WO2016031157A1 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to an ejector-type refrigeration cycle including an ejector as a refrigerant decompression device.
- an ejector-type refrigeration cycle which is a vapor compression refrigeration cycle apparatus including an ejector as a refrigerant decompression device, is known.
- the refrigerant flowing out of the evaporator is sucked from the refrigerant suction port of the ejector by the suction action of the high-speed jet refrigerant ejected from the nozzle portion of the ejector, and the diffuser portion (pressure boosting portion) of the ejector ), The pressure of the mixed refrigerant of the injected refrigerant and the suction refrigerant is increased and sucked into the compressor.
- the pressure of the suction refrigerant can be increased as compared with a normal refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant evaporation pressure in the evaporator and the pressure of the suction refrigerant sucked into the compressor are substantially equal. Therefore, in the ejector-type refrigeration cycle, the power consumption of the compressor can be reduced and the coefficient of performance (COP) of the cycle can be improved.
- COP coefficient of performance
- Patent Document 1 discloses an ejector (hereinafter referred to as an ejector module) in which a gas-liquid separator (gas-liquid separator) is integrally formed.
- the suction port side of the compressor is connected to the gas-phase refrigerant outlet through which the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separation device flows out, and the gas-liquid separation device separates it.
- the pressure of the suction refrigerant is higher than that in a normal refrigeration cycle apparatus, so the density of the suction refrigerant is increased and the flow rate (mass flow rate) of the suction refrigerant is likely to increase. For this reason, in the ejector-type refrigeration cycle, the pressure loss that occurs when the suction refrigerant flows through the suction pipe tends to increase.
- the suction pipe is a refrigerant pipe connected to the suction port of the compressor.
- a refrigerant pipe that connects a gas-phase refrigerant outlet of an ejector module and a suction port of a compressor serves as a suction pipe.
- This indication aims at providing the ejector type refrigerating cycle which can fully acquire the COP improvement effect in view of the above-mentioned point.
- the ejector refrigeration cycle includes a compressor, a radiator, an ejector module, an evaporator, an intake pipe, and an outlet pipe.
- the compressor compresses and discharges the refrigerant
- the radiator dissipates the refrigerant discharged from the compressor.
- the ejector module includes a nozzle part that decompresses the refrigerant that has flowed out of the radiator, a refrigerant suction port that sucks the refrigerant by a suction action of the high-speed jet refrigerant that is jetted from the nozzle part, and a suction that is sucked from the jet refrigerant and the refrigerant suction port
- a pressure-increasing unit for mixing and increasing the pressure of the refrigerant, a gas-liquid separating unit for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the pressure-increasing unit, and a gas-phase refrigerant outlet for flowing out the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separating unit It has a body part.
- the evaporator evaporates the liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separation unit.
- the suction pipe connects the gas-phase refrigerant outlet and the compressor inlet, and the outlet pipe connects the refrigerant outlet and the refrigerant inlet of the evaporator.
- the suction pipe and the outlet pipe are configured such that the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the suction pipe is smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the outlet pipe.
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the suction pipe is set smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the outlet pipe, the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle can be sufficiently obtained. it can.
- the refrigerant flowing out from the refrigerant outlet of the evaporator is sucked into the refrigerant suction port via the outlet pipe by the refrigerant suction action of the ejector module. Accordingly, the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing through the outlet pipe is smaller than the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing through the suction pipe.
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the suction pipe is smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the outlet pipe, the refrigerant pressure immediately before being sucked into the compressor is greatly reduced. Can be suppressed. As a result, the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle can be sufficiently obtained.
- the ejector refrigeration cycle includes a compressor, a radiator, an ejector module, an evaporator, an intake pipe, and an outlet pipe.
- the compressor compresses and discharges the refrigerant
- the radiator dissipates the refrigerant discharged from the compressor.
- the ejector module includes a nozzle part that decompresses the refrigerant that has flowed out of the radiator, a refrigerant suction port that sucks the refrigerant by a suction action of the high-speed jet refrigerant that is jetted from the nozzle part, and a suction that is sucked from the jet refrigerant and the refrigerant suction port
- a pressure-increasing unit for mixing and increasing the pressure of the refrigerant, a gas-liquid separating unit for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the pressure-increasing unit, and a gas-phase refrigerant outlet for flowing out the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separating unit It has a body part.
- the evaporator evaporates the liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separation unit.
- the suction pipe connects the gas-phase refrigerant outlet and the compressor inlet, and the outlet pipe connects the refrigerant outlet and the refrigerant inlet of the evaporator.
- the length of the suction pipe is shorter than the length of the outlet pipe.
- the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle can be sufficiently obtained as in the first aspect.
- pipe length the total length of the center line of the pipe formed in a straight line or a curved line can be adopted. Therefore, “pipe length” can also be expressed as “flow channel length”.
- the “pipe” is not limited to those formed by a tubular member, and any member other than a tube (for example, a block-like member, a joint-like member) may be used as long as it is a member that forms a flow path through which a refrigerant flows. It is also meant to include those formed by the member.
- the ejector refrigeration cycle includes a compressor, a radiator, a branching unit, a first ejector module, a first evaporator, a second ejector module, and a second evaporator.
- the compressor compresses and discharges the refrigerant
- the radiator dissipates the refrigerant discharged from the compressor.
- a branch part branches the flow of the refrigerant
- the first ejector module includes a first nozzle that depressurizes one of the refrigerant branched at the branch, and a first refrigerant that sucks the refrigerant by a suction action of the high-speed first jet refrigerant injected from the first nozzle part.
- First suction unit for boosting the pressure by mixing the first suction refrigerant sucked from the suction port, the first injection refrigerant and the first refrigerant suction port, and the first gas for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the first pressure boosting unit
- a liquid separator a first gas-phase refrigerant outlet for letting out the gas-phase refrigerant separated in the first gas-liquid separator, and a first liquid for letting out the liquid-phase refrigerant separated in the first gas-liquid separator
- the first evaporator evaporates the liquid phase refrigerant separated by the first gas-liquid separation unit.
- the second ejector module includes a second nozzle that depressurizes the other refrigerant branched at the branching portion, and a second refrigerant that sucks the refrigerant by a suction action of the high-speed second jet refrigerant injected from the second nozzle portion.
- a second air pressure unit that separates the gas and liquid of the refrigerant that has flowed out of the suction port, the second pressure increasing unit that increases the pressure by mixing the second injection refrigerant and the second suction refrigerant sucked from the second refrigerant suction port, and the second pressure increasing unit.
- a liquid separation unit, a second gas-phase refrigerant outlet through which the gas-phase refrigerant separated by the second gas-liquid separation unit flows out, and a second liquid through which the liquid-phase refrigerant separated by the second gas-liquid separation unit flows out A second body portion having a phase refrigerant outlet.
- the liquid phase refrigerant separated in the second vaporizer second gas-liquid separation unit is evaporated.
- the first suction pipe connects the first gas phase refrigerant outlet and the suction port of the compressor, and connects the refrigerant outlet of the first outlet pipe first evaporator and the first refrigerant suction port.
- the second suction pipe connects the second gas phase refrigerant outlet and the compressor inlet, and the second outlet pipe connects the refrigerant outlet and second refrigerant inlet of the second evaporator.
- the first inlet pipe connects the first liquid phase refrigerant outlet and the refrigerant inlet of the first evaporator, and the second inlet pipe connects the second liquid phase refrigerant outlet and the refrigerant inlet of the second evaporator.
- the first suction pipe and the first outlet pipe are configured such that the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the first suction pipe is smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the first outlet pipe.
- the second suction pipe and the second outlet pipe are configured such that the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the second suction pipe is smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the second outlet pipe.
- At least one of the first outlet pipe and the second outlet pipe includes an outer pipe of a double pipe.
- At least one of the first inlet pipe and the second inlet pipe includes a double pipe inner pipe.
- a cycle in which the first evaporator and the second evaporator are connected in parallel to the compressor can be configured, and the first and second evaporators cool different cooling target fluids. be able to.
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the first suction pipe is set smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the first outlet pipe
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the second suction pipe is It is set to be smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the second outlet pipe. Therefore, the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle can be sufficiently obtained as in the first aspect.
- At least one of the first outlet pipe and the second outlet pipe includes an outer pipe of the double pipe, and at least one of the first inlet pipe and the second inlet pipe is an inner side of the double pipe. Includes a tube.
- the refrigerant flowing through at least one of the refrigerants flowing into the first and second evaporators absorbs heat from the outside air and raises the enthalpy.
- the refrigerant flowing through at least one of the refrigerants flowing into the first and second evaporators absorbs heat from the outside air and raises the enthalpy.
- the “double pipe” is a pipe having two pipes with different diameters and an inner pipe with a small diameter arranged inside the outer pipe with a large diameter. Accordingly, the “double pipe” is a pipe in which a flow path through which fluid (refrigerant) flows is formed on the inner peripheral side of the inner pipe and the inner peripheral side of the outer pipe and on the outer peripheral side of the inner pipe. .
- the ejector refrigeration cycle includes a compressor, a radiator, a branching unit, a first ejector module, a first evaporator, a second ejector module, and a second evaporator.
- the compressor compresses and discharges the refrigerant
- the radiator dissipates the refrigerant discharged from the compressor.
- a branch part branches the flow of the refrigerant
- the first ejector module includes a first nozzle that depressurizes one of the refrigerant branched at the branch, and a first refrigerant that sucks the refrigerant by a suction action of the high-speed first jet refrigerant injected from the first nozzle part.
- First suction unit for boosting the pressure by mixing the first suction refrigerant sucked from the suction port, the first injection refrigerant and the first refrigerant suction port, and the first gas for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the first pressure boosting unit
- a liquid separator a first gas-phase refrigerant outlet for letting out the gas-phase refrigerant separated in the first gas-liquid separator, and a first liquid for letting out the liquid-phase refrigerant separated in the first gas-liquid separator
- the first evaporator evaporates the liquid phase refrigerant separated by the first gas-liquid separation unit.
- the second ejector module includes a second nozzle that depressurizes the other refrigerant branched at the branching portion, and a second refrigerant that sucks the refrigerant by a suction action of the high-speed second jet refrigerant injected from the second nozzle portion.
- a second air pressure unit that separates the gas and liquid of the refrigerant that has flowed out of the suction port, the second pressure increasing unit that increases the pressure by mixing the second injection refrigerant and the second suction refrigerant sucked from the second refrigerant suction port, and the second pressure increasing unit.
- a liquid separation unit, a second gas-phase refrigerant outlet through which the gas-phase refrigerant separated by the second gas-liquid separation unit flows out, and a second liquid through which the liquid-phase refrigerant separated by the second gas-liquid separation unit flows out A second body portion having a phase refrigerant outlet.
- the liquid phase refrigerant separated in the second vaporizer second gas-liquid separation unit is evaporated.
- the first suction pipe connects the first gas phase refrigerant outlet and the suction port of the compressor, and connects the refrigerant outlet of the first outlet pipe first evaporator and the first refrigerant suction port.
- the second suction pipe connects the second gas phase refrigerant outlet and the compressor inlet
- the second outlet pipe connects the refrigerant outlet and second refrigerant inlet of the second evaporator.
- the first inlet pipe connects the first liquid phase refrigerant outlet and the refrigerant inlet of the first evaporator
- the second inlet pipe connects the second liquid phase refrigerant outlet and the refrigerant inlet of the second evaporator.
- the length of the first suction pipe is shorter than the length of the first outlet pipe
- the length of the second suction pipe is shorter than the length of the second outlet pipe.
- At least one of the first outlet pipe and the second outlet pipe includes an outer pipe of a double pipe.
- At least one of the first inlet pipe and the second inlet pipe includes a double pipe inner pipe.
- different cooling target fluids can be cooled by the first and second evaporators.
- the length of the first suction pipe is shorter than the length of the first outlet pipe, and the length of the second suction pipe is shorter than the length of the second outlet pipe.
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the first suction pipe can be easily made smaller than the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the first outlet pipe, and the pressure generated in the refrigerant flowing through the second suction pipe.
- the loss can be easily made smaller than the pressure loss that occurs in the refrigerant flowing through the second outlet pipe.
- At least one of the first outlet pipe and the second outlet pipe includes an outer pipe of the double pipe, and at least one of the first inlet pipe and the second inlet pipe is an inner side of the double pipe. Includes a tube. Therefore, similarly to the third aspect, it is possible to suppress a decrease in the refrigerating capacity exhibited in at least one of the first and second evaporators.
- the fluid to be cooled in the ejector refrigeration cycle 10 is blown air.
- 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 refrigerant critical pressure.
- 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 compressor 11 sucks refrigerant and discharges it until it becomes high-pressure refrigerant.
- the compressor 11 is disposed in an engine room together with an internal combustion engine (engine) (not shown) that outputs a driving force for traveling the vehicle.
- the compressor 11 is driven by a rotational driving force output from the engine via a pulley, a belt, and the like.
- a variable displacement compressor configured to adjust the refrigerant discharge capacity by changing the discharge capacity is adopted as the compressor 11.
- the discharge capacity (refrigerant discharge capacity) of the compressor 11 is controlled by a control current output to a discharge capacity control valve of the compressor 11 from a control device described later.
