(57)【要約】【課題】外乱に応じてエジェクタに流れる冷媒流量を制御することができる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】圧縮機と、圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器にて凝縮された冷媒を蒸発させる第１蒸発器と、凝縮器にて凝縮された冷媒を蒸発させる第２蒸発器と、第１蒸発器にて蒸発させられた第１冷媒を用いて、第２蒸発器にて蒸発させられた第２冷媒を吸引して圧縮機に向けて供給する複数のエジェクタが並列に配置されたエジェクタユニットと、複数のエジェクタの内、第１冷媒を流入させるエジェクタの数を調整する調整部と、を備える冷凍サイクル装置。【選択図】図４
2020118333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
前記圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器にて凝縮された冷媒を蒸発させる第１蒸発器と、
前記凝縮器にて凝縮された冷媒を蒸発させる第２蒸発器と、
前記第１蒸発器にて蒸発させられた第１冷媒を用いて、前記第２蒸発器にて蒸発させられた第２冷媒を吸引して前記圧縮機に向けて供給する複数のエジェクタが並列に配置されたエジェクタユニットと、
前記複数のエジェクタの内、前記第１冷媒を流入させるエジェクタの数を調整する調整部と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記エジェクタは、
前記第１冷媒を流入させる第１流入口と、
前記第２冷媒を流入させる第２流入口と、
前記第１流入口から流入した前記第１冷媒の流路を絞る絞り部と、
前記第１流入口から流入した前記第１冷媒と前記第２流入口から流入した前記第２冷媒とを混合させる混合部と、
前記混合部にて混合された混合冷媒を昇圧して流出させる拡散部と、
を有する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記凝縮器と前記第１蒸発器との間に当該凝縮器にて凝縮された冷媒を膨張させる第１膨張部と、
前記凝縮器と前記第２蒸発器との間に当該凝縮器にて凝縮された冷媒を膨張させる第２膨張部と、
をさらに備える請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記調整部は、前記複数のエジェクタのそれぞれにおける前記第１冷媒の流入口を開閉する開閉機構を有し、
前記開閉機構の作動を制御する制御部をさらに有する
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記圧縮機の回転速度に基づいて前記開閉機構の作動を制御する
請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記制御部は、外部温度又は内部温度に基づいて前記開閉機構の作動を制御する
請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記エジェクタユニットは、前記複数のエジェクタそれぞれに設けられて、前記第２冷媒の流入口に直に当該第２冷媒を流入させる複数の流入部材を有している
請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、エジェクタを有した冷凍サイクルによって複数の冷却空間を冷却する冷蔵庫等の冷凍サイクル装置に関する。
例えば、特許文献１に記載の冷却システムは、以下のように構成されている。すなわち、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を放熱させて凝縮する凝縮器と、凝縮器からの冷媒を膨張させる各自の膨張弁と組み合わされ互いに異なる圧力に設定された複数個の蒸発器と、複数個の蒸発器から流出する冷媒の合流点に配置され、低い圧力に設定された蒸発器からの冷媒を、高い圧力に設定された蒸発器から流入する冷媒によって加圧するエジェクタとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷凍サイクル装置にエジェクタを搭載する際には、例えば外気温度等の外乱に応じてエジェクタに流れる冷媒流量を制御することが望ましい。
本発明は、外乱に応じてエジェクタに流れる冷媒流量を制御することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成する本発明は、圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器にて凝縮された冷媒を蒸発させる第１蒸発器と、前記凝縮器にて凝縮された冷媒を蒸発させる第２蒸発器と、前記第１蒸発器にて蒸発させられた第１冷媒を用いて、前記第２蒸発器にて蒸発させられた第２冷媒を吸引して前記圧縮機に向けて供給する複数のエジェクタが並列に配置されたエジェクタユニットと、前記複数のエジェクタの内、前記第１冷媒を流入させるエジェクタの数を調整する調整部と、を備える冷凍サイクル装置である。
ここで、前記エジェクタは、前記第１冷媒を流入させる第１流入口と、前記第２冷媒を流入させる第２流入口と、前記第１流入口から流入した前記第１冷媒の流路を絞る絞り部と、前記第１流入口から流入した前記第１冷媒と前記第２流入口から流入した前記第２冷媒とを混合させる混合部と、前記混合部にて混合された混合冷媒を昇圧して流出させる拡散部と、を有しても良い。
