 30c and the enclosed space 37b.
  • a suction passage 13b is disposed above the middle body 33 of the present embodiment, and a diffuser passage 13c is disposed below the middle body 33. Accordingly, at least a part of the driving means 37 is disposed at a position sandwiched between the suction passage 13b and the diffuser passage 13c when viewed from the radial direction of the axis.
  • the enclosed space 37b of the driving means 37 is a position where it overlaps with the suction passage 13b and the diffuser passage 13c when viewed from the central axis direction of the swivel space 30a, the passage forming member 35, etc. It arrange
  • the diaphragm 37a is deformed according to the differential pressure between the internal pressure of the enclosed space 37b and the pressure of the combined refrigerant flowing into the introduction space 37c.
  • the diaphragm 37a is preferably formed of a tough material having high elasticity and good heat conduction, and is preferably formed of a thin metal plate such as stainless steel (SUS304).
  • the upper end side of a columnar actuating rod 37e is joined to the center portion of the diaphragm 37a by means such as welding, and the outer peripheral side of the lowermost side (bottom side) of the passage forming member 35 is joined to the lower end side of the actuating rod 37e. It is fixed. Thereby, the diaphragm 37a and the passage forming member 35 are connected, and the passage forming member 35 is displaced in accordance with the displacement of the diaphragm 37a, and the refrigerant passage area of the nozzle passage 13a (passage sectional area in the minimum passage area portion 30m) is adjusted.
  • the diaphragm 37a displaces the channel
  • the diaphragm 37a displaces the passage forming member 35 in a direction (vertical direction upper side) in which the passage sectional area in the minimum passage area portion 30m is reduced.
  • the diaphragm 37a displaces the passage forming member 35 in the vertical direction according to the degree of superheat of the merged refrigerant that has merged in the inflow space 30c, so that the degree of superheat of the merged refrigerant approaches a predetermined value.
  • the passage sectional area in the minimum passage area portion 30m can be adjusted.
  • the gap between the operating rod 37e and the middle body 33 is sealed by a sealing member such as an O-ring (not shown), and the refrigerant does not leak from the gap even if the operating rod 37e is displaced.
  • the bottom surface of the passage forming member 35 receives a load of a coil spring 40 fixed to the lower body 34.
  • the coil spring 40 applies a load that urges the passage forming member 35 to reduce the passage cross-sectional area in the minimum passage area portion 30m, and the valve opening of the passage forming member 35 is adjusted by adjusting this load. It is also possible to change the target superheat by changing the pressure.
  • a plurality (specifically, four as shown in FIGS. 2 and 3) of columnar spaces are provided on the outer peripheral side of the middle body 33, and circular thin plate-like shapes are respectively provided in the spaces.
  • the diaphragm 37a is fixed and the four drive means 37 are comprised, the number of the drive means 37 is not limited to this.
  • a diaphragm formed by an annular thin plate may be fixed in a space formed in an annular shape when viewed from the axial direction, and the diaphragm and the passage forming member 35 may be connected by a plurality of operating rods. Good.
  • the lower body 34 is formed of a cylindrical metal member, and is fixed in the housing body 31 by means such as screwing so as to close the bottom surface of the housing body 31.
  • a gas-liquid separation space 30 f is formed between the upper side of the lower body 34 and the middle body 33 to separate the gas and liquid refrigerant flowing out of the diffuser passage 13 c.
  • the gas-liquid separation space 30f is formed as a substantially cylindrical rotating body-shaped space, and the central axis of the gas-liquid separation space 30f is also the central axis of the swirl space 30a, the decompression space 30b, the passage forming member 35, and the like. And are arranged on the same axis.
  • the refrigerant flows while swirling along the refrigerant passage having an annular cross section. Therefore, the refrigerant flowing from the diffuser passage 13c into the gas-liquid separation space 30f also has a velocity component in the swirling direction. is doing. Therefore, in the gas-liquid separation space 30f of this embodiment, the gas-liquid refrigerant is separated by the action of centrifugal force. Further, the internal volume of the gas-liquid separation space 30f is such that even if a load fluctuation occurs in the cycle and the refrigerant circulation flow rate circulating in the cycle fluctuates, the surplus refrigerant cannot be substantially accumulated. .
  • a cylindrical pipe 34a is provided coaxially with the gas-liquid separation space 30f and extending upward.
  • the liquid refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f temporarily stays on the outer peripheral side of the pipe 34a and flows out from the liquid refrigerant outlet 31c.
  • a gas-phase refrigerant outflow passage 34b is formed inside the pipe 34a to guide the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f to the gas-phase refrigerant outlet 31f of the housing body 31.
  • the above-described coil spring 40 is fixed to the upper end portion of the pipe 34a.
  • the coil spring 40 also functions as a vibration buffer member that attenuates vibration of the passage forming member 35 caused by pressure pulsation when the refrigerant is depressurized.
  • An oil return hole 34c for returning the refrigeration oil in the liquid-phase refrigerant into the compressor 11 through the gas-phase refrigerant outflow passage 34b is formed in the root part (lowermost part) of the pipe 34a.
  • liquid-phase refrigerant outflow passage 30i that connects the gas-liquid separation space 30f and the first and second liquid-phase refrigerant outlets 31d and 31e is formed at the center of the gas-liquid separation space 30f as shown in the sectional view of FIG. When viewed from the axial direction, they are arranged with respect to each other with respect to the axial center of the gas-liquid separation space 30f. Furthermore, the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i extends in the tangential direction of the inner peripheral wall surface of the gas-liquid separation space 30f.
  • the inlet portions of a plurality (two in this embodiment) of liquid-phase refrigerant outflow passages 30i that open into the gas-liquid separation space 30f are equiangularly spaced from each other with respect to the axial center of the gas-liquid separation space 30f. In the embodiment, they are arranged at intervals of 180 °.
  • the passage pressure loss of the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i that connects the gas-liquid separation space 30f and the first liquid-phase refrigerant outlet 31d is determined by the gas-liquid separation space 30f and the second liquid-phase refrigerant outlet 31e. Is set to be larger than the passage pressure loss of the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i.
  • passage pressure loss means a pressure loss that occurs when a predetermined flow rate of refrigerant flows through the refrigerant passage.
  • the refrigerant inlet side of the front seat evaporator 14a disposed in the air passage of the front seat air conditioning unit is connected to the first liquid-phase refrigerant outlet 31d.
  • the front-seat evaporator 14a evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the ejector 13 and the blown air blown from the front-seat blower fan 15a to the front side of the vehicle interior. It is a cooling heat exchanger that cools the conditioned air that is blown mainly to the area on the front seat side in the passenger compartment.
  • the refrigerant inlet side of the rear seat evaporator 14b is connected to the second liquid-phase refrigerant outlet 31e.
  • the rear-seat evaporator 14b evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the ejector 13 and the blown air blown from the rear-seat blower fan 15b to the rear seat side of the vehicle interior.
  • This is a cooling heat exchanger that cools the conditioned air that is blown mainly to the rear seat side region in the passenger compartment.
  • the first refrigerant suction port 31b of the ejector 13 is connected to the refrigerant outlet side of the front seat evaporator 14a, and the second refrigerant suction port 31c of the ejector 13 is connected to the refrigerant outlet side of the rear seat evaporator 14b. Is connected. That is, in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the front seat evaporator 14a and the rear seat evaporator 14b are connected in parallel to each other.
  • the front-seat blower fan 15a and the rear-seat blower fan 15b are electric blowers in which the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. Further, the suction side of the compressor 11 is connected to the gas-phase refrigerant outlet 31 f of the ejector 13.
  • the compressor 11, the radiator 12, and the ejector 13 are disposed in the hood forward of the vehicle compartment, and the front seat evaporator 14a is disposed in front of the vehicle compartment.
  • the rear seat evaporator 14b is disposed on the rear side of the passenger compartment. That is, the front seat evaporator 14a is disposed at a position closer to the ejector 13m than the rear seat evaporator 14b.
  • the passage pressure loss in the refrigerant path from the first liquid refrigerant outlet 31d of the ejector 13 to the first refrigerant suction port 31b of the ejector 13 through the front seat evaporator 14a is the second liquid refrigerant of the ejector 13. It becomes larger than the passage pressure loss in the refrigerant path from the outlet 31e to the second refrigerant suction port 31c of the ejector 13 through the rear seat evaporator 14b.
  • the passage pressure loss of the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i by setting the passage pressure loss of the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i, the inflow space 30c of the ejector 13 from the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13 through the front seat evaporator 14a.
  • the passage pressure loss in the refrigerant path leading to the refrigerant path and the passage pressure loss in the refrigerant path leading from the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13 to the inflow space 30c of the ejector 13 via the rear seat evaporator 14b are made equal.
  • a control device includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and its peripheral circuits. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operations of the various electric actuators 11b, 12d, 15a, 15b and the like described above.
  • the control device also includes an inside air temperature sensor that detects the temperature inside the vehicle, an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the vehicle interior, the front seat evaporator 14a and the rear seat evaporator 14b.
  • the front-seat and rear-seat evaporator temperature sensors for detecting the blown air temperature (evaporator temperature), the outlet-side temperature sensor for detecting the temperature of the radiator 12 outlet-side refrigerant, and the pressure of the radiator 12 outlet-side refrigerant are detected.
  • a sensor group for air conditioning control such as an outlet side pressure sensor is connected, and detection values of these sensor groups are inputted.
  • an operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input to the control device.
  • various operation switches provided on the operation panel an air conditioning operation switch that requires the passenger to perform air conditioning in the passenger compartment, a passenger compartment temperature setting switch that sets the passenger compartment temperature, and the like are provided.
  • control device of the present embodiment is configured integrally with control means for controlling the operation of various control target devices connected to the output side of the control device.
  • the configuration (hardware and software) for controlling the operation constitutes the control means of each control target device.
  • operation of the electric motor 11b of the compressor 11 comprises the discharge capability control means.
  • the vertical axis of the Mollier diagram shows pressures corresponding to P0, P1, and P2 in FIG.
  • the control device operates the electric motor 11b of the compressor 11, the cooling fan 12d, the blower fans 15a and 15b, and the like.
  • the compressor 11 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it.
  • the refrigerant that has dissipated heat in the condensing unit 12a is gas-liquid separated in the receiver unit 12b.
  • the liquid-phase refrigerant separated from the gas and liquid in the receiver unit 12b exchanges heat with the blown air blown from the cooling fan 12d in the supercooling unit 12c, and further dissipates heat to become a supercooled liquid-phase refrigerant (see FIG. 6). a6 point ⁇ b6 point).
  • the supercooled liquid-phase refrigerant that has flowed out of the supercooling portion 12c of the radiator 12 passes through the nozzle passage 13a formed between the inner peripheral surface of the decompression space 30b of the ejector 13 and the outer peripheral surface of the passage forming member 35.
  • the pressure is reduced entropically and injected (point b6 ⁇ point c6 in FIG. 6).
  • the refrigerant flowing out from the front seat evaporator 14a is sucked into the inflow space 30c through the first refrigerant suction port 31b by the suction action of the jet refrigerant injected from the nozzle passage 13a, and the rear seat evaporator 14b.
  • the refrigerant flowing out of the refrigerant is sucked into the inflow space 30c through the second refrigerant suction port 31c.
  • the refrigerant flowing out of the front seat evaporator 14a and the refrigerant flowing out of the rear seat evaporator 14b join in the inflow space 30c (point i6 in FIG. 6).
  • the refrigerant passage area in the minimum passage area 30m of the decompression space 30b is adjusted so that the degree of superheat of the merged refrigerant joined in the inflow space 30c approaches a predetermined value. Furthermore, the refrigerant injected from the nozzle passage 13a and the suction refrigerant sucked through the suction passage 13b flow into the diffuser passage 13c (point c6 ⁇ d6, point i6 ⁇ d6 in FIG. 6).