- the engine room in this embodiment is an outdoor space in which the engine is accommodated, and is a space surrounded by a vehicle body, a firewall 50 described later, and the like.
- the engine room is sometimes called the engine compartment.
- a refrigerant inlet of the condensing part 12a of the radiator 12 is connected to the discharge port of the compressor 11 via an upstream high-pressure pipe 15a.
- 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 arranged on the vehicle front side in the engine room.
- the radiator 12 of the present embodiment causes heat exchange between the high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 and the outside air blown from the cooling fan 12d, and dissipates the high-pressure gas-phase refrigerant to condense.
- the condensing unit 12a, the receiver 12b that separates the gas-liquid refrigerant flowing out from the condensing unit 12a and stores excess liquid-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant that flows out from the receiver unit 12b and the outside air blown from the cooling fan 12d. It is configured as a so-called subcool type condenser having a supercooling section 12c that performs heat exchange and supercools the liquid phase refrigerant.
- the cooling fan 12d is an electric blower whose rotation speed (amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.
- a refrigerant inlet 31a of the ejector module 13 is connected to a refrigerant outlet of the supercooling portion 12c of the radiator 12 via a downstream high-pressure pipe 15b.
- the ejector module 13 functions as a refrigerant pressure reducing device for reducing the pressure of the supercooled high-pressure liquid-phase refrigerant that has flowed out of the radiator 12 and flowing it downstream, and by the suction action of the refrigerant flow injected at a high speed. It functions as a refrigerant circulation device (refrigerant transport device) that sucks (transports) and circulates the refrigerant flowing out of the evaporator 14 described later. Furthermore, the ejector module 13 of the present embodiment also has a function as a gas-liquid separation device that separates the gas-liquid of the decompressed refrigerant.
- the ejector module 13 of the present embodiment is configured as a “gas-liquid separator integrated ejector” or “ejector with a gas-liquid separation function”.
- a configuration in which the ejector and the gas-liquid separator are integrated This is expressed using the term ejector module.
- the ejector module 13 is disposed in the engine room together with the compressor 11 and the radiator 12.
- the up and down arrows in FIG. 1 indicate the up and down directions when the ejector module 13 is mounted on the vehicle, and the up and down directions when other components are mounted on the vehicle It is not limited to.
- the ejector module 13 of the present embodiment includes a body portion 30 configured by combining a plurality of constituent members.
- the body part 30 is formed of a prismatic or cylindrical metal or resin.
- the body portion 30 is formed with a plurality of refrigerant inlets, a plurality of internal spaces, and the like.
- a refrigerant inflow port 31 a that causes the refrigerant that has flowed out from the radiator 12 to flow into the inside
- a refrigerant suction port 31 b that sucks in the refrigerant that has flowed out from the evaporator 14, and the body part 30.
- the liquid-phase refrigerant outlet 31c that causes the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f formed inside the refrigerant to flow out to the refrigerant inlet side of the evaporator 14 and the vapor phase separated in the gas-liquid separation space 30f
- a gas-phase refrigerant outlet 31d for allowing the refrigerant to flow out to the suction side of the compressor 11 is formed.
- the internal space formed in the body 30 includes a swirl space 30a for swirling the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet 31a, a decompression space 30b for depressurizing the refrigerant flowing out of the swirl space 30a, and a decompression space 30b.
- a pressurizing space 30e for allowing the refrigerant that has flowed out of the air to flow in, a gas-liquid separation space 30f for separating the gas and liquid of the refrigerant that has flowed out of the pressurizing space 30e, and the like are formed.
- the swirl space 30a and the gas-liquid separation space 30f are formed in a substantially cylindrical rotating body shape.
- the decompression space 30b and the pressure increase space 30e are formed in a substantially truncated cone-shaped rotating body shape that gradually expands from the swirl space 30a side toward the gas-liquid separation space 30f side.
- the central axes of these spaces are all arranged coaxially.
- 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.
- the body portion 30 is formed with a suction passage 13b that guides the refrigerant sucked from the refrigerant suction port 31b to the downstream side of the refrigerant flow in the decompression space 30b and to the upstream side of the refrigerant flow in the pressurization space 30e. Yes.
- a passage forming member 35 is disposed inside the pressure reducing space 30b and the pressure increasing space 30e.
- the passage forming member 35 is formed in a substantially conical shape that spreads toward the outer peripheral side as it is separated from the decompression space 30b, and the central axis of the passage formation member 35 is also arranged coaxially with the central axis of the decompression space 30b and the like. ing.
- the shape of the vertical cross section in the axial direction is annular (circular) between the inner peripheral surface of the portion forming the decompression space 30b and the pressurization space 30e of the body portion 30 and the conical side surface of the passage forming member 35.
- a doughnut-shaped refrigerant passage excluding a small-diameter circular shape arranged coaxially.
- the refrigerant passage formed between the portion forming the decompression space 30b of the body portion 30 and the portion on the top side of the conical side surface of the passage forming member 35 is directed toward the downstream side of the refrigerant flow. It is formed in a shape that narrows the cross-sectional area of the passage. Due to this shape, the refrigerant passage constitutes a nozzle passage 13a that functions as a nozzle portion that is isentropically decompressed and ejected.
- the nozzle passage 13a of the present embodiment gradually reduces the passage cross-sectional area from the inlet side of the nozzle passage 13a toward the minimum passage area portion, and from the minimum passage area portion to the outlet side of the nozzle passage 13a. It is formed in a shape that gradually increases the cross-sectional area of the passage. That is, in the nozzle passage 13a of the present embodiment, the refrigerant passage cross-sectional area changes in the same manner as a so-called Laval nozzle.
- the refrigerant passage formed between the portion forming the pressure increasing space 30e of the body portion 30 and the downstream portion of the conical side surface of the passage forming member 35 gradually increases the passage cross-sectional area toward the downstream side of the refrigerant flow. It is formed in a shape to enlarge. Due to this shape, this refrigerant passage constitutes a diffuser passage 13c that functions as a diffuser portion (pressure increase portion) for mixing and increasing the pressure of the refrigerant injected from the nozzle passage 13a and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 31b. is doing.
- an element 37 as a driving device is disposed inside the body portion 30 to change the passage cross-sectional area of the minimum passage area portion of the nozzle passage 13a by displacing the passage forming member 35. More specifically, the element 37 has a diaphragm that is displaced according to the temperature and pressure of the refrigerant (that is, the refrigerant flowing out of the evaporator 14) flowing through the suction passage 13b. Then, the displacement of the diaphragm is transmitted to the passage forming member 35 through the operating rod 37a, so that the passage forming member 35 is displaced in the vertical direction.
- the element 37 displaces the passage forming member 35 in a direction (vertical lower side) in which the passage cross-sectional area of the minimum passage area portion is increased as the temperature (superheat degree) of the refrigerant flowing out of the evaporator 14 increases.
- the element 37 displaces the passage forming member 35 in a direction (vertical direction upper side) in which the passage cross-sectional area of the minimum passage area portion is reduced as the temperature (superheat degree) of the refrigerant flowing out of the evaporator 14 decreases. .
- the element 37 displaces the passage forming member 35 according to the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator 14 in this way, whereby the degree of superheat of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 14 approaches a predetermined reference superheat degree.
- the passage cross-sectional area of the minimum passage area portion of the nozzle passage 13a is adjusted.
- the gas-liquid separation space 30 f is disposed below the passage forming member 35.
- the gas-liquid separation space 30f is a centrifugal-type gas-liquid separation unit that turns the refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c around the central axis and separates the gas-liquid of the refrigerant 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. .
- the refrigerating machine oil in the separated liquid-phase refrigerant is connected to the gas-liquid separation space 30f and the gas-phase refrigerant outlet 31d.
- An oil return hole 31e for returning to the phase refrigerant passage side is formed.
- an orifice 31i as a pressure reducing device for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the evaporator 14 is disposed in the liquid phase refrigerant passage connecting the gas-liquid separation space 30f and the liquid phase refrigerant outlet 31c.
- the suction port of the compressor 11 is connected to the gas-phase refrigerant outlet 31d of the ejector module 13 through the suction pipe 15c.
- the refrigerant inlet of the evaporator 14 is connected to the liquid phase refrigerant outlet 31c via an inlet pipe 15d.
- the evaporator 14 performs heat exchange between the low-pressure refrigerant decompressed by the ejector module 13 and the blown air blown from the blower 42 into the vehicle interior, thereby evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect. It is a vessel. Furthermore, the evaporator 14 is arrange
- the vehicle according to the present embodiment is provided with a firewall 50 as a partition plate that partitions the vehicle compartment from the engine room outside the vehicle compartment.
- the firewall 50 also has a function of reducing heat, sound, etc. transmitted from the engine room to the vehicle interior, and is sometimes referred to as a dash panel.
- the indoor air-conditioning unit 40 is arrange
- a refrigerant suction port 31b of the ejector module 13 is connected to the refrigerant outlet of the evaporator 14 via an outlet pipe 15e.
- the ejector module 13 is arranged in the engine room (outdoor space) as described above, the inlet pipe 15d and the outlet pipe 15e are arranged so as to penetrate the firewall 50.
- the firewall 50 is provided with a circular or rectangular through hole 50a penetrating the engine room side and the vehicle interior (interior space) side. Further, the inlet pipe 15 d and the outlet pipe 15 e are integrated by being connected to the connector 51. The inlet pipe 15d and the outlet pipe 15e are arranged so as to penetrate the through hole 50a in a state where they are integrated by the connector 51.
- the connector 51 is positioned on the inner peripheral side or in the vicinity of the through hole 50a.
- a packing 52 formed of an elastic member is disposed in the gap between the outer peripheral side of the connector 51 and the opening edge of the through hole 50a.
- the packing 52 is formed of ethylene propylene diene copolymer rubber (EPDM), which is a rubber material having excellent heat resistance.
- the upstream side high pressure for circulating the high-pressure refrigerant has a pipe diameter (passage cross-sectional area) as the suction pipe 15c, the inlet pipe 15d, and the outlet pipe 15e for circulating the low-pressure refrigerant.
- a pipe having a larger diameter than the pipe 15a and the downstream high-pressure pipe 15b (passage cross-sectional area) is employed.
- pipes having the same pipe diameter (passage cross-sectional area) are adopted as the suction pipe 15c, the inlet pipe 15d, and the outlet pipe 15e.
- the length of the suction pipe 15c is shorter than the length of the outlet pipe 15e.
- the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the suction pipe 15c is smaller than the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the outlet pipe 15e.
- the length of the suction pipe 15c of this embodiment is 10 m (meters) or less, similar to the length of the suction pipe for a normal refrigeration cycle apparatus used in a general vehicle air conditioner.
- the length of the pipe in the present embodiment is the total length of the center line of the pipe formed in a linear or curved shape. Therefore, the length of the pipe can also be expressed as the flow path length.
- the pipe in the present embodiment is not limited to a pipe formed by a tubular member, and is formed by a member having a shape other than a tube like the connector 51 as long as it is a member that forms a flow path through which a refrigerant flows. Including meanings.
- the length of the outlet pipe 15e of the present embodiment is the length of the pipe from the refrigerant outlet of the evaporator 14 to the refrigerant suction port 31b of the ejector module 13, and the refrigerant suction port of the ejector module 13 from the connector 51. It is not the length of the pipe leading to 31b.
- the indoor air conditioning unit 40 is for blowing out the blown air whose temperature has been adjusted by the ejector refrigeration cycle 10 into the vehicle interior, and is disposed inside the instrument panel (instrument panel) at the forefront of the vehicle interior. Furthermore, the indoor air conditioning unit 40 is configured by housing a blower 42, an evaporator 14, a heater core 44, an air mix door 46, and the like in a casing 41 that forms an outer shell thereof.
- the casing 41 forms an air passage for the blown air that is blown into the vehicle interior, and is formed of a resin (for example, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent strength.
- An inside / outside air switching device 43 as an inside / outside air switching device for switching and introducing the inside air (vehicle compartment air) and the outside air (vehicle compartment outside air) into the casing 41 is arranged on the most upstream side of the blast air flow in the casing 41. ing.
- the inside / outside air switching device 43 continuously adjusts the opening area of the inside air introduction port through which the inside air is introduced into the casing 41 and the outside air introduction port through which the outside air is introduced by the inside / outside air switching door.
- the air volume ratio is continuously changed.
- the inside / outside air switching door is driven by an electric actuator for the inside / outside air switching door, and the operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the control device.
- a blower (blower) 42 As a blower for blowing the air sucked through the inside / outside air switching device 43 toward the vehicle interior is arranged.
- the blower 42 is an electric blower that drives a centrifugal multiblade fan (sirocco fan) with an electric motor, and the number of rotations (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.
- the evaporator 14 and the heater core 44 are arranged in this order with respect to the flow of the blown air on the downstream side of the blower air flow of the blower 42.
- the evaporator 14 is disposed upstream of the blower air flow with respect to the heater core 44.
- the heater core 44 is a heat exchanger for heating that heats the blown air by exchanging heat between the engine coolant and the blown air that has passed through the evaporator 14.