また、前記凝縮器と前記第１蒸発器との間に当該凝縮器にて凝縮された冷媒を膨張させる第１膨張部と、前記凝縮器と前記第２蒸発器との間に当該凝縮器にて凝縮された冷媒を膨張させる第２膨張部と、をさらに備えても良い。
また、前記調整部は、前記複数のエジェクタのそれぞれにおける前記第１冷媒の流入口を開閉する開閉機構を有し、前記開閉機構の作動を制御する制御部をさらに有しても良い。
また、前記制御部は、前記圧縮機の回転速度に基づいて前記開閉機構の作動を制御しても良い。
また、前記制御部は、外部温度又は内部温度に基づいて前記開閉機構の作動を制御しても良い。
また、前記エジェクタユニットは、前記複数のエジェクタそれぞれに設けられて、前記第２冷媒の流入口に直に当該第２冷媒を流入させる複数の流入部材を有していても良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、外乱に応じてエジェクタに流れる冷媒流量を制御することができる冷凍サイクル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置の一例としての冷蔵庫の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係るエジェクタユニットの概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、調整部の第１開閉部側から見た斜視図である。（ｂ）は、調整部の第２開閉部側から見た斜視図である。
【図５】（ａ）は、調整部が第１状態であるときの概略構成を示す図である。（ｂ）は、調整部が第２状態であるときの概略構成を示す図である。（ｃ）は、調整部が第３状態であるときの概略構成を示す図である。
【図６】制御部が行う駆動冷媒量調整処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る調整部の概略構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置１の一例としての冷蔵庫５の概略構成を示す図である。
図１に示すように、冷蔵庫５は、庫内の上部に形成された冷蔵室１０と、庫内の下部に形成された冷凍室２０とを備えている。また、冷蔵庫５は、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機３０を備えている。また、冷蔵庫５は、冷蔵室１０の後部に、圧縮機３０により循環された冷媒を蒸発させて冷蔵室１０を冷却する冷蔵用蒸発器１１と、冷蔵用蒸発器１１で冷却された空気を冷蔵室１０へ送風する冷蔵用ファン１２とを備えている。また、冷蔵庫５は、冷凍室２０の後部に、圧縮機３０により循環された冷媒を蒸発させて冷凍室２０を冷却する冷凍用蒸発器２１と、冷凍用蒸発器２１で冷却された空気を冷凍室２０へ送風する冷凍用ファン２２とを備えている。また、冷蔵庫５は、冷蔵室１０への食品の収納等のために開閉される冷蔵室ドア１３と、冷凍室２０への食品の収納等のために開閉される冷凍室ドア２３と、冷蔵室１０と冷凍室２０とを仕切る中間隔壁３１と、冷蔵室１０から冷凍室２０にかけての後部に共通に設けられた後壁３２とを備える。
【０００９】
ところで、近年、冷蔵庫５等の製品に対する省エネニーズの１つの解として後述するエジェクタによるＣＯＰ（成績係数）の向上が図られている。但し、冷蔵庫５にエジェクタを搭載する際には、設置場所の環境温度等の外乱に応じてエジェクタに流れる冷媒流量を制御する必要がある。そのためには、エジェクタを、ニードルが挿入された構造とするのが一般的である。
しかしながら、冷媒流路内にニードルを挿入すると、ニードルは障害物であるので、ニードルが挿入されていないエジェクタと比較して、エジェクタのノズル部の開口面積を同等にしても性能が劣化してしまう。
そこで、本実施形態は、ニードル等の抵抗体をなくし、後述するエジェクタ１００を複数設け、環境変化に応じて冷媒が流れるエジェクタの数を調整できるようにする。
【００１０】
図２は、第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１の概略構成を示す図である。
図２に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機３０と、凝縮器４０と、第１蒸発器の一例としての冷蔵用蒸発器１１と、第２蒸発器の一例としての冷凍用蒸発器２１とを備えている。冷凍サイクル装置１においては、冷蔵用蒸発器１１と冷凍用蒸発器２１とは、並列に設けられている。そして、冷凍サイクル装置１は、凝縮器４０により凝縮された冷媒の、冷蔵用蒸発器１１に流す流量と冷凍用蒸発器２１に流す流量とを調整するための流量調整弁５０を備えている。
【００１１】
また、冷凍サイクル装置１は、冷蔵用蒸発器１１の入口側に接続され、冷蔵用蒸発器１１に流入する冷媒を減圧させるために通過させる冷蔵用キャピラリーチューブ１４を備えている。また、冷凍サイクル装置１は、冷凍用蒸発器２１の入口側に接続され、冷凍用蒸発器２１に流入する冷媒を減圧させるために通過させる冷凍用キャピラリーチューブ２４を備えている。冷蔵用キャピラリーチューブ１４は、凝縮器４０と冷蔵用蒸発器１１との間に配置されて、凝縮器４０にて凝縮された冷媒を膨張させる第１膨張部の一例として機能する。冷凍用キャピラリーチューブ２４は、凝縮器４０と冷凍用蒸発器２１との間に配置されて、凝縮器４０にて凝縮された冷媒を膨張させる第２膨張部の一例として機能する。また、冷凍サイクル装置１においては、冷蔵用キャピラリーチューブ１４と、冷凍用キャピラリーチューブ２４と、冷蔵用蒸発器１１から流出した冷媒が通る冷蔵側出口パイプ１６と、冷凍用蒸発器２１から流出した冷媒が通る冷凍側出口パイプ２６とが、熱交換器８０を構成する。すなわち、冷凍サイクル装置１では、熱交換器８０において、冷蔵用キャピラリーチューブ１４及び冷凍用キャピラリーチューブ２４と、冷蔵側出口パイプ１６及び冷凍側出口パイプ２６との間で熱交換が行われる。