  • the velocity energy of the refrigerant is converted into pressure energy by expanding the refrigerant passage area.
  • the pressure of the mixed refrigerant rises while the injection refrigerant and the suction refrigerant are mixed (d6 point ⁇ e6 point in FIG. 6).
  • the refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c is gas-liquid separated in the gas-liquid separation space 30f (point e6 ⁇ f6, point e6 ⁇ g6 in FIG. 6).
  • the refrigerant that flows out from the first liquid-phase refrigerant outlet 31d flows into the front seat evaporator 14a.
  • the refrigerant flowing out from the first liquid-phase refrigerant outlet 31d is depressurized by the passage pressure loss of the liquid-phase refrigerant outlet passage 30i connecting the gas-liquid separation space 30f and the first liquid-phase refrigerant outlet 31d (FIG. 6 g6 point ⁇ h6 point).
  • the refrigerant flowing into the front seat evaporator 14a evaporates by absorbing heat from the air blown by the front seat blower fan 15a (point h6 ⁇ i6 in FIG. 6). Thereby, the blowing air sent to the area
  • the refrigerant that flows out from the second liquid-phase refrigerant outlet 31e flows into the front seat evaporator 14a.
  • the refrigerant flowing out from the second liquid-phase refrigerant outlet 31e is reduced by passage pressure loss in the refrigerant path from the second liquid-phase refrigerant outlet 31e to the refrigerant inlet side of the rear seat evaporator 14b (FIG. 6).
  • the refrigerant flowing into the rear-seat evaporator 14b absorbs heat from the blown air blown by the rear-seat blower fan 15b and evaporates (j′6 point ⁇ j ′′ 6 point in FIG. 6).
  • the refrigerant blown out from the rear-seat evaporator 14b is cooled by the passage pressure loss of the refrigerant path from the refrigerant outlet side of the rear-seat evaporator 14b to the second refrigerant suction port 31c.
  • the pressure is further reduced (j ′′ 6 point ⁇ i 6 point in FIG. 6) and sucked from the second refrigerant suction port 31 c.
  • gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f flows out from the gas-phase refrigerant outlet 31f, is sucked into the compressor 11, and is compressed again (point f6 ⁇ a6 in FIG. 6).
  • the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment operates as described above, and can cool the blown air blown to the front seat side region and the blown air blown to the rear seat side region in the vehicle interior. . Further, in the ejector refrigeration cycle 10, since the refrigerant whose pressure has been increased in the diffuser passage 13c is sucked into the compressor 11, the driving power of the compressor 11 can be reduced and cycle efficiency (COP) can be improved. .
  • COP cycle efficiency
  • the refrigerant pressure on the swivel center side in the swirl space 30a is reduced to the pressure that becomes a saturated liquid phase refrigerant, or the refrigerant is depressurized.
  • the pressure can be reduced to boiling (causing cavitation).
  • the gas phase refrigerant is present in the swirl space 30a in the vicinity of the swirl center line, and the liquid single phase is surrounded by the two-phase separation so that a larger amount of gas-phase refrigerant exists on the inner periphery side than the outer periphery side of the swirl center shaft.
  • the wall surface boiling that occurs when the refrigerant is separated from the outer peripheral side wall surface of the annular refrigerant passage and Boiling of the refrigerant is promoted by interfacial boiling by boiling nuclei generated by cavitation of the refrigerant on the central axis side of the annular refrigerant passage.
  • the refrigerant flowing into the minimum passage area 30m of the nozzle passage 13a is in a gas-liquid mixed state in which the gas phase and the liquid phase are uniformly mixed.
  • the flow of refrigerant in the gas-liquid mixed state is choked in the vicinity of the minimum passage area portion 30m, and the gas-liquid mixed state refrigerant that has reached the speed of sound by this choking is accelerated by the divergent portion 132 and injected.
  • the energy conversion efficiency in the nozzle passage 13a can be improved by efficiently accelerating the gas-liquid mixed state refrigerant to the sound speed by the boiling promotion by both the wall surface boiling and the interface boiling.
  • the passage forming member 35 is formed in a conical shape whose cross-sectional area expands with distance from the decompression space 30b, and the cross-sectional shape of the diffuser passage 13c is formed in an annular shape.
  • the refrigerant accelerated at high energy conversion efficiency in the nozzle passage 13a is directly guided to the gas-liquid separation space 30f while turning around the axis of the passage forming member 35.
  • the flow rate of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space 30f can be set to a higher value as compared with the case where the refrigerant flowing out from the ejector is caused to flow into the gas-liquid separation means configured separately from the ejector. .
  • the kinetic energy of the refrigerant flowing out from the diffuser passage 13c and flowing into the gas-liquid separation space 30f can be improved.
  • the refrigerant can flow out from the gas-liquid separation space 30f to the front seat evaporator 14a and the rear seat evaporator 14b via the liquid phase refrigerant outflow passage 30i.
  • an ejector refrigeration cycle including a plurality of evaporators (specifically, the front seat evaporator 14a and the rear seat evaporator 14b) connected in parallel to each other.
  • the refrigerant can be appropriately supplied to the evaporators 14a and 14b.
  • the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i that connects the gas-liquid separation space 30f and the first and second liquid-phase refrigerant outlets 31d and 31e is provided in the direction of the central axis of the gas-liquid separation space 30f.
  • the inlet portions of the plurality of liquid-phase refrigerant outflow passages 30i that are arranged with respect to each other with respect to the axial center of the gas-liquid separation space 30f and open into the gas-liquid separation space 30f are gas-liquid separation spaces 30f. Are arranged at equiangular intervals with respect to the axis center.
  • each liquid-phase refrigerant outflow passage 30i can be made uniform, and more appropriately for the plurality of evaporators 14a and 14b connected in parallel to each other.
  • a refrigerant can be supplied.
  • the refrigerant gas-liquid is separated by the action of centrifugal force, so that it is separated on the outer peripheral side of the gas-liquid separation space 30f as shown in FIG. A layer of liquid refrigerant (liquid film) is produced.
  • the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i is arranged as in the present embodiment, each liquid-phase refrigerant outflow occurs even if the refrigerant flow rate circulating in the cycle fluctuates due to a change in the operating condition of the ejector refrigeration cycle 10.
  • the thickness of the liquid film of the refrigerant on the inlet side of the passage 30i can be made equal.
  • the plurality of liquid-phase refrigerant outflow passages 30i extend in the tangential direction of the inner peripheral wall surface of the gas-liquid separation space 30f. Therefore, the energy loss when the refrigerant flows out from the gas-liquid separation space 30f to the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i is suppressed, and the kinetic energy of the refrigerant swirling in the gas-liquid separation space 30f is effectively utilized, and the refrigerant is liquidated.
  • the refrigerant can flow out from the phase refrigerant outflow passage 30i to the plurality of evaporators 14a and 14b.
  • the refrigerant can be appropriately supplied to the plurality of evaporators 14a and 14b connected in parallel to each other.
  • the flow velocity of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space 30f can be increased, and the speed component in the swirling direction of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space 30f can be increased.
  • the gas-liquid separation performance of the gas-liquid separation space 30f can be improved, and the volume of the gas-liquid separation space 30f can be effectively reduced.
  • path 13c can be swirled, the flow path for pressurizing a refrigerant
  • the nozzle body 32 is displaced according to the load fluctuation of the ejector refrigeration cycle 10, and the refrigerant passage area (minimum passage area portion 30m) of the nozzle passage 13a is displaced.
  • the cross-sectional area of the channel) can be adjusted. Therefore, the ejector 13 can be appropriately operated in accordance with the load fluctuation of the ejector refrigeration cycle 10.
  • the driving means 37 is disposed at a position sandwiched between the suction passage 13b and the diffuser passage 13c from above and below, the space formed between the suction passage 13b and the diffuser passage 13c is effectively utilized. be able to. As a result, the enlargement of the physique as the whole ejector can be further suppressed.
  • the enclosed space 37b is disposed at a position surrounded by the suction passage 13b and the diffuser passage 13c, the temperature of the merged refrigerant merged in the inflow space 30c without being affected by the outside air temperature is used as a temperature-sensitive medium.
  • the pressure in the enclosed space 37b can be changed with good transmission. That is, the pressure in the enclosed space 37b can be accurately changed according to the temperature of the merged refrigerant merged in the inflow space 30c, and the refrigerant passage area of the nozzle passage 13a can be changed more appropriately.
  • the ejector 13 of the present embodiment has a plurality of refrigerant suction ports (specifically, first and second refrigerant suction ports 31b and 31c). Furthermore, the suction refrigerant inflow passage 30h connecting these refrigerant suction ports and the inflow space 30c extends in the tangential direction of the inner peripheral wall surface of the inflow space 30c when viewed from the central axis direction of the inflow space 30c.
  • the outlet portions of a plurality of (two in this embodiment) suction refrigerant inflow passages 30h that open into the inflow space 30c are arranged at equiangular intervals with respect to the axial center of the inflow space 30c.
  • the refrigerant in the inflow space 30c is swirled in the same direction as the refrigerant in the swirling space 30a, and the swirling flow of the refrigerant flowing into the diffuser passage 13c can be promoted.
  • the kinetic energy of the refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c and flowing into the gas-liquid separation space 30f can be further improved.
  • the passage pressure loss of the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i connecting the gas-liquid separation space 30f and the first liquid-phase refrigerant outlet 31d and the gas-liquid separation space 30f and the second liquid-phase refrigerant flow is set to have different values.
  • the passage pressure loss in the refrigerant path from the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13 to the inflow space 30c of the ejector 13 via the front seat evaporator 14a, and the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13 If the passage pressure loss in the refrigerant path from the first through the rear seat evaporator 14b to the inflow space 30c of the ejector 13 is set to be equal, the refrigerant having the same flow rate is supplied to each of the evaporators 14a and 14b. be able to.
  • the cool box evaporator 14 c, the cool box blower fan 15 c, the on-off valve 16, and the merging portion 17 are compared to the ejector refrigeration cycle of the first embodiment.
  • the ejector type refrigeration cycle 10 to which these are added will be described.
  • FIG. 7 the same or equivalent parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Further, in the present embodiment, the respective components of the ejector 13 not explicitly shown in FIG. 7 are described with the same reference numerals as those in the first embodiment.
  • the cool box is a refrigerator installed in the passenger compartment. Accordingly, the cool box evaporator 14c of the present embodiment functions to cool the internal air in the cool box (refrigerator) circulated by the cool box blower fan 15c.
  • the basic configuration of the cool box blower fan 15c is the same as that of the front seat blower fan 15a and the rear seat blower fan 15b.
  • the ejector 13 of the present embodiment is provided with three liquid-phase refrigerant outflow passages 30i through which the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f flows out.
  • a third liquid phase refrigerant outlet 31h is provided as a refrigerant outlet.
  • the refrigerant inlet side of the cool box evaporator 14c is connected to the third liquid-phase refrigerant outlet 31h.
  • each liquid-phase refrigerant outflow passage 30i of the present embodiment also extends in the tangential direction of the inner peripheral wall surface of the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13, as in the first embodiment.
  • the inlet portions of a plurality of (three in this embodiment) liquid-phase refrigerant outflow passages 30i that are open to each other are equiangularly spaced with respect to the axial center of the gas-liquid separation space 30f (in this embodiment, 120 ° intervals) Is arranged in.
  • the junction 17 having a three-way joint structure is connected to the refrigerant outlet side of the rear seat evaporator 14b and the refrigerant outlet side of the cool box evaporator 14c.
