(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１００、２００、３００、４００）に適用されて、
冷媒流入口（１４１、２４１）から内部に流入した冷媒を、第１、第２冷媒流出口（１４２、１４３、２４２、２４３）から流出させて前記第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）に接続された前記冷凍サイクル（１００〜４００）の構成機器へ分配する冷媒分配器であって、
前記冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（１４０、２４０）を備え、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、前記旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、
前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）は、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）は、前記旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置されており、
前記第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有し、
前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）および前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）のうち少なくとも一方は、冷媒通路面積が固定された固定絞りとして機能することを特徴とする冷媒分配器。
【請求項２】
前記旋回空間（ＳＳ）は、前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）および前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）を結ぶ方向に垂直な断面積が徐々に縮小するテーパ状の空間を含んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒分配器。
【請求項３】
前記第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、前記末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の冷媒分配器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷媒分配器（１４、２４）を備えることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項５】
低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構（１１）と、
前記低段側圧縮機構（１１）から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構（１２）と、
前記高段側圧縮機構（１２）から流出した冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、
前記放熱器（１３、２３）から流出した冷媒を冷媒流入口（１４１、２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）から流出させる冷媒分配器（１４、２４）と、
前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、前記低段側圧縮機構（１１）の吸入側へ流出させる蒸発器（１５）とを備え、
前記冷媒分配器（１４、２４）は、
前記冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（１４０、２４０）を有し、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、前記旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち前記他端側の冷媒の気相割合は、前記一端側の気相割合よりも大きく、
前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）には、前記高段側圧縮機構（１２）の吸入側が接続されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項６】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１２）と、
前記圧縮機（１２）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、
前記放熱器（１３、２３）から流出した冷媒を冷媒流入口（１４１、２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）から流出させる冷媒分配器（１４、２４）と、
前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、前記圧縮機（１２）の吸入側へ流出させる蒸発器（１５）とを備え、
前記冷媒分配器（１４、２４）は、
前記冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（１４０、２４０）を有し、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、前記旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち前記他端側の冷媒の気相割合は、前記一端側の気相割合よりも大きく、
前記第１冷媒流出口（１４２、２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（１４３、２４３）には、前記圧縮機（１２）の吸入側が接続されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項７】
前記第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、前記冷媒分配器（２４）は、前記末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有することを特徴とする請求項５または６に記載の冷凍サイクル。
【請求項８】
低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構（１１）と、
前記低段側圧縮機構（１１）から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構（１２）と、
前記高段側圧縮機構（１２）から流出した冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、
前記放熱器（１３、２３）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（２１）と、
前記分岐部（２１）にて分岐された一方の冷媒を冷媒流入口（２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（２４２、２４３）から流出させる冷媒分配器（２４）と、
前記第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、前記低段側圧縮機構（１１）の吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１５）と、
前記分岐部（２１）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる分岐側減圧手段（２２）と、
前記分岐側減圧手段にて減圧された冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器（２５）とを備え、
前記冷媒分配器（２４）は、
前記冷媒流入口（２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（２４０）を有し、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、前記旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち前記他端側の冷媒の気相割合は、前記一端側の気相割合よりも大きく、
前記第１冷媒流出口（２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、
前記第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、前記冷媒分配器（２４）は、前記末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有し、
前記吸引側蒸発器（２５）の冷媒出口側には、前記冷媒吸引口（２４５ａ）が接続され、
前記第２冷媒流出口（２４３）には、前記高段側圧縮機構（１２）の吸入側が接続されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項９】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１２）と、
前記圧縮機（１２）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、
前記放熱器（１３、２３）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（２１）と、
前記分岐部（２１）にて分岐された一方の冷媒を冷媒流入口（２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（２４２、２４３）から流出させる冷媒分配器（２４）と、
前記第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、前記圧縮機（１２）の吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１５）と、
前記分岐部（２１）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる分岐側減圧手段（２２）と、
前記分岐側減圧手段にて減圧された冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器（２５）とを備え、
前記冷媒分配器（２４）は、
前記冷媒流入口（２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（２４０）を有し、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、前記旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち前記他端側の冷媒の気相割合は、前記一端側の気相割合よりも大きく、
前記第１冷媒流出口（２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、
前記第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、前記冷媒分配器（２４）は、前記末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有し、
前記吸引側蒸発器（２５）の冷媒出口側には、前記冷媒吸引口（２４５ａ）が接続され、
前記第２冷媒流出口（２４３）には、前記圧縮機（１２）の吸入側が接続されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１０】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１２）と、
前記圧縮機（１２）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、
前記放熱器（１３、２３）から流出した冷媒を冷媒流入口（２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（２４２、２４３）から流出させる冷媒分配器（２４）と、
前記第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、前記圧縮機（１２）の吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１５）と、
前記第２冷媒流出口（２４３）下流側の冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器（２５）とを備え、
前記冷媒分配器（２４）は、
前記冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（２４０）を有し、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、前記旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、
前記旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち前記他端側の冷媒の気相割合は、前記一端側の気相割合よりも大きく、
前記第１冷媒流出口（２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、
前記第２冷媒流出口（２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、前記旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、
前記第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、前記冷媒分配器（２４）は、前記末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有し、
前記吸引側蒸発器（２５）の冷媒出口側には、前記冷媒吸引口（２４５ａ）が接続されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１１】
前記低段側圧縮機構（１１）へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ（２６）を備えることを特徴とする請求項５または８に記載の冷凍サイクル。
【請求項１２】
前記圧縮機（１２）へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ（２６）を備えることを特徴とする請求項６、９、１０のいずれか１つに記載の冷凍サイクル。
【請求項１３】