【００１２】
また、冷凍サイクル装置１は、冷蔵用蒸発器１１から流れてくる冷媒と、冷凍用蒸発器２１から流れてくる冷媒とを混合するとともに、圧縮機３０に向けて供給する複数のエジェクタ１００を有するエジェクタユニット２００を備えている。また、冷凍サイクル装置１は、複数のエジェクタ１００の内、冷蔵用蒸発器１１から流れてくる冷媒を流入させるエジェクタ１００の数を調整する調整部１５０と、調整部１５０を制御する制御部３００とを備えている。圧縮機３０には、圧縮機３０の回転速度Ｖｃを検出するセンサ３５が設けられ、制御部３００には、センサ３５が検出した圧縮機３０の回転速度Ｖｃが入力される。また、冷凍サイクル装置１は、エジェクタユニット２００から冷凍用蒸発器２１への冷媒の逆流を防ぐ逆止弁２７を備えている。
【００１３】
（エジェクタユニット２００）
図３は、第１の実施の形態に係るエジェクタユニット２００の概略構成を示す図である。
エジェクタユニット２００は、４つのエジェクタ１００と、４つのエジェクタ１００の周囲を覆うケース２１０とを有している。
４つのエジェクタ１００は、同一円の円周方向に等間隔（９０度毎）に配置されている。
ケース２１０は、４つのエジェクタ１００の周囲を覆うように円筒状の本体部２１１と、冷凍用蒸発器２１から流れてくる冷媒を各エジェクタ１００に吸引させる４つの吸引ポート２２０とを有している。また、ケース２１０は、４つのエジェクタ１００から流出された混合冷媒を合流させて圧縮機３０に向けて排出する排出ポート２３０を有している。
吸引ポート２２０は、本体部２１１から径方向外側に突出する円筒状の部材である。各吸引ポート２２０は、４つのエジェクタ１００それぞれに対応して設けられている。各吸引ポート２２０は、対応する、吸引冷媒の流入口の一例としての吸引冷媒流入口１２１に直に吸引冷媒を流入させる。
排出ポート２３０は、円錐状の円錐状部２３１と、円筒状の円筒状部２３２とを有している。
【００１４】
（エジェクタ１００）
エジェクタ１００は、冷蔵用蒸発器１１にて蒸発させられた冷媒（以下、「駆動冷媒」と称する場合がある。）が通るノズル部１１０と、冷凍用蒸発器２１にて蒸発させられた冷媒（以下、「吸引冷媒」と称する場合がある。）を吸引する吸引部１２０と、を有している。
また、エジェクタ１００は、第１冷媒の一例としての駆動冷媒と第２冷媒の一例としての吸引冷媒とを混合する混合部１３０と、混合部１３０にて混合させられた混合冷媒を昇圧して流出させる拡散部１４０と、を有している。
【００１５】
ノズル部１１０には、駆動冷媒が流入する駆動冷媒流入口１１１が形成されている。そして、ノズル部１１０は、駆動冷媒を減圧させる減圧部１１２と、駆動冷媒の流路が絞られた絞り部１１３とを有している。
減圧部１１２は、図３で右に行くに従って径が小さくなる略円錐状の流路を有している。
絞り部１１３は、径が同じ略円柱状の流路を有している。
【００１６】
吸引部１２０には、吸引冷媒が流入する吸引冷媒流入口１２１が形成されている。そして、吸引部１２０は、ノズル部１１０の絞り部１１３の周囲に形成された略円筒状の吸引流路１２２を有する。
混合部１３０は、図３で右に行くに従って径が小さくなる略円錐状の流路を有する縮径部１３１と、径が同じ略円柱状の流路を有する平行部１３２とを有している。なお、混合部１３０の形状は、上記形状に限定されない。例えば、混合部１３０は、図３で右に行くに従って径が大きくなる略円錐状の流路を有する部位（不図示）と、径が同じ略円柱状の流路を有する部位（不図示）とから構成されても良い。また、混合部１３０は、径が同じ略円柱状の流路を有する部位（不図示）のみから構成されても良い。
拡散部１４０には、混合冷媒を流出させる混合冷媒流出口１４１が形成されている。そして、拡散部１４０は、図３で右に行くに従って径が大きくなる略円錐状の流路を有する。
【００１７】
以上のように構成されたエジェクタ１００においては、冷蔵用蒸発器１１での熱交換により蒸発した（ガス化した）後の気相冷媒、つまり、液滴を含まない、又は、液滴をわずかに含む冷媒である駆動冷媒がノズル部１１０の駆動冷媒流入口１１１から流入する。また、冷凍用蒸発器２１での熱交換により蒸発した（ガス化した）後の気相冷媒、つまり、液滴を含まない、又は、液滴をわずかに含む冷媒である吸引冷媒が吸引部１２０の吸引冷媒流入口１２１から流入する。
そして、エジェクタ１００は、駆動冷媒流入口１１１から流入した駆動冷媒と吸引冷媒流入口１２１から流入した吸引冷媒とを、混合部１３０にて合流させて混合冷媒とし、混合冷媒流出口１４１から流出させる。
【００１８】
かかる構成により、駆動冷媒流入口１１１から流入した駆動冷媒は、減圧部１１２で、流路面積の低下に伴い減圧膨張する。減圧により速度が上昇した駆動冷媒は、絞り部１１３で流速が大きくなり、超高速の駆動冷媒がノズル部１１０から流出する。
