(57)【要約】【課題】エジェクタの吸引側に配置された蒸発器の性能向上を図る。【解決手段】エジェクタ５０の吸引側に配置された第２蒸発器４２は、冷媒流れ上流側の先行部分と、冷媒流れ下流側の後続部分とを有する。先行部分から後続部分へ流れる冷媒が、ガス冷媒が抽出される。抽出されたガス冷媒は、ガス通路によって後続部分をバイパスする。抽出されたガス冷媒と、後続部分から流出した冷媒は、合流した後に、エジェクタ５０の吸引口５４に供給される。抽出されたガス冷媒を吸引口５４に供給するため、エジェクタ５０における吸引冷媒の流量不足を回避できる。この結果、第２蒸発器４２における性能改善に加えて、エジェクタ５０においても所期の性能を維持することができる。この結果、冷凍サイクル装置１の性能を総合的に改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流れに関して上流側に位置付けられ、冷媒を蒸発させる先行部分（４ａ）と、
冷媒流れに関して前記先行部分より下流側に位置付けられ、冷媒を蒸発させる後続部分（４ｂ）と、
前記先行部分から前記後続部分へ流れる冷媒から主としてガス冷媒を抽出しガス通路（４ｄ）に案内する抽出器（４ｃ）と、
前記抽出器の前記ガス通路（４ｄ）と前記後続部分の出口通路（４ｇ）とに連通し、高圧冷媒の噴流によって前記ガス通路と前記出口通路との両方から低圧冷媒を吸引するエジェクタ（５０、３５０）と
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記エジェクタ（５０、３５０）から出た冷媒を蒸発させる第１蒸発器（４１、４４１、５４１）をさらに備え、
前記先行部分と前記後続部分とが前記エジェクタの吸引側に配置された第２蒸発器（４２、３４２、４４２、５４２）を構成していることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
熱交換媒体の流れに関して前記第１蒸発器（４１、４４１、５４１）より下流側に前記第２蒸発器（４２、３４２、４４２、５４２）を配置したことを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第１蒸発器（４１、４４１、５４１）の熱交換部と前記第２蒸発器（４２、３４２、４４２、５４２）の熱交換部とが同じ構成であることを特徴とする請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記先行部分（４ａ）、前記後続部分（４ｂ）、前記抽出器（４ｃ）、および前記エジェクタ（５０、３５０）が部品組立体（６０、２６０、４６０、５６０）を構成していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記先行部分（４ａ）、前記後続部分（４ｂ）、前記抽出器（４ｃ）、前記エジェクタ（５０、３５０）、および前記第１蒸発器（４１）が部品組立体（６０、２６０、４６０、５６０）を構成していることを特徴とする請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
冷媒流れに関して前記エジェクタ（５０、３５０）より上流側に配置された分岐部（２）と、
冷媒流れに関して前記分岐部（２）より上流側乃至は前記分岐部（２）と前記エジェクタ（５０、３５０）との間に配置された第１減圧器（３１、２３１）と、
前記分岐部（２）と前記先行部分（４ａ）との間に配置された第２減圧器（３２）と
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
冷媒流れに関して前記エジェクタ（５０、３５０）より下流側に配置された分岐部（４０２、５０２）と、
冷媒流れに関して前記エジェクタ（５０、３５０）より上流側に配置された第１減圧器（３１）と、
前記分岐部（４０２、５０２）と前記先行部分（４ａ）との間に配置された第２減圧器（４３２、５３２）と
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記エジェクタ（５０）は、
前記ガス通路（４ｄ）と前記出口通路（４ｇ）とが合流した後に連通している吸引口（５４）を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記エジェクタ（３５０）は、
前記ガス通路（４ｄ）と連通する第１吸引口（３５４ａ）と、
エジェクタ内における吸引流れに関して前記第１吸引口（３５４ａ）よりも下流側に設けられ前記出口通路（４ｇ）に連通する第２吸引口（３５４ｂ）と
を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか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、冷凍サイクル装置ないしその蒸発器を含む組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置が知られている。この冷凍サイクル装置は、エジェクタを備えている。エジェクタは、高圧冷媒の噴流によって低圧冷媒を吸引し混合冷媒として噴射する。この結果、エジェクタは、冷媒を減圧する減圧器としての機能を発揮するとともに、低圧冷媒の圧力を低下させる一方で噴射される冷媒の圧力回復を図る流体ポンプとしての機能を発揮する。さらに、この冷凍サイクル装置では、蒸発器のヘッダタンク内においてガス冷媒を抽出する構成を採用している。