- a cold air bypass passage 45 is formed in which the blown air that has passed through the evaporator 14 bypasses the heater core 44 and flows downstream.
- An air mix door 46 is disposed on the downstream side of the blowing air flow of the evaporator 14 and on the upstream side of the blowing air flow of the heater core 44.
- the air mix door 46 is an air volume ratio adjusting device that adjusts the air volume ratio between the air passing through the evaporator 14 and the air passing through the heater core 34 and the air passing through the cold air bypass passage 45.
- the air mix door 46 is driven by an electric actuator for driving the air mix door, and the operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the control device.
- the air mix door 46 adjusts the air volume ratio, thereby adjusting the temperature of the blown air (air conditioned air) mixed in the mixing space.
- an opening hole (not shown) for blowing the conditioned air mixed in the mixing space into the passenger compartment, which is the air-conditioning target space, is disposed in the most downstream portion of the blast air flow of the casing 41.
- the opening hole includes a face opening hole that blows air-conditioned air toward the upper body of the passenger in the passenger compartment, a foot opening hole that blows air-conditioned air toward the feet of the passenger, and an inner surface of the front window glass of the vehicle.
- the defroster opening hole which blows off air-conditioning wind toward is provided.
- the air flow downstream of these face opening holes, foot opening holes, and defroster opening holes is connected to the face air outlet, foot air outlet, and defroster air outlet provided in the vehicle interior via ducts that form air passages, respectively. Neither is shown).
- a face door for adjusting the opening area of the face opening hole a foot door for adjusting the opening area of the foot opening hole, and a defroster opening, respectively.
- a defroster door (both not shown) for adjusting the opening area of the hole is disposed.
- These face doors, foot doors, and defroster doors constitute an opening hole mode switching device that switches the opening hole mode, and are linked to an electric actuator for driving an outlet mode door via a link mechanism or the like. And rotated. The operation of this electric actuator is also controlled by a control signal output from the control device.
- 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 operation of the various electric actuators described above.
- control device includes an internal air temperature sensor for detecting the vehicle interior temperature (internal air temperature) Tr, an external air temperature sensor for detecting the external air temperature Tam, a solar radiation sensor for detecting the solar radiation amount As in the vehicle interior, and the air blown from the evaporator 14
- An evaporator temperature sensor that detects the temperature (evaporator temperature) Tefin, a coolant temperature sensor that detects the coolant temperature Tw of the engine coolant flowing into the heater core 44, and a pressure Pd of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11
- a sensor group for air conditioning control such as a discharge pressure sensor is connected, and detection values of these sensor groups are input.
- 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 there are provided an air conditioning operation switch for requesting air conditioning in the vehicle interior, a vehicle interior temperature setting switch for setting the vehicle interior preset temperature Tset, and the like.
- control device of the present embodiment is configured integrally with a control unit that controls the operation of various control target devices connected to the output side of the control device.
- a configuration (hardware and software) for controlling the operation constitutes a control unit of various control target devices.
- capacitance control valve of the compressor 11 comprises the discharge capacity control part.
- the control device executes the air conditioning control program stored in the storage circuit in advance.
- the detection signal of the above-mentioned sensor group for air conditioning control and the operation signal of the operation panel are read. Then, based on the read detection signal and operation signal, a target blowing temperature TAO that is a target temperature of the air blown into the vehicle interior is calculated.
- TAO Kset ⁇ Tset ⁇ Kr ⁇ Tr ⁇ Kam ⁇ Tam ⁇ Ks ⁇ As + C (F1)
- Tset is the vehicle interior set temperature set by the temperature setting switch
- Tr is the inside air temperature detected by the inside air temperature sensor
- Tam is the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor
- As is the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor.
- Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains
- C is a correction constant.
- the operating states of various control target devices connected to the output side of the control device are determined based on the calculated target blowing temperature TAO and the detection signal of the sensor group.
- the refrigerant discharge capacity of the compressor 11, that is, the control current output to the discharge capacity control valve of the compressor 11 is determined as follows. First, based on the target blowing temperature TAO, the target evaporator blowing temperature TEO of the blown air blown out from the evaporator 14 is determined with reference to a control map stored in advance in the storage circuit.
- the evaporator temperature Tefin approaches the target evaporator blowing temperature TEO.
- a control current output to the discharge capacity control valve of the compressor 11 is determined.
- the rotation speed of the blower 42 that is, the control voltage output to the blower 42 is determined based on the target blowing temperature TAO with reference to a control map stored in advance in the storage circuit. Specifically, the control voltage output to the electric motor is maximized in the extremely low temperature range (maximum cooling range) and the extremely high temperature range (maximum heating range) of the target blowing temperature TAO, and the blown air amount is controlled near the maximum amount. As the blowout temperature TAO approaches the intermediate temperature range, the amount of blown air is reduced.
- the control signal output to the opening of the air mix door 46 is based on the evaporator temperature Tefin and the cooling water temperature Tw.
- the temperature is determined so as to approach the target blowing temperature TAO.
- control device outputs the control signal determined as described above to various devices to be controlled. After that, until the operation of the vehicle air conditioner is requested, reading of the detection signal and operation signal described above at every predetermined control cycle ⁇ calculation of the target blowing temperature TAO ⁇ determination of operating states of various control target devices ⁇ control signal The control routine such as output is repeated.
- the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condensing part 12 a of the radiator 12.
- the refrigerant flowing into the condensing part 12a exchanges heat with the outside air blown from the cooling fan 12d, and dissipates heat to condense.
- the refrigerant condensed 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 outside air blown from the cooling fan 12d in the supercooling unit 12c, and further dissipates heat to become a supercooled liquid-phase refrigerant.
- the supercooled liquid-phase refrigerant that has flowed out of the supercooling portion 12 c of the radiator 12 passes through the nozzle passage 13 a formed between the inner peripheral surface of the decompression space 30 b of the ejector module 13 and the outer peripheral surface of the passage forming member 35.
- the isentropic pressure is reduced and injected.
- the refrigerant passage area in the minimum passage area portion 30m of the decompression space 30b is adjusted so that the superheat degree of the evaporator 14 outlet side refrigerant approaches the reference superheat degree.
- the refrigerant flowing out of the evaporator 14 is sucked into the ejector module 13 from the refrigerant suction port 31b by the suction action of the jetted refrigerant jetted from the nozzle passage 13a.
- the refrigerant injected from the nozzle passage 13a and the suction refrigerant sucked through the suction passage 13b flow into the diffuser passage 13c and join together.
- the kinetic energy of the refrigerant is converted into pressure energy by expanding the refrigerant passage area.
- the pressure of the mixed refrigerant rises while the injected refrigerant and the suction refrigerant are mixed.
- the refrigerant flowing out of the diffuser passage 13c is gas-liquid separated in the gas-liquid separation space 30f.
- the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f is decompressed by the orifice 30i and flows into the evaporator 14.
- the refrigerant that has flowed into the evaporator 14 absorbs heat from the blown air blown by the blower 42 and evaporates. Thereby, blowing air is cooled.
- the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation space 30f flows out from the gas-phase refrigerant outlet 31d, is sucked into the compressor 11, and is compressed again.
- the blown air cooled by the evaporator 14 flows into the ventilation passage and the cold air bypass passage 45 on the heater core 44 side according to the opening degree of the air mix door 46.
- the cold air that has flowed into the ventilation path on the heater core 44 side is reheated when passing through the heater core 44 and mixed with the cold air that has passed through the cold air bypass passage 45 in the mixing space. Then, the conditioned air whose temperature is adjusted in the mixing space is blown out from the mixing space into the vehicle compartment via each outlet.
- the air conditioning of the passenger compartment can be performed. Furthermore, according to the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the refrigerant whose pressure has been increased in the diffuser passage 13c is sucked into the compressor 11, so that the driving power of the compressor 11 can be reduced as compared with a normal refrigeration cycle apparatus. , Cycle efficiency (COP) can be improved.
- COP Cycle efficiency
- the normal refrigeration cycle apparatus is configured by connecting a compressor, a radiator, a decompression device (expansion valve), and an evaporator in a ring shape. Therefore, in a normal refrigeration cycle apparatus, the pressure of the refrigerant sucked into the compressor and the refrigerant evaporation pressure in the evaporator are substantially equal.
- the density of the refrigerant sucked into the compressor 11 is higher than that in a normal refrigeration cycle apparatus, and the flow rate (mass flow rate) of the suction refrigerant is likely to increase. For this reason, in the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, the pressure loss that occurs when the suction refrigerant flows through the suction pipe 15c is likely to increase.
- the length of the suction pipe 15c is shorter than the length of the outlet pipe 15e, and the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the suction pipe 15c is reduced.
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the outlet pipe 15e is set to be smaller. Therefore, the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle 10 can be sufficiently obtained.
- the refrigerant sucked from the refrigerant outlet of the evaporator 14 to the refrigerant suction port 31b via the outlet pipe 15e flows through the outlet pipe 15e by the refrigerant suction action of the ejector module 13.
- the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing through the outlet pipe 15e is smaller than the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing through the suction pipe 15c due to the suction and discharge action of the compressor 11.
- the pressure loss generated in the refrigerant flowing through the suction pipe 15c is sufficient. Can be lowered.
- the length of the suction pipe 15c is defined as Ls
- the length of the outlet pipe 15e is defined as Lo
- the pipe length ratio is defined as Ls / Lo.
- the ejector-type refrigeration cycle 10 when the length Ls of the suction pipe 15c is shorter than the length Lo of the outlet pipe 15e in the range where the length Ls of the suction pipe 15c is 10 m or less, COP can be improved as compared with the cycle apparatus. As a result, according to the ejector refrigeration cycle 10 of the present embodiment, a COP improvement effect can be sufficiently obtained.
- the length of the outlet pipe 15e and the length of the inlet pipe 15d are substantially equal. For this reason, if the length of the outlet pipe 15e is made longer than the length of the suction pipe 15c as in the ejector refrigeration cycle 10 of the first embodiment, the length of the inlet pipe 15d tends to be longer.
- the refrigerant (liquid phase refrigerant) flowing through the inlet pipe 15d easily absorbs heat in the engine room, and the enthalpy of the refrigerant flowing into the evaporator 14 increases. It becomes easy to do. For this reason, if the length of the inlet pipe 15d is increased, the refrigerating capacity exhibited by the evaporator 14 may be reduced.
- At least a part of the outlet pipe 15e and the inlet pipe 15d is constituted by a double pipe 150. More specifically, at least a part of the outlet pipe 15e is constituted by an outer pipe of the double pipe 150, and at least a part of the inlet pipe 15d is constituted by an inner pipe of the double pipe 150.
- the “double pipe” is a pipe having two pipes with different diameters and an inner pipe with a small diameter arranged inside the outer pipe with a large diameter.
- symbol is attached
- the ejector module 13 is illustrated more simply than FIG. 1 for clarity of illustration.
- Other configurations and operations of the ejector refrigeration cycle 10 are the same as those in the first embodiment.
- the air conditioning of the passenger compartment can be realized as in the first embodiment. Further, in the ejector refrigeration cycle 10, the refrigerant flows as shown by the thick solid arrows in FIG. 3, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
- At least a part of the outlet pipe 15e is constituted by the outer pipe of the double pipe 150, and at least a part of the inlet pipe 15d is formed of the double pipe 150. It consists of an inner tube.
- the evaporator 14 flowing in the inner peripheral side of the inner pipe in the double pipe 150 by the refrigerant flowing out of the evaporator 14 flowing in the outer peripheral side of the inner pipe and in the inner peripheral side of the outer pipe in the double pipe 150 can suppress that an inflow refrigerant
- the front-seat-side indoor air conditioning unit 40 that adjusts the temperature of the front-seat-side blown air that is mainly blown to the vehicle front-seat side in the ejector-type refrigeration cycle 10a shown in the overall configuration diagram of FIG.
- An example applied to a so-called dual type vehicle air conditioner that includes a rear seat side air conditioning unit 60 that adjusts the temperature of the rear seat side blown air that is blown to the vehicle rear seat side will be described.
- the ejector refrigeration cycle 10a of the present embodiment has a branching portion 16a that branches the flow of the refrigerant flowing out of the radiator 12. That is, the refrigerant inlet of the branch part 16a is connected to the refrigerant outlet of the supercooling part 12c of the radiator 12 via the downstream high-pressure pipe 15b.
- the branch portion 16a is configured by a three-way joint, and one of the three refrigerant inflow / outflow ports is used as the refrigerant inflow port, and the remaining two are used as the refrigerant outflow ports.
- the refrigerant inlet 31a of the ejector module 13 is connected to one refrigerant outlet of the branch part 16a via the front seat side high-pressure pipe 15f.
- the liquid-phase refrigerant outlet (first liquid-phase refrigerant outlet) 31c and the refrigerant suction port (first refrigerant suction port) 31b of the ejector module 13 are arranged in the indoor air conditioning unit 40.
- the evaporator 14 is connected.
- the temperature of the front-seat side blown air is mainly adjusted by the indoor air conditioning unit 40.