一方、吸引部１２０の吸引冷媒流入口１２１から吸引される吸引冷媒は、吸引冷媒流入口１２１とノズル部１１０の出口との圧力差により、超高速の駆動冷媒に引き込まれる。混合部１３０の縮径部１３１にて、ノズル部１１０の出口から流出した高速の駆動冷媒と低速の吸引冷媒とが混合し始め、混合部１３０にて、駆動冷媒と吸引冷媒との運動エネルギーの交換が行われる。
拡散部１４０においても流路拡大による減速により圧力が上昇し、混合冷媒が、拡散部１４０から流出する。
【００１９】
本実施の形態に係るエジェクタ１００は、駆動冷媒流入口１１１から流入した駆動冷媒を高速にすることで静圧を低下させて、吸引冷媒流入口１２１から吸引冷媒を吸い込む機能を有する。そして、エジェクタ１００は、吸引冷媒流入口１２１での吸引冷媒の圧力に対して、拡散部１４０の混合冷媒流出口１４１を介して圧縮機３０に向けて流出する混合冷媒の圧力が高いほど高性能である。これは、圧縮機３０に流入する冷媒の圧力が高いほど、冷凍サイクル装置１の効率（成績係数（ＣＯＰ））を向上させることができるからである。
【００２０】
上述したように本実施の形態に係るエジェクタ１００においては、ノズル部１１０の駆動冷媒流入口１１１から、冷蔵用蒸発器１１での熱交換により蒸発した（ガス化した）後の気相冷媒が駆動冷媒として流入する。これに対して、ノズル部１１０の駆動冷媒流入口１１１から流入する駆動冷媒が液冷媒である場合には、駆動冷媒を通すノズル部１１０には、冷媒を蒸発させる機能と高速にする機能が必要である。これは、液冷媒は、一部が蒸発してガスになるものの、残りは液滴のままとなり、残った液滴が冷媒の高速化の妨げとなるためである。
本実施の形態に係るエジェクタ１００は、駆動冷媒が単相流（液滴を含まない、又は、液滴をわずかに含む）であるエジェクタであるため、駆動冷媒を通すノズル部１１０は、冷媒を蒸発させる機能を有していなくても、駆動冷媒の流速を高速にする機能を有することで、圧縮機３０に向けて流出する混合冷媒の圧力を高めることができる。
【００２１】
（調整部１５０）
図４（ａ）は、調整部１５０の第１開閉部１７１側から見た斜視図である。図４（ｂ）は、調整部１５０の第２開閉部１７２側から見た斜視図である。
調整部１５０は、ケース２１０におけるエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１側の端部を覆う蓋部１６０を有している。蓋部１６０は、円盤状の部材であり、４つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１のそれぞれに対応する位置に、４つの貫通孔である、第１貫通孔１６１、第２貫通孔１６２、第３貫通孔１６３、第４貫通孔１６４が形成されている。また、蓋部１６０は、後述する開閉部を回転可能に支持する２つの回転軸１６５が設けられている。
また、調整部１５０は、蓋部１６０に設けられた回転軸１６５に回転可能に支持されて、回転することにより、第１貫通孔１６１を開閉可能な第１開閉部１７１と、第２貫通孔１６２を開閉可能な第２開閉部１７２とを有している。第１開閉部１７１及び第２開閉部１７２は、複数のエジェクタ１００のそれぞれにおける駆動冷媒の流入口の一例としての駆動冷媒流入口１１１を開閉する開閉機構として機能する。
【００２２】
第１開閉部１７１は、中央部に回転軸１６５が嵌め込まれる孔が形成された円柱状の円柱状部１７１１と、円柱状部１７１１における、第１貫通孔１６１とは反対側の部位の外周部に設けられた歯車１７１２とを有している。円柱状部１７１１における、第１貫通孔１６１側の部位には、円柱状から切り欠かれた切り欠き部１７１３が形成されている。切り欠き部１７１３は、回転軸１６５の軸方向に見た場合には、中心角が予め定められた第１角度θ１となる扇形の部位であり、軸方向の所定長さに亘って形成されている。
【００２３】
第２開閉部１７２は、中央部に回転軸１６５が嵌め込まれる孔が形成された円柱状の円柱状部１７２１と、円柱状部１７２１における、第２貫通孔１６２とは反対側の部位の外周部に設けられた歯車１７２２とを有している。円柱状部１７２１における、第２貫通孔１６２側の部位には、円柱状から切り欠かれた切り欠き部１７２３が形成されている。切り欠き部１７２３は、回転軸１６５の軸方向に見た場合には、中心角が予め定められた第２角度θ２となる扇形の部位であり、軸方向の所定長さに亘って形成されている。第２角度θ２は、第１角度θ１よりも大きい。例えば、第１角度θ１は、８５度であり、第２角度θ２は、１７０度であることを例示することができる。
【００２４】
また、調整部１５０は、第１開閉部１７１の歯車１７１２と、第２開閉部１７２の歯車１７２２とに噛み合う中央歯車１８１と、中央歯車１８１が出力軸１８２に固定されているとともに回転駆動するモータ１８０とを有している。なお、蓋部１６０に設けられた２つの回転軸１６５の内、一の回転軸１６５は、第１貫通孔１６１とモータ１８０の出力軸１８２との間であって、第１貫通孔１６１の近傍に設けられており、他の回転軸１６５は、第２貫通孔１６２とモータ１８０の出力軸１８２との間であって、第２貫通孔１６２の近傍に設けられている。
【００２５】
また、調整部１５０は、モータ１８０を保持するとともに、中央歯車１８１、第１開閉部１７１及び第２開閉部１７２を収容するケース１９０を有している。ケース１９０は、円筒状の部材であり、モータ１８０の出力軸１８２の一方の端部における開口部が蓋部１６０にて覆われているとともに、他方の端部における開口部がモータ１８０にて覆われている。また、ケース１９０における外周部には、外周面から半径方向に外側に突出した、円筒状の流入パイプ１９１が設けられている。この流入パイプ１９１から駆動冷媒が流入する。