  • a second refrigerant suction port 31 c of the ejector 13 is connected to the refrigerant outlet of the junction portion 17. Therefore, the merging unit 17 fulfills the function of joining the flow of the refrigerant flowing out from the rear seat evaporator 14b and the flow of the refrigerant flowing out of the cool box evaporator 14c to guide them to the second refrigerant suction port 31c.
  • an on-off valve 16 that opens and closes a refrigerant passage that connects the refrigerant outlet side of the cool box evaporator 14 c and the junction portion 17 is disposed.
  • the opening / closing valve 16 is an electromagnetic valve whose opening / closing operation is controlled by a control voltage output from the control device.
  • the control device opens the on-off valve 16
  • the refrigerant path from the second liquid-phase refrigerant outlet 31e to the junction portion 17 via the rear seat evaporator 14b when the control device opens the on-off valve 16, the refrigerant path from the second liquid-phase refrigerant outlet 31e to the junction portion 17 via the rear seat evaporator 14b.
  • the liquid-phase refrigerant outflow passage 30i and the passage pressure loss in the refrigerant path from the third liquid-phase refrigerant outlet 31h to the junction 17 through the cool box evaporator 14c and the on-off valve 16 are equal.
  • the passage pressure loss of other refrigerant pipes is set.
  • the operation panel of the present embodiment is provided with a cool box operation switch that requests to operate the cool box.
  • Other configurations of the ejector 13 and the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the first embodiment.
  • the air-conditioning / refrigeration combined mode for operating the cool box is set.
  • the control device opens the on-off valve 16 and operates the cool box blower fan 15c.
  • a cycle in which the front seat evaporator 14a, the rear seat evaporator 14b, and the cool box evaporator 14c are connected in parallel is configured.
  • the refrigerant flowing out from the third liquid-phase refrigerant outlet 31h of the ejector 13 flows into the cool box evaporator 14c.
  • the refrigerant that has flowed into the cool box evaporator 14c absorbs heat from the internal air circulated by the cool box blower fan 15c and evaporates. Thereby, the air in a warehouse is cooled. Further, the refrigerant that has flowed out of the cool box evaporator 14c flows into the merging portion 17 through the on-off valve 16, merges with the refrigerant that has flowed out of the rear seat evaporator 14b, and the second refrigerant suction port 31c of the ejector 13. Sucked from. Other operations are the same as those in the air conditioning mode.
  • the kinetic energy of the refrigerant swirling in the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13 is effectively utilized, and the refrigerant is appropriately supplied to a plurality of evaporators connected in parallel. can do.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the volume in the refrigerator which is the space to be cooled by the cool box evaporator 14c, is extremely small as compared with the volume in the passenger compartment that is the space to be cooled by the front seat evaporator 14a or the rear seat evaporator 14b. . Therefore, the refrigerant flow rate supplied to the cool box evaporator 14c in the air-conditioning / refrigeration combined mode is smaller than the refrigerant flow rate supplied to the front seat evaporator 14a or the rear seat evaporator 14b.
  • the ejector 13 of the present embodiment employs a configuration in which three liquid-phase refrigerant outlets are provided and two refrigerant suction ports are provided.
  • the on-off valve 16 is arranged on the upstream side of the merging portion 17, and the on-off valve 16 is opened and closed to switch between the air conditioning dedicated mode and the air conditioning refrigeration combined use mode. Therefore, the air conditioning dedicated mode and the air conditioning refrigeration combined mode can be switched very easily.
  • phase refrigerant outflow passages and the number of refrigerant suction ports are not limited to this.
  • two liquid phase refrigerant outflow passages may be provided similarly to the first embodiment, and three refrigerant suction ports may be provided.
  • the suction refrigerant inflow passage 30h connecting each refrigerant suction port and the inflow space 30c extends in a tangential direction of the inner peripheral wall surface of the inflow space 30c when viewed from the central axis direction of the inflow space 30c.
  • the outlet portions of the three suction refrigerant inflow passages 30h that open into the inflow space 30c are arranged at equiangular intervals (specifically, 120 ° intervals) with respect to the axial center of the inflow space 30c. desirable.
  • a branching portion for branching the refrigerant flow is connected to the second liquid-phase refrigerant outlet 31e, and one refrigerant branched at the branching portion is caused to flow into the rear seat evaporator 14b and branched at the branching portion.
  • the other refrigerant is caused to flow into the cool box evaporator 14c via the on-off valve, and the refrigerant flowing out from the front seat evaporator 14a, the rear seat evaporator 14b, and the cool box evaporator 14c is sucked into three refrigerants, respectively. It is good also as a structure made to attract to a mouth.
  • the swirling flow of the refrigerant in the gas-liquid separation space 30f of the ejector 13 in the air conditioning dedicated mode and the swirling flow of the refrigerant in the gas-liquid separation space 30f in the air conditioning refrigerating / combining mode change. It can suppress and can stabilize the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space 30f.
  • the turning promoting portion that promotes the turning of the refrigerant flowing out from the diffuser passage 13 c around the axis of the passage forming member 35.
  • the example which added the some baffle plate 38 which is an example is demonstrated.
  • the rectifying plate 38 is disposed on the outer peripheral side of the lowermost portion of the passage forming member 35 and at a portion forming the refrigerant outlet side of the diffuser passage 13c. Further, the rectifying plate 38 is constituted by a plate-like member that extends in the axial direction of the passage forming member 35, and is arranged in an annular shape around the axis of the passage forming member 35 as shown in FIG. 8A.
  • each rectifying plate 38 is arranged such that its plate surface is inclined with respect to the radial direction when viewed from the axial direction. Accordingly, the refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c flows along the plate surface of each rectifying plate 38, whereby the flow in the swirling direction of the refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c is promoted.
  • Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in the ejector 13 of the present embodiment.
  • the axial speed component in an operating condition in which the heat load of the ejector refrigeration cycle 10 decreases and the refrigerant flow rate for circulating the cycle decreases, among the speed components of the refrigerant flowing through the diffuser passage 13c, the axial speed component
  • the speed component in the turning direction may be extremely small, or the speed component in the turning direction may be almost eliminated.
  • the ejector 13 of the present embodiment since the rectifying plate 38 that is the turning promoting portion is provided, the operating conditions of the ejector-type refrigeration cycle 10 are indicated by thick solid arrows in FIGS. 8A and 8B. Regardless, the refrigerant flowing into the gas-liquid separation space 30f can be swung around the axis of the passage forming member 35. Therefore, a centrifugal force can be reliably applied to the refrigerant in the gas-liquid separation space 30f.
  • the gas-liquid separation performance in the gas-liquid separation space 30f can be improved and the interior of the gas-liquid separation space 30f is swung regardless of the operating conditions of the ejector refrigeration cycle 10 and the like.
  • the refrigerant can be appropriately supplied to the front seat evaporator 14a and the rear seat evaporator 14b.
  • the rectifying plate 38 formed in a flat plate shape has been described, but the rectifying plate 38 is not limited to this. As long as it can accelerate
  • the arrangement of the plurality of rectifying plates 38 is so-called that the interval between the rectifying plates 38 on the refrigerant flow outlet side is wider than the interval between the rectifying plates 38 on the inlet side. Deceleration blade row arrangement. According to this, the passage cross-sectional area of the refrigerant passage formed between the adjacent rectifying plates 38 can be gradually enlarged to function as a diffuser that converts the velocity energy of the refrigerant into pressure energy.
  • the arrangement of the rectifying plates 38 is not limited to this, and a so-called speed-up blade row arrangement in which the interval between the rectifying plates 38 on the refrigerant flow outlet side is narrower than the interval between the rectifying plates 38 on the inlet side ( (Acceleration cascade arrangement). According to this, it is possible to gradually reduce the passage cross-sectional area of the refrigerant passage formed between the adjacent rectifying plates 38 and increase the flow velocity of the refrigerant in the swirling direction. Can be promoted.
  • the refrigerant flows flowing out from the plurality of liquid-phase refrigerant outflow passages 30i are merged to flow into one evaporator, and one evaporation It is good also as a cycle structure which branches the flow of the refrigerant
  • the same opening / closing valve as that of the second embodiment is arranged in the refrigerant path from the refrigerant outlet of the rear seat evaporator 14b to the second refrigerant suction port 31c.
  • a cycle configuration may be used. According to this, when the control device closes the on-off valve, the blown air blown to the front seat side can be cooled without cooling the blown air blown to the rear seat side.
  • the refrigerant path from the refrigerant outlet of the front seat evaporator 14a to the first refrigerant suction port 31b and the refrigerant outlet of the rear seat evaporator 14b It is good also as a cycle structure which arrange
  • thermowax that changes in volume depending on temperature
  • a drive unit that includes a shape memory alloy elastic member
  • a member that displaces the passage forming member 35 by an electric mechanism such as an electric motor or a solenoid may be adopted.
  • the passage forming member 35 may be formed of metal (for example, aluminum) or may be formed of resin.
  • the driving means 37 can be reduced in size, and the physique of the ejector 13 as a whole can be further reduced in size.
  • the ejector refrigeration cycle 10 including the ejector 13 is applied to a vehicle air conditioner.
  • the application of the refrigeration cycle 10 including the ejector 13 is not limited thereto.
  • the present invention may be applied to a stationary air conditioner, a cold storage container, a cooling / heating device for a vending machine, and the like.
  • radiator 12 In the above-described embodiment, an example in which a subcool type heat exchanger is employed as the radiator 12 has been described. However, a normal radiator including only the condensing unit 12a may be employed.