- the ejector module 13 is described as the front seat side ejector module 13
- the evaporator 14 is described as the front seat side evaporator (first evaporator) 14
- the pipe 15d is described as a front seat side inlet pipe (first inlet pipe) 15d
- the outlet pipe 15e is described as a front seat side outlet pipe (first outlet pipe) 15e
- the indoor air conditioning unit 40 is referred to as a front seat side indoor air conditioning unit. 40.
- the front seat side ejector module 13 has a first nozzle part that depressurizes one of the refrigerants branched at the branch part 16a, and a suction action of the high-speed first jet refrigerant that is jetted from the first nozzle part.
- a first refrigerant suction port that sucks the refrigerant
- a first pressure increase unit that boosts the pressure by mixing the first injection refrigerant and the first suction refrigerant sucked from the first refrigerant suction port, and a refrigerant that flows out of the first pressure increase unit
- a rear seat side refrigerant inlet 71a of the rear seat side ejector module 17 is connected to the other refrigerant outlet port of the branch portion 16a via a rear seat side high pressure pipe 15g.
- the basic configuration of the rear seat ejector module 17 is the same as that of the front seat ejector module 13.
- the rear seat side refrigerant inlet 71a, the rear seat side refrigerant suction port (second refrigerant suction port) 71b, and the rear seat side liquid are also provided in the body portion of the rear seat side ejector module 17 as in the front seat side ejector module 13.
- a phase refrigerant outlet (second liquid phase refrigerant outlet) 71c and a rear seat side gas phase refrigerant outlet (second gas phase refrigerant outlet) 71d are formed.
- the rear seat side ejector module 17 has a second nozzle part that depressurizes the other refrigerant branched by the branching part 16a, and a suction action of the high-speed second jet refrigerant that is jetted from the second nozzle part.
- the rear seat side ejector module 17 is arranged in the engine room together with the front seat side ejector module 13.
- the refrigerant flow of the rear seat side evaporator (second evaporator) 18 passes through the rear seat side inlet pipe (second inlet pipe) 15h to the rear seat side liquid refrigerant outlet 71c of the rear seat side ejector module 17.
- the entrance is connected.
- a refrigerant outlet of the rear seat side evaporator 18 is connected to a rear seat side refrigerant suction port 71b of the rear seat side ejector module 17 via a rear seat side outlet pipe (second outlet pipe) 15i.
- At least a part of the rear seat side outlet pipe 15i and the rear seat side inlet pipe 15h of the present embodiment is constituted by a double pipe 151 as shown in FIG. More specifically, at least a part of the rear seat side outlet pipe 15i of the present embodiment is constituted by an outer pipe of the double pipe 151, and at least a part of the rear seat side inlet pipe 15h is a double pipe. 151 of the inner tube.
- the rear seat evaporator 18 is accommodated inside the rear seat side air conditioning unit 60.
- the basic configuration of the rear seat side air conditioning unit 60 is the same as that of the front seat side air conditioning unit 40.
- the rear seat side air conditioning unit 60 is disposed on the rear side of the passenger compartment, and mainly adjusts the temperature of the rear seat side blown air.
- the rear seat side ejector module 17 is disposed in the engine room on the front side of the passenger compartment, and the indoor air conditioning unit 60 (rear seat side evaporator 18) is disposed on the rear side of the passenger compartment.
- the lengths of the rear seat side inlet pipe 15h and the rear seat side outlet pipe 15i are formed longer than the front seat side inlet pipe 15d and the front seat side outlet pipe 15e.
- the double pipe 151 constituting the rear seat side outlet pipe 15i and the rear seat side inlet pipe 15h is arranged on the lower side (under the floor) of the passenger compartment.
- one refrigerant inlet of the merging portion 16b is connected to the front seat gas phase refrigerant outlet (first gas phase refrigerant outlet) 31d of the front seat ejector module 13 through the front seat side suction pipe 15j. It is connected. Further, the other refrigerant inlet of the merging portion 16b is connected to the rear seat side gas-phase refrigerant outlet 71d of the rear seat side ejector module 17 through the rear seat side suction pipe 15k.
- the junction 16b is configured so that the refrigerant flowing out of the front seat gas phase refrigerant outlet 31d of the front seat ejector module 13 and the refrigerant flowing out of the rear seat gas phase refrigerant outlet 71d of the rear seat ejector module 17 The flow is merged, and the basic configuration is the same as that of the branch portion 16a.
- two of the three refrigerant inflow / outflow ports are used as the refrigerant inflow ports, and the remaining one is used as the refrigerant outflow port.
- the inlet of the compressor 11 is connected to the refrigerant outlet of the junction 16b via the inlet pipe 15c. Therefore, the front seat evaporator 14 and the rear seat evaporator 18 of this embodiment are connected in parallel to the compressor 11 as shown in FIG.
- the length of the first suction pipe from the front seat side gas-phase refrigerant outlet 31d to the suction port of the compressor 11 via the junction 16b (that is, the front seat side suction pipe 15j and the suction pipe). 15c is shorter than the front seat outlet pipe 15e.
- the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the first suction pipe is smaller than the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the front seat outlet pipe 15e.
- the length of the 1st suction piping of this embodiment is 10 m or less.
- the length of the second suction pipe from the rear seat side gas-phase refrigerant outlet 71d to the suction port of the compressor 11 via the junction 16b (that is, the rear seat side suction pipe 15k and the suction pipe). 15c is shorter than the rear seat side outlet pipe 15i.
- circulates 2nd suction piping is smaller than the pressure loss which arises when a refrigerant
- the suction pipe 15c serves as a common refrigerant flow path. Therefore, as the pressure loss that occurs when flowing through the first suction pipe, the pressure loss when the inlet on the rear seat side suction pipe 15k side of the merging portion 16b is closed may be employed. Further, as the pressure loss generated when the second suction pipe is circulated, the pressure loss when the inlet on the front seat side suction pipe 15j side of the merging portion 16b is closed may be employed.
- FIG. 4 the front seat side ejector module 13, the rear seat side ejector module 17, the front seat side indoor air conditioning unit 40, and the rear seat side indoor air conditioning unit 60 are shown in FIG. It is illustrated more simply than the configuration.
- the refrigerant flows in the ejector refrigeration cycle 10a as shown by the thick solid line arrows in FIG.
- the front seat side blowing air can be cooled by the front seat side evaporator 14 connected in parallel in the same manner as in the first embodiment, and the rear seat side evaporator 18 can cool the rear seat side blowing air. Can be cooled.
- the conditioned air whose temperature is adjusted is blown from the front seat side air conditioning unit 40 to the vehicle front seat side, and the air conditioned air whose temperature is adjusted is blown from the rear seat side air conditioning unit 60 to the vehicle rear seat side.
- the length of the first suction pipe is shorter than that of the front seat side outlet pipe 15e.
- the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the first suction pipe is set to be smaller than the pressure loss that occurs when the refrigerant flows through the front seat outlet pipe 15e.
- the length of the second suction pipe is shorter than the rear seat side outlet pipe 15i, and the pressure loss caused when the refrigerant flows through the second suction pipe causes the refrigerant to flow through the rear seat side outlet pipe 15i. It is set to be smaller than the pressure loss that occurs when Therefore, similarly to the first embodiment, it is possible to prevent the refrigerant pressure immediately before being sucked into the compressor 11 from greatly decreasing. As a result, the COP improvement effect of the ejector refrigeration cycle 10a can be sufficiently obtained.
- At least a part of the rear seat side outlet pipe 15i is constituted by an outer pipe of the double pipe 151, and at least a part of the rear seat side inlet pipe 15h is It is composed of an inner tube of the double tube 151.
- tube among the double pipes 151 distribute
- the length of the rear seat side inlet pipe 15h is longer than the length of the front seat side inlet pipe 15d.
- circulates the rear seat side inlet piping 15h tends to absorb heat from the outside rather than the refrigerant
- an opening / closing device that opens and closes the rear seat side high-pressure pipe 15g may be added. If the temperature of the rear-seat-side air is not adjusted, the rear-seat-side high-pressure pipe 15g may be closed by an opening / closing device. According to this, when the temperature adjustment of the rear-seat side blown air is not performed, the same cycle configuration as that of the first embodiment can be realized, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
- the length of the suction pipe 15c is shorter than the length of the outlet pipe 15e.
- the pressure loss that occurs in the suction pipe 15c is the pressure loss that occurs in the outlet pipe 15e. If it is smaller than this, the length of the suction pipe 15c may be longer than the length of the outlet pipe 15e.
- the suction pipe 15c when the suction pipe 15c is formed in a straight line and the outlet pipe 15e is formed in a meandering shape, the suction pipe 15c is longer than the length of the outlet pipe 15e.
- the pressure loss generated at 15c can be made smaller than the pressure loss generated at the outlet pipe 15e.
- first suction pipe ie, the front seat side suction pipe 15j and the suction pipe 15c
- the second suction pipe ie, the rear seat side suction pipe 15k
- the front seat side ejector module 13 is employed as a front seat side decompression device that decompresses the refrigerant flowing into the front seat evaporator 14, and the refrigerant flowing into the rear seat evaporator 18 is decompressed.
- a front seat side decompression device and a rear seat side decompression device is decompression devices other than an ejector (for example, temperature type expansion valve) You may comprise.
- the rear seat side outlet pipe 15i and the rear seat side inlet pipe 15h are described as the double pipe 151.
- the front seat side outlet pipe 15e and the front seat side inlet pipe 15d are described. May be composed of a double pipe.
- both the rear seat side outlet pipe 15i and the rear seat side inlet pipe 15h, and the front seat side outlet pipe 15e and the front seat side inlet pipe 15d may be constituted by double pipes.
- a front seat side inlet pipe 15d made of an inner pipe may be arranged inside a rear seat side outlet pipe 15i made of a double pipe outer pipe, or the front seat side inlet pipe 15d and the rear You may arrange
- a rear seat side inlet pipe 15h made of an inner pipe may be arranged inside a front seat side outlet pipe 15e made of an outer pipe, or the front seat side inlet pipe 15d and the rear seat side inlet Both pipes 15h may be arranged.
- the diameters (passage cross-sectional areas) of the rear seat outlet pipe 15i and the rear seat inlet pipe 15h, and the front seat outlet pipe 15e and the front seat inlet pipe 15d are not described. However, it is desirable to set at least the diameter of the rear seat outlet pipe 15i to be smaller than the diameter of the front seat outlet pipe 15e.
- Each component device constituting the ejector refrigeration cycle 10, 10a is not limited to the one disclosed in the above-described embodiment.
- the compressor 11 may be a fixed capacity compressor driven by a rotational driving force output from the engine via an electromagnetic clutch, a belt, or the like.
- the refrigerant discharge capacity may be adjusted by changing the operating rate of the compressor by the on / off of the electromagnetic clutch.
- an electric compressor that adjusts the refrigerant discharge capacity by changing the rotation speed of the electric motor may be adopted as the compressor 11.
- the ejector refrigeration cycle 10 according to the present disclosure is applied to a vehicle air conditioner
- the application of the ejector refrigeration cycle 10 according to the present disclosure is not limited thereto.
- the present invention may be applied to a freezer / refrigerator for a vehicle, or may be applied to a stationary air conditioner, a cold storage cabinet, and the like.