前記放熱器（２３）は、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部（２３ａ）、前記凝縮部（２３ａ）から流出した冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるレシーバ部（２３ｂ）および前記レシーバ部（２３ｂ）から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部（２３ｃ）と有していることを特徴とする請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの各種構成機器に供給される冷媒の状態を調整して分配する冷媒分配器およびこれを備える冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、少なくとも冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器、放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置、および、減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器を構成要素として備える蒸気圧縮式の冷凍サイクルが知られている。さらに、この種の冷凍サイクルには、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させるために各種のサイクル構成のものが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、圧縮機として低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の２つの圧縮機構を備えるものを採用して冷媒を多段階に圧縮する、いわゆるエコノマイザ式冷凍サイクルと呼ばれるものが開示されている。この種のエコノマイザ式冷凍サイクルでは、サイクルの中間圧冷媒を低段側圧縮機構から吐出された冷媒と合流させて、高段側圧縮機構へ吸入させている。
【０００４】
これにより、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の双方の圧縮機構における吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させることにより、双方の圧縮機構の圧縮効率を向上させてサイクル効率の向上を図っている。
【０００５】
また、特許文献２には、冷媒循環手段として機能するエジェクタを採用した、いわゆるエジェクタ式冷凍サイクルと呼ばれるものが開示されている。この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの駆動用のノズル部において冷媒を等エントロピ的に減圧させることで、圧力エネルギを運動エネルギへ変換している。
【０００６】
さらに、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吸引し、エジェクタのディフューザ部で噴射冷媒のもつ速度エネルギを吸引冷媒の圧力エネルギに変換する。これにより圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇させ、圧縮機の駆動動力を低減させてサイクル効率の向上を図っている。
【０００７】
また、特許文献３には、エコノマイザ式冷凍サイクルによるサイクル効率向上効果およびエジェクタ式冷凍サイクルによるサイクル効率向上効果の双方を得ることのできるエジェクタを備えるエコノマイザ式冷凍サイクル（二段昇圧式のエジェクタ式冷凍サイクル）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３５２４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７０５４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、サイクル効率（ＣＯＰ）は、サイクルが発揮する冷凍能力ΔＨを、圧縮機が消費する消費エネルギＬで除した比（ΔＨ／Ｌ）で定義される。従って、特許文献１、２のサイクル構成では、通常の冷凍サイクルよりも消費エネルギＬを低減させることによって、サイクル効率の向上を図っていると表現することができる。
【００１０】
さらに、上記のサイクル効率の定義によれば、特許文献１、２のサイクル構成において、サイクルが発揮する冷凍能力ΔＨ、すなわち蒸発器入口側冷媒のエンタルピＨｉｎと蒸発器出口側冷媒のエンタルピＨｏｕｔとのエンタルピ差（ΔＨ＝Ｈｏｕｔ−Ｈｉｎ）を拡大することで、より一層のサイクル効率の向上を期待できる。
【００１１】
例えば、特許文献１に開示されたエコノマイザ式冷凍サイクルでは、中間圧となるまで減圧された気液二相冷媒を気液分離器へ流入させ、分離された飽和気相冷媒を高段側圧縮機構側へ吸入させ、分離された飽和液相冷媒を減圧装置を介して蒸発器側へ流入させている。従って、気液分離器から蒸発器側へ流出する飽和液相冷媒のエンタルピを低下させることで、より一層のサイクル効率の向上を期待できる。
【００１２】
そこで、飽和液相冷媒のエンタルピを低下させるために、冷媒の圧力を低下させる手段が考えられるものの、気液分離器内の冷媒の圧力を低下させてしまうと、気液分離器から高段側圧縮機構側へ流出する飽和気相冷媒の圧力も低下してしまう。従って、高段側圧縮機構における吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差が拡大して、却ってサイクル効率を低下させてしまうことが懸念される。
【００１３】
つまり、特許文献１のエコノマイザ式冷凍サイクルの気液分離器は、単に内部へ流入した冷媒を飽和気相冷媒および飽和液相冷媒に分離して下流側に流出させているだけなので、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができたとしても、同時に高段側圧縮機構へ流入する冷媒の圧力を適切に調整することができない。
【００１４】
また、特許文献２に開示されたエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの上流側に配置された分岐部にて冷媒の流れを分岐し、一方の冷媒をエジェクタのノズル部側へ流入させ、他方の冷媒を減圧装置を介して蒸発器側へ流入させている。従って、分岐部から蒸発器側へ流出する冷媒のエンタルピを低下させることで、より一層のサイクル効率の向上を期待できる。
【００１５】
さらに、ノズル部には、気液二相冷媒あるいは液相冷媒に気泡が混じった状態の冷媒を流入させることで、冷媒の沸騰を促進させてノズル効率を向上させることができる。従って、分岐部からノズル部側へ流出する冷媒を、液相冷媒よりもエンタルピの高い気液二相冷媒とすることでノズル効率の向上を期待できる。なお、ノズル効率とは、ノズル部において冷媒の圧力エネルギを運動エネルギに変換する際のエネルギ変換効率である。
【００１６】
しかし、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルの分岐部は、単にノズル効率を向上させるためにノズル部へ流入させる冷媒に旋回流を発生させる機能を有しているだけなので、エジェクタのノズル部へ流入させる冷媒を気液二相状態とすることはできるものの、蒸発器へ流入させる冷媒のエンタルピを低下させることはできない。
【００１７】
以上のことをまとめると、特許文献１、２に開示された分岐部および気液分離器は、下流側に接続された各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整し、さらに、適切な状態に調整された冷媒をそれぞれのサイクル構成機器へ分配する冷媒分配器としての機能を果たすことができない。
【００１８】
本発明は、上記点に鑑み、サイクル効率を向上させるために適切な状態に調整された冷媒を各種サイクル構成機器へ分配可能な冷媒分配器を提供することを第１の目的とする。
【００１９】
また、本発明は、サイクル効率を向上させるために適切な状態に調整された冷媒を各種サイクル構成機器へ分配可能な冷媒分配器を備える冷凍サイクルを提供することを第２の目的とする。
【００２０】
さらに、本発明は、サイクル効率を向上させるために適切な状態に調整された冷媒を各種サイクル構成機器へ分配可能な冷媒分配器を備えるエコノマイザ式冷凍サイクルを提供することを目的とする。
【００２１】
さらに、本発明は、サイクル効率を向上させるために適切な状態に調整された冷媒を各種サイクル構成機器へ分配可能な冷媒分配器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することを、別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１００、２００、３００、４００）に適用されて、冷媒流入口（１４１、２４１）から内部に流入した冷媒を、第１、第２冷媒流出口（１４２、１４３、２４２、２４３）から流出させて第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）に接続された冷凍サイクル（１００〜４００）の構成機器へ分配する冷媒分配器であって、
冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（１４０、２４０）を備え、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、第１冷媒流出口（１４２、２４２）は、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（１４３、２４３）は、旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置されており、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有し、第１冷媒流出口（１４２、２４２）および第２冷媒流出口（１４３、２４３）のうち少なくとも一方は、冷媒通路面積が固定された固定絞りとして機能することを特徴とする。
【００２３】
これによれば、旋回空間（ＳＳ）内に流入した冷媒を、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多くなる旋回流速で旋回させるので、遠心力の作用によって旋回中心線（ＣＬ）の内周側の気相割合の大きい冷媒の圧力を、旋回中心線（ＣＬ）の外周側の冷媒の圧力よりも低下させることができる。
【００２４】
さらに、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）が、旋回中心線（ＣＬ）の延長線上に配置されているので、旋回中心線（ＣＬ）の外周側、すなわち冷媒流入口（１４１、２４１）から旋回空間（ＳＳ）内に流入する冷媒よりも圧力の低い気液割合の大きい冷媒を、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）から流出させることができる。
【００２５】
さらに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっているので、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置される第１冷媒流出口（１４２、２４２）から流出する冷媒および旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置される第２冷媒流出口（１４３、２４３）から流出する冷媒の気相割合を異なる値とすることができる。
【００２６】
つまり、請求項１に係る発明によれば、第１冷媒流出口（１４２、２４２）に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態と、第２冷媒流出口（１４３、２４３）に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態とを変化させることができる。その結果、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるように適切に調整して分配可能な冷媒分配器を提供することができる。
【００２７】
なお、請求項に記載された旋回中心線（ＣＬ）は、必ずしも直線状に形成されるものに限定されることなく、旋回空間（ＳＳ）の形状や旋回空間（ＳＳ）内を旋回する冷媒の旋回流速によって曲線状に形成されるものも含まれる。
【００２８】
また、旋回中心は冷媒の圧力が最も低くなる箇所であるから、旋回中心線（ＣＬ）は、旋回空間（ＳＳ）内の断面のうち、第１冷媒流出口（１４２、２４２）と第２冷媒流出口（１４３、２４３）とを結ぶ方向に垂直な各断面において、最も圧力が低くなる箇所を結んだ線と表現することもできる。
【００２９】
また、請求項に記載された旋回流速は、旋回中心線（ＣＬ）垂直断面の所定箇所における冷媒の旋回方向成分の流速を意味する。例えば、旋回空間（ＳＳ）の最外周側における冷媒の旋回方向の流速を採用できる。従って、旋回流速は、旋回空間（ＳＳ）の断面形状あるいは断面積の相違等によって変化する。
【００３０】
また、請求項に記載された気相冷媒には、冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した気相冷媒および旋回空間（ＳＳ）内で生じた気相冷媒の双方が含まれる。つまり、冷媒流入口（１４１、２４１）から流入する冷媒が液相冷媒であれば、旋回空間（ＳＳ）内で減圧沸騰（キャビテーション）により生じた気相冷媒となり、冷媒流入口（１４１、２４１）から流入する冷媒が気液二相冷媒であれば、減圧沸騰により生じた気相冷媒のみならず冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した気相冷媒も含まれる。
さらに、請求項１に記載の発明では、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有し、第１冷媒流出口（１４２、２４２）および第２冷媒流出口（１４３、２４３）のうち少なくとも一方は、冷媒通路面積が固定された固定絞りとして機能する。
これによれば、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）が絞りとして機能するので、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）から流出して、それぞれのサイクル構成機器へ流入する冷媒の圧力を容易に調整できる。
【００３１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の冷媒分配器において、旋回空間（ＳＳ）は、第１冷媒流出口（１４２、２４２）および第２冷媒流出口（１４３、２４３）を結ぶ方向に垂直な断面積が徐々に縮小するテーパ状の空間を含んで形成されていることを特徴とする。これによれば、旋回空間（ＳＳ）がテーパ状の空間を含んでいるので、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における冷媒の旋回流速と他端側における冷媒の旋回流速を容易に異なる旋回流速とすることができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の冷媒分配器において、第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、さらに、末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、噴射冷媒と冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を備えることを特徴とする。
【００３３】
これによれば、第１冷媒流出口（２４２）および末広テーパ部（２４４）によって形成される冷媒通路の通路断面積の変化によって、いわゆるラバールノズルを構成できるとともに、ボデー部（２４５）を備えているので、冷媒分配器全体として、特許文献２に記載されているようなエジェクタとしての機能を発揮させることができる。