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Abstract

 エジェクタは、冷媒を旋回させる旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させるノズル通路(13a)、外部から冷媒を吸引する吸引用通路(13b)、およびノズル通路(13a)から噴射された噴射冷媒と吸引用通路(13b)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させるディフューザ通路(13c)を有するボデー(30)を備える。ボデーはさらに、ディフューザ通路(13c)から流出した冷媒の気液を遠心力の作用によって分離する気液分離空間(30)および気液分離空間(30f)にて分離された液相冷媒を複数の蒸発器(14a、14b)側へ流出させる複数の液相冷媒流出通路(30i)を有する。そして、気液分離空間(30f)内の旋回する冷媒の運動エネルギを利用して、それぞれの蒸発器(14a、14b)へ冷媒を適切に供給する。これにより、複数の蒸発器に対して適切に冷媒を供給できる。

Description

エジェクタ 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2012年12月27日に出願された日本特許出願2012-285646および、2013年11月11日に出願された日本特許出願2013-233018を基にしている。
 本開示は、流体を減圧させるとともに、高速度で噴射される噴射流体の吸引作用によって流体を吸引するエジェクタに関する。
 従来、減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(以下、エジェクタ式冷凍サイクルと記載する。)が知られている。例えば、特許文献1には、この種のエジェクタ式冷凍サイクルとして、異なる冷却対象空間を冷却するための複数の蒸発器を備え、それぞれの蒸発器を互いに並列的に接続したものが開示されている。
 より具体的には、この特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルは、エジェクタのディフューザ部(昇圧部)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段を備え、この気液分離手段にて分離された液相冷媒を複数の蒸発器へ分配し、複数の蒸発器から流出した冷媒同士を合流させてエジェクタの冷媒吸引口へ導くサイクル構成となっている。
 ところが、このようなサイクル構成では、例えば、気液分離手段から第1の蒸発器を介して冷媒吸引口へ至る冷媒経路の通路圧損と、気液分離手段から第2の蒸発器を介して冷媒吸引口へ至る冷媒経路の通路圧損が異なっていると、通路圧損の大きい冷媒経路には冷媒が流入しにくくなる。その結果、通路圧損の大きい冷媒経路に配置された蒸発器へ充分な量の冷媒を適切に供給できなくなってしまうことがある。
 そこで、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部へ流入するサイクルの高圧側冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる、いわゆる超臨界冷凍サイクルを構成することによって、エジェクタの冷媒吸引能力を向上させている。そして、複数の蒸発器の下流側から高い吸引能力で冷媒を吸引することによって、それぞれの蒸発器に適切に冷媒を供給するようにしている。
特開2003-343932号公報
 しかしながら、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、高圧側冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力未満となる、いわゆる亜臨界冷凍サイクルを構成してしまうと、エジェクタの冷媒吸引能力の向上を期待できなくなってしまう。従って、複数の蒸発器の下流側から高い吸引能力で冷媒を吸引することによって、それぞれの蒸発器へ適切に冷媒を供給することができなくなってしまうおそれがある。
 これに対して、気液分離手段から流出する冷媒の有する速度エネルギ(運動エネルギ)を利用して、複数の蒸発器の上流側から冷媒を圧送することによって、複数の蒸発器へ充分な量の冷媒を適切に供給する手段が考えられる。ところが、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へ変換することによって冷媒を昇圧しているので、ディフューザ部から流出する冷媒の流速は低下してしまいやすい。
 さらに、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルのように、ディフューザ部から流出した冷媒をエジェクタとは別体に構成された気液分離手段へ流入させる構成では、気液分離手段内の冷媒の流速がディフューザ部から流出した直後の冷媒の流速よりもさらに低下してしまう。従って、気液分離手段から流出する冷媒の運動エネルギを利用して複数の蒸発器へ充分な量の冷媒を適切に供給することは難しい。
 つまり、気液分離手段から流出する冷媒の運動エネルギを利用して複数の蒸発器へ適切に冷媒を供給するためには、ディフューザ部から気液分離手段へ流入する冷媒の運動エネルギを向上させ、さらに、その運動エネルギを有効に活用可能なエジェクタおよび気液分離手段を構成する必要がある。
 上記点に鑑み、本開示は、互いに並列的に接続された複数の蒸発器を備える冷凍サイクル装置に適用された際に、複数の蒸発器に対して適切に冷媒を供給可能な気液分離手段一体型のエジェクタを提供することを目的とする。
 本開示の一態様によると、エジェクタは、冷媒を蒸発させる蒸発器を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用される。エジェクタは、冷媒流入口と、冷媒流入口から流入した冷媒を旋回させる旋回空間と、旋回空間から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間と、減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路と、減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させる昇圧用空間とを有するボデーと、減圧用空間の内部および昇圧用空間の内部に配置される少なくとも一部を有し、減圧用空間から離れるに伴って断面積が拡大する円錐形状を有する通路形成部材とを備える。ボデーのうち減圧用空間を形成する部位の内周面と通路形成部材の外周面との間に形成される冷媒通路は、旋回空間から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路である。ボデーのうち昇圧用空間を形成する部位の内周面と通路形成部材の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路である。ディフューザ通路は、通路形成部材の軸方向に垂直な断面において環形状を有している。さらに、ボデーは、昇圧用空間から流出した冷媒の気液を遠心力の作用によって分離する気液分離空間と、気液分離空間にて分離された液相冷媒を蒸発器側へ流出させる複数の液相冷媒流出通路とを有している。
 これによれば、旋回空間にて冷媒を旋回させることで、旋回空間内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力となるまで低下させることができる。従って、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、旋回空間内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。
 そして、二相分離状態の冷媒は、ノズル通路へ流入して壁面沸騰および界面沸騰によって沸騰が促進されるので、ノズル通路の最小流路面積部近傍では、気相と液相が均質に混合した気液混合状態となる。さらに、ノズル通路の最小流路面積部近傍にて気液混合状態となった冷媒に閉塞(チョーキング)を生じさせて、気液混合状態の冷媒の流速が二相音速となるまで加速する。
 このように二相音速まで加速した冷媒はノズル通路の最小流路面積部から下流側にて、均質に混合された理想的な二相噴霧流れとなって、その流速をさらに増大させることができる。その結果、ノズル通路にて冷媒の圧力エネルギを速度エネルギへ変換する際のエネルギ変換効率を向上させることができる。
 さらに、ディフューザ通路では、ノズル通路にて高いエネルギ変換効率にて増速された冷媒を、直接、気液分離空間へ導くことができる。従って、エジェクタから流出した冷媒をエジェクタとは別体として構成された気液分離手段内へ流入させる場合と比較して、気液分離空間へ流入する冷媒の流速を上昇させることができる。
 つまり、ディフューザ通路から流出して気液分離空間へ流入する冷媒の運動エネルギを増加させることができる。そして、この運動エネルギを利用して、冷媒を液相冷媒流出通路から蒸発器側へ流出させることができる。
 その結果、複数の液相冷媒流出通路の出口側を、それぞれ互いに並列的に接続された複数の蒸発器へ接続しておくことで、気液分離空間へ流入した冷媒の運動エネルギを有効に活用して、それぞれの蒸発器へ適切に冷媒を供給することができる。
 つまり、互いに並列的に接続された複数の蒸発器を備える冷凍サイクル装置に適用された際に、複数の蒸発器に対して適切に冷媒を供給可能な気液分離手段一体型のエジェクタを提供することができる。
 さらに、気液分離空間へ流入する冷媒の流速を上昇させることができるので、気液分離空間における気液分離性能を向上でき、気液分離空間の容積を効果的に小さくすることもできる。
 また、上記エジェクタにおいて、気液分離空間は、通路形成部材と同軸上に配置された回転体形状を有してもよく、気液分離空間の軸方向に垂直な断面において、複数の液相冷媒流出通路は、気液分離空間の軸中心に対して互いに対象に配置されていてもよい。
 また、上記エジェクタにおいて、気液分離空間は、通路形成部材と同軸上に配置された回転体形状に形成されており、気液分離空間内から液相冷媒流出通路へ流入する冷媒の流れ方向が、気液分離空間の内周壁面の接線方向となっていてもよい。
 さらに、上記エジェクタにおいて、気液分離空間に垂直な断面において、気液分離空間内に開口する複数の液相冷媒流出通路の入口部は、気液分離空間の軸中心に対して等角度間隔で配置されていてもよい。
 これにより、高速度で旋回する冷媒の運動エネルギを、有効に活用して複数の蒸発器に対して適切に冷媒を供給することができる。つまり、エジェクタ式冷凍サイクルの運転条件の変化等によらず、それぞれの液相冷媒流出通路の入口側の冷媒の状態を均一化させることができので、複数の蒸発器に対して適切に冷媒を供給することができる。
 また、上記エジェクタは、ディフューザ通路から流出する冷媒が通路形成部材の軸周りに旋回することを促進する旋回促進部を備えていてもよい。
 これによれば、気液分離空間へ流入する冷媒の旋回方向の速度成分を上昇させることができるので、気液分離空間における気液分離性能を向上できるとともに、気液分離空間内の冷媒の運動エネルギを増加させて、それぞれの蒸発器へより一層適切に冷媒を供給することができる。
 さらに、ディフューザ通路を流通する冷媒が、通路形成部材の軸周りに旋回していても、同様に、気液分離空間における気液分離性能を向上できるとともに、それぞれの蒸発器へより一層適切に冷媒を供給することができる。
 なお、通路形成部材は、厳密に減圧用空間から離れるに伴って断面積が拡大する形状のみから形成されているものに限定されず、少なくとも一部に減圧用空間から離れるに伴って断面積が拡大する形状を含んでいることによって、ディフューザ通路の形状を減圧用空間から離れるに伴って外側へ広がる形状とすることができるものを含む。
 さらに、「円錐状に形成された」とは、通路形成部材が完全な円錐形状に形成されているという意味に限定されず、円錐に近い形状、あるいは一部に円錐形状を含んで形成されているという意味も含んでいる。具体的には、軸方向断面形状が二等辺三角形となるものに限定されず、頂点を挟む二辺が内周側に凸となる形状、頂点を挟む二辺が外周側に凸となる形状、さらに断面形状が半円形状となるもの等も含む意味である。
第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な図である。 第1実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。 図2のIII-III断面図である。 第1実施形態のエジェクタの模式的な断面図である。 図3のV-V断面図である。 第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける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模式的な全体構成図である。 本開示の第3実施形態のエジェクタの通路形成部材を示す模式的な上面図である。 第3実施形態のエジェクタを示す模式的な断面図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
 図1~図6を用いて、本開示の第1実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ13は、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、すなわち、エジェクタ式冷凍サイクル10に適用されている。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10は、いわゆるデュアルエアコンタイプの車両用空調装置に適用されており、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。
 なお、デュアルエアコンタイプの車両用空調装置とは、車室内のうち主に前席側の領域へ空調風を吹き出すための前席用空調ユニット、および主に後席側の領域へ空調風を吹き出すための後席用空調ユニットを備え、それぞれのユニット内に形成された送風空気の空気通路に、エジェクタ式冷凍サイクル10にて低圧冷媒を蒸発させる前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14bを配置したものである。つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、複数の蒸発器を備えている。
 次に、エジェクタ式冷凍サイクル10の詳細構成について説明する。エジェクタ式冷凍サイクル10において、圧縮機11は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。具体的には、本実施形態の圧縮機11は、1つのハウジング内に固定容量型の圧縮機構11a、および圧縮機構11aを駆動する電動モータ11bを収容して構成された電動圧縮機である。
 この圧縮機構11aとしては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。また、電動モータ11bは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。
 圧縮機11の吐出口には、放熱器12の凝縮部12aの冷媒入口側が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12dにより送風される車室外空気(外気)を熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
 より具体的には、この放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン12dから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部12a、凝縮部12aから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄えるレシーバ部12b、およびレシーバ部12bから流出した液相冷媒と冷却ファン12dから送風される外気とを熱交換させ、液相冷媒を過冷却する過冷却部12cを有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器である。