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Abstract
エジェクタ式冷凍サイクル(10)は、気液分離装置が一体的に構成されたエジェクタモジュール(13)を備える。エジェクタモジュール(13)の気相冷媒流出口(31d)と圧縮機(11)の吸入口とを接続する吸入配管(15c)の長さが、蒸発器(14)の冷媒流出口とエジェクタモジュール(13)の冷媒吸引口(31b)とを接続する出口配管(15e)の長さよりも短くなっている。これにより、冷媒が吸入配管(15c)を流通する際に生じる圧力損失を、冷媒が出口配管(15e)を流通する際に生じる圧力損失よりも低くできる。圧縮機(11)に吸入される直前の冷媒圧力が大きく低下してしまうことを抑制でき、エジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得られる。
Description
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、2014年8月28日に出願された日本特許出願2014-173725および、2015年7月8日に出願された日本特許出願2015-136733を基にしている。
本開示は、冷媒減圧装置としてエジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。
従来、冷媒減圧装置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であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。
この種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から噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器から流出した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口から吸引し、エジェクタのディフューザ部(昇圧部)にて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させて圧縮機へ吸入させる。
これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、吸入冷媒の圧力を上昇させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクルでは、圧縮機の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)の向上を狙うことができる。
さらに、特許文献1には、気液分離装置(気液分離部)が一体的に構成されたエジェクタ(以下、エジェクタモジュールと記載する)が開示されている。
この特許文献1のエジェクタモジュールによれば、気液分離装置にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口に圧縮機の吸入口側を接続し、気液分離装置にて分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口に蒸発器の冷媒流入口側を接続し、さらに、冷媒吸引口に蒸発器の冷媒流出口側を接続することによって、極めて容易にエジェクタ式冷凍サイクルを構成することができる。
上述の如く、エジェクタ式冷凍サイクルでは、通常の冷凍サイクル装置よりも吸入冷媒の圧力が上昇するので、吸入冷媒の密度が上昇して吸入冷媒の流量(質量流量)が増加しやすい。このため、エジェクタ式冷凍サイクルでは、吸入冷媒が吸入配管を流通する際に生じる圧力損失が増加しやすい。
さらに、この圧力損失は吸入配管の長さが長くなるに伴って増加する。従って、エジェクタ式冷凍サイクルでは、通常の冷凍サイクル装置よりも吸入配管の長さに対するCOPの低下度合が大きくなってしまう場合がある。なお、吸入配管とは、圧縮機の吸入口に接続される冷媒配管である。例えば、特許文献1では、エジェクタモジュールの気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続する冷媒配管が吸入配管となる。
このため、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、通常の冷凍サイクル装置に用いられる既存の吸入配管をそのまま適用すると、吸入配管にて生じる圧力損失によって、圧縮機に吸入される直前の冷媒圧力が低下してしまうことがある。その結果、上述したエジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得ることができなくなるおそれがある。
本開示は、上記点に鑑み、COP向上効果を充分に得ることのできるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することを目的とする。
本開示の第1態様によると、エジェクタ式冷凍サイクルは、圧縮機と、放熱器と、エジェクタモジュールと、蒸発器と、吸入配管と、出口配管と、を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出し、放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。エジェクタモジュールは、放熱器から流出した冷媒を減圧させるノズル部、ノズル部から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口、噴射冷媒と冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部、昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部、および気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口を備えるボデー部を有する。蒸発器は、気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる。吸入配管は、気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続し、出口配管は、蒸発器の冷媒流出口と冷媒吸引口とを接続する。吸入配管と出口配管は、吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように構成されている。
これによれば、吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さく設定されているので、エジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得ることができる。
より詳細には、蒸発器の冷媒流出口から流出した冷媒は、エジェクタモジュールの冷媒吸引作用によって、出口配管を介して冷媒吸引口へ吸引される。従って、出口配管を流通する冷媒の流量(質量流量)は、吸入配管を流通する冷媒の流量(質量流量)よりも少なくなる。
従って、吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように設定しておくことで、圧縮機に吸入される直前の冷媒圧力が大きく低下してしまうことを抑制できる。その結果、エジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得ることができる。
本開示の第2態様によると、エジェクタ式冷凍サイクルは、圧縮機と、放熱器と、エジェクタモジュールと、蒸発器と、吸入配管と、出口配管と、を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出し、放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。エジェクタモジュールは、放熱器から流出した冷媒を減圧させるノズル部、ノズル部から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口、噴射冷媒と冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部、昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部、および気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口を備えるボデー部を有する。蒸発器は、気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる。吸入配管は、気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続し、出口配管は、蒸発器の冷媒流出口と冷媒吸引口とを接続する。吸入配管の長さが、出口配管の長さよりも短くなっている。
これによれば、吸入配管の長さが出口配管の長さよりも短くなっているので、吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失を、容易に出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくすることができる。従って、上記第1態様と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得ることができる。
ここで、「配管の長さ」としては、直線状あるいは曲線状に形成される配管の中心線の合計長さを採用することができる。従って、「配管の長さ」は、「流路長さ」と表現することもできる。また、「配管」とは、管状の部材で形成されたものに限定されず、冷媒が流通する流路を形成する部材であれば管状以外の形状の部材(例えば、ブロック状の部材、ジョイント状の部材)によって形成されたものも含む意味である。
本開示の第3態様によると、エジェクタ式冷凍サイクルは、圧縮機と、放熱器と、分岐部と、第1エジェクタモジュールと、第1蒸発器と、第2エジェクタモジュールと、第2蒸発器と、第1吸入配管と、第1出口配管と、第2吸入配管と、第2出口配管と、第1入口配管と、第2入口配管と、を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出し、放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。分岐部は、放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する。第1エジェクタモジュールは、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1ノズル部、第1ノズル部から噴射される高速度の第1噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第1冷媒吸引口、第1噴射冷媒と第1冷媒吸引口から吸引された第1吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第1昇圧部、第1昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第1気液分離部、第1気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第1気相冷媒流出口、および第1気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第1液相冷媒流出口を備える第1ボデー部を有する。第1蒸発器は、第1気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる。第2エジェクタモジュールは、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2ノズル部、第2ノズル部から噴射される高速度の第2噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第2冷媒吸引口、第2噴射冷媒と第2冷媒吸引口から吸引された第2吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第2昇圧部、第2昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第2気液分離部、第2気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第2気相冷媒流出口、および第2気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第2液相冷媒流出口を備える第2ボデー部を有する。第2蒸発器第2気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる。第1吸入配管は、第1気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続し、第1出口配管第1蒸発器の冷媒流出口と第1冷媒吸引口とを接続する。第2吸入配管は、第2気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続し、第2出口配管は、第2蒸発器の冷媒流出口と第2冷媒吸引口とを接続する。第1入口配管は、第1液相冷媒流出口と第1蒸発器の冷媒流入口とを接続し、第2入口配管は、第2液相冷媒流出口と第2蒸発器の冷媒流入口とを接続する。第1吸入配管と第1出口配管は、第1吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第1出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように構成されている。第2吸入配管と第2出口配管は、第2吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第2出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように構成されている。第1出口配管、および第2出口配管のうち少なくとも一方は、二重管の外側管を含んでいる。第1入口配管、および第2入口配管のうち少なくとも一方は、二重管の内側管を含んでいる。
これによれば、第1蒸発器および第2蒸発器が、圧縮機に対して並列的に接続されるサイクルを構成でき、第1、第2蒸発器にて、それぞれ異なる冷却対象流体を冷却することができる。
さらに、第1吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第1出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さく設定されており、第2吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第2出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さく設定されている。従って、上記第1態様と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得ることができる。
また、第1出口配管、および第2出口配管のうち少なくとも一方が、二重管の外側管を含んでおり、第1入口配管、および第2入口配管のうち少なくとも一方が、二重管の内側管を含んでいる。
従って、第1、第2蒸発器へ流入する冷媒のうち少なくとも一方を流通する冷媒が外気から吸熱して、エンタルピを上昇させてしまうことを抑制できる。その結果、第1、第2蒸発器の少なくとも一方にて発揮される冷凍能力の低下を抑制できる。
ここで、「二重管」とは、径の異なる2つの配管を有し、径の大きい外側管の内部に径の小さい内側管を配置することによって構成された配管である。従って、「二重管」では、内側管の内周側、および外側管の内周側であって内側管の外周側に、それぞれ流体(冷媒)を流通させる流路が形成される配管である。
本開示の第4態様によると、エジェクタ式冷凍サイクルは、圧縮機と、放熱器と、分岐部と、第1エジェクタモジュールと、第1蒸発器と、第2エジェクタモジュールと、第2蒸発器と、第1吸入配管と、第1出口配管と、第2吸入配管と、第2出口配管と、第1入口配管と、第2入口配管と、を備える。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出し、放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。分岐部は、放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する。第1エジェクタモジュールは、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1ノズル部、第1ノズル部から噴射される高速度の第1噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第1冷媒吸引口、第1噴射冷媒と第1冷媒吸引口から吸引された第1吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第1昇圧部、第1昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第1気液分離部、第1気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第1気相冷媒流出口、および第1気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第1液相冷媒流出口を備える第1ボデー部を有する。第1蒸発器は、第1気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる。第2エジェクタモジュールは、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2ノズル部、第2ノズル部から噴射される高速度の第2噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第2冷媒吸引口、第2噴射冷媒と第2冷媒吸引口から吸引された第2吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第2昇圧部、第2昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第2気液分離部、第2気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第2気相冷媒流出口、および第2気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第2液相冷媒流出口を備える第2ボデー部を有する。第2蒸発器第2気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる。第1吸入配管は、第1気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続し、第1出口配管第1蒸発器の冷媒流出口と第1冷媒吸引口とを接続する。第2吸入配管は、第2気相冷媒流出口と圧縮機の吸入口とを接続し、第2出口配管は、第2蒸発器の冷媒流出口と第2冷媒吸引口とを接続する。第1入口配管は、第1液相冷媒流出口と第1蒸発器の冷媒流入口とを接続し、第2入口配管は、第2液相冷媒流出口と第2蒸発器の冷媒流入口とを接続する。第1吸入配管の長さが、第1出口配管の長さよりも短くなっており、第2吸入配管を長さが、第2出口配管の長さよりも短くなっている。第1出口配管、および第2出口配管のうち少なくとも一方は、二重管の外側管を含んでいる。第1入口配管、および第2入口配管のうち少なくとも一方は、二重管の内側管を含んでいる。
これによれば、上記第3態様と同様に、第1、第2蒸発器にて、それぞれ異なる冷却対象流体を冷却することができる。
さらに、第1吸入配管の長さが第1出口配管の長さよりも短くなっており、第2吸入配管の長さが第2出口配管の長さよりも短くなっている。
従って、第1吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失を、容易に第1出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくすることができるとともに、第2吸入配管を流通する冷媒に生じる圧力損失を、容易に第2出口配管を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくすることができる。
その結果、上記第3態様と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルのCOP向上効果を充分に得ることができる。
また、第1出口配管、および第2出口配管のうち少なくとも一方が、二重管の外側管を含んでおり、第1入口配管、および第2入口配管のうち少なくとも一方が、二重管の内側管を含んでいる。従って、上記第3態様と同様に、第1、第2蒸発器の少なくとも一方にて発揮される冷凍能力の低下を抑制できる。
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)