【００２６】
以上のように構成された調整部１５０において、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向する位置に位置するとき、第１開閉部１７１は、第１貫通孔１６１を開いた状態となる。開いた状態においては、流入パイプ１９１を介してケース１９０内に流入した駆動冷媒は、切り欠き部１７１３、第１貫通孔１６１を通り、エジェクタ１００のノズル部１１０に流入する。他方、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向する位置に位置しないとき、第１開閉部１７１は、第１貫通孔１６１を閉じた状態となる。閉じた状態においては、流入パイプ１９１を介してケース１９０内に流入した駆動冷媒は、エジェクタ１００のノズル部１１０に流入しない。
【００２７】
また、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向する位置に位置するとき、第２開閉部１７２は、第２貫通孔１６２を開いた状態となる。開いた状態においては、流入パイプ１９１を介してケース１９０内に流入した駆動冷媒は、切り欠き部１７２３、第２貫通孔１６２を通り、エジェクタ１００のノズル部１１０に流入する。他方、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向する位置に位置しないとき、第２開閉部１７２は、第２貫通孔１６２を閉じた状態となる。閉じた状態においては、流入パイプ１９１を介してケース１９０内に流入した駆動冷媒は、エジェクタ１００のノズル部１１０に流入しない。
【００２８】
第３貫通孔１６３及び第４貫通孔１６４は、常に開いており、流入パイプ１９１を介してケース１９０内に流入した駆動冷媒は、第３貫通孔１６３、第４貫通孔１６４を通り、エジェクタ１００のノズル部１１０に流入する。
【００２９】
図５（ａ）は、調整部１５０が第１状態であるときの概略構成を示す図である。図５（ｂ）は、調整部１５０が第２状態であるときの概略構成を示す図である。図５（ｃ）は、調整部１５０が第３状態であるときの概略構成を示す図である。
そして、以上のように構成された調整部１５０においては、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向するとともに、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向するように、第１切り欠き部１７１３と第２切り欠き部１７２３との位置が設定されている。以下では、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向するとともに、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向する状態を、「第１状態」と称する場合がある。この第１状態においては、４つのエジェクタ１００全ての駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒が流入する。
【００３０】
上記第１状態から、モータ１８０の出力軸１８２（中央歯車１８１）が、予め定められた回転方向である一方の回転方向に、予め定められた回転角度である第１回転角度回転すると、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向しなくなる位置まで回転する。また、第１状態から、モータ１８０の出力軸１８２（中央歯車１８１）が、一方の回転方向に、予め定められた回転角度である第２回転角度回転すると、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向しなくなる位置まで回転する。なお、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３は、モータ１８０の出力軸１８２（中央歯車１８１）が第１状態から第１回転角度だけ回転したときには第２貫通孔１６２に対向している。
【００３１】
以下では、上記第１状態から、モータ１８０の出力軸１８２（中央歯車１８１）が第１回転角度回転し、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向せずに、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向する状態を、「第２状態」と称する場合がある。また、上記第１状態から、モータ１８０の出力軸１８２（中央歯車１８１）が第２回転角度回転し、第１開閉部１７１の切り欠き部１７１３が第１貫通孔１６１に対向しないとともに、第２開閉部１７２の切り欠き部１７２３が第２貫通孔１６２に対向しない状態を、「第３状態」と称する場合がある。第２状態においては、４つのエジェクタ１００の内の、３つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒が流入する。第３状態においては、４つのエジェクタ１００の内の、２つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒が流入する。なお、第１回転角度は１８０度、第２回転角度は３６０度であることを例示することができる。また、第３状態から、モータ１８０の出力軸１８２が、他方の回転方向に、第２回転角度回転した場合には、第２状態となり、第２状態から、モータ１８０の出力軸１８２が、他方の回転方向に、第１回転角度回転した場合には、第１状態となる。