 なお、このエジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)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冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
 また、冷却ファン12dは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。放熱器12の過冷却部12cの冷媒出口側には、エジェクタ13の冷媒流入口31aが接続されている。
 エジェクタ13は、放熱器12から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14bから流出した冷媒を吸引(輸送)して循環させる冷媒循環手段(冷媒輸送手段)としての機能を果たす。さらに、本実施形態のエジェクタ13は、減圧させた冷媒の気液を分離する気液分離手段としての機能も果たす。
 エジェクタ13の具体的構成については、図2~図5を用いて説明する。なお、図2、図3における上下の各矢印は、エジェクタ式冷凍サイクル10を車両用空調装置に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、図4は、エジェクタ13の各冷媒通路の機能を説明するための模式的な断面図である。
 まず、本実施形態のエジェクタ13は、図2、図3に示すように、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー30を備えている。具体的には、ボデー30は、角柱状の金属にて形成されてエジェクタ13の外殻を形成するハウジングボデー31を有し、このハウジングボデー31の内部に、ノズルボデー32、ミドルボデー33、ロワーボデー34等を固定して構成されたものである。
 ハウジングボデー31には、図2、図3に示すように、放熱器12から流出した冷媒を内部へ流入させる冷媒流入口31a、前席用蒸発器14aから流出した冷媒を吸引する第1冷媒吸引口31b、後席用蒸発器14bから流出した冷媒を吸引する第2冷媒吸引口31c、ボデー30の内部に形成された気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を前席用蒸発器14aの冷媒入口側へ流出させる第1液相冷媒流出口31d、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を後席用蒸発器14bの冷媒入口側へ流出させる第2液相冷媒流出口31e、および気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入側へ流出させる気相冷媒流出口31f等が形成されている。
 ノズルボデー32は、冷媒流れ方向に先細る略円錐形状の金属部材で形成されており、軸方向が鉛直方向(図2、図3の上下方向)と平行になるように、ハウジングボデー31の内部に圧入等の手段によって固定されている。ノズルボデー32の上方側とハウジングボデー31との間には、冷媒流入口31aから流入した冷媒を旋回させる旋回空間30aが形成されている。
 旋回空間30aは、回転体形状に形成され、その中心軸が鉛直方向に延びている。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の1つの直線(中心軸)の周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間30aは、略円柱状に形成されている。もちろん、円錐あるいは円錐台と円柱とを結合させた形状等に形成されていてもよい。
 さらに、冷媒流入口31aと旋回空間30aとを接続する冷媒流入通路31gは、旋回空間30aの中心軸方向から見たときに、旋回空間30aの内壁面の接線方向に延びている。これにより、冷媒流入通路31gから旋回空間30aへ流入した冷媒は、旋回空間30aの内壁面に沿って流れ、旋回空間30a内を旋回する。
 なお、冷媒流入通路31gは、旋回空間30aの中心軸方向から見たときに、旋回空間30aの接線方向と完全に一致するように形成されている必要はなく、少なくとも旋回空間30aの接線方向の成分を含んでいれば、その他の方向の成分(例えば、旋回空間30aの軸方向の成分)を含んで形成されていてもよい。
 ここで、旋回空間30a内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間30a内では中心軸側の冷媒圧力が外周側の冷媒圧力よりも低下する。そこで、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル10の通常運転時に、旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させるようにしている。
 このような旋回空間30a内の中心軸側の冷媒圧力の調整は、旋回空間30a内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することによって実現することができる。さらに、旋回流速の調整は、例えば、冷媒流入通路31gの通路断面積と旋回空間30aの軸方向垂直断面積との面積比を調整すること等によって行うことができる。なお、本実施形態の旋回流速とは、旋回空間30aの最外周部近傍における冷媒の旋回方向の流速を意味している。
 また、ノズルボデー32の内部には、旋回空間30aから流出した冷媒を減圧させて下流側へ流出させる減圧用空間30bが形成されている。この減圧用空間30bは、円柱状空間とこの円柱状空間の下方側から連続して冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる円錐台形状空間とを結合させた回転体形状に形成されており、減圧用空間30bの中心軸は旋回空間30aの中心軸と同軸上に配置されている。
 さらに、減圧用空間30bの内部には、図2、図4に示すように、減圧用空間30b内に冷媒通路面積が最も縮小した最小通路面積部30mを形成するとともに、最小通路面積部30mの通路面積を変化させる通路形成部材35が配置されている。
 通路形成部材35は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に広がる略円錐形状に形成されており、その中心軸が減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。換言すると、通路形成部材35は、減圧用空間30bから離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されている。
 そして、ノズルボデー32の減圧用空間30bを形成する部位の内周面と通路形成部材35の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路としては、図4に示すように、最小通路面積部30mよりも冷媒流れ上流側に形成されて最小通路面積部30mに至るまでの冷媒通路面積が徐々に縮小する先細部131、および最小通路面積部30mから冷媒流れ下流側に形成されて冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部132が形成される。
 末広部132では、径方向から見たときに、減圧用空間30bと通路形成部材35が重合(オーバーラップ)しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状(円形状から同軸上に配置された小径の円形状を除いたドーナツ形状)となる。さらに、本実施形態の通路形成部材35の広がり角度は、減圧用空間30bの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、末広部132における冷媒通路面積は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。
 本実施形態では、この通路形状によって減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路をノズルとして機能するノズル通路13aとし、冷媒を減圧させるとともに、冷媒の流速を音速となるように増速させて噴射している。さらに、ノズル通路13aへ流入する冷媒は旋回空間30aにて旋回しているので、ノズル通路13aを流通する冷媒およびノズル通路13aから噴射される噴射冷媒も、旋回空間30aにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。
 次に、ミドルボデー33は、図2、図3に示すように、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴が設けられているとともに、この貫通穴の外周側に通路形成部材35を変位させる駆動手段37を収容した金属製円板状部材で形成されている。なお、この貫通穴の中心軸は旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸と同軸上に配置されている。また、ミドルボデー33は、ハウジングボデー31の内部であって、かつ、ノズルボデー32の下方側に圧入等の手段によって固定されている。
 ミドルボデー33の上面とこれに対向するハウジングボデー31の内壁面との間には、第1冷媒吸引口31bおよび第2冷媒吸引口31cから流入した冷媒を滞留させる流入空間30cが形成されている。さらに、本実施形態では、ノズルボデー32の下方側の先細先端部がミドルボデー33の貫通穴の内部に位置付けられるため、流入空間30cは、旋回空間30aおよび減圧用空間30bの中心軸方向から見たときに、断面円環状に形成される。
 また、第1、第2冷媒吸引口31b、31cと流入空間30cとを接続する吸引冷媒流入通路30hは、流入空間30cの中心軸方向から見たときに、流入空間30cの内周壁面の接線方向に延びている。これにより、本実施形態では、第1、第2冷媒吸引口31b、31cから吸引冷媒流入通路30hを介して流入空間30c内へ流入した冷媒を、旋回空間30a内の冷媒と同方向に旋回させるようにしている。
 さらに、本実施形態では、流入空間30cの中心軸方向から見たときに、流入空間30c内に開口する複数(本実施形態では、2つ)の吸引冷媒流入通路30hの出口部は、後述する複数の液相冷媒流出口31d、31eと同様に、流入空間30cの軸中心に対して互いに等角度間隔(本実施形態では、180°間隔)で配置されている。
 また、ミドルボデー33の貫通穴のうち、ノズルボデー32の下方側が挿入される範囲、すなわち軸線に垂直な径方向から見たときにミドルボデー33とノズルボデー32が重合する範囲では、ノズルボデー32の先細先端部の外周形状に適合するように冷媒通路面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。
 これにより、貫通穴の内周面とノズルボデー32の下方側の外周面との間には、流入空間30cと減圧用空間30bの冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路30dが形成される。つまり、本実施形態では、流入空間30cおよび吸引通路30dによって、外部から冷媒を吸引する吸引用通路13bが形成される。さらに、この吸引用通路13bの中心軸垂直断面も円環状に形成され、吸引用通路13bでは、中心軸の外周側から内周側へ向かって吸引冷媒が旋回しながら流れる。
 また、ミドルボデー33の貫通穴のうち、吸引通路30dの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間30eが形成されている。この昇圧用空間30eは、上述したノズル通路13aから噴射された噴射冷媒と吸引通路30dから吸引された吸引冷媒とを混合させる空間である。
 この昇圧用空間30eの内部には、前述した通路形成部材35の下方側が配置されている。さらに、昇圧用空間30e内の通路形成部材35の円錐状側面の広がり角度は、昇圧用空間30eの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、この冷媒通路の冷媒通路面積は冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する。
 本実施形態では、このように冷媒通路面積を拡大させることによって、昇圧用空間30eを形成するミドルボデー33の内周面と通路形成部材35の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路をディフューザとして機能するディフューザ通路13cとし、噴射冷媒および吸引冷媒の混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換させている。つまり、ディフューザ通路13cでは、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させている。
 さらに、ディフューザ通路13cの中心軸垂直断面も円環状に形成されており、ディフューザ通路13cでは、図4に模式的に示すように、旋回空間30aにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。
 次に、ミドルボデー33の内部に配置されて、通路形成部材35を変位させる駆動手段37について説明する。この駆動手段37は、圧力応動部材である円形薄板状のダイヤフラム37aを有して構成されている。より具体的には、図2に示すように、ダイヤフラム37aはミドルボデー33の外周側に形成された円柱状の空間を上下の2つの空間に仕切るように、溶接等の手段によって固定されている。
 ダイヤフラム37aによって仕切られた2つの空間のうち上方側(流入空間30c側)の空間は、流入空間30c内で合流した前席用蒸発器14a流出冷媒と後席用蒸発器14b流出冷媒との合流冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間37bを構成している。この封入空間37bには、冷凍サイクル10を循環する冷媒と同一組成の感温媒体が予め定めた密度となるように封入されている。従って、本実施形態における感温媒体は、R134aを主成分とする媒体となる。
 一方、ダイヤフラム37aによって仕切られた2つの空間のうち下方側の空間は、図示しない連通路を介して、流入空間30c内で合流した合流冷媒を導入させる導入空間37cを構成している。従って、封入空間37bに封入された感温媒体には、流入空間30cと封入空間37bとを仕切る蓋部材37dおよびダイヤフラム37aを介して、合流冷媒の温度が伝達される。
 ここで、図2~図4から明らかなように、本実施形態のミドルボデー33の上方側には吸引用通路13bが配置され、ミドルボデー33の下方側にはディフューザ通路13cが配置されている。従って、駆動手段37の少なくとも一部は、軸線の径方向から見たときに、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって上下方向から挟まれる位置に配置されることになる。
 より詳細には、駆動手段37の封入空間37bは、旋回空間30aや通路形成部材35等の中心軸方向から見たときに、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cと重合する位置であって、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって囲まれる位置に配置されている。これにより、封入空間37b内の感温媒体には流入空間30c内で合流した合流冷媒の温度が効率的に伝達され、封入空間37bの内圧は、合流冷媒の温度に応じた圧力となる。