【０００３】
一方、特許文献２ないし特許文献５には、冷凍サイクル装置の蒸発器が開示されている。これらの蒸発器は、蒸発器内の上流側に位置する上流部分において蒸発しガス化したガス冷媒を抽出し、それより下流側に位置する下流部分をバイパスして圧縮機に吸引させている。この構成によると、下流部分における圧力損失の上昇を抑えることができる。
【特許文献１】特許３２６５６４９号
【特許文献２】特開昭５７−４１５５９号公報
【特許文献３】特開平３−１８１７６０号公報
【特許文献４】特開平３−２２５１６５号公報
【特許文献５】特開２００３−２８５４０号公報
【特許文献６】特開２００７−１４７１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術によると、いわば蒸発器の最終段階のヘッダタンク内に気液分離器を一体化している。これでは、蒸発器内において冷媒が蒸発するに従い、冷媒の容積が増加し、その結果、圧力損失が増加するという問題点を解決することができない。
【０００５】
一方、特許文献２ないし特許文献５の技術によると、蒸発器だけでの性能改善を図ることができるが、冷凍サイクル装置の他の構成部品も考慮して、総合的な性能改善を図るには至っていない。また、特許文献６の技術では、エジェクタの下流の蒸発器の性能改善が図られるが、エジェクタの吸引側に配置された蒸発器の性能については考慮されていない。特に、エジェクタは冷媒流量の変動に対して性能が敏感に変化するという特性を持つが、従来技術においては、エジェクタとの関連の下で総合的な性能改善を図る試みはなされていなかった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、蒸発器だけでなくエジェクタを含む総合的な性能改善を図る冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、エジェクタの吸引側に配置される蒸発器の性能改善を、エジェクタの性能を損なうことなく実現する冷凍サイクル装置を提供することを他の目的とする。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、エジェクタの吸引側に配置される蒸発器の圧力損失を抑制するとともに、エジェクタの性能を維持し、かつ、エジェクタの下流側に配置される蒸発器の熱交換性能を維持する冷凍サイクル装置を提供することをさらに他の目的とする。
【０００９】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用することができる。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、冷媒流れに関して上流側に位置付けられ、冷媒を蒸発させる先行部分（４ａ）と、冷媒流れに関して先行部分より下流側に位置付けられ、冷媒を蒸発させる後続部分（４ｂ）と、先行部分から後続部分へ流れる冷媒から主としてガス冷媒を抽出しガス通路（４ｄ）に案内する抽出器（４ｃ）と、抽出器のガス通路（４ｄ）と後続部分の出口通路（４ｇ）とに連通し、高圧冷媒の噴流によってガス通路と出口通路との両方から低圧冷媒を吸引するエジェクタ（５０、３５０）とを備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、エジェクタの吸引側に配置された蒸発器の先行部分と後続部分との間において、ガス冷媒が抽出され、後続部分をバイパスして流される。この結果、後続部分における圧力損失を抑制することができる。しかも、抽出されたガス冷媒は、エジェクタに吸引される。このため、エジェクタに吸引される冷媒量を過剰に減少させることがない。この結果、エジェクタの吸引側に配置された蒸発器の性能を改善するだけでなく、エジェクタの性能を維持ないし改善することができ、総合的な性能向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、エジェクタ（５０、３５０）から出た冷媒を蒸発させる第１蒸発器（４１、４４１、５４１）をさらに備え、先行部分と後続部分とがエジェクタの吸引側に配置された第２蒸発器（４２、３４２、４４２、５４２）を構成していることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、エジェクタの下流に配置された第１蒸発器へ流れる冷媒の流量減少を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、熱交換媒体の流れに関して第１蒸発器（４１、４４１、５４１）より下流側に第２蒸発器（４２、３４２、４４２、５４２）を配置したことを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、２つの蒸発器によって熱交換媒体と効率的に熱交換することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、第１蒸発器（４１、４４１、５４１）の熱交換部と第２蒸発器（４２、３４２、４４２、５４２）の熱交換部とが同じ構成であることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、簡単な構成でありながら、２つの蒸発器における性能向上を図ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、先行部分（４ａ）、後続部分（４ｂ）、抽出器（４ｃ）、およびエジェクタ（５０、３５０）が部品組立体（６０、２６０、４６０、５６０）を構成していることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、複数の部品と複雑な通路を取り扱いが容易な構成として提供することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、先行部分（４ａ）、後続部分（４ｂ）、抽出器（４ｃ）、エジェクタ（５０、３５０）、および第１蒸発器（４１）が部品組立体（６０、２６０、４６０、５６０）を構成していることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、複数の部品と複雑な通路を取り扱いが容易な構成として提供することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、冷媒流れに関して前記エジェクタ（５０、３５０）より上流側に配置された分岐部（２）と、冷媒流れに関して分岐部（２）より上流側乃至は分岐部（２）とエジェクタ（５０、３５０）との間に配置された第１減圧器（３１、２３１）と、分岐部（２）と先行部分（４ａ）との間に配置された第２減圧器（３２）とをさらに備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、エジェクタの上流で冷媒を分岐させる冷凍サイクル装置の性能を総合的に改善することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、冷媒流れに関して前記エジェクタ（５０、３５０）より下流側に配置された分岐部（４０２、５０２）と、冷媒流れに関してエジェクタ（５０、３５０）より上流側に配置された第１減圧器（３１）と、分岐部（４０２、５０２）と先行部分（４ａ）との間に配置された第２減圧器（４３２、５３２）とをさらに備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、エジェクタの下流で冷媒を分岐させる冷凍サイクル装置の性能を総合的に改善することができる。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、エジェクタ（５０）は、ガス通路（４ｄ）と出口通路（４ｇ）とが合流した後に連通している吸引口（５４）を備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、シンプルな構成のエジェクタを用いることができる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、エジェクタ（３５０）は、ガス通路（４ｄ）と連通する第１吸引口（３５４ａ）と、エジェクタ内における吸引流れに関して第１吸引口（３５４ａ）よりも下流側に設けられ出口通路（４ｇ）に連通する第２吸引口（３５４ｂ）とを備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、上流側に位置づけられた第１吸引口から吸引された冷媒によって、下流側に位置づけられた第２吸引口から吸引された冷媒を押し流すことができる。
【００２１】
なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）   
以下、本発明を車両用空調装置の冷凍サイクル装置１に適用した第１実施形態を説明する。図１は、冷凍サイクル装置１の構成を示すブロック図である。図２は、第２蒸発器の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１において、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０、凝縮器２０、減圧器３1、３２、蒸発器４０、およびエジェクタ５０を備える。これらの部品は、複数の配管によって、または部品間を直接に接続することによって順次接続されて閉回路を形成している。冷凍サイクル装置１は、凝縮器２０と減圧器３１、３２との間に、分岐部２を有している。圧縮機１０から凝縮器２０、減圧器３１、エジェクタ５０、および第１蒸発器４１を通り圧縮機１０に戻る第１閉回路は、主回路を提供する。圧縮機１０から凝縮器２０、減圧器３２、第２蒸発器４２、およびエジェクタ５０を通り圧縮機１０に戻る第２閉回路は、副回路を提供する。
【００２４】
圧縮機１０は、冷媒を高温高圧に圧縮する。圧縮機１０は、内燃機関により駆動されるか、あるいは電動機によって駆動される。圧縮機１０は、固定容量型または可変容量型とすることができる。凝縮器２０は高圧側熱交換器である。凝縮器２０は、圧縮機１０吐出側に接続され、外気との熱交換によって冷媒を凝縮液化する。