【００３２】
そして、以上のように構成された冷凍サイクル装置１においては、制御部３００が調整部１５０のモータ１８０を回転駆動させることにより、複数のエジェクタ１００の内、冷蔵用蒸発器１１からの駆動冷媒を流入させるエジェクタ１００の数を調整することができる。それゆえ、冷凍サイクル装置１は、外乱に応じてエジェクタユニット２００に流れる冷媒流量を制御することが可能である。例えば、制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃに基づいて、モータ１８０の駆動を制御して、調整部１５０の作動を制御し、上記第１状態、第２状態、第３状態を切り替える。より具体的には、制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた第１基準回転速度Ｖ１よりも大きい場合には、第１状態とする。また、制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた第２基準回転速度Ｖ２よりも大きく、第１基準回転速度Ｖ１以下である場合には、第２状態とする。また、制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた第２基準回転速度Ｖ２以下である場合には、第３状態とする。冷却負荷が大きいときは、エジェクタユニット２００に流れる駆動冷媒量を多くして、蒸発温度を下げる必要があるため、エジェクタユニット２００における抵抗を小さくして駆動冷媒量を増やし、蒸発温度を下げるためである。一方、冷却負荷が小さいときは、駆動冷媒量を少なくして、蒸発温度を上げる必要があるため、エジェクタユニット２００における抵抗を大きくして駆動冷媒量を少なくし、蒸発温度を上げるためである。このように、冷凍サイクル装置１においては、冷蔵用蒸発器１１とエジェクタユニット２００との間に調整部１５０を設けることで、エジェクタユニット２００に流れる駆動冷媒流量と蒸発温度とを調整可能になり、より精密な制御が可能になる。
【００３３】
図６は、制御部３００が行う駆動冷媒量調整処理を示すフローチャートである。制御部３００は、この駆動冷媒量調整処理を、予め設定された一定時間（例えば１ミリ秒）ごとに繰り返し実行する。
制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃを取得する（Ｓ６０１）。その後、制御部３００は、取得した圧縮機３０の回転速度Ｖｃが第１基準回転速度Ｖ１よりも大きいか否かを判断する（Ｓ６０２）。回転速度Ｖｃが第１基準回転速度Ｖ１よりも大きい場合（Ｓ６０２でＹｅｓ）、制御部３００は、第１状態とする（Ｓ６０３）。つまり、制御部３００は、第１開閉部１７１が第１貫通孔１６１を開いた状態とするとともに、第２開閉部１７２が第２貫通孔１６２を開いた状態とする。そして、これにより、４つのエジェクタ１００全ての駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒が流入する。
【００３４】
回転速度Ｖｃが第１基準回転速度Ｖ１よりも大きくない場合（Ｓ６０２でＮｏ）、制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが第２基準回転速度Ｖ２よりも大きいか否かを判断する（Ｓ６０４）。回転速度Ｖｃが第２基準回転速度Ｖ２よりも大きい場合（Ｓ６０４でＹｅｓ）、制御部３００は、第２状態とする（Ｓ６０５）。つまり、制御部３００は、第１開閉部１７１が第１貫通孔１６１を閉じた状態とするとともに、第２開閉部１７２が第２貫通孔１６２を開いた状態とする。そして、これにより、４つのエジェクタ１００の内の３つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒が流入する。
【００３５】
回転速度Ｖｃが第２基準回転速度Ｖ２よりも大きくない場合（Ｓ６０４でＮｏ）、制御部３００は、第３状態とする（Ｓ６０６）。つまり、制御部３００は、第１開閉部１７１が第１貫通孔１６１を閉じた状態とするとともに、第２開閉部１７２が第２貫通孔１６２を閉じた状態とする。そして、これにより、４つのエジェクタ１００の内の２つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒が流入する。
【００３６】
このようにして、制御部３００は、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量を、圧縮機３０の回転速度Ｖｃに応じて調整する。制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが大きくなるほど、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量が多くなるように調整部１５０を制御する。言い換えれば、制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが小さくなるほど、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量は少なくなるように調整部１５０を制御する。これにより、冷凍サイクル装置１に要求される負荷が大きいほど、冷凍サイクル装置１を循環する冷媒の量が増加する。一方、冷凍サイクル装置１に要求される負荷が小さいときほど、冷凍サイクル装置１を循環する冷媒の量が減少する。