【００３６】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷媒分配器（１４、２４）を備える冷凍サイクルを特徴とする。これによれば、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（１４、２４）を備える冷凍サイクルを提供することができる。
【００３７】
また、請求項５に記載の発明では、低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構（１１）と、低段側圧縮機構（１１）から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構（１２）と、高段側圧縮機構（１２）から流出した冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、放熱器（１３、２３）から流出した冷媒を冷媒流入口（１４１、２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）から流出させる冷媒分配器（１４、２４）と、第１冷媒流出口（１４２、２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、低段側圧縮機構（１１）の吸入側へ流出させる蒸発器（１５）とを備え、
冷媒分配器（１４、２４）は、冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（１４０、２４０）を有し、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち他端側の冷媒の気相割合は、一端側の気相割合よりも大きく、第１冷媒流出口（１４２、２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（１４３、２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（１４３、２４３）には、前記高段側圧縮機構（１２）の吸入側が接続されている冷凍サイクルを特徴としている。
【００３８】
これによれば、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（１４、２４）を備える冷凍サイクルを提供することができる。より具体的には、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（１４、２４）を備えるエコノマイザ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００３９】
つまり、第１冷媒流出口（１４２、２４２）から流出する冷媒は、第２冷媒流出口（１４３、２４３）から流出する冷媒よりも気相割合が小さくエンタルピの低い冷媒となるので、第１冷媒流出口（１４２、２４２）に接続される蒸発器（１５）にて発揮される冷凍能力を拡大することができる。
【００４０】
さらに、蒸発器（１５）へ流入する冷媒の気相割合が小さくなることで、冷媒が蒸発器（１５）を通過する際の圧力損失を抑制して、低段側圧縮機構（１１）および高段側圧縮機構（１２）の駆動動力を低減させることができる。
【００４１】
さらに、旋回空間（ＳＳ）内から、絞りとして機能する第２冷媒流出口（１４３、２４３）を介して、冷媒圧力の高い旋回空間（ＳＳ）側から冷媒圧力の低い高段側圧縮機（１２）吸入側へ冷媒を導入しているので、高段側圧縮機（１２）の吸入圧損を抑制して、高段側圧縮機１２の駆動動力を低減することもできる。
【００４２】
従って、本請求項に記載の発明によれば、冷媒分配器（１４、２４）を備えていることにより、冷凍サイクルのサイクル効率を効果的に向上させることができる。
【００４３】
また、第２冷媒流出口（１４３、２４３）が絞りとしての機能を有しているので、第２冷媒流出口（１４３、２４３）における冷媒減圧量を適切に調整することで、低段側圧縮機構（１１）および高段側圧縮機構（１２）の双方の圧縮効率を向上させて、エコノマイザ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を確実に得ることもできる。
【００４４】
また、請求項６に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１２）と、圧縮機（１２）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、放熱器（１３、２３）から流出した冷媒を冷媒流入口（１４１、２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（１４２…２４３）から流出させる冷媒分配器（１４、２４）と、第１冷媒流出口（１４２、２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、圧縮機（１２）の吸入側へ流出させる蒸発器（１５）とを備え、
冷媒分配器（１４、２４）は、冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（１４０、２４０）を有し、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち他端側の冷媒の気相割合は、一端側の気相割合よりも大きく、第１冷媒流出口（１４２、２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（１４３、２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（１４３、２４３）には、前記圧縮機（１２）の吸入側が接続されている冷凍サイクルを特徴としている。
【００４５】
これによれば、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（１４、２４）を備える冷凍サイクルを提供することができる。
【００４６】
つまり、本請求項に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同様に、第１冷媒流出口（１４２、２４２）側に接続される蒸発器（１５）にて発揮される冷凍能力を拡大することができ、冷媒が蒸発器（１５）を通過する際の圧力損失を抑制することができ、さらに、圧縮機（１２）の吸入圧損を抑制して、圧縮機（１２）の駆動動力を低減することができる。
【００４７】
従って、本請求項に記載の発明によれば、冷媒分配器（１４、２４）を備えていることにより、冷凍サイクルのサイクル効率を効果的に向上させることができる。
【００４８】
請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の冷凍サイクルにおいて、第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、さらに、冷媒分配器（２４）は、末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、噴射冷媒と冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有することを特徴とする。
【００４９】
これによれば、請求項３に記載の発明と同様に、冷媒分配器（２４）にエジェクタとしての機能を発揮させることができる。従って、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（１４、２４）を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００５０】
また、請求項８に記載の発明では、低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構（１１）と、低段側圧縮機構（１１）から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構（１２）と、高段側圧縮機構（１２）から流出した冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、放熱器（１３、２３）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（２１）と、分岐部（２１）にて分岐された一方の冷媒を冷媒流入口（２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（２４２、２４３）から流出させる冷媒分配器（２４）と、第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、低段側圧縮機構（１１）の吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１５）と、分岐部（２１）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる分岐側減圧手段（２２）と、分岐側減圧手段にて減圧された冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器（２５）とを備え、
冷媒分配器（２４）は、冷媒流入口（２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（２４０）を有し、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち他端側の冷媒の気相割合は、一端側の気相割合よりも大きく、第１冷媒流出口（２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、冷媒分配器（２４）は、末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、噴射冷媒と冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有し、吸引側蒸発器（２５）の冷媒出口側には、冷媒吸引口（２４５ａ）が接続され、第２冷媒流出口（２４３）には、高段側圧縮機構（１２）の吸入側が接続されている冷凍サイクルを特徴としている。
【００５１】
これによれば、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（２４）を備える冷凍サイクルを提供することができる。
【００５２】
より具体的には、冷媒分配器（２４）にエジェクタとしての機能を発揮させることができるので、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（２４）を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００５３】
さらに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側は冷媒の気相割合が小さくなり、この旋回中心線（ＣＬ）の一端側に第１冷媒流出口（２４２）が配置されるから、第１冷媒流出口（２４２）から流出する冷媒を液相割合の高い気液混相状態とすることができるので、絞りを構成する第１冷媒流出口（２４２）における冷媒の沸騰が促進される。従って、エジェクタとして機能する冷媒分配器（２４）のノズル効率を向上させることができるとともに、安定した吸引能力および昇圧能力を発揮させることができる。
【００５４】
さらに、本請求項に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同様に、第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１５）の冷凍能力を拡大することができ、冷媒が流出側蒸発器（１５）を通過する際の圧力損失を抑制することができ、高段側圧縮機構（１２）の吸入圧損を抑制して、高段側圧縮機構（１２）の駆動動力を低減することができる。
【００５５】
従って、本請求項に記載の発明によれば、エジェクタとしての機能を有する冷媒分配器（２４）を備えていることにより、エジェクタ式冷凍サイクルのサイクル効率を効果的に向上させることができる。
【００５６】
また、請求項９に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１２）と、圧縮機（１２）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、放熱器（１３、２３）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（２１）と、分岐部（２１）にて分岐された一方の冷媒を冷媒流入口（２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（２４２、２４３）から流出させる冷媒分配器（１４、２４）と、第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、圧縮機（１２）の吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１５）と、分岐部（２１）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる分岐側減圧手段（２２）と、分岐側減圧手段にて減圧された冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器（２５）とを備え、
冷媒分配器（２４）は、冷媒流入口（２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（２４０）を有し、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち他端側の冷媒の気相割合は、一端側の気相割合よりも大きく、第１冷媒流出口（２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、冷媒分配器（２４）は、末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、噴射冷媒と冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有し、吸引側蒸発器（２５）の冷媒出口側には、冷媒吸引口（２４５ａ）が接続され、第２冷媒流出口（２４３）には、圧縮機（１２）の吸入側が接続されている冷凍サイクルを特徴としている。
【００５７】
これによれば、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（２４）を備える冷凍サイクルを提供することができる。
【００５８】
より具体的には、冷媒分配器（２４）にエジェクタとしての機能を発揮させることができるので、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（２４）を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００５９】
さらに、請求項８に記載の発明と同様に、エジェクタとして機能する冷媒分配器（２４）のノズル効率を向上させることができるとともに、安定した吸引能力および昇圧能力を発揮させることができる。
【００６０】
さらに、請求項５に記載の発明と同様に、第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１５）の冷凍能力を拡大することができ、冷媒が流出側蒸発器（１５）を通過する際の圧力損失を抑制することができ、さらに、圧縮機（１２）の吸入圧損を抑制して、圧縮機（１２）の駆動動力を低減することができる。
【００６１】
従って、本請求項に記載の発明によれば、エジェクタとしての機能を有する冷媒分配器（２４）を備えていることにより、エジェクタ式冷凍サイクルのサイクル効率を効果的に向上させることができる。
【００６２】