 さらに、ダイヤフラム37aは、封入空間37bの内圧と導入空間37cへ流入した合流冷媒の圧力との差圧に応じて変形する。このため、ダイヤフラム37aは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス(SUS304)等の金属薄板にて形成されることが望ましい。
 また、ダイヤフラム37aの中心部には、円柱状の作動棒37eの上端側が溶接等の手段によって接合され、作動棒37eの下端側には通路形成部材35の最下方側(底側)の外周側が固定されている。これにより、ダイヤフラム37aと通路形成部材35が連結され、ダイヤフラム37aの変位に伴って通路形成部材35が変位し、ノズル通路13aの冷媒通路面積(最小通路面積部30mにおける通路断面積)が調整される。
 具体的には、流入空間30c内で合流した合流冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、封入空間37bに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間37bの内圧から導入空間37cの圧力を差し引いた差圧が大きくなる。これにより、ダイヤフラム37aは、最小通路面積部30mにおける通路断面積を拡大させる方向(鉛直方向下方側)に通路形成部材35を変位させる。
 一方、流入空間30c内で合流した合流冷媒の温度(過熱度)が低下すると、封入空間37bに封入された感温媒体の飽和圧力が低下して、封入空間37bの内圧から導入空間37cの圧力を差し引いた差圧が小さくなる。これにより、ダイヤフラム37aは、最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小させる方向(鉛直方向上方側)に通路形成部材35を変位させる。
 このように流入空間30c内で合流した合流冷媒の過熱度に応じてダイヤフラム37aが、通路形成部材35を上下方向に変位させることによって、合流冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように、最小通路面積部30mにおける通路断面積を調整することができる。なお、作動棒37eとミドルボデー33との隙間は、図示しないO-リング等のシール部材によってシールされており、作動棒37eが変位してもこの隙間から冷媒が漏れることはない。
 また、通路形成部材35の底面は、ロワーボデー34に固定されたコイルバネ40の荷重を受けている。コイルバネ40は、通路形成部材35に対して、最小通路面積部30mにおける通路断面積を縮小する側に付勢する荷重をかけており、この荷重を調整することで、通路形成部材35の開弁圧を変更して、狙いの過熱度を変更することもできる。
 なお、本実施形態では、ミドルボデー33の外周側に複数(具体的には、図2、図3に示すように4つ)の円柱状の空間を設け、この空間の内部にそれぞれ円形薄板状のダイヤフラム37aを固定して4つの駆動手段37を構成しているが、駆動手段37の数はこれに限定されない。なお、駆動手段37を複数箇所に設ける場合は、それぞれ中心軸に対して等角度間隔で配置されていることが望ましい。
 また、軸方向からみたときに円環状に形成される空間内に、円環状の薄板で形成されたダイヤフラムを固定し、複数の作動棒でこのダイヤフラムと通路形成部材35とを連結する構成としてもよい。
 次に、ロワーボデー34は、円柱状の金属部材で形成されており、ハウジングボデー31の底面を閉塞するように、ハウジングボデー31内にネジ止め等の手段によって固定されている。また、図2、図3に示すように、ロワーボデー34の上方側とミドルボデー33との間には、ディフューザ通路13cから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間30fが形成されている。
 この気液分離空間30fは、略円柱状の回転体形状の空間として形成されており、気液分離空間30fの中心軸も、旋回空間30a、減圧用空間30bおよび通路形成部材35等の中心軸と同軸上に配置されている。
 前述の如く、ディフューザ通路13cでは、冷媒が断面円環形状の冷媒通路に沿って旋回しながら流れるので、このディフューザ通路13cから気液分離空間30fへ流入する冷媒も、旋回方向の速度成分を有している。従って、本実施形態の気液分離空間30f内では、遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。さらに、この気液分離空間30fの内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。
 ロワーボデー34の中心部には、気液分離空間30fに同軸上に配置されて、上方側へ向かって延びる円筒状のパイプ34aが設けられている。そして、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、パイプ34aの外周側に一時的に滞留して、液相冷媒流出口31cから流出する。また、パイプ34aの内部には、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒をハウジングボデー31の気相冷媒流出口31fへ導く気相冷媒流出通路34bが形成されている。
 さらに、パイプ34aの上端部には、前述したコイルバネ40が固定されている。このコイルバネ40は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材35の振動を減衰させる振動緩衝部材としての機能も果たしている。パイプ34aの根本部(最下方部)には、液相冷媒中の冷凍機油を気相冷媒流出通路34bを介して圧縮機11内へ戻すためのオイル戻し穴34cが形成されている。
 また、気液分離空間30fと第1、第2液相冷媒流出口31d、31eとを接続する液相冷媒流出通路30iは、図5の断面図に示すように、気液分離空間30fの中心軸方向から見たときに、気液分離空間30fの軸中心に対して互いに対象に配置されている。さらに、液相冷媒流出通路30iは、気液分離空間30fの内周壁面の接線方向に延びている。さらに、気液分離空間30f内に開口する複数(本実施形態では、2つ)の液相冷媒流出通路30iの入口部は、気液分離空間30fの軸中心に対して互いに等角度間隔(本実施形態では、180°間隔)で配置されている。
 さらに、本実施形態では、気液分離空間30fと第1液相冷媒流出口31dとを接続する液相冷媒流出通路30iの通路圧損が、気液分離空間30fと第2液相冷媒流出口31eとを接続する液相冷媒流出通路30iの通路圧損よりも大きくなるように設定している。
 このような通路圧損の調整は、液相冷媒流出通路30iの通路断面積を調整することによって行ってもよいし、液相冷媒流出通路30i内にオリフィス等の固定絞りを配置することによって行ってもよい。なお、「通路圧損」とは、所定流量の冷媒が冷媒通路を流通する際に生じる圧力損失を意味する。
 次に、図1に示すように、第1液相冷媒流出口31dには、前席用空調ユニットの空気通路内に配置された前席用蒸発器14aの冷媒入口側が接続されている。前席用蒸発器14aは、エジェクタ13にて減圧された低圧冷媒と前席用送風ファン15aから車室内前席側へ送風される送風空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて車室内の主に前席側の領域へ送風される空調風を冷却する冷却用熱交換器である。
 一方、第2液相冷媒流出口31eには、後席用蒸発器14bの冷媒入口側が接続されている。後席用蒸発器14bは、エジェクタ13にて減圧された低圧冷媒と後席用送風ファン15bから車室内後席側へ送風される送風空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて車室内の主に後席側の領域へ送風される空調風を冷却する冷却用熱交換器である。
 また、前席用蒸発器14aの冷媒出口側には、エジェクタ13の第1冷媒吸引口31bが接続され、後席用蒸発器14bの冷媒出口側には、エジェクタ13の第2冷媒吸引口31cが接続されている。つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14bが互いに並列的に接続されている。
 前席用送風ファン15a、後席用送風ファン15bは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。さらに、エジェクタ13の気相冷媒流出口31fには圧縮機11の吸入側が接続されている。
 ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、圧縮機11、放熱器12、およびエジェクタ13が、車室よりも前方のボンネット内に配置され、前席用蒸発器14aが車室の前方側に配置され、後席用蒸発器14bが車室の後方側に配置されている。つまり、前席用蒸発器14aは後席用蒸発器14bよりもエジェクタ13mに近い位置に配置されることになる。
 このため、エジェクタ13の第1液相冷媒流出口31dから前席用蒸発器14aを介してエジェクタ13の第1冷媒吸引口31bへ至る冷媒経路における通路圧損は、エジェクタ13の第2液相冷媒流出口31eから後席用蒸発器14bを介してエジェクタ13の第2冷媒吸引口31cへ至る冷媒経路における通路圧損よりも大きくなる。
 そこで、本実施形態では、前述の如く、液相冷媒流出通路30iの通路圧損を設定することによって、エジェクタ13の気液分離空間30fから前席用蒸発器14aを介してエジェクタ13の流入空間30cへ至る冷媒経路における通路圧損と、エジェクタ13の気液分離空間30fから後席用蒸発器14bを介してエジェクタ13の流入空間30cへ至る冷媒経路における通路圧損が同等となるようにしている。
 次に、図示しない制御装置は、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。この制御装置は、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、上述の各種電気式のアクチュエータ11b、12d、15a、15b等の作動を制御する。
 また、制御装置には、車室内温度を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14bの吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する前席用および後席用蒸発器温度センサ、放熱器12出口側冷媒の温度を検出する出口側温度センサおよび放熱器12出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力センサ等の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。
 さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、乗員が車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、乗員が車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。
 なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。例えば、本実施形態では、圧縮機11の電動モータ11bの作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が吐出能力制御手段を構成している。
 次に、上記構成における本実施形態の作動を図6のモリエル線図を用いて説明する。なお、このモリエル線図の縦軸には、図4のP0、P1、P2に対応する圧力が示されている。まず、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)されると、制御装置が圧縮機11の電動モータ11b、冷却ファン12d、各送風ファン15a、15b等を作動させる。これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。
 圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒(図6のa6点)は、放熱器12の凝縮部12aへ流入し、冷却ファン12dから送風された送風空気(外気)と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮部12aにて放熱した冷媒は、レシーバ部12bにて気液分離される。レシーバ部12bにて気液分離された液相冷媒は、過冷却部12cにて冷却ファン12dから送風された送風空気と熱交換し、さらに放熱して過冷却液相冷媒となる(図6のa6点→b6点)。
 放熱器12の過冷却部12cから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタ13の減圧用空間30bの内周面と通路形成部材35の外周面との間に形成されるノズル通路13aにて等エントロピ的に減圧されて噴射される(図6のb6点→c6点)。
 そして、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、前席用蒸発器14aから流出した冷媒が第1冷媒吸引口31bを介して流入空間30c内へ吸引され、後席用蒸発器14bから流出した冷媒が第2冷媒吸引口31cを介して流入空間30c内へ吸引される。さらに、流入空間30c内にて前席用蒸発器14a流出冷媒と後席用蒸発器14b流出冷媒が合流する(図6のi6点)。
 この際、減圧用空間30bの最小通路面積部30mにおける冷媒通路面積は、流入空間30c内で合流した合流冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように調整される。さらに、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒と吸引用通路13bを介して吸引された吸引冷媒は、ディフューザ通路13cへ流入する(図6のc6点→d6点、i6点→d6点)。
 ディフューザ通路13cでは冷媒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。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する(図6のd6点→e6点)。ディフューザ通路13cから流出した冷媒は気液分離空間30fにて気液分離される(図6のe6点→f6点、e6点→g6点)。
 気液分離空間30fにて分離された液相冷媒のうち、第1液相冷媒流出口31dから流出した冷媒は前席用蒸発器14aへ流入する。この際、第1液相冷媒流出口31dから流出する冷媒は、気液分離空間30fと第1液相冷媒流出口31dとを接続する液相冷媒流出通路30iの通路圧損によって減圧される(図6のg6点→h6点)。
 前席用蒸発器14aへ流入した冷媒は、前席用送風ファン15aによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する(図6のh6点→i6点)。これにより、前席側の領域へ送風される送風空気が冷却される。前席用蒸発器14aから流出した冷媒は、第1冷媒吸引口31bから吸引される。
 一方、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒のうち、第2液相冷媒流出口31eから流出した冷媒は前席用蒸発器14aへ流入する。この際、第2液相冷媒流出口31eから流出した冷媒は、第2液相冷媒流出口31eから後席用蒸発器14bの冷媒入口側へ至る冷媒経路の通路圧損によって減圧される(図6のg6点→j’6点)。
 後席用蒸発器14bへ流入した冷媒は、後席用送風ファン15bによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する(図6のj’6点→j”6点)。これにより、後席側の領域へ送風される送風空気が冷却される。後席用蒸発器14bから流出した冷媒は、後席用蒸発器14bの冷媒出口側から第2冷媒吸引口31cへ至る冷媒経路の通路圧損によって、さらに減圧されて(図6のj”6点→i6点)、第2冷媒吸引口31cから吸引される。