そして、冷蔵用蒸発器１１の蒸発温度が上がり、冷蔵用蒸発器１１の能力が低下する。また、冷凍用蒸発器２１の蒸発温度が上がり、冷凍用蒸発器２１の能力が低下する。その結果、冷凍サイクル装置１に要求される負荷が小さいときほど、冷蔵用蒸発器１１及び冷凍用蒸発器２１の能力が低下するので、冷凍サイクル装置１の効率が向上する。また、冷凍サイクル装置１に要求される負荷が小さくても、エジェクタ１００において混合冷媒の圧力をより高めて圧縮機に向けて流出させることができるので、エジェクタ１００の効率を最大とした状態での稼働が可能となり省エネを実現することができる。また、エジェクタユニット２００のケース２１０に設けられた吸引ポート２２０は、４つのエジェクタ１００それぞれに対応して設けられているので、例えば、複数のエジェクタ１００に対して１つの吸引ポートが設けられている構成と比べて、吸引冷媒を吸引する際のロスを低下させることができる。これにより、省エネを実現することができる。
【００３７】
なお、上述したエジェクタユニット２００においては、４つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１の内の、最大で２つの駆動冷媒流入口１１１を開閉可能にしているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、第３貫通孔１６３を開閉可能な第３開閉部（不図示）を設け、最大で３つの駆動冷媒流入口１１１を開閉可能にしても良い。これにより、外乱に応じて、よりきめ細かく、冷凍サイクル装置１に循環する冷媒の量を調整することができる。ただし、逆に、１つの貫通孔を開閉可能な開閉部（例えば第１開閉部１７１）のみを設け、１つの駆動冷媒流入口１１１のみを開閉可能にしても良い。
【００３８】
また、上述したエジェクタユニット２００においては、４つのエジェクタ１００が同一円の円周方向に並んで配置されているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、直線的に４つのエジェクタ１００が並んで配置されていても良い。
また、上述したエジェクタユニット２００が有するエジェクタ１００は、４つであるが、特に４つに限定されない。例えば６つ等、４つよりも多くても良い。あるいは３つ等、４つよりも少なくても良い。
【００３９】
また、上述した制御部３００は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃに応じて、エジェクタユニット２００を流れる駆動冷媒量を制御しているが、とくにかかる態様に限定されない。制御部３００は、環境外部温度、例えば、冷凍サイクル装置１が冷蔵庫５である場合には、冷蔵庫５が設置された部屋の温度に応じて、駆動冷媒量を制御しても良い。例えば、制御部３００は、部屋の温度が低いほど、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量が少なくなるように制御すると良い。また、制御部３００は、冷蔵庫５の庫内の温度が低いほど、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量が少なくなるように制御しても良い。また、制御部３００は、冷蔵用蒸発器１１又は冷凍用蒸発器２１の蒸発温度が高いほど、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量が少なくなるように制御しても良い。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置２の概略構成を示す図である。
図８は、第２の実施形態に係る調整部２５０の概略構成の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る冷凍サイクル装置２は、第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置１に対して、第１の実施形態に係る調整部１５０に相当する調整部２５０が異なる。以下、第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置１と異なる点について説明する。冷凍サイクル装置１と冷凍サイクル装置２とで、同じ機能を有する物については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
調整部２５０は、蓋部１６０と、蓋部１６０とともに駆動冷媒が流入する空間である流入空間を形成するケース２９０と、流入空間を４つの空間に区画する区画板２８０と、４つの空間への駆動冷媒の流入を調整する流量調整弁２９５と、流量調整弁２９５を制御する制御部３２０とを備えている。
区画板２８０は、流入空間を、蓋部１６０に形成された第１貫通孔１６１に対向する第１空間２８１、第２貫通孔１６２に対向する第２空間２８２、第３貫通孔１６３に対向する第３空間２８３、第４貫通孔１６４に対向する第４空間２８４の４つの空間に均等に区画する。
【００４２】
ケース２９０は、有底円筒状の部材であり、開口部が蓋部１６０にて覆われている。また、ケース２９０における外周部には、外周面から半径方向に外側に突出するとともに、駆動冷媒が流入する円筒状の流入パイプが４つ設けられている。４つの流入パイプは、第１空間２８１に駆動冷媒を流入させる第１流入パイプ２９１、第２空間２８２に駆動冷媒を流入させる第２流入パイプ２９２、第３空間２８３に駆動冷媒を流入させる第３流入パイプ２９３、第４空間２８４に駆動冷媒を流入させる第４流入パイプ２９４である。