【００２５】
第１減圧器３１は、主減圧器である。第１減圧器３１は、凝縮器２０から流出した液相冷媒を等エンタルピ的に減圧し、膨張させる。第１減圧器３１は、膨張弁とも呼ばれる。第１減圧器３１は、蒸発器４１の出口における冷媒状態が、所定の状態となるように絞り開度を制御する感温式膨張弁によって提供することができる。第２減圧器３２は、副減圧器である。第２減圧器３２は、凝縮器２０から流出した液相冷媒を等エンタルピ的に減圧し、膨張させる。第２減圧器３２は、膨張弁とも呼ばれる。第２減圧器３２は、所定の流路抵抗を与えるキャピラリチューブなどによって提供することができる。
【００２６】
蒸発器４０は、第１蒸発器４１と第２蒸発器４２とを有する。第１蒸発器４１と、第２蒸発器４２とは、ろう付けによって接合された一体の蒸発器ユニットとして構成されることができる。第１蒸発器４１と、第２蒸発器４２との各々は、複数のパスと呼ばれる複数の蒸発器部分を有している。複数のパスは、一枚の熱交換器コア上に、往路群と、復路群として構成されることがある。広く使用されている典型的な蒸発器においては、ひとつのパスは、上流ヘッダ、下流ヘッダ、および、上流ヘッダと下流ヘッダとに連通する複数の扁平冷媒管によって構成される。複数の扁平冷媒管の間には、熱交換媒体としての空気の通路が区画形成され、必要に応じてフィンが配置されている。第１蒸発器４１と第２蒸発器４２との熱交換部は、同じ構成を有している。具体的には、冷媒の流路断面積、空調空気の流路断面積、熱交換のための表面積などは、ほぼ同一である。しかし、第１蒸発器４１を流れる冷媒流量と、第２蒸発器４２を流れる冷媒流量とは、異なっている。第１蒸発器４１には、冷凍サイクル装置１を循環している全ての冷媒が流れる。しかし、第２蒸発器４２には、分岐部２から分岐した冷媒しか流れない。冷凍サイクル装置１を循環している全流量に対して、第２蒸発器４２を流れる流量は、ほぼ半分となるように冷凍サイクル装置１の各部は構成されている。
【００２７】
第１蒸発器４１は、低圧側熱交換器であって、冷媒が内部で蒸発することにより、冷却対象である空調用空気を冷却する。第１蒸発器４１は、第２蒸発器４２よりも熱交換媒体である空気の流れに関して上流側に配置されているため、上流側蒸発器とも呼ばれる。第１蒸発器４１は、エジェクタ５０の出口側に配置されているため、比較的高い蒸発圧力が与えられる。このため、高段蒸発器とも呼ばれる。
【００２８】
蒸発器４２は、低圧側熱交換器であって、冷媒が内部で蒸発することにより、冷却対象である空調用空気を冷却する。第２蒸発器４２は、第１蒸発器４１よりも空気の流れに関して下流側に配置されているため、下流側蒸発器とも呼ばれる。第１蒸発器４１は、エジェクタ５０の吸引側に配置されているため、比較的低い蒸発圧力が与えられる。このため、低段蒸発器とも呼ばれる。
【００２９】
図２において、第２蒸発器４２は、複数の蒸発器部分４ａ、４ｂを有している。先行部分４ａは、冷媒流れに関して相対的に上流側に設けられている。後続部分４ｂは、先行部分４ａよりも冷媒流れに関して下流側に位置している。先行部分４ａと後続部分４ｂとは、空気通路の空気流れに対して並列に配置される。例えば、先行部分４ａが空気通路の右半部に配置され、後続部分４ｂが空気通路の左半部に配置される。
【００３０】
先行部分４ａから後続部分４ｂへ流れる冷媒から主としてガス冷媒を抽出する抽出器４ｃが、２つの部分４ａ、４ｂの間に設けられている。抽出器４ｃは、気液分離器である。抽出器４ｃは、分離したガス冷媒を、ガス通路４ｄに案内する。ガス通路４ｄは、抽出器４ｃから供給されたガス冷媒を、先行部分４ａの下流に位置する後続部分４ｂをバイパスするように流す。ガス通路４ｄは、抽出器４ｃのガス出口と後続部分４ｂの出口通路４ｇとを連通している。ガス通路４ｄには、後続の後続部分４ｂに相当する圧力損失を与えるための絞り４ｅが設けられている。抽出器４ｃは、主として液冷媒を液通路４ｆに案内する。液通路４ｆは、抽出器４ｃの液出口と後続部分４ｂの入口とを接続している。
【００３１】
抽出器４ｃは、例えば、遠心分離式の気液分離器によって提供される。抽出器４ｃは、旋回室を区画する部材と、この旋回室の接線方向に沿って先行部分４ａからの冷媒を導入する導入通路とを備えることができる。かかる構成においては、ガス冷媒が旋回室の中心に集められ、液冷媒が旋回室の壁面に集められる。よって、ガス出口は、旋回室の径方向中央に開設され、液出口は、旋回室の径方向外側に開設される。
【００３２】
エジェクタ５０は、高圧冷媒の噴流によって低圧冷媒を吸引し中間冷媒として噴射する。エジェクタ５０は、第１減圧器３１の下流に連通するノズル５１と、このノズル５１の周囲から下流側にかけて流路を区画形成するハウジング５２とを有する。ノズル５１は、高圧冷媒入口５３を有する。ハウジング５２は、ノズル５１の周囲を囲む吸引ギャラリと、この吸引ギャラリからノズル５１の外周に沿って、その先端に向けて徐々に断面積が縮小する導入通路と、ノズル５１の下流に延びる混合部と、混合部の下流において徐々に広がるディフューザ通路とを区画形成する。さらに、ハウジング５２は、吸引ギャラリに連通する吸引口５４と、ディフューザ通路の下流端に開口する出口５５とを有している。吸引口５４は、ガス通路４ｄと後続部分４ｂの出口通路４ｇとに連通している。これらガス通路４ｄと出口通路４ｇとは、蒸発器ユニットの中で合流した後、吸引口５４に連通している。出口５５は、第１蒸発器４１に連通している。ハウジング５２は、単一の部材により、あるいは複数の部材により、さらには他の構成部品の通路区画部材を兼用して提供される。