以下、図面を用いて、本開示の第1実施形態を説明する。図1の全体構成図に示す本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、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(室内空間)へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10の冷却対象流体は、送風空気である。
(第1実施形態)
以下、図面を用いて、本開示の第1実施形態を説明する。図1の全体構成図に示す本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、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(室内空間)へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10の冷却対象流体は、送風空気である。
また、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。
エジェクタ式冷凍サイクル10の構成機器のうち、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。圧縮機11は、車両走行用の駆動力を出力する図示しない内燃機関(エンジン)とともにエンジンルーム内に配置されている。そして、圧縮機11は、プーリ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動される。
より具体的には、本実施形態では、圧縮機11として、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された可変容量型圧縮機を採用している。この圧縮機11の吐出容量(冷媒吐出能力)は、後述する制御装置から圧縮機11の吐出容量制御弁に出力される制御電流によって制御される。
なお、本実施形態におけるエンジンルームとは、エンジンが収容される室外空間であって、車両ボデーや後述するファイアウォール50等によって囲まれた空間である。エンジンルームは、エンジンコンパートメントと呼ばれることもある。圧縮機11の吐出口には、上流側高圧配管15aを介して、放熱器12の凝縮部12aの冷媒流入口が接続されている。
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。放熱器12は、エンジンルーム内の車両前方側に配置されている。
より具体的には、本実施形態の放熱器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として構成されている。
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の冷媒流出口には、下流側高圧配管15bを介して、エジェクタモジュール13の冷媒流入口31aが接続されている。
エジェクタモジュール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装置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後述する蒸発器14から流出した冷媒を吸引(輸送)して循環させる冷媒循環装置(冷媒輸送装置)としての機能を果たすものである。さらに、本実施形態のエジェクタモジュール13は、減圧させた冷媒の気液を分離する気液分離装置としての機能も有している。
つまり、本実施形態のエジェクタモジュール13は、「気液分離装置一体型エジェクタ」あるいは「気液分離機能付きエジェクタ」として構成されている。本実施形態では、気液分離装置(気液分離部)を有していないエジェクタとの相違を明確化するために、エジェクタと気液分離装置とを一体化(モジュール化)させた構成を、エジェクタモジュールという用語を用いて表す。
エジェクタモジュール13は、圧縮機11および放熱器12とともに、エンジンルーム内に配置されている。なお、図1における上下の各矢印は、エジェクタモジュール13を車両に搭載した状態における上下の各方向を示したものであり、他の構成部材を車両に搭載した状態における上下の各方向は、これに限定されない。
より具体的には、本実施形態のエジェクタモジュール13は、図1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部30を備えている。ボデー部30は、角柱状あるいは円柱状の金属あるいは樹脂にて形成されている。このボデー部30には、複数の冷媒流入口や複数の内部空間等が形成されている。
ボデー部30に形成された複数の冷媒流入出口としては、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、蒸発器14から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口31b、ボデー部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蒸発器14の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒流出口31c、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31dが形成されている。
また、ボデー部30の内部に形成された内部空間としては、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、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、減圧用空間30bから流出した冷媒を流入させる昇圧用空間30e、昇圧用空間30eから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間30f等が形成されている。
旋回空間30aおよび気液分離空間30fは、略円柱状の回転体形状に形成されている。減圧用空間30bおよび昇圧用空間30eは、旋回空間30a側から気液分離空間30f側へ向かって徐々に拡大する略円錐台状の回転体形状に形成されている。これらの空間の中心軸はいずれも同軸上に配置されている。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。
さらに、ボデー部30には、冷媒吸引口31bから吸引された冷媒を、減圧用空間30bの冷媒流れ下流側であって昇圧用空間30eの冷媒流れ上流側へ導く吸引用通路13bが形成されている。
また、減圧用空間30bおよび昇圧用空間30eの内部には、通路形成部材35が配置されている。通路形成部材35は、減圧用空間30bから離れるに伴って外周側に広がる略円錐形状に形成されており、通路形成部材35の中心軸も減圧用空間30b等の中心軸と同軸上に配置されている。
そして、ボデー部30の減圧用空間30bおよび昇圧用空間30eを形成する部位の内周面と通路形成部材35の円錐状側面との間には、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)の冷媒通路が形成されている。
この冷媒通路のうち、ボデー部30の減圧用空間30bを形成する部位と通路形成部材35の円錐状側面の頂部側の部位との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を小さく絞る形状に形成されている。この形状により、この冷媒通路は、冷媒を等エントロピ的に減圧させて噴射するノズル部として機能するノズル通路13aを構成している。
より具体的には、本実施形態のノズル通路13aは、ノズル通路13aの入口側から最小通路面積部へ向かって通路断面積を徐々に縮小させ、最小通路面積部からノズル通路13aの出口側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。つまり、本実施形態のノズル通路13aでは、いわゆるラバールノズルと同様に冷媒通路断面積が変化する。
ボデー部30の昇圧用空間30eを形成する部位と通路形成部材35の円錐状側面の下流側の部位との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。この形状により、この冷媒通路は、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口31b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部(昇圧部)として機能するディフューザ通路13cを構成している。
また、ボデー部30の内部には、通路形成部材35を変位させてノズル通路13aの最小通路面積部の通路断面積を変化させる駆動装置としてのエレメント37が配置されている。より具体的には、エレメント37は、吸引用通路13bを流通する冷媒(すなわち、蒸発器14流出冷媒)の温度および圧力に応じて変位するダイヤフラムを有している。そして、このダイヤフラムの変位を作動棒37aを介して、通路形成部材35へ伝達することによって、通路形成部材35を上下方向に変位させる。
さらに、このエレメント37は、蒸発器14流出冷媒の温度(過熱度)が上昇するに伴って、最小通路面積部の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、エレメント37は、蒸発器14流出冷媒の温度(過熱度)が低下するに伴って、最小通路面積部の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。
本実施形態では、このように蒸発器14流出冷媒の過熱度に応じてエレメント37が通路形成部材35を変位させることによって、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように、ノズル通路13aの最小通路面積部の通路断面積が調整される。
気液分離空間30fは、通路形成部材35の下方側に配置されている。この気液分離空間30fは、ディフューザ通路13cから流出した冷媒を中心軸周りに旋回させて、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式の気液分離部である。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。
また、ボデー部30のうち気液分離空間30fの底面を形成する部位には、分離された液相冷媒中の冷凍機油を、気液分離空間30fと気相冷媒流出口31dとを接続する気相冷媒通路側へ戻すオイル戻し穴31eが形成されている。さらに、気液分離空間30fと液相冷媒流出口31cとを接続する液相冷媒通路には、蒸発器14へ流入させる冷媒を減圧させる減圧装置としてのオリフィス31iが配置されている。
エジェクタモジュール13の気相冷媒流出口31dには、吸入配管15cを介して、圧縮機11の吸入口が接続されている。一方、液相冷媒流出口31cには、入口配管15dを介して、蒸発器14の冷媒流入口が接続されている。
蒸発器14は、エジェクタモジュール13にて減圧された低圧冷媒と送風機42から車室内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吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。さらに、蒸発器14は、後述する室内空調ユニット40のケーシング41内に配置されている。
ここで、本実施形態の車両には、車室内と車室外のエンジンルームとを仕切る仕切り板としてのファイアウォール50が設けられている。ファイアウォール50は、エンジンルーム内から車室内へ伝達される熱、音等を低減する機能も有しており、ダッシュパネルと呼ばれることもある。
そして、図1に示すように、室内空調ユニット40は、ファイアウォール50よりも車室内側に配置されている。従って、蒸発器14は車室内(室内空間)に配置されている。蒸発器14の冷媒流出口には、出口配管15eを介して、エジェクタモジュール13の冷媒吸引口31bが接続されている。
ここで、前述の如くエジェクタモジュール13は、エンジンルーム内(室外空間)に配置されているので、入口配管15dおよび出口配管15eは、ファイアウォール50を貫通するように配置されている。
より具体的には、ファイアウォール50には、エンジンルーム側と車室内(室内空間)側とを貫通する円形状あるいは矩形状の貫通穴50aが設けられている。また、入口配管15dおよび出口配管15eは、コネクタ51に接続されることによって一体化されている。そして、入口配管15dおよび出口配管15eは、コネクタ51によって一体化された状態で貫通穴50aを貫通するように配置されている。
この際、コネクタ51は、貫通穴50aの内周側あるいは近傍に位置付けられる。そして、コネクタ51の外周側と貫通穴50aの開口縁部との隙間には、弾性部材で形成されたパッキン52が配置されている。本実施形態では、パッキン52として、耐熱性に優れるゴム材料であるエチレンプロピレンジエン共重合ゴム(EPDM)にて形成されたものを採用している。
このようにコネクタ51と貫通穴50aとの隙間にパッキン52を介在させることによって、コネクタ51と貫通穴50aとの隙間を介して、エンジンルーム内から車室内へ水や騒音等が漏れてしまうことを抑制している。
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、低圧冷媒を流通させる吸入配管15c、入口配管15d、および出口配管15eとして、その管径(通路断面積)が、高圧冷媒を流通させる上流側高圧配管15aおよび下流側高圧配管15bの管径(通路断面積)によりも大きいものを採用している。また、吸入配管15c、入口配管15d、および出口配管15eとしては、互いに管径(通路断面積)が同等のものが採用されている。
また、吸入配管15cの長さは、出口配管15eの長さよりも短くなっている。そして、冷媒が吸入配管15cを流通する際に生じる圧力損失が、冷媒が出口配管15eを流通する際に生じる圧力損失よりも小さくなっている。さらに、本実施形態の吸入配管15cの長さは、一般的な車両用空調装置で用いられる通常の冷凍サイクル装置用の吸入配管の長さと同様に、10m(メートル)以下となっている。
ここで、本実施形態における配管の長さとは、直線状あるいは曲線状に形成される配管の中心線の合計長さである。従って、配管の長さは、流路長さと表現することもできる。また、本実施形態における配管とは、管状の部材で形成されたものに限定されず、冷媒が流通する流路を形成する部材であればコネクタ51のように管状以外の形状の部材によって形成されたものも含む意味である。
さらに、本実施形態の出口配管15eの長さは、蒸発器14の冷媒流出口からエジェクタモジュール13の冷媒吸引口31bへ至る配管の長さであって、コネクタ51からエジェクタモジュール13の冷媒吸引口31bへ至る配管の長さではない。
次に、室内空調ユニット40について説明する。室内空調ユニット40は、エジェクタ式冷凍サイクル10によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのもので、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。さらに、室内空調ユニット40は、その外殻を形成するケーシング41内に送風機42、蒸発器14、ヒータコア44、エアミックスドア46等を収容することによって構成されている。
ケーシング41は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。このケーシング41内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング41内へ内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する内外気切替装置としての内外気切替装置43が配置されている。
内外気切替装置43は、ケーシング41内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
内外気切替装置43の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置43を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風装置としての送風機(ブロワ)42が配置されている。この送風機42は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、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。
送風機42の送風空気流れ下流側には、蒸発器14およびヒータコア44が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、蒸発器14は、ヒータコア44よりも送風空気流れ上流側に配置されている。ヒータコア44は、エンジン冷却水と蒸発器14通過後の送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
また、ケーシング41内には、蒸発器14を通過した送風空気を、ヒータコア44を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路45が形成されている。蒸発器14の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア44の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア46が配置されている。
エアミックスドア46は、蒸発器14通過後の空気のうち、ヒータコア34を通過させる空気と冷風バイパス通路45を通過させる空気との風量割合を調整する風量割合調整装置である。エアミックスドア46は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
ヒータコア44の空気流れ下流側および冷風バイパス通路45の空気流れ下流側には、ヒータコア44を通過した空気と冷風バイパス通路45を通過した空気とを混合させる混合空間が設けられている。従って、エアミックスドア46が、風量割合を調整することによって、混合空間にて混合された送風空気(空調風)の温度が調整される。
さらに、ケーシング41の送風空気流れ最下流部には、混合空間にて混合された空調風を、空調対象空間である車室内へ吹き出す図示しない開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴、および車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴が設けられている。
これらのフェイス開口穴、フット開口穴およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口(いずれも図示せず)に接続されている。
また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア(いずれも図示せず)が配置されている。
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、開口穴モードを切り替える開口穴モード切替装置を構成するものであって、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータも、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
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、上述した各種電気式のアクチュエータの作動を制御する。
また、制御装置には、車室内温度(内気温)Trを検出する内気温センサ、外気温Tamを検出する外気温センサ、車室内の日射量Asを検出する日射センサ、蒸発器14の吹出空気温度(蒸発器温度)Tefinを検出する蒸発器温度センサ、ヒータコア44へ流入するエンジン冷却水の冷却水温度Twを検出する冷却水温度センサ、圧縮機11から吐出された高圧冷媒の圧力Pdを検出する吐出圧センサ、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、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内設定温度Tset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部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)が各種制御対象機器の制御部を構成している。例えば、本実施形態では、圧縮機11の吐出容量制御弁の作動を制御する構成が吐出能力制御部を構成している。
次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置では、操作パネルの空調作動スイッチが投入(ON)されると、制御装置が予め記憶回路に記憶している空調制御プログラムを実行する。
この空調制御プログラムでは、上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度TAOを算出する。