【００４３】
流量調整弁２９５には、第１流入パイプ２９１、第２流入パイプ２９２、第３流入パイプ２９３及び第４流入パイプ２９４の端部が接続されており、各流入パイプの流路を開閉することが可能に構成されている。
それゆえ、流量調整弁２９５は、複数のエジェクタ１００のそれぞれにおける駆動冷媒の流入口の一例としての駆動冷媒流入口１１１を開閉する開閉機構として機能する。
【００４４】
そして、以上のように構成された冷凍サイクル装置２においては、制御部３２０が流量調整弁２９５を制御することにより、複数のエジェクタ１００の内、冷蔵用蒸発器１１からの駆動冷媒を流入させるエジェクタ１００の数を調整する。
例えば、制御部３２０は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた回転速度である第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合には、４つの流入パイプの流路を全て開き、４つのエジェクタ１００全ての駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒を流入させる。
また、制御部３２０は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた回転速度である第２閾値Ｔｈ２よりも大きく、第１閾値Ｔｈ１以下である場合には、４つの流入パイプの内の３つの流入パイプの流路を開き、４つのエジェクタ１００の内の３つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒を流入させる。
また、制御部３２０は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた回転速度である第３閾値Ｔｈ３よりも大きく、第２閾値Ｔｈ２以下である場合には、４つの流入パイプの内の２つの流入パイプの流路を開き、４つのエジェクタ１００の内の２つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒を流入させる。
また、制御部３２０は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが予め定められた回転速度である第４閾値Ｔｈ４よりも大きく、第３閾値Ｔｈ３以下である場合には、４つの流入パイプの内の１つの流入パイプの流路を開き、４つのエジェクタ１００の内の１つのエジェクタ１００の駆動冷媒流入口１１１に駆動冷媒を流入させる。
【００４５】
このように、制御部３２０は、圧縮機３０の回転速度Ｖｃに応じて、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量を制御し、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが大きくなるほど、エジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量が多くなるように流量調整弁２９５を制御すると良い。
【００４６】
そして、以上のように構成された冷凍サイクル装置２においては、制御部３２０が調整部２５０の流量調整弁２９５を制御することにより、複数のエジェクタ１００の内、冷蔵用蒸発器１１からの駆動冷媒を流入させるエジェクタ１００の数を調整することができる。それゆえ、冷凍サイクル装置２は、外乱に応じてエジェクタユニット２００に流れる冷媒流量を制御することが可能である。そして、冷凍サイクル装置２において、冷蔵用蒸発器１１とエジェクタユニット２００との間に調整部２５０を設けることで、エジェクタユニット２００に流れる駆動冷媒流量と蒸発温度とを調整可能になり、より精密な制御が可能になる。
【００４７】
そして、制御部３２０が、圧縮機３０の回転速度Ｖｃが小さくなるほどエジェクタユニット２００に流入する駆動冷媒の量が少なくなるように調整部２５０を制御することで、冷凍サイクル装置２に要求される負荷が小さいときほど冷凍サイクル装置２を循環する冷媒の量が減少する。その結果、冷凍サイクル装置１に要求される負荷が小さいときほど、冷蔵用蒸発器１１及び冷凍用蒸発器２１の能力が低下するので、冷凍サイクル装置２の効率が向上する。また、エジェクタ１００の効率を最大とした状態での稼働が可能となるとともに、吸引冷媒を吸引する際のロスを低下させることが可能となるので、省エネを実現することができるのは、第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置１と同様である。
【符号の説明】
【００４８】
１，２…冷凍サイクル装置、５…冷蔵庫、１１…冷蔵用蒸発器、１４…冷蔵用キャピラリーチューブ、２１…冷凍用蒸発器、２４…冷凍用キャピラリーチューブ、３０…圧縮機、４０…凝縮器、１００…エジェクタ、１１０…ノズル部、１２０…吸引部、１３０…混合部、１４０…拡散部、１５０，２５０…調整部、２００…エジェクタユニット、３００，３２０…制御部
【図１】
2020118333.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020118333.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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