また、請求項１０に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１２）と、圧縮機（１２）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１３、２３）と、放熱器（１３、２３）から流出した冷媒を冷媒流入口（２４１）から内部に流入させ、第１、第２冷媒流出口（２４２、２４３）から流出させる冷媒分配器（２４）と、第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させて、圧縮機（１２）の吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１５）と、第２冷媒流出口（２４３）下流側の冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器（２５）とを備え、
冷媒分配器（２４）は、冷媒流入口（１４１、２４１）から流入した冷媒を旋回させる旋回空間（ＳＳ）を形成する本体部（２４０）を有し、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線（ＣＬ）としたときに、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒は、旋回中心線（ＣＬ）の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で旋回しているとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側における旋回流速と他端側における旋回流速が異なっており、旋回空間（ＳＳ）内で旋回する冷媒のうち他端側の冷媒の気相割合は、一端側の気相割合よりも大きく、第１冷媒流出口（２４２）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口（２４３）は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる絞りとしての機能を有するとともに、旋回中心線（ＣＬ）の他端側の延長線上に配置され、第１冷媒流出口（２４２）には、その下流側の冷媒通路の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部（２４４）が接続されており、
さらに、冷媒分配器（２４）は、末広テーパ部（２４４）から噴射される噴射冷媒によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（２４５ａ）、および、噴射冷媒と冷媒吸引口（２４５ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させるディフューザ部（２４５ｂ）が形成されたボデー部（２４５）を有し、吸引側蒸発器（２５）の冷媒出口側には、冷媒吸引口（２４５ａ）が接続されている冷凍サイクルを特徴とする。
【００６３】
これによれば、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（２４）を備える冷凍サイクルを提供することができる。
【００６４】
より具体的には、冷媒分配器（２４）にエジェクタとしての機能を発揮させることができるので、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるために適切な状態に調整して分配可能な冷媒分配器（２４）を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００６５】
さらに、請求項８に記載の発明と同様に、エジェクタとして機能する冷媒分配器（２４）のノズル効率を向上させることができるとともに、安定した吸引能力および昇圧能力を発揮させることができる。
【００６６】
さらに、請求項５に記載の発明と同様に、第１冷媒流出口（２４２）下流側の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１５）の冷凍能力を拡大することができ、冷媒が流出側蒸発器（１５）を通過する際の圧力損失を抑制することができ、圧縮機（１２）の吸入圧損を抑制して、圧縮機（１２）の駆動動力を低減することができる。
【００６７】
従って、本請求項に記載の発明によれば、エジェクタとしての機能を有する冷媒分配器（２４）を備えていることにより、エジェクタ式冷凍サイクルのサイクル効率を効果的に向上させることができる。
【００６８】
請求項１１に記載の発明のように、請求項５または８に記載の冷凍サイクルにおいて、低段側圧縮機構（１１）へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ（２６）を備えていてもよい。請求項１２に記載の発明のように、請求項６、９、１０のいずれか１つに記載の冷凍サイクルにおいて、圧縮機（１２）へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ（２６）を備えていてもよい。
【００６９】
さらに、請求項１３に記載の発明では、請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の冷凍サイクルにおいて、放熱器（１３、２３）は、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部（２３ａ）、凝縮部（２３ａ）から流出した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄えるレシーバ部（２３ｂ）およびレシーバ部（２３ｂ）から流出した冷媒を過冷却する過冷却部（２３ｃ）と有していることを特徴とする。
【００７０】
これによれば、冷媒分配器（１４、２４）に過冷却状態の液相冷媒を供給できるので、冷媒分配器（１４、２４）下流側に接続される蒸発器（１５）にて発揮される冷凍能力を拡大して、より一層サイクル効率を向上できる。
【００７１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態の冷媒分配器の軸方向断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態の冷凍サイクルにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図４】第２実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図５】第３実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図６】第３実施形態の冷媒分配器の軸方向断面図である。
【図７】第４実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図８】第５実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図９】第６実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１０】第７実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１１】第８実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１２】第９実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１３】第１０実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１４】第１１実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１５】第１２実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１６】第１３実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１７】第１４実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１８】第１５実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
（第１実施形態）
図１〜３により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の冷媒分配器１４を備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル１００の全体構成図である。この冷凍サイクル１００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へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。
【００７４】
さらに、この冷凍サイクル１００は、低段側圧縮機１１および高段側圧縮機１２の２つの圧縮機を備え、冷媒を多段階に昇圧させるとともに、サイクル内の中間圧冷媒を低段側圧縮機１１から吐出された冷媒と合流させて、高段側圧縮機１２へ吸入させる、いわゆるエコノマイザ式冷凍サイクルとして構成されている。
【００７５】
この種のエコノマイザ式冷凍サイクルでは、低段側圧縮機１１および高段側圧縮機１２の双方の圧縮機１１、１２における吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させることにより、双方の圧縮機１１、１２の圧縮効率を向上させてサイクル効率（ＣＯＰ）の向上を図ることができる。
【００７６】
まず、冷凍サイクル１００において、低段側圧縮機１１は、低圧冷媒を吸入して中間圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。具体的には、本実施形態の低段側圧縮機１１は、１つのハウジング内に低段側圧縮機構１１ａおよび低段側圧縮機構１１ａを駆動する低段側モータ１１ｂを収容して構成された電動圧縮機である。
【００７７】
低段側圧縮機構１１ａとしては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。また、低段側モータ１１ｂは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。
【００７８】
低段側圧縮機１１の吐出口には、高段側圧縮機１２の吸入側が接続されている。高段側圧縮機１２は、低段側圧縮機１１から吐出された中間圧冷媒および後述する冷媒分配器１４の第２冷媒流出口１４３から流出した中間圧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、その基本的構成は、低段側圧縮機１１と同様である。従って、高段側圧縮機１２は、高段側圧縮機構１２ａおよび高段側モータ１２ｂを有して構成される。
【００７９】
高段側圧縮機１２の吐出口には、放熱器１３の冷媒入口側が接続されている。放熱器１３は、高段側圧縮機１２から吐出された高圧冷媒と冷却ファン１３ａ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の熱交換器である。冷却ファン１３ａ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。
【００８０】
なお、本実施形態の冷凍サイクル１００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、亜臨界冷凍サイクルを構成する冷媒であれば、ＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。従って、放熱器１３は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。さらに、この冷媒には圧縮機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。
【００８１】
放熱器１３の出口側には、冷媒分配器１４の冷媒流入口１４１が接続されている。冷媒分配器１４は、冷媒流入口１４１から内部に流入した冷媒を、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３から流出させて、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３に接続されたサイクル構成機器（本実施形態では、蒸発器１５および高段側圧縮機１２）へ分配するものである。
【００８２】
冷媒分配器１４の具体的構成については、図２を用いて説明する。なお、図２（ａ）は、冷媒分配器１４の軸方向断面図であり、図２（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２（ａ）では、後述する図３のモリエル線図で説明する冷媒の状態に対応する箇所を、図３と同一の符号を付して示している。さらに、図２における上下の各矢印は、冷凍サイクル１００を車両用空調装置に適用した状態における上下の各方向を示している。
【００８３】
まず、冷媒分配器１４は、その内部に冷媒流入口１４１から流入した冷媒を旋回させる旋回空間ＳＳを形成する本体部１４０を備えている。本体部１４０は、その外観形状が鉛直下方側に向かって先細る略円錐形状に形成された金属製の中空容器によって構成されている。さらに、本体部１４０の内部に形成される旋回空間ＳＳも、本体部１４０の外観形状に沿った円錐状（テーパ状）の空間を含んで形成されている。
【００８４】
冷媒流入口１４１は、本体部１４０の円錐状側面のうち円錐状空間の軸方向垂直断面積の大きい側（本実施形態では、上方側）に設けられ、さらに、図２（ｂ）に示すように、上方側から見たときに、旋回空間ＳＳへ流入する冷媒の流入方向と略円形状となる旋回空間ＳＳの軸方向垂直断面の接線方向が一致するように配置されている。
【００８５】
これにより、冷媒流入口１４１から流入した冷媒は、図２の太線矢印に示すように、本体部１４０の内壁面に沿って流れ、旋回空間ＳＳ内を旋回する。なお、冷媒流入口１４１は、旋回空間ＳＳへ流入する冷媒の流入方向が旋回空間ＳＳの軸方向垂直断面の接線方向と完全に一致するように設けられている必要はなく、少なくとも旋回空間ＳＳの軸方向垂直断面の接線方向の成分を含んでいれば、旋回空間ＳＳの軸方向の成分を含んでいてもよい。
【００８６】
第１冷媒流出口１４２は、本体部１４０の円錐形状の頂部側となる軸方向一端側（本実施形態では下方側）に設けられ、さらに、旋回空間ＳＳから流出する冷媒の流出方向が旋回空間ＳＳの軸方向と略同軸上となるように配置されている。一方、第２冷媒流出口１４３は、本体部１４０の円錐形状の底面となる軸方向他端側（本実施形態では上方側）に、旋回空間ＳＳから流出する冷媒の流出方向が旋回空間ＳＳの軸方向と略同軸上となるように配置されている。
【００８７】
従って、本実施形態の旋回空間ＳＳは、第１冷媒流出口１４２の中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向（軸方向）に垂直な断面積が徐々に縮小するテーパ状の空間を含んで形成されていることになる。また、第１冷媒流出口１４２の中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向は鉛直方向と略一致することになる。
【００８８】
さらに、本実施形態の旋回空間ＳＳは、図２から明らかなように、円柱状の空間と円錐状の空間とを同軸上に結合した形状の空間となっている。そこで、旋回空間ＳＳ内にて旋回する冷媒の旋回中心を結んだ線を旋回中心線ＣＬと定義すると、この旋回中心線ＣＬは冷媒流れの乱れ等によって定常的に直線とはならないものの、旋回空間ＳＳの軸方向にほぼ一致する。