【００３３】
蒸発器４０とエジェクタ５０とは、互いに連結された低圧系部品組立体６０を構成している。蒸発器４０とエジェクタ５０とは、ロウ付けによって接合されることができる。低圧系部品組立体６０は、２つの入口と、ひとつの出口とを有するユニットとして構成されている。さらに、低圧系部品組立体６０に、減圧器３１、３２を組み付けてもよい。加えて、低圧系部品組立体６０は、分岐部２も含むように構成することができる。かかる低圧系部品組立体６０は、複数の蒸発器４１、４２と、エジェクタ５０と、それらの間に設けられるべき複雑な通路とを一塊のユニットとして取り扱うことを可能とする。この結果、運搬作業、車両への組み付け作業、交換作業において取り扱いが容易となる。
【００３４】
次に、この実施形態の作動を説明する。乗員からの空調要求、例えば冷房要求があると、冷凍サイクル装置１が運転をはじめる。圧縮機１０は、低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として凝縮器２０へ送り出す。高圧冷媒は、凝縮器２０によって液化された後、分岐部２で分岐する。第１閉回路に流れた高圧冷媒は、第１減圧器３１とエジェクタ５０とによって減圧され、気液混合状態の低圧冷媒となって、第１蒸発器４１に供給される。エジェクタ５０は、第２閉回路を流れる冷媒も第１蒸発器４１に供給する。第１蒸発器４１で蒸発した冷媒は、空気を冷却する。第１蒸発器４１を出た冷媒は、圧縮機１０に吸引され、再び圧縮されて凝縮器２０へ送られる。
【００３５】
分岐部２から第２閉回路へ流れた冷媒は、第２減圧器３２によって減圧され、気液混合状態の低圧冷媒となって、第２蒸発器４２に供給される。冷媒は、まず先行部分４ａで蒸発し、空気を冷却する。先行部分４ａを出た冷媒は、抽出器４ｃによって気液分離される。液成分を多く含む冷媒は、液通路４ｆを通して後続部分４ｂに供給される。冷媒は、後続部分４ｂで蒸発し、空気を冷却する。後続部分４ｂを出た冷媒は、出口通路４ｇを通ってエジェクタ５０の吸引口５４に供給される。一方、抽出器４ｃによって抽出されたガス成分を多く含む冷媒は、ガス通路４ｄを通して後続部分４ｂをバイパスする。ガス通路４ｄを通る冷媒は、絞り４ｅによって圧力損失を与えられる。絞り４ｅは、ガス通路４ｄを通る冷媒流量と、後続部分４ｂを通る冷媒流量とを調節する。後続部分４ｂを出た冷媒と、ガス通路４ｄを通ったガス冷媒とは、合流した後、エジェクタ５０の吸引口５４から吸引される。第２蒸発器４２においては、先行部分４ａにおいて冷媒が蒸発することによって発生したガス冷媒が抽出器４ｃによって抽出される。このため、後続部分４ｂには、液冷媒乃至は過剰なガス冷媒を含まない気液混合状態の冷媒が供給される。この結果、後続部分４ｂにおいて、容積が大きいガス冷媒の流量が抑えられるから、圧力損失を抑制することができる。
【００３６】
エジェクタ５０は、ノズル５１からの噴流によって、吸引口５４から冷媒を吸引する。吸引口５４から吸引された冷媒と、ノズル５１から噴射された冷媒とは、混合部において混合され、その後ディフューザ部によって減速される。ディフューザ部においては、圧力回復が図られる。ディフューザ部を通過した冷媒は、出口５５から第１蒸発器４１に供給される。
【００３７】
空調装置の送風機によって流される空調空気は、第１蒸発器４１を通過した後に、第２蒸発器４２を通過する。この結果、空調空気は、２段階に冷却される。第２蒸発器４２の蒸発圧力は、第１蒸発器４１の蒸発圧力より低いので、第２蒸発器４２のほうがより低温になる。空調空気は、第１蒸発器４１によって冷却された後、第２蒸発器４２によってさらに低温に冷却される。この結果、効率的な冷却が可能となる。
【００３８】
この実施形態によると、エジェクタ５０によって与えられる吸引力の影響下にある第２蒸発器４２の圧力損失が抑制される。このため、エジェクタ５０が発生する吸引力を冷媒の蒸発に効率的に利用することができる。また、第２蒸発器４２は圧力損失が上昇しやすいので、その第２蒸発器４２の圧力損失を抑制することで、比較的大きい性能改善効果を得ることができる。
【００３９】
また、ガス通路４ｄを通る冷媒は、エジェクタ５０をバイパスすることなく、エジェクタ５０の吸引口５４に供給される。言い換えると、ガス通路４ｄを通る冷媒は、第１蒸発器４１に直接に供給されたり、圧縮機１０に直接に供給されたりすることはない。このため、エジェクタ５０に吸引される冷媒量が過小になることが回避される。この結果、エジェクタ５０の混合部、ディフューザ部においても、必要な冷媒量を確保することができ、エジェクタ５０に所期の性能を発揮させることができる。エジェクタ５０には、第２蒸発器４２において蒸発したすべてのガス冷媒が供給されるから、ガス冷媒の不足を招くことが回避される。また、第２蒸発器４２における冷媒の蒸発量は、熱負荷によって変動するが、この蒸発量の変動に起因してエジェクタ５０に吸引される冷媒量が変動することが抑制される。例えば、エジェクタ５０に吸引される冷媒量の不安定な変動が抑制される。