 また、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒は気相冷媒流出口31fから流出して、圧縮機11へ吸入され再び圧縮される(図6のf6点→a6点)。
 本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、以上の如く作動して、車室内の前席側の領域へ送風される送風空気および後席側の領域へ送風される送風空気を冷却することができる。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル10では、ディフューザ通路13cにて昇圧された冷媒を圧縮機11に吸入させるので、圧縮機11の駆動動力を低減させて、サイクル効率(COP)を向上させることができる。
 さらに、本実施形態のエジェクタ13によれば、旋回空間30aにて冷媒を旋回させることで、旋回空間30a内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する(キャビテーションを生じる)圧力まで低下させることができる。これにより、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、旋回空間30a内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。
 このように二相分離状態となった冷媒がノズル通路13aへ流入することで、ノズル通路13aの先細部131では、円環状の冷媒通路の外周側壁面から冷媒が剥離する際に生じる壁面沸騰および円環状の冷媒通路の中心軸側の冷媒のキャビテーションによって生じた沸騰核による界面沸騰によって冷媒の沸騰が促進される。これにより、ノズル通路13aの最小通路面積部30mへ流入する冷媒が、気相と液相が均質に混合した気液混合状態となる。
 そして、最小通路面積部30mの近傍で気液混合状態の冷媒の流れに閉塞(チョーキング)が生じ、このチョーキングによって音速に到達した気液混合状態の冷媒が末広部132にて加速されて噴射される。このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって、気液混合状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路13aにおけるエネルギ変換効率を向上させることができる。
 さらに、通路形成部材35として減圧用空間30bから離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されたものを採用して、ディフューザ通路13cの断面形状を円環状に形成している。そして、ディフューザ通路13cでは、ノズル通路13aにて高いエネルギ変換効率にて増速された冷媒を、通路形成部材35の軸周りに旋回させながら、直接、気液分離空間30fへ導いている。
 従って、エジェクタから流出した冷媒をエジェクタとは別体として構成された気液分離手段内へ流入させる場合と比較して、気液分離空間30fへ流入する冷媒の流速を高い値とすることができる。これにより、ディフューザ通路13cから流出して気液分離空間30fへ流入する冷媒の運動エネルギを向上させることができる。
 そして、この運動エネルギを利用して、冷媒を気液分離空間30fから液相冷媒流出通路30iを介して前席用蒸発器14a、後席用蒸発器14b側へ流出させることができる。その結果、本実施形態のエジェクタ13によれば、互いに並列的に接続された複数の蒸発器(具体的には、前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14b)を備えるエジェクタ式冷凍サイクルに適用された際に、これらの蒸発器14a、14bに対して適切に冷媒を供給することができる。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、気液分離空間30fと第1、第2液相冷媒流出口31d、31eとを接続する液相冷媒流出通路30iが、気液分離空間30fの中心軸方向から見たときに、気液分離空間30fの軸中心に対して互いに対象に配置され、気液分離空間30f内に開口する複数の液相冷媒流出通路30iの入口部が、気液分離空間30fの軸中心に対して互いに等角度間隔で配置されている。
 これによれば、それぞれの液相冷媒流出通路30iの入口側の冷媒の状態を均一化させることができ、互いに並列的に接続された複数の蒸発器14a、14bに対して、より一層適切に冷媒を供給することができる。
 より詳細には、本実施形態の気液分離空間30fでは、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離するので、図5に示すように、気液分離空間30fの外周側には、分離された液相冷媒の層(液膜)が生成される。この際、本実施形態のように液相冷媒流出通路30iが配置されていると、エジェクタ式冷凍サイクル10の運転条件の変化によってサイクルを循環する冷媒流量が変動しても、各液相冷媒流出通路30iの入口側の冷媒の液膜の厚み等を同等することができる。
 従って、各液相冷媒流出通路30iへ流入する冷媒の状態を同等として、互いに並列的に接続された複数の蒸発器14a、14bに対して、適切に冷媒を供給することができる。換言すると、本実施形態のように液相冷媒流出通路30iが配置されていると、サイクルを循環する冷媒流量が変動するような場合であっても、それぞれの液相冷媒流出通路30iへ安定的に、かつ、適切に冷媒を供給するためのロバスト性を向上させることができる。
 さらに、本実施形態のエジェクタ13では、複数の液相冷媒流出通路30iが、気液分離空間30fの内周壁面の接線方向に延びている。従って、冷媒が気液分離空間30fから液相冷媒流出通路30iへ流出する際のエネルギ損失を抑制し、気液分離空間30f内で旋回する冷媒の運動エネルギを有効に活用して、冷媒を液相冷媒流出通路30iから複数の蒸発器14a、14b側へ流出させることができる。
 その結果、本実施形態のエジェクタ13によれば、互いに並列的に接続された複数の蒸発器14a、14bに対して適切に冷媒を供給することができる。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、気液分離空間30fへ流入する冷媒の流速を上昇させて、気液分離空間30fへ流入する冷媒の旋回方向の速度成分を高い値とすることができるので、気液分離空間30fの気液分離性能を向上できるとともに、気液分離空間30fの容積を効果的に小さくすることもできる。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、ディフューザ通路13cを流通する冷媒を旋回させることができるので、ディフューザ通路13cにおいて冷媒を昇圧させるための流路を螺旋状に形成することができる。従って、ディフューザ通路13cの軸方向(通路形成部材35の軸方向)の寸法が拡大してしまうことを抑制でき、エジェクタ13全体としての体格の大型化を抑制できる。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、駆動手段37を備えているので、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じてノズルボデー32を変位させて、ノズル通路13aの冷媒通路面積(最小通路面積部30mにおける通路断面積)を調整することができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10の負荷変動に応じてエジェクタ13を適切に作動させることができる。
 さらに、駆動手段37が、吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって上下方向から挟まれる位置に配置されているので、吸引用通路13bとディフューザ通路13cとの間に形成されるスペースを有効に活用することができる。その結果、より一層エジェクタ全体としての体格の大型化を抑制できる。
 しかも、封入空間37bが吸引用通路13bおよびディフューザ通路13cによって囲まれる位置に配置されているので、外気温の影響等を受けることなく流入空間30c内で合流した合流冷媒の温度を感温媒体に良好に伝達して、封入空間37b内の圧力を変化させることができる。つまり、封入空間37b内の圧力を流入空間30c内で合流した合流冷媒の温度に応じて精度良く変化させることができ、ノズル通路13aの冷媒通路面積をより一層適切に変化させることができる。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、複数の冷媒吸引口(具体的には、第1、第2冷媒吸引口31b、31c)を有している。さらに、これらの冷媒吸引口と流入空間30cとを接続する吸引冷媒流入通路30hが、流入空間30cの中心軸方向から見たときに、流入空間30cの内周壁面の接線方向に延びているとともに、流入空間30c内に開口する複数(本実施形態では、2つ)の吸引冷媒流入通路30hの出口部が、流入空間30cの軸中心に対して互いに等角度間隔で配置されている。
 これにより、流入空間30cの冷媒を、旋回空間30a内の冷媒と同方向に旋回させて、ディフューザ通路13cへ流入する冷媒の旋回流れを促進することができる。その結果、ディフューザ通路13cから流出して気液分離空間30fへ流入する冷媒の運動エネルギを、より一層向上させることができる。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、気液分離空間30fと第1液相冷媒流出口31dとを接続する液相冷媒流出通路30iの通路圧損および気液分離空間30fと第2液相冷媒流出口31dとを接続する液相冷媒流出通路30iの通路圧損が異なる値となるように設定している。
 これにより、本実施形態の如く、エジェクタ13の気液分離空間30fから前席用蒸発器14aを介してエジェクタ13の流入空間30cへ至る冷媒経路における通路圧損と、エジェクタ13の気液分離空間30fから後席用蒸発器14bを介してエジェクタ13の流入空間30cへ至る冷媒経路における通路圧損とを同等となるように設定すれば、それぞれの蒸発器14a、14bへ同等の流量の冷媒を供給することができる。
 さらに、エジェクタ13の気液分離空間30fから前席用蒸発器14aを介してエジェクタ13の流入空間30cへ至る冷媒経路における通路圧損と、エジェクタ13の気液分離空間30fから後席用蒸発器14bを介してエジェクタ13の流入空間30cへ至る冷媒経路における通路圧損とを異なる値になるように設定すれば、それぞれの蒸発器14a、14bにおける冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。
(第2実施形態)
 本実施形態では、図7の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、クールボックス用蒸発器14c、クールボックス用送風ファン15c、開閉弁16、合流部17等を追加したエジェクタ式冷凍サイクル10について説明する。なお、図7では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。さらに、本実施形態では、図7に明示していないエジェクタ13の各構成についても第1実施形態と同様の符号を付して説明している。
 なお、クールボックスとは、車室内に設けられた冷蔵庫である。従って、本実施形態のクールボックス用蒸発器14cは、クールボックス用送風ファン15cによって循環送風されるクールボックス(冷蔵庫)内の庫内空気を冷却する機能を果たす。なお、クールボックス用送風ファン15cの基本的構成は、前席用送風ファン15aおよび後席用送風ファン15bと同様である。
 また、本実施形態のエジェクタ13には、気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出通路30iが3つ設けられており、それぞれの液相冷媒流出通路30iの冷媒出口部として、第1実施形態の第1、第2液相冷媒流出口31d、31eに加えて、第3液相冷媒流出口31hが設けられている。この第3液相冷媒流出口31hには、クールボックス用蒸発器14cの冷媒入口側が接続されている。
 さらに、本実施形態の各液相冷媒流出通路30iも、第1実施形態と同様に、それぞれエジェクタ13の気液分離空間30fの内周壁面の接線方向に延びており、気液分離空間30f内に開口する複数(本実施形態では、3つ)の液相冷媒流出通路30iの入口部は、気液分離空間30fの軸中心に対して互いに等角度間隔(本実施形態では、120°間隔)で配置されている。
 また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、後席用蒸発器14bの冷媒出口側およびクールボックス用蒸発器14cの冷媒出口側に、三方継手構造の合流部17が接続されている。さらに、この合流部17の冷媒流出口には、エジェクタ13の第2冷媒吸引口31cが接続されている。従って、合流部17は、後席用蒸発器14bから流出した冷媒の流れとクールボックス用蒸発器14cから流出した冷媒の流れを合流させて第2冷媒吸引口31cへ導く機能を果たす。
 さらに、クールボックス用蒸発器14cの冷媒出口側と合流部17との間には、クールボックス用蒸発器14cの冷媒出口側と合流部17とを接続する冷媒通路を開閉する開閉弁16が配置されている。この開閉弁16は、制御装置から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
 以上の説明から明らかなように、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、制御装置が開閉弁16を開くと、前席用蒸発器14a、後席用蒸発器14b、およびクールボックス用蒸発器14cが互いに並列的に接続されたサイクル構成となる。
 さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、制御装置が開閉弁16を開いた際に、第2液相冷媒流出口31eから後席用蒸発器14bを介して合流部17へ至る冷媒経路における通路圧損と、第3液相冷媒流出口31hからクールボックス用蒸発器14cおよび開閉弁16を介して合流部17へ至る冷媒経路における通路圧損が同等となるように液相冷媒流出通路30iや他の冷媒配管等の通路圧損を設定している。
 また、本実施形態のエジェクタ13では、液相冷媒流出口が3つ設けられ、冷媒吸引口が2つ設けられている。換言すると、液相冷媒流出通路30iの数量と冷媒吸引口の数量が互いに異なっている。さらに、本実施形態の操作パネルには、クールボックスを作動させることを要求するクールボックス作動スイッチが設けられている。その他のエジェクタ13およびエジェクタ式冷凍サイクル10の構成は第1実施形態と同様である。
 次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。まず、空調作動スイッチが投入(ON)された状態で、クールボックス作動スイッチが非投入(OFF)となっている場合は、クールボックスを作動させない空調専用モードとなる。この空調専用モードでは、制御装置が、開閉弁16を閉じ、クールボックス用送風ファン15cの作動を停止させる。
 従って、空調専用モードでは、第1実施形態と同様に、前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14bが並列的に接続されるサイクルが構成される。従って、実質的に第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
 一方、空調作動スイッチが投入(ON)された状態で、クールボックス作動スイッチが投入(ON)された場合は、クールボックスを作動させる空調冷蔵兼用モードとなる。この空調冷蔵兼用モードでは、制御装置が、開閉弁16を開き、クールボックス用送風ファン15cを作動させる。
 これにより、空調冷蔵兼用モードでは、前席用蒸発器14a、後席用蒸発器14bおよびクールボックス用蒸発器14cが並列的に接続されるサイクルが構成される。そして、エジェクタ13の第3液相冷媒流出口31hから流出した冷媒は、クールボックス用蒸発器14cへ流入する。