【００８９】
従って、本実施形態の第１冷媒流出口１４２は、旋回中心線ＣＬの一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口１４３は、旋回中心線ＣＬの他端側の延長線上に配置されていることになる。
【００９０】
また、旋回空間ＳＳはテーパ状の空間を含んで形成されているので、テーパ状空間のうち軸方向に垂直な断面積が小さくなる側（旋回中心線ＣＬの一端側）で旋回する冷媒の旋回流速、および、テーパ状空間のうち軸方向に垂直な断面積が大きくなる側（旋回中心線ＣＬの他端側）で旋回する冷媒の旋回流速は異なる値となる。なお、本実施形態では、旋回流速として、旋回中心線ＣＬ垂直断面のうち旋回空間ＳＳの最外周側の冷媒の旋回方向の流速を採用している。
【００９１】
ところで、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、冷媒流入口１４１から気液二相冷媒が流入する場合には、密度の高い液相冷媒が旋回中心の外周側に偏在する。従って、冷媒流入口１４１から気液二相冷媒が流入する場合は、旋回中心線ＣＬの外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する。
【００９２】
さらに、上記の遠心力の作用によって、旋回中心線ＣＬ近傍の冷媒圧力は旋回中心線ＣＬの外周側よりも低くなる。この旋回中心線ＣＬ近傍の冷媒圧力は、遠心力が強くなるに伴って低下することから、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒の旋回流速が速くなるに伴って、旋回中心線ＣＬ近傍の冷媒圧力が低下する。
【００９３】
従って、旋回流速を充分に増速させて、旋回中心線ＣＬ近傍の冷媒圧力を、冷媒が減圧沸騰する（キャビテーションを生じる）まで低下させることで、冷媒流入口１４１から液相冷媒が流入する場合であっても、旋回中心線ＣＬの外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する状態とすることができる。
【００９４】
そこで、本実施形態では、冷媒流入口１４１の通路断面積をＡｉｎとし、第１冷媒流出口１４２の通路断面積をＡｏｕｔとし、さらに、旋回空間ＳＳの軸方向に垂直な最大断面積（すなわち、図２（ａ）の旋回空間ＳＳの断面積）をＡｓｓとしたときに、下記数式Ｆ１、Ｆ２を満たすように、Ａｉｎ、ＡｏｕｔおよびＡｓｓを決定している。
【００９５】
１＜Ａｉｎ／Ａｏｕｔ＜１２…（Ｆ１）
１＜Ａｓｓ／Ａｏｕｔ…（Ｆ２）
より具体的には、本実施形態では、Ａｉｎ／Ａｏｕｔを２程度とし、Ａｓｓ／Ａｏｕｔを１０程度としている。
【００９６】
ここで、数式Ｆ１のＡｉｎ／Ａｏｕｔは、第１冷媒流出口１４２の通路断面積に対する冷媒流入口１４１の通路断面積の比であるから、Ａｉｎ／Ａｏｕｔが小さくなるに伴って、冷媒流入口１４１から旋回空間ＳＳ内へ流入する冷媒の流速が速くなり、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒流速を増速させることができる。
【００９７】
一方、Ａｉｎ／Ａｏｕｔが小さくなり過ぎると、冷媒流入口１４１自体が絞りとして機能してしまい、旋回空間ＳＳ内へ流入する冷媒が有するエネルギに損失が生じてしまう。このため、Ａｉｎ／Ａｏｕｔには、旋回空間ＳＳ内の旋回中心線ＣＬ近傍の冷媒圧力を充分に低下させるために適切な範囲が存在することになる。
【００９８】
また、上記数式Ｆ２のＡｓｓ／Ａｏｕｔは、第１冷媒流出口１４２の通路断面積に対する旋回空間ＳＳの最大断面積の比であるが、冷媒流入口１４１が旋回空間ＳＳの最外周側に配置され、第１冷媒流出口１４２が旋回中心線ＣＬの延長上に配置されていることから、旋回中心と旋回流の最外周側との距離を示す指標として用いることができる。さらに、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒の旋回流を充分に成長させるためには、旋回中心と旋回流の最外周との距離を充分に確保することが望ましい。
【００９９】
これらの知見に基づいて、本発明者らが確認試験を行ったところ、数式Ｆ１、Ｆ２を満たすようにＡｉｎ、ＡｏｕｔおよびＡｓｓを決定することで、旋回中心線ＣＬ近傍の冷媒圧力を、冷媒が減圧沸騰するまで低下させる旋回流速を実現できることが確認されている。
【０１００】
さらに、本実施形態では、第１冷媒流出口１４２側（旋回中心線ＣＬの一端側）で旋回する冷媒の旋回流速、および、第２冷媒流出口１４３側（旋回中心線ＣＬの他端側）で旋回する冷媒の旋回流速は異なる値となるので、第１冷媒流出口１４２側（旋回中心線ＣＬの一端側）の旋回中心における冷媒の気相割合および第２冷媒流出口１４３側（旋回中心線ＣＬの他端側）の旋回中心における冷媒の気相割合も異なる値となる。
【０１０１】
より具体的には、本実施形態では、第１冷媒流出口１４２側で旋回する冷媒の旋回速度が第２冷媒流出口１４２側で旋回する冷媒の旋回速度よりも遅くなることから、第１冷媒流出口１４２側の旋回中心における冷媒の気相割合が第２冷媒流出口１４３側の旋回中心における冷媒の気相割合よりも小さくなる。
【０１０２】
また、本実施形態の第１、第２冷媒流出口１４２、１４３の冷媒通路断面積は、図２から明らかなように、それぞれ旋回空間ＳＳ内から流出する冷媒が流通する冷媒通路の中で最も縮小している。従って、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３は、冷媒通路面積を縮小させて冷媒を減圧させる固定絞りとしての機能を果たす。
【０１０３】
ここで、第１冷媒流出口１４２は、本体部１４０の円錐形状の頂部に形成されていることから、本体部１４０の円錐状内壁面および第１冷媒流出口１４２はノズルとして機能する冷媒通路を形成している。さらに、本実施形態では、この冷媒通路の形状によって、第１冷媒流出口１４２から流出する冷媒の流速を、音速に近づけるように増速させている。
【０１０４】
次に、冷媒分配器１４の第１冷媒流出口１４２には、蒸発器１５の冷媒入口側が接続されている。蒸発器１５は、第１冷媒流出口１４２を通過する際に減圧された低圧冷媒と送風ファン１５ａ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。
【０１０５】
送風ファン１５ａ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。蒸発器１５の出口側には、低段側圧縮機１１の吸入側が接続されている。一方、冷媒分配器１４の第２冷媒流出口１４２には、前述の如く、高段側圧縮機１２の吸入側が接続されている。
【０１０６】
次に、図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ１１ｂ、１２ｂ、１３ａ、１５ａ等の作動を制御する。
【０１０７】
また、制御装置には、外気温を検出する外気センサ、車室内温度を検出する内気温度センサ等のセンサ群（図示せず）の検出値や、車両用空調装置を作動させる作動スイッチ等が設けられた操作パネル（図示せず）の各種操作信号が入力される。
【０１０８】
なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、制御装置のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御対象機器の制御手段を構成している。
【０１０９】
例えば、本実施形態では、低段側圧縮機１１の低段側モータ１１ｂの作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が低段側吐出能力制御手段を構成し、高段側圧縮機１２の高段側モータ１２ｂ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）が高段側吐出能力制御手段を構成する。
【０１１０】
次に、上記構成における本実施形態の作動を図３のモリエル線図に基づいて説明する。まず、操作パネルの作動スイッチが投入されると、制御装置が低段側、高段側電動モータ１１ｂ、１２ｂ、冷却ファン１３ａ、送風ファン１５ａ等を作動させる。
【０１１１】
これにより、高段側圧縮機１２が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。高段側圧縮機１２から吐出された高温高圧状態の気相冷媒（図３のａ２点）は、放熱器１３へ流入し、冷却ファン１３ａから送風された送風空気（外気）と熱交換し、放熱して凝縮する（図３のａ２点→ｂ点）。
【０１１２】
放熱器１３から流出した冷媒は、冷媒分配器１４へ流入する。冷媒分配器１４内では、冷媒が旋回することによって、旋回中心の外周側よりも内周側の冷媒圧力が低くなる（図３のｂ点→ｃ１点、ｃ２点）。
【０１１３】
ここで、本実施形態では、第１冷媒流出口１４２側で旋回する冷媒の旋回速度を、第２冷媒流出口１４３側で旋回する冷媒の旋回速度よりも遅くすることで、第１冷媒流出口１４２側の旋回中心における冷媒の気相割合を、液相冷媒に気泡が混じる程度の低い値とし、第２冷媒流出口１４３側の旋回中心における冷媒の気相割合を、飽和気相冷媒に近い高い値としている。
【０１１４】
つまり、本実施形態の冷媒分配器１４では、旋回空間ＳＳに流入した冷媒のうち旋回中心線ＣＬの内周側の圧力を低下させて、圧力の低下した冷媒のうち気相割合の極めて小さい、液相状態に気泡が混じった状態となっている冷媒（図３のｃ１点）を第１冷媒流出口１４２から流出させ、気相割合が飽和気相状態に近い状態となっている冷媒（図３のｃ２点）を第２冷媒流出口１４３から流出させる。
【０１１５】
第１冷媒流出口１４２から流出する冷媒は、絞りとして機能する第１冷媒流出口１４２を通過する際に低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図３のｃ１点→ｄ点）。第１冷媒流出口１４２にて減圧された冷媒は、蒸発器１５へ流入して、送風ファン１５ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図３のｄ点→ｅ点）。これにより、車室内へ送風される送風空気が冷却される。
【０１１６】
蒸発器１５から流出した冷媒は、低段側圧縮機１１に吸入されて、中間圧冷媒となるまで圧縮されて吐出される（図３のｅ点→ａ１点）。なお、低段側圧縮機１１に吸入される冷媒には、低段側圧縮機１１の吸入圧損が生じるため、図３のｅ点はｄ点よりも圧力が低下している。
【０１１７】
一方、第２冷媒流出口１４３から流出する冷媒は、絞りとして機能する第２冷媒流出口１４２を通過する際に中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧されて、その圧力を低下させる（図３のｃ２点→ｆ点）。第２冷媒流出口１４２にて減圧された冷媒は、低段側圧縮機１１から吐出された冷媒と合流して高段側圧縮機１２へ吸入される（図３のｆ点→ａ０点およびａ１点→ａ０点）。
【０１１８】
本実施形態の冷凍サイクル１００は、上述の如く作動するので、蒸発器１５にて冷媒に吸熱作用を発揮させて車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。さらに、この冷凍サイクル１００は、上述したエコノマイザ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を得ることができるだけでなく、従来技術のエコノマイザ式冷凍サイクルに対して、以下のような優れた効果を得ることができる。
【０１１９】
まず、冷凍サイクル１００では、冷媒流入口１４１から本体部１４０の旋回空間ＳＳ内に流入した冷媒を、旋回中心線ＣＬの外周側よりも内周側に気相冷媒が多くなる旋回流速で旋回させている。従って、遠心力の作用によって、旋回空間ＳＳ内の旋回中心線ＣＬの内周側の気相割合の大きい冷媒の圧力を、旋回中心線ＣＬの外周側の気相割合の小さい冷媒の圧力よりも低下させることができる。
【０１２０】
さらに、第１、第２冷媒流出口１４３、１４３を、旋回中心線ＣＬの延長線上に配置しているので、第１、第２冷媒流出口１４３、１４３から旋回中心線ＣＬの内周側の比較的圧力の低い冷媒を流出させることができる。従って、従来技術のように放熱器１３から流出した直後の冷媒を減圧させるための減圧手段を設ける必要がなく、サイクル全体としての小型化および低コスト化を図ることができる。
【０１２１】
また、本体部１４０の内部に形成される旋回空間ＳＳがテーパ状の空間を含んでいるので、旋回中心線ＣＬの一端側における冷媒の旋回流速と他端側における冷媒の旋回流速を容易に異なる流速として、第１冷媒流出口１４２から流出する冷媒および第２冷媒流出口１４３から流出する冷媒の気相割合を異なる値とすることができる。
【０１２２】
さらに、本実施形態では、具体的に、第１冷媒流出口１４２から流出して蒸発器１５へ供給される冷媒の気相割合を小さくし、第２冷媒流出口１４３から流出して高圧側圧縮機１１に吸入される冷媒の気相割合を大きくしているので、従来技術のエコノマイザ式冷凍サイクルに対して、より一層のサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１２３】
つまり、冷媒分配器１４から流出する冷媒のうち、気相割合の小さい冷媒（図３のｃ１点）および気相割合の大きい冷媒（図３のｃ２点）は、もともと冷媒流入口１４１から流入した同一の状態の冷媒の気相割合を変化させたものである。従って、気相割合の大きい冷媒のエンタルピは冷媒流入口１４１から流入した冷媒よりも高くなり、気相割合の小さい冷媒のエンタルピは冷媒流入口１４１から流入した冷媒よりも低くなる。
【０１２４】
そして、エンタルピの低い気相割合の小さい冷媒を第１冷媒流出口１４２から蒸発器１５へ供給することで、蒸発器１５の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピ差を拡大することができる。この際、本実施形態の冷媒分配器では、第１冷媒流出口１４２および第２冷媒流出口１４３を結ぶ方向が鉛直方向の成分を含んでいるので、重力の作用を利用して、鉛直下方側で旋回する第１冷媒流出口１４２側の冷媒の気相割合を、確実に低くすることができる。
【０１２５】
さらに、蒸発器１５へ流入する冷媒の気相割合が小さくなるので、冷媒が蒸発器１５を通過する際の圧力損失を抑制して、低段側圧縮機１１および高段側圧縮機１２の駆動動力を低減させることができる。
【０１２６】
また、冷媒分配器１４０の旋回空間ＳＳ内から、絞りとして機能する第２冷媒流出口１４３を介して高段側圧縮機１２の吸入側へ冷媒を供給するので、圧力の高い旋回空間ＳＳ側から圧力の低い高段側圧縮機１２吸入側へ冷媒を導入しやすくなる。その結果、高段側圧縮機１２の吸入圧損を抑制して、高段側圧縮機１２の駆動動力を低減することもできる。
【０１２７】
また、本体部１４０の円錐状内壁面および第１冷媒流出口１４２がノズルとして機能する冷媒通路を形成し、第１冷媒流出口１４２から流出する冷媒の流速を音速に近い高速度に増速させているので、第１冷媒流出口１４２の下流側の冷媒流れに乱れが生じたとしても、この下流側の冷媒流れの乱れが第１冷媒流出口１４２を介して旋回空間ＳＳ内へ伝達されてしまうことが抑制できる。
【０１２８】
従って、旋回空間ＳＳから第１、第２冷媒流出口１４２、１４３を介して流出する冷媒流量を安定化させることができるとともに、旋回空間ＳＳ内にて旋回中心線ＣＬの外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で冷媒を旋回させることによって得られる効果を確実に得ることができる。
【０１２９】