【００４０】
また、エジェクタ５０の下流にも第１蒸発器４１を配置したこの実施形態においては、第１蒸発器４１に望ましい量のガス冷媒を供給することができる。この結果、第１蒸発器４１におけるガス冷媒不足を回避して、第１蒸発器４１における熱交換性能も改善することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明を冷凍サイクル装置２０１に適用した第２実施形態を説明する。図３は、この実施形態の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。図４は、低圧系部品組立体の構成を示す模式的な斜視図である。この実施形態では、第１実施形態に代えて、低圧系部品組立体２６０を採用している。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。
【００４２】
図３において、低圧系部品組立体２６０は、分岐部２、減圧器２３１、３２、蒸発器４１、４２およびエジェクタ５０を含んでいる。第１減圧器２３１は、冷媒流れに関して分岐部２より上流側に設けられている。この第１減圧器２３１は、エジェクタ５０より上流側に配置することができ、分岐部２とエジェクタ５０との間に配置してもよい。
【００４３】
図４において、第１蒸発器４１は、管状のヘッダ４１ａとヘッダ４１ｂとを有する。ヘッダ４１ａ内は、長さ方向に関して二分割されて、２つのヘッダタンクを内部に区画形成している。ヘッダ４１ａ、４１ｂの間には、熱交換部としてのコア部４１ｃが設けられている。コア部４１ｃには、複数の扁平冷媒管が一列に並べられている。隣接する２本の扁平冷媒管の間には、空気通路が区画されている。空気通路には、フィンが配置されている。複数の扁平冷媒管は、その両端が対応するヘッダ４１ａ、４１ｂに連通している。ヘッダ４１ａの分割に対応して、複数の扁平冷媒管は、２つの群に区分されている。それぞれの群は、パスと呼ばれる。第１蒸発器４１は、右側に図示され、冷媒が図中上から下へ流れる第１パス４１ｄと、左側に図示され、冷媒が図中下から上へ流れる第２パス４１ｅとを有する。
【００４４】
第２蒸発器４２は、管状のヘッダ４２ａとヘッダ４２ｂとを有する。これらヘッダ４２ａ、４２ｂ内は、長さ方向に関して二分割されて、２つのヘッダタンクを内部に区画形成している。ヘッダ４２ａ、４２ｂの間には、熱交換部としてのコア部４２ｃが設けられている。コア部４２ｃには、複数の扁平冷媒管が一列に並べられている。隣接する２本の扁平冷媒管の間には、空気通路が区画されている。空気通路には、フィンが配置されている。複数の扁平冷媒管は、その両端が対応するヘッダ４２ａ、４２ｂに連通している。ヘッダ４２ａ、４２ｂの分割に対応して、複数の扁平冷媒管は、２つの群に区分されている。それぞれの群は、パスと呼ばれる。第２蒸発器４２は、右側に図示され、冷媒が図中上から下へ流れる第１パス４２ｄと、左側に図示され、冷媒が図中下から上へ流れる第２パス４２ｅとを有する。
【００４５】
第１パス４２ｄは、先行部分４ａを提供する。第２パス４２ｅは、後続部分４ｂを提供する。第１パス４２ｄの下流側に位置するヘッダ４２ｂ内に形成されたヘッダタンクは、抽出器４ｃを提供する。ヘッダ４２ｂ内には、冷媒の衝突、あるいは旋回流によって、下部に液冷媒が溜まり、上部にガス冷媒が溜まる。なお、抽出部４ｃとしてのヘッダ４２ｂ内には、遠心分離式の気液分離器や、衝突式の気液分離器などを収容してもよい。
【００４６】
ヘッダ４２ｂ内には、液通路４ｆが形成されている。この液通路４ｆを通して、第１パス４２ｄのヘッダタンクから第２パス４２ｅのヘッダタンクへと液冷媒が供給される。さらに、ヘッダ４２ｂとヘッダ４２ａとの間には、ガス通路４ｄが敷設されている。ガス通路４ｄは、一本の扁平冷媒管によって、あるいは扁平冷媒管とは別に設けられた管によって提供することができる。ガス通路４ｄは、第１パス４２ｄの下流側ヘッダタンクと、第２パス４２ｅの下流側ヘッダタンクとを連通している。ガス通路４ｄには、第２パス４２ｅとほぼ同じ圧力損失を与える絞り４ｅが設けられている。
【００４７】
ヘッダ４１ａとヘッダ４２ａとは、一部の部品を共有して、隣接するようにして、一体的に連結されている。ヘッダ４１ｂとヘッダ４２ｂとは、一部の部品を共有して、隣接するようにして、一体的に連結されている。第１蒸発器４１と第２蒸発器４２とは、ロウ付けによって一体的に構成されている。第１蒸発器４１は、空調空気５の流れに関して、第２蒸発器４２より上流側に配置されている。
【００４８】
エジェクタ５０は、ヘッダ４１ａおよびヘッダ４２ａと並行に配置され、ロウ付けによって一体的に接合されている。エジェクタ５０は、ヘッダ４１ａおよびヘッダ４２ａの外側に配置されるか、あるいはヘッダ４１ａおよびヘッダ４２ａのいずれかの内部に収容されることができる。
【００４９】