目標吹出温度TAOは、以下数式F1に基づいて算出される。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
なお、Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気温センサによって検出された内気温、Tamは外気温センサによって検出された外気温、Asは日射センサによって検出された日射量である。また、Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
なお、Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気温センサによって検出された内気温、Tamは外気温センサによって検出された外気温、Asは日射センサによって検出された日射量である。また、Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
さらに、空調制御プログラムでは、算出された目標吹出温度TAOおよびセンサ群の検出信号に基づいて、制御装置の出力側に接続された各種制御対象機器の作動状態を決定する。
例えば、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の吐出容量制御弁に出力される制御電流については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度TAOに基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して、蒸発器14から吹き出される送風空気の目標蒸発器吹出温度TEOを決定する。
そして、蒸発器温度センサによって検出された蒸発器温度Tefinと目標蒸発器吹出温度TEOとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて蒸発器温度Tefinが目標蒸発器吹出温度TEOに近づくように、圧縮機11の吐出容量制御弁に出力される制御電流が決定される。
また、送風機42の回転数、すなわち送風機42へ出力される制御電圧については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して決定される。具体的には、目標吹出温度TAOの極低温域(最大冷房域)および極高温域(最大暖房域)で電動モータへ出力する制御電圧を最大として送風空気量を最大量付近に制御し、目標吹出温度TAOが中間温度域に近づくに伴って送風空気量を減少させる。
また、エアミックスドア46の開度、すなわちエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、蒸発器温度Tefinおよび冷却水温度Twに基づいて、車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度TAOに近づくように決定される。
そして、制御装置は、上記の如く決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。その後、車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度TAOの算出→各種制御対象機器の作動状態決定→制御信号等の出力といった制御ルーチンが繰り返される。
これにより、エジェクタ式冷凍サイクル10では、図1の太実線矢印に示すように冷媒が流れる。
すなわち、圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒が放熱器12の凝縮部12aへ流入する。凝縮部12aへ流入した冷媒は、冷却ファン12dから送風された外気と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮部12aにて凝縮した冷媒は、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から送風された外気と熱交換し、さらに放熱して過冷却液相冷媒となる。
放熱器12の過冷却部12cから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタモジュール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。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、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように調整される。
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、蒸発器14から流出した冷媒が、冷媒吸引口31bからエジェクタモジュール13の内部へ吸引される。ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒および吸引用通路13bを介して吸引された吸引冷媒は、ディフューザ通路13cへ流入して合流する。
ディフューザ通路13cでは冷媒通路面積の拡大により、冷媒の運動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。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。気液分離空間30fにて分離された液相冷媒は、オリフィス30iにて減圧されて、蒸発器14へ流入する。
蒸発器14へ流入した冷媒は、送風機42によって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。一方、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31dから流出して、圧縮機11へ吸入され再び圧縮される。
蒸発器14にて冷却された送風空気は、エアミックスドア46の開度に応じて、ヒータコア44側の通風路および冷風バイパス通路45へ流入する。ヒータコア44側の通風路へ流入した冷風は、ヒータコア44を通過する際に再加熱され、混合空間にて冷風バイパス通路45を通過した冷風と混合される。そして、混合空間にて温度調整された空調風が、混合空間から各吹出口を介して車室内に吹き出される。
以上の如く、本実施形態の車両用空調装置によれば、車室内の空調を行うことができる。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、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、通常の冷凍サイクル装置よりも圧縮機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。
なお、通常の冷凍サイクル装置とは、圧縮機、放熱器、減圧装置(膨張弁)および蒸発器を環状に接続することによって構成されたものである。従って、通常の冷凍サイクル装置では、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力と蒸発器における冷媒蒸発圧力が略同等となる。
ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、通常の冷凍サイクル装置よりも圧縮機11へ吸入される吸入冷媒の密度が上昇し、吸入冷媒の流量(質量流量)が増加しやすい。このため、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、吸入冷媒が吸入配管15cを流通する際に生じる圧力損失が増加しやすい。
さらに、この圧力損失は吸入配管15cの長さが長くなるに伴って増加する。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、通常の冷凍サイクル装置よりも吸入配管の長さに対するCOPの低下度合が大きくなりやすい。
これに対して、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、吸入配管15cの長さが、出口配管15eの長さよりも短くなっており、吸入配管15cを流通する冷媒に生じる圧力損失が、出口配管15eを流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さく設定されている。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10のCOP向上効果を充分に得ることができる。
このことをより詳細に説明すると、蒸発器14の冷媒流出口から出口配管15eを介して冷媒吸引口31bへ吸引される冷媒は、エジェクタモジュール13の冷媒吸引作用によって、出口配管15eを流通する。このため、出口配管15eを流通する冷媒の流量(質量流量)は、圧縮機11の吸入吐出作用によって吸入配管15cを流通する冷媒の流量(質量流量)よりも少なくなる。
そのため、吸入配管15cを流通する冷媒に生じる圧力損失が、出口配管15eを流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように設定することで、吸入配管15cを流通する冷媒に生じる圧力損失を充分に低下させることができる。
より具体的には、本発明者らの検討によれば、吸入配管15cの長さをLsと定義し、出口配管15eの長さをLoと定義し、配管長さ比をLs/Loと定義したときに、配管長さ比Ls/Loと所定の一般的な運転条件時におけるCOPの関係は、図2のグラフに示すように変化することが確認されている。
つまり、一般的な車両用空調装置で用いられる通常の冷凍サイクル装置用の吸入配管の長さの範囲(すなわち、Ls<10mの範囲)では、Ls/Lo<1となっている際に、通常の冷凍サイクル装置よりもCOPを向上できることが確認されている。
従って、エジェクタ式冷凍サイクル10では、吸入配管15cの長さLsが10m以下の範囲において、吸入配管15cの長さLsが出口配管15eの長さLoよりも短くなっている際に、通常の冷凍サイクル装置よりもCOPを向上できる。その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、COP向上効果を充分に得ることができる。
(第2実施形態)
第1実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル10のように、エジェクタモジュール13と蒸発器14とを接続する構成では、出口配管15eの長さと入口配管15dの長さが略同等となる。このため、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10のように、出口配管15eの長さを吸入配管15cの長さよりも長く形成すると、入口配管15dの長さも長くなりやすい。
(第2実施形態)
第1実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル10のように、エジェクタモジュール13と蒸発器14とを接続する構成では、出口配管15eの長さと入口配管15dの長さが略同等となる。このため、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10のように、出口配管15eの長さを吸入配管15cの長さよりも長く形成すると、入口配管15dの長さも長くなりやすい。
ところが、入口配管15dの長さが長くなってしまうと、入口配管15dを流通する冷媒(液相冷媒)がエンジンルーム内の熱を吸熱しやすくなり、蒸発器14へ流入する冷媒のエンタルピが上昇しやすくなる。このため、入口配管15dの長さが長くなってしまうと、蒸発器14にて発揮される冷凍能力を低下させてしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態では、図3の模式的な全体構成図に示すように、出口配管15eおよび入口配管15dの少なくとも一部が二重管150で構成されている。より具体的には、出口配管15eの少なくとも一部は、二重管150の外側管で構成されており、入口配管15dの少なくとも一部は、二重管150の内側管で構成されている。
ここで、「二重管」とは、径の異なる2つの配管を有し、径の大きい外側管の内部に径の小さい内側管を配置することによって構成された配管である。また、図3では、第1実施形態と同様もしくは均等部分には同一の符号を付している。さらに、図3では、図示の明確化のため、エジェクタモジュール13を図1よりも簡略的に図示している。その他のエジェクタ式冷凍サイクル10の構成および作動は、第1実施形態と同様である。
従って、本実施形態の車両用空調装置を作動させると、第1実施形態と同様に車室内の空調を実現することができる。また、エジェクタ式冷凍サイクル10では、図3の太実線矢印に示すように冷媒が流れ、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、出口配管15eの少なくとも一部が、二重管150の外側管で構成されており、入口配管15dの少なくとも一部が、二重管150の内側管で構成されている。
従って、二重管150のうち外側管の内周側であって内側管の外周側を流通する蒸発器14流出冷媒によって、二重管150のうち内側管の内周側を流通する蒸発器14流入冷媒がエンジンルーム内の熱を吸熱してしまうことを抑制できる。その結果、蒸発器14にて発揮される冷凍能力の低下を抑制できる。
(第3実施形態)
本実施形態では、図4の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル10aを、主に車両前席側へ送風される前席側送風空気の温度調整を行う前席側室内空調ユニット40、および主に車両後席側へ送風される後席側送風空気の温度調整を行う後席側室内空調ユニット60を備える、いわゆるデュアルタイプの車両用空調装置に適用した例を説明する。
(第3実施形態)
本実施形態では、図4の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル10aを、主に車両前席側へ送風される前席側送風空気の温度調整を行う前席側室内空調ユニット40、および主に車両後席側へ送風される後席側送風空気の温度調整を行う後席側室内空調ユニット60を備える、いわゆるデュアルタイプの車両用空調装置に適用した例を説明する。
より具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、放熱器12から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部16aを有している。つまり、放熱器12の過冷却部12cの冷媒流出口には、下流側高圧配管15bを介して、分岐部16aの冷媒流入口が接続されている。分岐部16aは、三方継手で構成されており、3つの冷媒流入出口のうち、1つを冷媒流入口として用い、残りの2つを冷媒流出口として用いたものである。
分岐部16aの一方の冷媒流出口には、前席側高圧配管15fを介して、エジェクタモジュール13の冷媒流入口31aが接続されている。エジェクタモジュール13の液相冷媒流出口(第1液相冷媒流出口)31cおよび冷媒吸引口(第1冷媒吸引口)31bには、第1実施形態と同様に、室内空調ユニット40内に配置された蒸発器14が接続されている。本実施形態では、この室内空調ユニット40によって、主に前席側送風空気の温度を調整する。
そこで、以下の説明では、説明の明確化のために、エジェクタモジュール13を前席側エジェクタモジュール13と記載し、蒸発器14を前席側蒸発器(第1蒸発器)14と記載し、入口配管15dを前席側入口配管(第1入口配管)15dと記載し、出口配管15eを前席側出口配管(第1出口配管)15eと記載し、室内空調ユニット40を前席側室内空調ユニット40と記載する。
つまり、前席側エジェクタモジュール13は、分岐部16aにて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1ノズル部、並びに、第1ノズル部から噴射される高速度の第1噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第1冷媒吸引口、第1噴射冷媒と第1冷媒吸引口から吸引された第1吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第1昇圧部、および第1昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第1気液分離部が形成された第1ボデー部を有する第1エジェクタモジュールである。
また、分岐部16aの他方の冷媒流出口には、後席側高圧配管15gを介して、後席側エジェクタモジュール17の後席側冷媒流入口71aが接続されている。後席側エジェクタモジュール17の基本的構成は、前席側エジェクタモジュール13と同様である。
従って、後席側エジェクタモジュール17のボデー部にも、前席側エジェクタモジュール13と同様の後席側冷媒流入口71a、後席側冷媒吸引口(第2冷媒吸引口)71b、後席側液相冷媒流出口(第2液相冷媒流出口)71c、および後席側気相冷媒流出口(第2気相冷媒流出口)71dが形成されている。
つまり、後席側エジェクタモジュール17は、分岐部16aにて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2ノズル部、並びに、第2ノズル部から噴射される高速度の第2噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第2冷媒吸引口、第2噴射冷媒と第2冷媒吸引口から吸引された第2吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第2昇圧部、および第2昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第2気液分離部が形成された第2ボデー部を有する第2エジェクタモジュールである。
さらに、後席側エジェクタモジュール17は、前席側エジェクタモジュール13とともに、エンジンルーム内に配置されている。
後席側エジェクタモジュール17の後席側液相冷媒流出口71cには、後席側入口配管(第2入口配管)15hを介して、後席側蒸発器(第2蒸発器)18の冷媒流入口が接続されている。後席側蒸発器18の冷媒流出口には、後席側出口配管(第2出口配管)15iを介して、後席側エジェクタモジュール17の後席側冷媒吸引口71bが接続されている。
さらに、本実施形態の後席側出口配管15iおよび後席側入口配管15hの少なくとも一部は、図4に示すように、二重管151で構成されている。より具体的には、本実施形態の後席側出口配管15iの少なくとも一部は、二重管151の外側管で構成されており、後席側入口配管15hの少なくとも一部は、二重管151の内側管で構成されている。
後席側蒸発器18は、後席側室内空調ユニット60の内部に収容されている。後席側室内空調ユニット60の基本的構成は、前席側室内空調ユニット40と同様である。後席側室内空調ユニット60は車室の後方側に配置されており、主に後席側送風空気の温度調整を行うものである。
ここで、後席側エジェクタモジュール17は車室の前方側のエンジンルーム内に配置されており、室内空調ユニット60(後席側蒸発器18)は、車室の後方側に配置されている。このため、後席側入口配管15hおよび後席側出口配管15iの長さは、前席側入口配管15dおよび前席側出口配管15eよりも長く形成される。
そこで、本実施形態では、後席側出口配管15iおよび後席側入口配管15hを構成する二重管151を車室の下方側(床下側)に配置している。
また、前席側エジェクタモジュール13の前席側気相冷媒流出口(第1気相冷媒流出口)31dには、前席側吸入配管15jを介して、合流部16bの一方の冷媒流入口が接続されている。さらに、後席側エジェクタモジュール17の後席側気相冷媒流出口71dには後席側吸入配管15kを介して、合流部16bの他方の冷媒流入口が接続されている。
合流部16bは、前席側エジェクタモジュール13の前席側気相冷媒流出口31dから流出した冷媒の流れと、後席側エジェクタモジュール17の後席側気相冷媒流出口71dから流出した冷媒の流れとを合流させるもので、その基本的構成は分岐部16aと同様である。つまり、合流部16bでは、3つの冷媒流入出口のうち、2つを冷媒流入口として用い、残りの1つを冷媒流出口として用いている。
合流部16bの冷媒流出口には、吸入配管15cを介して、圧縮機11の吸入口が接続されている。従って、本実施形態の前席側蒸発器14および後席側蒸発器18は、図4に示すように、圧縮機11に対して、並列的に接続されている。
さらに、本実施形態では、前席側気相冷媒流出口31dから合流部16bを介して圧縮機11の吸入口へ至る第1吸入配管の長さ(すなわち、前席側吸入配管15jと吸入配管15cとの合計長さ)が、前席側出口配管15eよりも短くなっている。そして、冷媒が第1吸入配管を流通する際に生じる圧力損失が、冷媒が前席側出口配管15eを流通する際に生じる圧力損失よりも小さくなっている。さらに、本実施形態では、本実施形態の第1吸入配管の長さが、10m以下となっている。
また、本実施形態では、後席側気相冷媒流出口71dから合流部16bを介して圧縮機11の吸入口へ至る第2吸入配管の長さ(すなわち、後席側吸入配管15kと吸入配管15cとの合計長さ)が、後席側出口配管15iよりも短くなっている。そして、冷媒が第2吸入配管を流通する際に生じる圧力損失が、冷媒が後席側出口配管15iを流通する際に生じる圧力損失よりも小さくなっている。