また、第２冷媒流出口１４３における冷媒の減圧量を適切に調整することで、双方の圧縮機構１１、１２の圧縮効率を適切に向上させて、エコノマイザ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を確実に得ることもできる。その結果、従来技術のエコノマイザ式冷凍サイクルに対して、より一層のサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１３０】
つまり、本実施形態の冷媒分配器１４によれば、第１冷媒流出口１４２の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態と、第２冷媒流出口１４３の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態とを適切に変化させることができる。その結果、各種サイクル構成機器に供給される冷媒の状態をサイクル効率を向上させるように適切に調整して、従来技術のエコノマイザ式冷凍サイクルに対して、より一層のサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１３１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、エコノマイザ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル１００に冷媒分配器１４を適用した例を説明したが、本実施形態では、図４の全体構成図に示すように、１つの圧縮機を備える通常の冷凍サイクル２００に冷媒分配器１４を適用した例を説明する。なお、図４では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
【０１３２】
具体的には、本実施形態の冷凍サイクル２００は、第１実施形態の２つの圧縮機１１、１２のうち低段側圧縮機１１を廃止したサイクルと同等の構成になっている。つまり、冷媒分配器１４の第２冷媒流出口１４３および蒸発器１５の冷媒流出口の双方が、高段側圧縮機１２の吸入側に接続される構成になっている。そこで、本実施形態では、第１実施形態の高段側圧縮機１２を単に圧縮機１２と記載する。
【０１３３】
また、本実施形態の冷凍サイクル２００は、放熱器１３から流出した高圧冷媒と冷媒分配器１４の第２冷媒流出口１４３から流出した中間圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器２０を備えている。
【０１３４】
この内部熱交換器２０は、放熱器１３から流出した高圧冷媒と第２冷媒流出口１４３から流出した低圧冷媒とを熱交換させることによって、放熱器１３から流出した高圧冷媒を冷却して、蒸発器１５に流入する冷媒のエンタルピを低下させる機能、および、圧縮機１２へ吸入される冷媒のエンタルピを気相冷媒となるまで上昇させることにより圧縮機１２の液圧縮を抑制する機能を果たす。その他の構成については第１実施形態と同様である。
【０１３５】
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。制御装置が圧縮機１２を作動させることにより、圧縮機１２から吐出された高温高圧冷媒が放熱器１３へ流入して凝縮する。放熱器１３から流出した高圧冷媒は、内部熱交換器２０の高圧側冷媒配管を流通する際に、冷媒分配器１４の第２冷媒流出口１４３から流出した低圧冷媒と熱交換して、そのエンタルピをさらに低下させる。
【０１３６】
内部熱交換器２０の高圧側冷媒配管から流出した冷媒は、冷媒分配器１４に流入して旋回空間ＳＳ内で旋回し、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３から流出する。この際、第１実施形態と同様に、気相割合の小さい冷媒が第１冷媒流出口１４２から流出し、気相割合の大きい冷媒が第２冷媒流出口１４３から流出する。
【０１３７】
第１冷媒流出口１４２から流出する冷媒は、第１冷媒流出口１４２を通過する際に等エンタルピ的に減圧されて蒸発器１５へ流入し、送風ファン１５ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される送風空気が冷却される。
【０１３８】
一方、第２冷媒流出口１４３から流出する冷媒は、第２冷媒流出口１４３を通過する際に等エンタルピ的に減圧されて、その圧力を低下させる。第２冷媒流出口１４３にて減圧された低圧冷媒は、内部熱交換器２０の低圧側冷媒配管を流通する際に、放熱器１３から流出した冷媒と熱交換して、気相冷媒となるまでエンタルピを上昇させる。そして、蒸発器１５から流出した冷媒と合流して、圧縮機１２に吸入される。
【０１３９】
本実施形態の冷凍サイクル２００は、上記の如く作動するので、蒸発器１５にて冷媒に吸熱作用を発揮させて車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。さらに、本実施形態の冷凍サイクル２００では、冷媒分配器１４を備えているので、第１実施形態と同様に、従来技術の通常の冷凍サイクルに対して、サイクル効率の向上を図ることができる。
【０１４０】
すなわち、エンタルピの低下した気相割合の小さい冷媒を第１冷媒流出口１４２から蒸発器１５へ供給することができるので、蒸発器１５にて発揮される冷凍能力を増大させることができる。さらに、蒸発器１５へ流入する冷媒の気相割合を小さくできることで、冷媒が蒸発器１５を通過する際の圧力損失を抑制して、圧縮機１２の駆動動力を低減させることができる。
【０１４１】
さらに、冷媒分配器１４０の旋回空間ＳＳ内から、圧縮機１２吸入冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒を高段側圧縮機１２吸入側へ供給するので、圧縮機１２の吸入圧損を抑制して、圧縮機１２の駆動動力を低減することができる。
【０１４２】
つまり、本実施形態の冷媒分配器１４によれば、第１冷媒流出口１４２の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態と、第２冷媒流出口１４３の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態とを適切に変化させて、通常の冷凍サイクルに適用してもサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１４３】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、冷媒分配器の構成を変更して、図５の全体構成図に示すように、冷媒減圧手段および冷媒循環手段として機能するエジェクタを備えるエコノマイザ式冷凍サイクル（二段昇圧式のエジェクタ式冷凍サイクル）３００を構成した例を説明する。
【０１４４】
この種の二段昇圧式のエジェクタ式冷凍サイクルでは、上述したエコノマイザ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を得ることができるだけでなく、エジェクタのノズル部にて冷媒が減圧される際の運動エネルギの損失を回収し、回収した運動エネルギを圧力エネルギに変換して、圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇させることができるので、圧縮機の駆動動力を低減させてより一層サイクル効率の向上を図ることができる。
【０１４５】
まず、図６を用いて本実施形態の冷媒分配器２４の詳細構成を説明する。なお、図６は、本実施形態の冷媒分配器２４の軸方向断面図である。図６に示すように本実施形態の冷媒分配器２４は、第１実施形態の冷媒分配器１４の本体部１４０と同様の構成の本体部２４０を備えている。従って、本体部２４０には、その内部に冷媒を旋回させる旋回空間ＳＳが形成され、冷媒流入口２４１、第１、第２冷媒流出口２４２、２４３が設けられている。
【０１４６】
さらに、本実施形態の冷媒分配器２４は、第１冷媒流出口２４２の下流側の冷媒通路面積を徐々に広げる末広テーパ部２４４、並びに、末広テーパ部２４４から噴射される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２４５ａおよび噴射冷媒と冷媒吸引口２４５ａ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２４５ｂが形成されたボデー部２４５を備えている。
【０１４７】
末広テーパ部２４４は、絞りとして機能する第１冷媒流出口２４２に接続されている。そして、冷媒分配器２４の本体部２４０の円錐状内壁面、第１冷媒流出口２４２および末広テーパ部２４４の内壁面は、いわゆるラバールノズルとして機能する冷媒通路を形成する。つまり、本実施形態の第１冷媒流出口２４２は、ラバールノズルにおいて冷媒通路面積が最も縮小する喉部を構成している。
【０１４８】
ボデー部２４５は、略円筒状の形状に形成され、その一端側に本体部２４０の外周側が圧入等の手段によって固定されている。冷媒吸引口２４５ａは、後述する吸引側蒸発器２５下流側冷媒を、ボデー部２４５内部に吸引する吸引口であり、本体部２４０および末広テーパ部２４４の外周側に配置され、末広テーパ部２４４の冷媒噴射口と連通するように設けられている。
【０１４９】
従って、ボデー部２４５の内周面と本体部２４０の円錐状外周面との間およびボデー部２４５の内周面と末広テーパ部の外周面との間に形成される空間は、冷媒吸引口２４５ａからボデー部２４５の内部へ吸引された吸引冷媒をディフューザ部２４５ｂ側へ導く吸引冷媒通路として機能する。
【０１５０】
ディフューザ部２４５ｂは、末広テーパ部２４４の冷媒噴射口および冷媒吸引口２４５ａの冷媒流れ下流側に配置されて、冷媒通路面積を徐々に大きくする形状に形成されている。これにより、末広テーパ部２４４の冷媒噴射口から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口２４５ａから吸引された吸引冷媒との混合冷媒の流速を減速させて昇圧させる作用、すなわち、混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する作用を果たす。
【０１５１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の冷媒分配器２４０は、本体部２４０および末広テーパ部２４４によってラバールノズルを構成できるとともに、ボデー部２４５を備えているので、冷媒分配器２４０全体として、特許文献２等に記載されているエジェクタとしての機能を発揮することができる。
【０１５２】
次に、図５へ戻り、本実施形態の二段昇圧式のエジェクタ式冷凍サイクル３００の全体構成について説明する。まず、本実施形態の放熱器１３の冷媒出口には、冷媒の流れを分岐する分岐部２１の冷媒流入口が接続されている。
【０１５３】
分岐部２１は、３つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、２つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。
【０１５４】
分岐部２１の一方の冷媒流出口には、冷媒分配器２４の冷媒流入口２４１が接続されており、他方の冷媒流出口には、分岐側減圧手段としての固定絞り２２を介して、吸引側蒸発器２５が接続されている。この固定絞り２２としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用できる。
【０１５５】
吸引側蒸発器２５は、固定絞り２２にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１５ａから送風された蒸発器１５通過後の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。吸引側蒸発器２５の基本的構成は、蒸発器１５と同様である。吸引側蒸発器２５の冷媒出口側には、冷媒分配器２４の冷媒吸引口２４５ａが接続されている。
【０１５６】
なお、本実施形態では、蒸発器１５と吸引側蒸発器２５との相違を明確化するために、以下の説明では、蒸発器１５を流出側蒸発器１５と記載する。すなわち、本実施形態の蒸発器１５は、特許請求の範囲に記載された流出側蒸発器に対応している。
【０１５７】
また、冷媒分配器２４の第１冷媒流出口２４２の冷媒流れ下流側に位置づけられるディフューザ部の冷媒出口には、流出側蒸発器１５の冷媒入口側が接続され、流出側蒸発器１５の冷媒出口側には、低段側圧縮機１１の吸入側が接続されている。また、冷媒分配器２４の第２冷媒流出口１４３には、高段側圧縮機１２の吸入側が接続されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１５８】
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。制御装置が第１実施形態と同様に低段側、高段側圧縮機１１、１２等を作動させることにより、高段側圧縮機１２から吐出された高温高圧冷媒が放熱器１３へ流入して凝縮する。放熱器１３から流出した高圧冷媒の流れは、分岐部２１にて冷媒分配器２４の冷媒流入口２４１へ流入する流れと、固定絞り２２へ流入する流れに分流される。
【０１５９】
分岐部２１から冷媒分配器２４側へ流入した高圧冷媒は、旋回空間ＳＳ内で旋回し、第１、第２冷媒流出口２４２、２４３から流出する。この際、第１実施形態と同様に、気相割合の小さい冷媒が第１冷媒流出口２４２から流出し、気相割合の大きい冷媒が第２冷媒流出口２４３から流出する。
【０１６０】
第１冷媒流出口２４２から流出する冷媒は、第１冷媒流出口２４２を通過する際に減圧される。より詳細には、本実施形態の冷媒分配器２４では、本体部２４０、第１冷媒流出口２４２および末広テーパ部２４４によってラバールノズルを構成しているので、第１冷媒流出口２４２を通過する冷媒は、等エントロピ的に減圧されて末広テーパ部２４４の冷媒噴射口から音速を超える流速となって噴射される。
【０１６１】
そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、吸引側蒸発器２５から流出した冷媒が冷媒吸引口２４５ａから吸引される。末広テーパ部２４４から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口２４５ａから吸引された吸引冷媒は、冷媒分配器２４のディフューザ部２４５ｂへ流入する。ディフューザ部２４５ｂでは冷媒通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する。
【０１６２】
ディフューザ部２４５ｂから流出した冷媒は、流出側蒸発器１５へ流入し、送風ファン１５ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される送風空気が冷却される。流出側蒸発器１５から流出した冷媒は、低段側圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。
【０１６３】
一方、第２冷媒流出口２４３から流出する冷媒は、第２冷媒流出口２４２を通過する際に中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧されて、その圧力を低下させる。第２冷媒流出口２４２にて減圧された冷媒は、低段側圧縮機１１から吐出された冷媒と合流して高段側圧縮機１２へ吸入される。
【０１６４】
また、分岐部２１から固定絞り２２側へ流出した冷媒は、固定絞り２２にて等エンタルピ的に減圧膨張されて、吸引側蒸発器２５へ流入する。吸引側蒸発器２５へ流入した冷媒は、送風ファン１５ａによって送風されて流出側蒸発器１５にて冷却された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される送風空気がさらに冷却される。吸引側蒸発器２５から流出した冷媒は、冷媒吸引口２４５ａから吸引される。