この実施形態によると、第１蒸発器４１と第２蒸発器４２とは、複数のヘッダと複数の扁平冷媒管と複数のコルゲート成型されたフィンとを備える一般的な熱交換器の構成によって提供することができる。しかも、抽出器４ｃ、ガス通路４ｄおよび絞り４ｅを追加することで、性能の改善を図ることができる。さらに、蒸発器４０とエジェクタ５０とを中心とする低圧系部品組立体２６０を、ひとつの入口とひとつの出口とを有するユニットとして構成することができる。このため、上述の実施形態の作用効果に加えて、さらに取り扱いを容易にすることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、本発明を冷凍サイクル装置３０１に適用した第３実施形態を説明する。図５は、この実施形態の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。図６は、エジェクタの構成を示す断面図である。この実施形態では、第１実施形態に代えて、エジェクタ３５０を採用している。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。この実施形態に開示されるエジェクタ３５０は、他の実施形態にも用いることができる。
【００５１】
図５において、蒸発器３４０は、第２蒸発器３４２を備える。この第２蒸発器３４２は、上述の第２蒸発器４２と同様の構成を備えるが、ガス通路４ｄとして長い管３０４を備える。この管３０４は、第２蒸発器３４２からエジェクタ３５０まで延びている。この実施形態においても、第２実施形態と同様の低圧系部品組立体を構成してもよい。
【００５２】
図６において、エジェクタ３５０は、高圧冷媒の噴流によって低圧冷媒を吸引し中間冷媒として噴射する。エジェクタ３５０は、第１減圧器３１の下流に連通するノズル３５１と、このノズル３５１の周囲から下流側にかけて流路を区画形成するハウジング３５２とを有する。ノズル３５１は、高圧冷媒入口３５３を有する。ハウジング３５２は、ノズル３５１の周囲を囲む吸引ギャラリと、この吸引ギャラリからノズル３５１の外周に沿って、その先端に向けて徐々に断面積が縮小する導入通路と、ノズル３５１の下流に延びる混合部と、混合部の下流において徐々に広がるディフューザ通路とを区画形成する。さらに、ハウジング３５２は、吸引ギャラリに連通する２つの吸引口３５４ａ、３５４ｂと、ディフューザ通路の下流端に開口する出口３５５とを有している。吸引口３５４ａは、吸引ギャラリから導入通路へ向かう吸入流れに関して吸引口３５４ｂより上流側に位置づけられている。吸引口３５４ａは、ガス通路４ｄと連通している。吸引口３５４ｂは、後続部分４ｂの出口通路４ｇに連通している。出口３５５は、第１蒸発器４１に連通している。ハウジング３５２は、単一の部材により、あるいは複数の部材により、さらには他の構成部品の通路区画部材を兼用して提供される。
【００５３】
ガス通路４ｄには、主としてガス冷媒が流れる。一方で、出口通路４ｇには、気液混合冷媒が流れることがある。吸引口３５４ｂから吸引された冷媒は、吸引口３５４ａから吸引された冷媒によって押される。このため、エジェクタ３５０の吸引ギャラリから導入通路にわたる区間において冷媒の流れを促進することができる。このため、上述の実施形態の作用効果に加えて、さらに性能の向上を図ることができる。
【００５４】
（第４実施形態）
次に、本発明を冷凍サイクル装置４０１に適用した第４実施形態を説明する。図７は、この実施形態の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。この実施形態では、第１実施形態に代えて、エジェクタ５０の下流に分岐部４０２を配置している。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。
【００５５】
図７において、蒸発器４４０は、第１蒸発器４４１と、第２蒸発器４４２とを有する。第１蒸発器４４１と、第２蒸発器４４２とは、同一の構成である。それらは、先行する実施形態においては説明された第２蒸発器４２と同じ構成を有し、ともに抽出器４ｃとガス通路４ｄとを有している。エジェクタ５０の出口５５と、第１蒸発器４４１との間には、分岐部４０２が配置されている。分岐部４０２で分岐した冷媒は、一方では第１蒸発器４４１に供給され、他方では第２減圧器４３２を経由して第２蒸発器４２に供給される。低圧系部品組立体４６０は、第１減圧器３１と、エジェクタ５０と、蒸発器４４０と、分岐部４０２と第２減圧器４３２とを含んでいる。この実施形態によると、エジェクタ５０の下流に分岐部４０２を有する冷凍サイクル装置４０１においても、総合的な性能向上を図ることができる。
【００５６】
（第５実施形態）
次に、本発明を冷凍サイクル装置５０１に適用した第５実施形態を説明する。図８は、この実施形態の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。この実施形態では、第１実施形態に代えて、第１蒸発器の下流に分岐部としての気液分離器７０を配置している。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。