 クールボックス用蒸発器14cへ流入した冷媒は、クールボックス用送風ファン15cによって循環送風される庫内空気から吸熱して蒸発する。これにより、庫内空気が冷却される。さらに、クールボックス用蒸発器14cから流出した冷媒は、開閉弁16を介して合流部17へ流入し、後席用蒸発器14bから流出した冷媒と合流してエジェクタ13の第2冷媒吸引口31cから吸引される。その他の作動は、空調専用モードと同様である。
 従って、空調冷蔵兼用モードにおいても、エジェクタ13の気液分離空間30f内で旋回する冷媒の運動エネルギを有効に活用して、並列的に接続された複数の蒸発器に対して適切に冷媒を供給することができる。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。
 ここで、クールボックス用蒸発器14cの冷却対象空間である冷蔵庫内の容積は、前席用蒸発器14aあるいは後席用蒸発器14bの冷却対象空間である車室内の容積と比較して極めて小さい。このため、空調冷蔵兼用モード時にクールボックス用蒸発器14cへ供給される冷媒流量は、前席用蒸発器14aあるいは後席用蒸発器14bへ供給される冷媒流量と比較して少量となる。
 従って、空調専用モード時に第2冷媒吸引口31cから吸引される冷媒流量と、空調冷蔵兼用モード時に第2冷媒吸引口31cから吸引される冷媒流量との流量差は極めて小さい。そこで、本実施形態のエジェクタ13では、液相冷媒流出口を3つ設け、冷媒吸引口を2つ設けた構成を採用している。
 これにより、空調専用モード時におけるエジェクタ13の流入空間30c内の冷媒の旋回流れと、空調冷蔵兼用モード時における流入空間30c内の冷媒の旋回流れが変化してしまうことを抑制して、流入空間30cからディフューザ通路13cへ流入する冷媒の旋回流れを安定して促進することができる。
 さらに、本実施形態では、合流部17の上流側に開閉弁16を配置し、この開閉弁16を開閉することで、空調専用モードと空調冷蔵兼用モードとを切り替えている。従って、極めて容易に、空調専用モードと空調冷蔵兼用モードとを切り替えることができる。
 なお、本実施形態では、エジェクタ13内の流入空間30c内の旋回流れを促進するために、液相冷媒流出通路を3つ設けるとともに、冷媒吸引口を2つ設けた例を説明したが、液相冷媒流出通路の数量および冷媒吸引口の数量はこれに限定されない。
 例えば、液相冷媒流出通路を第1実施形態と同様に2つ設け、冷媒吸引口を3つ設ける構成としてもよい。この際、各冷媒吸引口と流入空間30cとを接続する吸引冷媒流入通路30hが、流入空間30cの中心軸方向から見たときに、流入空間30cの内周壁面の接線方向に延びているとともに、流入空間30c内に開口する3つの吸引冷媒流入通路30hの出口部が、流入空間30cの軸中心に対して互いに等角度間隔(具体的には、120°間隔)で配置されていることが望ましい。
 さらに、第2液相冷媒流出口31eに冷媒の流れを分岐する分岐部を接続し、分岐部にて分岐された一方の冷媒を後席用蒸発器14bへ流入させ、分岐部にて分岐された他方の冷媒を開閉弁を介してクールボックス用蒸発器14cへ流入させ、前席用蒸発器14a、後席用蒸発器14bおよびクールボックス用蒸発器14cから流出した冷媒をそれぞれ3つの冷媒吸引口へ吸引させる構成としてもよい。
 これによれば、空調専用モード時におけるエジェクタ13の気液分離空間30f内の冷媒の旋回流れと、空調冷蔵兼用モード時における気液分離空間30f内の冷媒の旋回流れが変化してしまうことを抑制して、気液分離空間30fにおける気液分離性能を安定化させることができる。
(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13に対して、図8A、8Bに示すように、ディフューザ通路13cから流出する冷媒が通路形成部材35の軸周りに旋回することを促進する旋回促進部の一例である複数の整流板38を追加した例を説明する。なお、図8Aでは、通路形成部材35を軸方向から見たときに、通路形成部材35の円錐状側面に沿って流れる冷媒の流れ方向を太実線矢印にて模式的に図示しており、整流板38等についても模式的に図示している。
 より具体的には、整流板38は、通路形成部材35の最下方部の外周側であって、ディフューザ通路13cの冷媒出口側を形成する部位に配置されている。さらに、この整流板38は、通路形成部材35の軸方向に広がる板状部材で構成されており、図8Aに示すように、通路形成部材35の軸周りに円環状に配置されている。
 また、それぞれの整流板38は、軸方向から見たときに、その板面が径方向に対して傾斜して配置されている。従って、ディフューザ通路13cから流出する冷媒が各整流板38の板面に沿って流れることによって、ディフューザ通路13cから流出する冷媒の旋回方向の流れが促進される。その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ13においても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
 ここで、例えば、エジェクタ式冷凍サイクル10の熱負荷が減少して、サイクルを循環させる冷媒流量が少なくなる運転条件等では、ディフューザ通路13cを流通する冷媒の速度成分のうち、軸方向の速度成分に対して旋回方向の速度成分が極めて小さくなってしまうことや、旋回方向の速度成分が殆ど無くなってしまうことがある。
 これに対して、本実施形態のエジェクタ13によれば、旋回促進部である整流板38を備えているので、図8A、8Bの太実線矢印に示すように、エジェクタ式冷凍サイクル10の運転条件によらず、気液分離空間30fへ流入する冷媒を通路形成部材35の軸周りに旋回させることができる。従って、気液分離空間30f内の冷媒に確実に遠心力を作用させることができる。
 その結果、本実施形態のエジェクタ13によれば、エジェクタ式冷凍サイクル10の運転条件等によらず、気液分離空間30fにおける気液分離性能を向上できるとともに、気液分離空間30f内を旋回する冷媒の運動エネルギを利用して、前席用蒸発器14aおよび後席用蒸発器14bに対して適切に冷媒を供給することができる。
 なお、本実施形態では、平板状に形成された整流板38について説明したが、整流板38はこれに限定されない。冷媒が通路形成部材35の軸周りに旋回して流れることを促進することができれば、軸方向から見たときに旋回流れ方向に沿って湾曲した形状に形成されていてもよい。
 また、本実施形態では、図8Aに示すように、複数の整流板38の配置を、冷媒流れ出口側の整流板38同士の間隔が入口側の整流板38同士の間隔よりも広くなる、いわゆる減速翼列配置としている。これによれば、隣り合う整流板38同士の間に形成される冷媒通路の通路断面積を徐々に拡大させて、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換させるディフューザとして機能させることができる。
 さらに、整流板38の配置は、これに限定されることなく、冷媒流れ出口側の整流板38同士の間隔が入口側の整流板38同士の間隔よりも狭くなる、いわゆる増速翼列配置(加速翼列配置)としてもよい。これによれば、隣り合う整流板38同士の間に形成される冷媒通路の通路断面積を徐々に縮小させて、冷媒の旋回方向の流速を増速させることができるので、効果的に旋回流れを促進することができる。
 本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、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、並列的に接続された複数の蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルにエジェクタ13を適用した例を説明したが、エジェクタ13を適用可能なエジェクタ式冷凍サイクルはこれに限定されない。例えば、4つ以上の蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルであってもよいし、1つの蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルであってもよい。
 さらに、1つの蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルにエジェクタ13を適用する場合は、複数の液相冷媒流出通路30iから流出した冷媒の流れを合流させて1つの蒸発器へ流入させ、1つの蒸発器から流出した冷媒の流れを分岐して複数の冷媒吸引口から吸引するサイクル構成としてもよい。
 また、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10に対して、後席用蒸発器14bの冷媒流出口から第2冷媒吸引口31cへ至る冷媒経路に第2実施形態と同様の開閉弁を配置したサイクル構成としてもよい。これによれば、制御装置が開閉弁を閉じることによって、後席側へ送風される送風空気を冷却することなく、前席側へ送風される送風空気を冷却できる。
 ここで、一般的に、運転席のある前席側の空調に対して、後席側では乗員が不在となることがあるので、後席側の空調を行う必要性は前席側よりも少なくなる。従って、後席側へ送風される送風空気を冷却することなく、前席側へ送風される送風空気を冷却できることは、不必要な後席側の空調が行われてしまうことによるエネルギ消費を抑制できる点で有効である。
 もちろん、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10に対して、前席用蒸発器14aの冷媒流出口から第1冷媒吸引口31bへ至る冷媒経路および後席用蒸発器14bの冷媒流出口から第2冷媒吸引口31cへ至る冷媒経路の双方に開閉弁を配置するサイクル構成としてもよい。
 (2)上述の実施形態では、通路形成部材35を変位させる駆動手段37として、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間37bおよび封入空間37b内の感温媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム37aを有して構成されたものを採用した例を説明したが、駆動手段はこれに限定されない。
 例えば、感温媒体として温度によって体積変化するサーモワックスを採用してもよいし、駆動手段として形状記憶合金性の弾性部材を有して構成されたものを採用してもよいし、さらに、駆動手段として電動モータやソレノイド等の電気的機構によって通路形成部材35を変位させるものを採用してもよい。
 (3)上述の実施形態では、通路形成部材35の材質について説明していないが、通路形成部材35は金属(例えば、アルミニウム)で形成してもよいし、樹脂で形成してもよい。例えば、通路形成部材35を樹脂で形成して軽量化を図ることによって、駆動手段37を小型化することができ、エジェクタ13全体としての体格のより一層の小型化を図ることができる。
 (4)上述の実施形態では、エジェクタ13を備える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を説明したが、エジェクタ13を備える冷凍サイクル10の適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。
 (5)上述の実施形態では、放熱器12として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部12aのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。

Claims (9)

  1.  冷媒を蒸発させる蒸発器を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用されるエジェクタであって、
     冷媒流入口(31a)と、冷媒流入口(31a)から流入した冷媒を旋回させる旋回空間(30a)と、前記旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させる減圧用空間(30b)と、前記減圧用空間(30b)の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路(13b)と、前記減圧用空間(30b)から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路(13b)から吸引された吸引冷媒とを混合させる昇圧用空間(30e)とを有するボデー(30)と、
     前記減圧用空間(30b)の内部および前記昇圧用空間(30e)の内部に配置される少なくとも一部を有し、前記減圧用空間(30b)から離れるに伴って断面積が拡大する円錐形状を有する通路形成部材(35)とを備え、
     前記ボデー(30)のうち前記減圧用空間(30b)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記旋回空間(30a)から流出した冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路(13a)であり、
     前記ボデー(30)のうち前記昇圧用空間(30e)を形成する部位の内周面と前記通路形成部材(35)の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザとして機能するディフューザ通路(13c)であり、
     前記ディフューザ通路(13c)は、前記通路形成部材(35)の軸方向に垂直な断面において環形状を有しており、
     さらに、前記ボデー(30)は、前記昇圧用空間(30e)から流出した冷媒の気液を遠心力の作用によって分離する気液分離空間(30f)と、前記気液分離空間(30f)にて分離された液相冷媒を前記蒸発器側へ流出させる複数の液相冷媒流出通路(30i)とを有しているエジェクタ。
  2.  前記気液分離空間(30f)は、前記通路形成部材(35)と同軸上に配置された回転体形状を有しており、
     前記気液分離空間(30f)の軸方向に垂直な断面において、前記複数の液相冷媒流出通路(30i)は、前記気液分離空間(30f)の軸中心に対して互いに対象に配置されている請求項1に記載のエジェクタ。
  3.  前記気液分離空間(30f)は、前記通路形成部材(35)と同軸上に配置された回転体形状に形成されており、
     前記気液分離空間(30f)内から前記液相冷媒流出通路(30i)への冷媒の流れ方向が、前記気液分離空間(30f)の内周壁面の接線方向となっている請求項1に記載のエジェクタ。
  4.  前記気液分離空間(30f)の軸方向に垂直な断面において、前記気液分離空間(30f)内に開口する前記複数の液相冷媒流出通路(30i)の入口部は、前記気液分離空間(30f)の軸中心に対して等角度間隔で配置されている請求項2または3に記載のエジェクタ。
  5.  さらに、前記ボデー(30)は、外部から前記吸引用通路(13b)内へ冷媒を流入させる複数の冷媒吸引口(31b、31c)を有している請求項1ないし4のいずれか1つに記載のエジェクタ。
  6.  前記複数の液相冷媒流出通路(30i)の数量と前記複数の冷媒吸引口(31b、31c)の数量が互いに異なっている請求項5に記載のエジェクタ。
  7.  前記複数の液相冷媒流出通路(30i)のうち少なくとも1つの通路圧損が、他の通路圧損と異なっている請求項1ないし6のいずれか1つに記載のエジェクタ。
  8.  前記ディフューザ通路(13c)から流出する冷媒が前記通路形成部材(35)の軸周りに旋回することを促進する旋回促進部(38)をさらに備える請求項1ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ。
  9.  前記ディフューザ通路(13c)を流通する冷媒は、前記通路形成部材(35)の軸周りに旋回している請求項1ないし8のいずれか1つに記載のエジェクタ。
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