【０１６５】
本実施形態の冷凍サイクル３００は、上記の如く作動するので、送風ファン１６ａから送風された送風空気を流出側蒸発器１５→吸引側蒸発器２５の順に通過させて冷却することができる。この際、流出側蒸発器１５の冷媒蒸発圧力をディフューザ部２４５ｂで昇圧した後の圧力として、吸引側蒸発器２５の冷媒蒸発圧力を第１冷媒流出口２４２にて減圧された直後の最も低い圧力とすることができる。
【０１６６】
従って、流出側蒸発器１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも吸引側蒸発器２５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。その結果、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。
【０１６７】
さらに、本実施形態の冷凍サイクル３００は、上述したエコノマイザ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果およびエジェクタ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を得ることができるだけでなく、従来技術の二段昇圧式のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、以下のような優れた効果を得ることができる。
【０１６８】
まず、本実施形態の冷凍サイクル３００では、冷媒分配器２４の旋回空間ＳＳにて冷媒を旋回させることによって、第１実施形態と同様に、第１冷媒流出口２４２から流出する冷媒を、液相冷媒に気泡が混じった状態とすることができる。
【０１６９】
これにより、絞りを構成する第１冷媒流出口２４２における冷媒の沸騰が促進され、エジェクタとして機能する冷媒分配器２４のノズル効率を向上させることができるとともに、安定した吸引能力および昇圧能力を発揮させることができる。従って、サイクルの熱負荷変動が生じて、サイクルを循環する冷媒の循環流量が変化しても、エジェクタ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０１７０】
さらに、第１実施形態と同様に、流出側蒸発器１５へ流入する冷媒の気相割合を小さくできることで、冷媒が流出側蒸発器１５を通過する際の圧力損失を抑制して、低段側圧縮機１１および高段側圧縮機１２の駆動動力を低減させることができる。
【０１７１】
さらに、冷媒分配器２４の旋回空間ＳＳ内から、絞りとして機能する第２冷媒流出口２４３を介して高段側圧縮機１２の吸入側へ冷媒を供給するので、圧力の高い旋回空間ＳＳ側から圧力の低い高段側圧縮機１２吸入側へ冷媒を導入しやすくなる。その結果、高段側圧縮機１２の吸入圧損を抑制して、高段側圧縮機１２の駆動動力を低減することもできる。
【０１７２】
また、本実施形態の冷媒分配器２４では、本体部２４０、第１冷媒流出口２４２および末広テーパ部２４４によってラバールノズルとして機能する冷媒通路を形成し、末広テーパ部２４４の冷媒噴射口から音速を超える流速で冷媒を噴射させるので、冷媒分配器２４の下流側の冷媒流れに乱れが生じたとしても、この下流側の冷媒流れの乱れが第１冷媒流出口２４２を介して旋回空間ＳＳ内へ伝達されてしまうことが抑制できる。
【０１７３】
従って、旋回空間ＳＳから第１、第２冷媒流出口２４２、２４３を介して流出する冷媒流量を安定化させることができるとともに、旋回空間ＳＳ内にて旋回中心線ＣＬの外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在する旋回流速で冷媒を旋回させることによって得られる効果を確実に得ることができる。
【０１７４】
また、第２冷媒流出口２４３における冷媒の減圧量を適切に調整することで、双方の圧縮機構１１、１２の圧縮効率を適切に向上させて、エコノマイザ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を確実に得ることもできる。
【０１７５】
つまり、本実施形態のエジェクタとしての機能を有する冷媒分配器２４によれば、第１冷媒流出口１４２の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態と、第２冷媒流出口１４３の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態とを適切に変化させることができ、従来技術の二段圧縮式のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、より一層のサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１７６】
（第４実施形態）
第３実施形態では、二段昇圧式のエジェクタ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル３００に冷媒分配器２４を適用した例を説明したが、本実施形態では、図７の全体構成図に示すように、１つの圧縮機を備えるエジェクタ式冷凍サイクル４００に冷媒分配器２４を適用した例を説明する。
【０１７７】
具体的には、本実施形態の冷凍サイクル４００は、第３実施形態の２つの圧縮機１１、１２のうち低段側圧縮機１１を廃止したサイクルと同等の構成になっている。つまり、冷媒分配器２４の第２冷媒流出口２４３および流出側蒸発器１５の冷媒出口の双方が、高段側圧縮機１２の吸入側に接続される構成になっている。そこで、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第３実施形態の高段側圧縮機１２を単に圧縮機１２と記載する。
【０１７８】
また、本実施形態の冷凍サイクル４００は、第２実施形態と同様の内部熱交換器２０を備えている。この内部熱交換器２０は、放熱器１２流出冷媒のうち分岐部２１から固定絞り２２側へ流出した冷媒と圧縮機１２吸入冷媒とを熱交換させるように配置されている。その他の構成については第３実施形態と同様である。
【０１７９】
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。制御装置が圧縮機１２を作動させることにより、圧縮機１２から吐出された高温高圧冷媒が放熱器１３へ流入して凝縮する。放熱器１３から流出した高圧冷媒の流れは、分岐部２１にて冷媒分配器２４の冷媒流入口２４１へ流入する流れと、固定絞り２２側へ流入する流れに分流される。
【０１８０】
分岐部２１から冷媒分配器２４へ流入した冷媒は、第３実施形態と同様に、旋回空間ＳＳ内で旋回し、第１、第２冷媒流出口２４２、２４３から流出する。第１冷媒流出口２４２から流出する冷媒は、第３実施形態と同様に等エントロピ的に減圧されて、冷媒吸引口２４５ａから吸引された冷媒と合流し、ディフューザ部２４５ｂにて昇圧される。
【０１８１】
さらに、ディフューザ部２４５ｂから流出した冷媒は、流出側蒸発器１５へ流入し、送風ファン１５ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される送風空気が冷却される。
【０１８２】
一方、第２冷媒流出口２４３から流出する冷媒は、第２冷媒流出口２４３を通過する際に等エンタルピ的に減圧されて、その圧力を低下させる。さらに、第２冷媒流出口１４３にて減圧された冷媒は、第２実施形態と同様に、内部熱交換器２０の低圧側冷媒配管を流通する際に、放熱器１３から流出した冷媒と熱交換して、気相冷媒となるまでエンタルピを上昇させる。そして、内部熱交換器２０の低圧側冷媒配管から流出した冷媒は、流出側蒸発器１５から流出した冷媒と合流して、圧縮機１２に吸入され、再び圧縮される。
【０１８３】
また、分岐部２１から固定絞り２２側へ流出した冷媒は、内部熱交換器２０の高圧側冷媒配管を流通する際に、第２実施形態と同様に、そのエンタルピをさらに低下させる。内部熱交換器２０の高圧側冷媒配管から流出した冷媒は、固定絞り２２にて等エンタルピ的に減圧膨張されて、吸引側蒸発器２５へ流入する。
【０１８４】
吸引側蒸発器２５へ流入した冷媒は、送風ファン１５ａによって送風されて流出側蒸発器１５にて冷却された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される送風空気がさらに冷却される。吸引側蒸発器２５から流出した冷媒は、冷媒吸引口２４５ａから吸引される。
【０１８５】
本実施形態の冷凍サイクル４００は、上記の如く作動するので、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５の双方で冷媒に吸熱作用を発揮させて車室内へ送風される送風空気を効率的に冷却することができる。さらに、本実施形態の冷凍サイクル４００では、冷媒分配器２４を備えているので、第３実施形態と同様に、従来技術の通常の冷凍サイクルに対して、サイクル効率の向上を図ることができる。
【０１８６】
すなわち、第１冷媒流出口２４２から流出する冷媒を液相冷媒に気泡が混じった状態とすることができるので、絞りを構成する第１冷媒流出口２４２における冷媒の沸騰が促進され、エジェクタとして機能する冷媒分配器２４のノズル効率を向上させることができるとともに、安定した吸引能力および昇圧能力を発揮させることができる。その結果、エジェクタ式冷凍サイクルとしてのサイクル効率向上効果を確実に得ることができる。
【０１８７】
さらに、流出側蒸発器１５へ流入する冷媒の気相割合を小さくできることで、冷媒が流出側蒸発器１５を通過する際の圧力損失を抑制して、圧縮機１２の駆動動力を低減させることができる。さらに、冷媒分配器２４の旋回空間ＳＳ内から、圧縮機１２吸入冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒を圧縮機１２吸入側へ供給するので、圧縮機１２の吸入圧損を抑制して、高段側圧縮機１２の駆動動力を低減することができる。
【０１８８】
つまり、本実施形態のエジェクタとしての機能を有する冷媒分配器２４によれば、第１冷媒流出口２４２の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態と、第２冷媒流出口２４３の下流側に接続されるサイクル構成機器に供給される冷媒の状態とを適切に変化させることができ、従来技術のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、より一層のサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１８９】
（第５実施形態）
本実施形態は、第４実施形態の冷凍サイクル４００に対して、分岐部２１、固定絞り２２および内部熱交換器２０を廃止して、冷媒分配器２４と各種サイクル構成機器との接続態様を変更した例を説明する。具体的には、図８の全体構成図に示すように、放熱器１３の冷媒出口に冷媒分配器２４の冷媒流入口２４１を接続し、冷媒分配器２４の第２冷媒流出口に吸引側蒸発器２５の冷媒入口側を接続している。
【０１９０】
その他の構成については第４実施形態と同様である。従って、本実施形態の冷凍サイクル４００を作動させると、放熱器２３から流出した高圧過冷却液相冷媒が冷媒分配器２４へ流入し、旋回空間ＳＳ内で旋回し、第１、第２冷媒流出口２４２、２４３から流出する。
【０１９１】
ここで、本実施形態では、第４実施形態に対して、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒の旋回速度を低下させて、第１冷媒流出口２４２から流出する冷媒の気相割合を高くし、第２冷媒流出口２４３から流出する冷媒の気相割合を低くなるようにしている。これにより、第２冷媒流出口１４３から流出した冷媒を吸引側蒸発器２５を流入させた際に、吸引側蒸発器２５にて充分な冷凍能力を発揮できるようにしている。
【０１９２】
そして、第１冷媒流出口２４２から流出する冷媒は、第４実施形態と全く同様に流れ、流出側蒸発器１５にて吸熱作用を発揮して圧縮機１２に吸入される。一方、第２冷媒流出口２４３から流出する冷媒は、第２冷媒流出口２４３を通過する際に、低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧されて、吸引側蒸発器２５にて吸熱作用を発揮して冷媒吸引口２４５ａから吸引される。
【０１９３】
本実施形態の冷凍サイクル４００は、上記の如く作動するので、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、エジェクタとしての機能を有する冷媒分配器２４を用いて、本実施形態のようにエジェクタ式冷凍サイクルを構成しても、従来技術のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、より一層のサイクル効率の向上を図ることができる。
【０１９４】
さらに、本実施形態のサイクル構成によれば、第４実施形態に対して、分岐部２１、固定絞り２２等を廃止することができるので、サイクル全体としての小型化および低コスト化を図ることができる。
【０１９５】
（第６〜第１０実施形態）
第６実施形態では、第１実施形態のエコノマイザ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル１００において、図９の全体構成図に示すように、放熱器の構成を変更したものである。具体的には、第６実施形態では、放熱器として、いわゆるサブクール型の凝縮器として構成された放熱器２３を採用している。
【０１９６】
この放熱器２３は、高段側圧縮機１２から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン１３ａから送風される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２３ａ、凝縮部２３ａから流出した冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるレシーバ部２３ｂ、および、レシーバ部２３ｂから流出した液相冷媒と冷却ファン１３ａ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２３ｃを有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器である。
【０１９７】
従って、第６実施形態の冷凍サイクル１００を作動させると、放熱器２３の過冷却部２３ｃから冷媒分配器１４へ過冷却状態の液相冷媒が流入する。冷媒分配器１４では、第１実施形態にて説明したように、冷媒流入口１４１から流入する冷媒が過冷却液相冷媒になっていても、旋回空間ＳＳにて冷媒を旋回させることで、旋回中心の冷媒圧力を低下させて冷媒を減圧沸騰させることができる。
【０１９８】
これにより、本実施形態のようにサブクール型の放熱器２３を採用しても、第１実施形態と同様に、冷媒分配器１４の第１冷媒流出口１４２から気相割合の小さい冷媒を流出させ、第２冷媒流出口１４３から気相割合の大きい冷媒を流出させることができるので、第１実施形態を全く同様の効果を得ることができる。
【０１９９】
さらに、放熱器２３を採用することによって、冷媒分配器１４へ流入する冷媒のエンタルピが低くなるので、第１冷媒流出口１４２から、蒸発器１５へ供給される冷媒のエンタルピをより一層低くすることができる。従って、より一層のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２００】
また、第７実施形態では、第２実施形態の通常の冷凍サイクル２００において、図１０の全体構成図に示すように、放熱器２３を採用している。これによれば、第２実施形態と全く同様の効果を得ることができるとともに、蒸発器１５へ供給される冷媒のエンタルピがより一層低くなることによるサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０１】