【００５７】
図８において、蒸発器５４０は、第１蒸発器５４１と、第２蒸発器５４２とを有する。第１蒸発器５４１と、第２蒸発器５４２とは、先行する実施形態においては説明された第２蒸発器４２と同じ構成を有し、ともに抽出器４ｃとガス通路４ｄとを有している。第１蒸発器５４１の出口と圧縮機１０との間には、分岐部５０２としての気液分離器７０が設けられている。気液分離器７０によって分離されたガス冷媒は、圧縮機１０に供給される。気液分離器７０によって分離された液冷媒は、第２減圧器５３２を通して第２蒸発器５４２に供給される。第１蒸発器５４１のガス通路４ｄは、長い管５０４によって提供されている。管５０４は、気液分離器７０と圧縮機１０との間に連通している。この結果、第１蒸発器５４１内から抽出されたガス冷媒は、気液分離器７０をバイパスして、これを経由することなく、圧縮機１０に供給される。低圧系部品組立体５６０は、第１減圧器３１と、エジェクタ５０と、蒸発器５４０と、気液分離器７０と、第２減圧器５３２とを含んでいる。この実施形態によると、第１蒸発器５４１の下流に分岐部としての気液分離器７０を有する冷凍サイクル装置５０１においても、総合的な性能向上を図ることができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明の技術的範囲は、上述した実施形態にのみ限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で、多様な変形、改良、または拡張を伴うことができる。本発明は、少なくとも次のような変形、改良または拡張を伴う実施形態を包含する。
【００５９】
上述の実施形態において使用された減圧器としては、開度が可変の膨張弁、あるいは開度が固定の絞り装置を、それらの用途に応じて使用することができる。例えば、感温式膨張弁、キャピラリチューブ、先細ノズル、ラバール型ノズルなどを使用することができる。
【００６０】
抽出器４ｃは、遠心分離式に代えて、衝突式、濾過式など、種々の気液分離器によって提供されることができる。
【００６１】
上述の実施形態では、第１蒸発器と第２蒸発器とは、熱交換媒体の流れに対して直列に配置されていたが、これらを並列に配置、あるいは異なる熱負荷に対応させて配置してもよい。例えば、第１蒸発器へ空調空気を流すダクトと、第２蒸発器へ空調空気を流すダクトとを別々に備える空調装置に適用してもよい。例えば、第１蒸発器を空調用に使用し、第２蒸発器を冷凍用に使用してもよい。
【００６２】
さらに、蒸発器の先行部分４ａと、後続部分４ｂとは、３つ以上のパスの中に構成されてもよい。例えば、５つのパスをもつ蒸発器の４つめのパスを先行部分４ａとし、５つめのパスを後続部分４ｂとしてもよい。また、先行部分４ａと後続部分４ｂとは、熱交換器の熱交換部を任意の比率で分割して得ることができる。
【００６３】
本発明は、冷凍用、暖房用、給湯用といった冷凍サイクル装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、レシーバ、アキュムレータ、内部熱交換器といった付加的な構成要素を備える冷凍サイクル装置に適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用した第１実施形態である冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の第２蒸発器の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用した第２実施形態である冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図４】第２実施形態の低圧系部品組立体を示す斜視図である。
【図５】本発明を適用した第３実施形態である冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図６】第３実施形態のエジェクタを示す断面図である。
【図７】本発明を適用した第４実施形態である冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用した第５実施形態である冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、２０１、３０１、４０１、５０１  冷凍サイクル装置
２、４０２、５０２  分岐部
１０  圧縮機
２０  凝縮器
３１、３２、２３１、４３２、５３２  減圧器
４０、３４０、４４０、５４０  蒸発器
４１、４４１、５４１  第１蒸発器
４２、３４２、４４２、５４２  第２蒸発器
４ａ  先行部分
４ｂ  後続部分
４ｃ  抽出器
４ｄ  ガス通路
４ｅ  絞り
４ｆ  液通路
４ｇ  出口通路
５０、３５０  エジェクタ
６０、２６０、４６０、５６０  低圧系部品組立体
７０  気液分離器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010117092.tif 000009
【図８】
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