ここで、第1吸入配管および第2吸入配管では、吸入配管15cが共通する冷媒流路となる。そこで、第1吸入配管を流通する際に生じる圧力損失として、合流部16bの後席側吸入配管15k側の流入口を閉塞させた際の圧力損失を採用してもよい。また、第2吸入配管を流通する際に生じる圧力損失として、合流部16bの前席側吸入配管15j側の流入口を閉塞させた際の圧力損失を採用してもよい。
なお、図4では、図示の明確化のため、前席側エジェクタモジュール13および後席側エジェクタモジュール17、並びに、前席側室内空調ユニット40および後席側室内空調ユニット60を、図1の同等の構成よりも簡略的に図示している。
従って、本実施形態の車両用空調装置を作動させると、エジェクタ式冷凍サイクル10aでは、図4の太実線矢印に示すように冷媒が流れる。これにより、並列的に接続された前席側蒸発器14にて第1実施形態と同様に前席側送風空気を冷却することができ、後席側蒸発器18にて後席側送風空気を冷却することができる。
そして、前席側室内空調ユニット40から車両前席側へ温度調整された空調風が吹き出され、後席側室内空調ユニット60から車両後席側へ温度調整された空調風が吹き出され、車室内の空調を行うことができる。
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aによれば、第1吸入配管の長さが、前席側出口配管15eよりも短くなっている。そして、冷媒が第1吸入配管を流通する際に生じる圧力損失が、冷媒が前席側出口配管15eを流通する際に生じる圧力損失よりも小さく設定されている。
さらに、第2吸入配管の長さが、後席側出口配管15iよりも短くなっており、冷媒が第2吸入配管を流通する際に生じる圧力損失が、冷媒が後席側出口配管15iを流通する際に生じる圧力損失よりも小さく設定されている。従って、第1実施形態と同様に、圧縮機11に吸入される直前の冷媒圧力が大きく低下してしまうことを抑制できる。その結果、エジェクタ式冷凍サイクル10aのCOP向上効果を充分に得ることができる。
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、後席側出口配管15iの少なくとも一部が、二重管151の外側管で構成されており、後席側入口配管15hの少なくとも一部が、二重管151の内側管で構成されている。
従って、二重管151のうち外側管の内周側であって内側管の外周側を流通する後席側蒸発器18流出冷媒によって、二重管151のうち内側管の内周側を流通する後席側蒸発器18流入冷媒がエンジンルーム内の熱を吸熱してしまうことを抑制できる。その結果、後席側蒸発器18にて発揮される冷凍能力の低下を抑制できる。
さらに、本実施形態では、後席側入口配管15hの長さが、前席側入口配管15dの長さよりも長い。このため、後席側入口配管15hを流通する冷媒の方が、前席側入口配管15dを流通する冷媒よりも、外部からの熱を吸熱しやすい。従って、後席側入口配管15hの少なくとも一部を二重管151の内側管で構成することは、冷凍能力が低下しやすい後席側蒸発器18における冷凍能力の低下を抑制できるという点で有効である。
なお、本実施形態の変形例として、後席側高圧配管15gを開閉する開閉装置を追加してもよい。そして、後席側送風空気の温度調整を行わない場合には、開閉装置によって後席側高圧配管15gを閉塞させてもよい。これによれば、後席側送風空気の温度調整を行わない場合に、第1実施形態と全く同様のサイクル構成を実現することができ、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
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。
上述の第1、第2実施形態では、吸入配管15cの長さを出口配管15eの長さよりも短くした例を説明したが、吸入配管15cにて生じる圧力損失が出口配管15eにて生じる圧力損失よりも小さくなっていれば、吸入配管15cの長さが出口配管15eの長さよりも長くなっていてもよい。
例えば、吸入配管15cが直線状に形成され、出口配管15eが蛇行状に形成されている場合等には、吸入配管15cの長さが出口配管15eの長さよりも長くなっていても、吸入配管15cにて生じる圧力損失を出口配管15eにて生じる圧力損失よりも小さくすることができる。
このことは、第3実施形態の第1吸入配管(すなわち、前席側吸入配管15jおよび吸入配管15c)と前席側出口配管15e、並びに、第2吸入配管(すなわち、後席側吸入配管15kおよび吸入配管15c)と後席側出口配管15iにおいても同様である。
上述の第3実施形態では、前席側蒸発器14へ流入する冷媒を減圧させる前席側減圧装置として前席側エジェクタモジュール13を採用し、後席側蒸発器18へ流入する冷媒を減圧させる後席側減圧装置として後席側エジェクタモジュール17を採用した例を説明したが、前席側減圧装置および後席側減圧装置のいずれか一方をエジェクタ以外の減圧装置(例えば、温度式膨張弁)で構成してもよい。
また、上述の第3実施形態では、後席側出口配管15iおよび後席側入口配管15hを二重管151で構成した例を説明したが、前席側出口配管15eおよび前席側入口配管15dを二重管で構成してもよい。さらに、後席側出口配管15iおよび後席側入口配管15h、並びに、前席側出口配管15eおよび前席側入口配管15dの双方を二重管で構成してもよい。
さらに、二重管の外側管で構成された後席側出口配管15iの内部に、内側管で構成された前席側入口配管15dを配置してもよいし、前席側入口配管15dおよび後席側入口配管15hの双方を配置してもよい。同様に、外側管で構成された前席側出口配管15eの内部に、内側管で構成された後席側入口配管15hを配置してもよいし、前席側入口配管15dおよび後席側入口配管15hの双方を配置してもよい。
上述の第3実施形態では、後席側出口配管15iおよび後席側入口配管15h、並びに、前席側出口配管15eおよび前席側入口配管15dの管径(通路断面積)について説明していないが、少なくとも後席側出口配管15iの管径を、前席側出口配管15eの管径よりも小さく設定することが望ましい。
その理由は、後席側出口配管15iの管径を小さく設定することで、後席側出口配管15iを流通する冷媒の流速を上昇させることができるからである。これにより、後席側蒸発器18から後席側エジェクタモジュール17へ冷凍機油が戻り易くなるので、後席側蒸発器18に冷凍機油が滞留してしまうことを抑制できる。
エジェクタ式冷凍サイクル10、10aを構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
例えば、上述の実施形態では、圧縮機11として、可変容量型圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機11はこれに限定されない。例えば、圧縮機11として、電磁クラッチ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動される固定容量型圧縮機を採用してもよい。固定容量型圧縮機では、電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整すればよい。さらに、圧縮機11として、電動モータの回転数を変化させて冷媒吐出能力を調整する電動圧縮機を採用してもよい。
また、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。さらに、通常の放熱器とともに、この放熱器にて放熱した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える受液器(レシーバ)を採用してもよい。
上述の実施形態では、本開示に係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、本開示に係るエジェクタ式冷凍サイクル10の適用はこれに限定されない。例えば、車両用の冷凍冷蔵装置に適用してもよいし、据置型空調装置、冷温保存庫等に適用してもよい。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (8)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒を減圧させるノズル部(13a)、前記ノズル部(13a)から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口(31b)、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(31b)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(13c)、前記昇圧部(13c)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部(30f)、および前記気液分離部(30f)にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口(31d)を備えるボデー部(30)を有するエジェクタモジュール(13)と、
前記気液分離部(30f)にて分離された液相冷媒を蒸発させる蒸発器(14)と、
前記気相冷媒流出口(31d)と前記圧縮機(11)の吸入口とを接続する吸入配管(15c)と、
前記蒸発器(14)の冷媒流出口と前記冷媒吸引口(31b)とを接続する出口配管(15e)と、を備え、
前記吸入配管(15c)と前記出口配管(15e)は、前記吸入配管(15c)を流通する冷媒に生じる圧力損失が、前記出口配管(15e)を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように構成されているエジェクタ式冷凍サイクル。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒を減圧させるノズル部(13a)、前記ノズル部(13a)から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口(31b)、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(31b)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(13c)、前記昇圧部(13c)から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部(30f)、および前記気液分離部(30f)にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口(31d)を備えるボデー部(30)を有するエジェクタモジュール(13)と、
前記気液分離部(30f)にて分離された液相冷媒を蒸発させる蒸発器(14)と、
前記気相冷媒流出口(31d)と前記圧縮機(11)の吸入口とを接続する吸入配管(15c)と、
前記蒸発器(14)の冷媒流出口と前記冷媒吸引口(31b)とを接続する出口配管(15e)と、を備え、
前記吸入配管(15c)の長さが、前記出口配管(15e)の長さよりも短くなっているエジェクタ式冷凍サイクル。 - 前記ボデー部(30)は、前記気液分離部(30f)にて分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口(31c)をさらに備え、
前記液相冷媒流出口(31c)と前記蒸発器(14)の冷媒流入口とを接続する入口配管(15d)を、さらに備え、
前記出口配管(15e)は、二重管(150)の外側管を含み、
前記入口配管(15d)は、前記二重管(150)の内側管を含んでいる請求項1または2に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 - 車両用空調装置に適用され、
前記吸入配管(15c)の長さが、10m以下である請求項1ないし3のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(16a)と、
前記分岐部(16a)にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1ノズル部、前記第1ノズル部から噴射される高速度の第1噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第1冷媒吸引口(31b)、前記第1噴射冷媒と前記第1冷媒吸引口(31b)から吸引された第1吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第1昇圧部、前記第1昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第1気液分離部、前記第1気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第1気相冷媒流出口(31d)、および前記第1気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第1液相冷媒流出口(31c)を備える第1ボデー部を有する第1エジェクタモジュール(13)と、
前記第1気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる第1蒸発器(14)と、
前記分岐部(16a)にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2ノズル部、前記第2ノズル部から噴射される高速度の第2噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第2冷媒吸引口(71b)、前記第2噴射冷媒と前記第2冷媒吸引口(71b)から吸引された第2吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第2昇圧部、前記第2昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第2気液分離部、前記第2気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第2気相冷媒流出口(71d)、および前記第2気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第2液相冷媒流出口(71c)を備える第2ボデー部を有する第2エジェクタモジュール(17)と、
前記第2気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる第2蒸発器(18)と、
前記第1気相冷媒流出口(31d)と前記圧縮機(11)の吸入口とを接続する第1吸入配管(15j、15c)と、
前記第1蒸発器(14)の冷媒流出口と前記第1冷媒吸引口(31b)とを接続する第1出口配管(15e)と、
前記第2気相冷媒流出口(71d)と前記圧縮機(11)の吸入口とを接続する第2吸入配管(15k、15c)と、
前記第2蒸発器(18)の冷媒流出口と前記第2冷媒吸引口(71b)とを接続する第2出口配管(15i)と、
前記第1液相冷媒流出口(31c)と前記第1蒸発器(14)の冷媒流入口とを接続する第1入口配管(15d)と、
前記第2液相冷媒流出口(71c)と前記第2蒸発器(18)の冷媒流入口とを接続する第2入口配管(15h)と、を備え、
前記第1吸入配管(15j、15c)と前記第1出口配管(15e)は、前記第1吸入配管(15j、15c)を流通する冷媒に生じる圧力損失が、前記第1出口配管(15e)を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように構成されており、
前記第2吸入配管(15k、15c)と前記第2出口配管(15i)は、前記第2吸入配管(15k、15c)を流通する冷媒に生じる圧力損失が、前記第2出口配管(15i)を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも小さくなるように構成されており、
前記第1出口配管(15e)、および前記第2出口配管(15i)のうち少なくとも一方は、二重管(151)の外側管を含んでおり、
前記第1入口配管(15d)、および前記第2入口配管(15h)のうち少なくとも一方は、前記二重管(151)の内側管を含んでいるエジェクタ式冷凍サイクル。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(16a)と、
前記分岐部(16a)にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1ノズル部、前記第1ノズル部から噴射される高速度の第1噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第1冷媒吸引口(31b)、前記第1噴射冷媒と前記第1冷媒吸引口(31b)から吸引された第1吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第1昇圧部、前記第1昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第1気液分離部、前記第1気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第1気相冷媒流出口(31d)、および前記第1気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第1液相冷媒流出口(31c)を備える第1ボデー部を有する第1エジェクタモジュール(13)と、
前記第1気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる第1蒸発器(14)と、
前記分岐部(16a)にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2ノズル部、前記第2ノズル部から噴射される高速度の第2噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する第2冷媒吸引口(71b)、前記第2噴射冷媒と前記第2冷媒吸引口(71b)から吸引された第2吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第2昇圧部、前記第2昇圧部から流出した冷媒の気液を分離する第2気液分離部、前記第2気液分離部にて分離された気相冷媒を流出させる第2気相冷媒流出口(71d)、および前記第2気液分離部にて分離された液相冷媒を流出させる第2液相冷媒流出口(71c)を備える第2ボデー部を有する第2エジェクタモジュール(17)と、
前記第2気液分離部にて分離された液相冷媒を蒸発させる第2蒸発器(18)と、
前記第1気相冷媒流出口(31d)と前記圧縮機(11)の吸入口とを接続する第1吸入配管(15j、15c)と、
前記第1蒸発器(14)の冷媒流出口と前記第1冷媒吸引口(31b)とを接続する第1出口配管(15e)と、
前記第2気相冷媒流出口(71d)と前記圧縮機(11)の吸入口とを接続する第2吸入配管(15k、15c)と、
前記第2蒸発器(18)の冷媒流出口と前記第2冷媒吸引口(71b)とを接続する第2出口配管(15i)と、
前記第1液相冷媒流出口(31c)と前記第1蒸発器(14)の冷媒流入口とを接続する第1入口配管(15d)と、
前記第2液相冷媒流出口(71c)と前記第2蒸発器(18)の冷媒流入口とを接続する第2入口配管(15h)と、を備え、
前記第1吸入配管(15j、15c)の長さが、前記第1出口配管(15e)の長さよりも短くなっており、
前記第2吸入配管(15k、15c)を長さが、前記第2出口配管(15i)の長さよりも短くなっており、
前記第1出口配管(15e)、および前記第2出口配管(15i)のうち少なくとも一方は、二重管(151)の外側管を含んでおり、
前記第1入口配管(15d)、および前記第2入口配管(15h)のうち少なくとも一方は、前記二重管(151)の内側管を含んでいるエジェクタ式冷凍サイクル。 - 前記第1入口配管(15d)および前記第2入口配管(15h)のうち長い方が、前記二重管(151)の内側管を含んでいる請求項5または6に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
- 車両用空調装置に適用され、
前記第1蒸発器(14)は、前記第1気液分離部にて分離された液相冷媒と車両前席側へ送風される前席側送風空気との熱交換を行い、
前記第1吸入配管(15j、15c)の長さが、10m以下である請求項5ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0526522A (ja) * | 1991-07-23 | 1993-02-02 | Nippondenso Co Ltd | 冷凍サイクル |
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Patent Citations (4)
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Legal Events
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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