また、第８実施形態では、第３実施形態の二段圧縮式のエジェクタ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル３００において、図１１の全体構成図に示すように、放熱器２３を採用している。これによれば、第３実施形態と全く同様の効果を得ることができるとともに、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５へ供給される冷媒のエンタルピがより一層低くなることによるサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０２】
また、第９実施形態では、第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル４００において、図１２の全体構成図に示すように、放熱器２３を採用している。これによれば、第４実施形態と全く同様の効果を得ることができるとともに、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５へ供給される冷媒のエンタルピがより一層低くなることによるサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０３】
また、第１０実施形態では、第５実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル４００において、図１３の全体構成図に示すように、放熱器２３を採用している。これによれば、第５実施形態と全く同様の効果を得ることができるとともに、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５へ供給される冷媒のエンタルピがより一層低くなることによるサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０４】
（第１１〜第１５実施形態）
第１１実施形態では、第１実施形態のエコノマイザ式冷凍サイクルとして構成された冷凍サイクル１００に対して、図１４の全体構成図に示すように、低段側圧縮機１１へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ２６を追加したものである。その他の構成および作動は第１実施形態と同様である。従って、第１１実施形態の冷凍サイクル１００においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２０５】
このようなアキュムレータ２６を備えるサイクルでは、低段側圧縮機１１の吸入側へ確実に気相冷媒を供給して、低段側圧縮機１１の液圧縮を防止できる。従って、放熱器１３から流出する冷媒の温度あるいは圧力に応じて、サイクル効率が極大値となるように、圧低段側圧縮機１１および高段側圧縮機１２の作動を制御できる。従って、より一層のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０６】
第１２実施形態では、第２実施形態の冷凍サイクル２００に対して、図１５の全体構成図に示すように、圧縮機１２へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ２６を追加したものである。その他の構成および作動は第２実施形態と同様である。従って、第１２実施形態の冷凍サイクル２００においても、第２実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、より一層のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０７】
第１３実施形態では、第３実施形態の冷凍サイクル３００に対して、図１６の全体構成図に示すように、低段側圧縮機１１へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ２６を追加したものである。その他の構成および作動は第３実施形態と同様である。従って、第１２実施形態の冷凍サイクル３００においても、第３実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、より一層のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０８】
第１４実施形態では、第４実施形態の冷凍サイクル４００に対して、図１７の全体構成図に示すように、圧縮機１２へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ２６を追加したものである。その他の構成および作動は第４実施形態と同様である。従って、第１２実施形態の冷凍サイクル４００においても、第４実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、より一層のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２０９】
第１５実施形態では、第５実施形態の冷凍サイクル４００に対して、図１８の全体構成図に示すように、圧縮機１２へ吸入される冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄えるアキュムレータ２６を追加したものである。その他の構成および作動は第５実施形態と同様である。従って、第１２実施形態の冷凍サイクル４００においても、第５実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、より一層のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０２１０】
さらに、上述したアキュムレータ２６は、第５〜第１０実施形態の冷凍サイクル１００〜４００に適用してもよい。
【０２１１】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明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。
【０２１２】
（１）上述の各実施形態では、冷媒分配器１４、２４の旋回空間ＳＳを円柱状の空間と円錐状の空間とを同軸上に結合した形状の空間とした例を説明したが、旋回空間ＳＳの空間形状はこれに限定されない。例えば、第１実施形態の冷媒分配器１４において、第１冷媒流出口１４２の中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向に垂直な断面形状が楕円形状、多角形状であってもよい。すなわち、断面形状が円形状でなくてもよい。
【０２１３】
この場合は、旋回中心線ＣＬは、旋回空間ＳＳの軸と一致しないことになるが、冷凍サイクル１００〜４００の通常想定される運転条件において、第１冷媒流出口１４２、２４２が、旋回中心線ＣＬの一端側の延長線上に配置され、第２冷媒流出口１４３、２４３が、旋回中心線ＣＬの他端側の延長線上に配置されていればよい。
【０２１４】
そのために、上記数式Ｆ２では、旋回中心と旋回流の最外周側との距離を示す指標として上記数式Ｆ２を採用している。つまり、上記数式Ｆ２によれば、第１冷媒流出口１４２の中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向に垂直な断面形状が楕円形状、多角形状であっても、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒の旋回流を充分に成長させる条件を導き出すことができる。
【０２１５】
（２）上述の各実施形態では、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３、２４２、２４３の冷媒通路面積を縮小させることで、オリフィスと同様の固定絞りとしての機能を発揮させているが、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３、２４２、２４３に絞りとしての機能を発揮させる手段はこれに限定されない。例えば、冷媒分配器１４、２４の第２冷媒流出口１４３、２４３をキャピラリチューブによって構成してもよい。
【０２１６】
さらに、上述の各実施形態では、第１、第２冷媒流出口１４２、１４３、２４２、２４３を、いずれも冷媒通路面積が固定された固定絞りとしているが、もちろん冷媒通路面積を変更可能に構成された可変絞りとしてもよい。例えば、冷媒分配器２４のラバールノズルとして機能する冷媒通路において喉部を構成する第１冷媒流出口２４３の冷媒通路面積を変化させるニードル弁、このニードル弁を変位させる電動アクチュエータを設けることで可変絞りを構成してもよい。
【０２１７】
（３）上述の第１、第３、第６、第８、第１１実施形態では、冷媒を多段階に昇圧するために低段側圧縮機１１および高段側圧縮機１２の２つの圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機はこれに限定されない。例えば、１つのハウジング内に２つの圧縮機構（低段側圧縮機構１１ａおよび高段側圧縮機構１２ａ）を収容して構成された圧縮機を採用してもよい。
【０２１８】
さらに、１つのハウジング内に１つの圧縮機構を収容し、この圧縮機構の圧縮行程の途中に中間圧冷媒を導入する中間圧ポートを設けた圧縮機を採用してもよい。この場合は、圧縮機構のうち、吸入口から中間圧ポートへ至る範囲が低段側圧縮機構１１ａとして機能し、中間圧ポートから吐出口へ至る範囲が高段側圧縮機構１２ａとなる。
【０２１９】
（４）上述の第１、第２、第６、第７、第１１、第１２実施形態では、冷媒分配器１４の第１冷媒流出口１４２の中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向を鉛直方向としているが、第１冷媒流出口１４２の中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向は、これに限定されない。
【０２２０】
つまり、第１冷媒流出口１４２が、第２冷媒流出口１４３よりも下方側に配置されていれば、第１冷媒流出口１４２中心部および第２冷媒流出口１４３の中心部を結ぶ方向が鉛直方向に対して傾斜していても、重力の作用を利用して、第１冷媒流出口１４２から流出する冷媒の気相割合を第２冷媒流出口１４３から流出する冷媒の気相割合よりも小さくすることができる。
【０２２１】
さらに、旋回空間ＳＳ内で旋回する冷媒の旋回流速を充分に増速させて、第１冷媒流出口から流出する冷媒の気相割合と第２冷媒流出口から流出する冷媒の気相割合と変化させることができれば、第３〜第５、第８〜第１０実施形態のように第１冷媒流出口の中心部および第２冷媒流出口の中心部を結ぶ方向を水平方向としてもよい。
【０２２２】
（５）上述の第２、第４、第７、第９、第１２実施形態の冷凍サイクル２００、４００では、内部熱交換器２０を採用した例を説明したが、もちろん、第１、第３〜第６、第８、第１０、第１１実施形態の冷凍サイクル１００、３００に内部熱交換器を適用してもよい。例えば、第１、第６、第１１実施形態の冷凍サイクル１００に適用する場合は、放熱器１３、２３流出冷媒と低段側圧縮機１１吸入冷媒あるいは高段側圧縮機１２吸入冷媒とを熱交換させればよい。
【０２２３】
第３、第８実施形態の冷凍サイクル３００に適用する場合は、放熱器１３流出冷媒のうち分岐部２１から固定絞り２２側へ流出した冷媒と低段側圧縮機１１吸入冷媒あるいは高段側圧縮機１２吸入冷媒とを熱交換させればよい。さらに、第５、１０実施形態の冷凍サイクル４００に適用する場合は、放熱器１３流出冷媒と圧縮機圧縮機１２吸入冷媒とを熱交換させればよい。
【０２２４】
また、上述の実施形態では、内部熱交換器２０の具体的構成について説明していないが、内部熱交換器２０の具体的構成としては、高圧冷媒を流通させる高圧側冷媒配管の内側に低圧冷媒あるいは中間圧冷媒を流通させる低圧側冷媒配管を配置する二重管方式の熱交換器構成等を採用できる。もちろん、高圧側冷媒配管を内側管として、低圧側冷媒配管を外側管としてもよい。さらに、高圧側冷媒配管と低圧側冷媒配管とを接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。
【０２２５】
（６）上述の第３、第４、第８、第９実施形態では、放熱器１２から流出した冷媒の流れを分岐させる分岐部２１を備え、分岐部２１にて分岐された一方の冷媒流出口にエジェクタとして機能する冷媒分配器２４の冷媒流入口２４１を接続した構成を説明したが、冷媒分配器２４を用いて構成されるエジェクタ式冷凍サイクルは、これに限定されない。
【０２２６】
例えば、冷媒分配器２４のディフューザ部２４５ｂから流出した冷媒の流れを分岐する低圧側分岐部を備え、低圧側分岐部にて分岐された一方の冷媒を流出側蒸発器１５へ流入させ、他方の冷媒を吸引側蒸発器２５へ流入させるサイクル構成としてもよい。
【０２２７】
（７）上述の第３〜第５、第８〜第１０実施形態では、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５によって同一の空調対象空間（車室内）を冷却しているが、流出側蒸発器１５および吸引側蒸発器２５にて異なる空調対象空間を冷却するようにしてもよい。例えば、流出側蒸発器１５に対して、冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）が低い吸引側蒸発器２５を冷凍庫内の冷却用に利用し、流出側蒸発器１５を冷蔵庫内の冷却用に利用してもよい。
【０２２８】
（８）上述の実施形態では、本発明の冷媒分配器１４、２４を備える冷凍サイクル１００〜４００を、車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明の冷媒分配器１４、２４を備える冷凍サイクル１００〜４００の適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。
【０２２９】
（９）上述の実施形態では、放熱器１３、２３を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器（流出側蒸発器）１５および吸引側蒸発器２５を室内送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いた例について説明したが、蒸発器（流出側蒸発器）１５および吸引側蒸発器２５を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器とし、放熱器１３、２３を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として用いるヒートポンプサイクルを構成してもよい。
【符号の説明】
【０２３０】
１１            低段側圧縮機
１２            高段側圧縮機（圧縮機）
１３、２３      放熱器
１４、２４      冷媒分配器
１５            蒸発器（流出側蒸発器）
２５            吸引側蒸発器
２６            アキュムレータ
１００〜４００  冷凍サイクル
１４０、２４０  本体部
１４１、２４１  冷媒流入口
１４２、２４２  第１冷媒流出口
１４３、２４３  第２冷媒流出口
２４４          末広テーパ部
２４５          ボデー部
２４５ａ        冷媒吸引口
２４５ｂ        ディフューザ部
【図１】
0005413393.tif 000002
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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