(57)【要約】【課題】気相冷媒と冷却対象空間へ送風される空気とを熱交換させる顕熱交換部を含む蒸発器ユニットの温度分布を抑制する。【解決手段】蒸発器ユニット２０のうち、空気流れ風上側に配置される風上側熱交換器２３に顕熱交換部２０ｅおよび流出側蒸発部２０ｃを設け、風下側熱交換器２４に吸引側蒸発部２０ｄおよび流出側蒸発部２０ｃを設ける。さらに、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部２０ｅと吸引側蒸発部２０ｄとを互いに重合させ、流出側蒸発部２０ｃ同士を互いに重合させるように配置する。これにより、各蒸発部および熱交換部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅで冷却された空気のうち、最も温度が高くなる顕熱交換部２０ｅにて冷却された空気を、さらに最も温度が低くなる吸引側蒸発部２０ｄにて冷却することができ、蒸発器ユニット２０全体として、冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を減圧させるノズル部（２１ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引し、前記冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引された吸引冷媒と前記噴射冷媒とを混合させて昇圧させるエジェクタ（２１）と、
前記エジェクタ（２１）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器（２２）と、
冷媒と熱交換して冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側熱交換器（２３）と、
前記風上側熱交換器（２３）に対して、前記空気の流れの風下側に配置される風下側熱交換器（２４）とを備え、
前記風上側熱交換器（２３）には、前記気液分離器（２２）から流出した気相冷媒と前記空気とを熱交換させる顕熱交換部（２０ｅ）が設けられ、
前記風下側熱交換器（２４）には、前記気液分離器（２２）から流出した液相冷媒を前記空気と熱交換させることによって蒸発させて前記冷媒吸引口（２１ｃ）側へ流出させる吸引側蒸発部（２０ｄ）が設けられ、
前記顕熱交換部（２０ｅ）および前記吸引側蒸発部（２０ｄ）は、前記空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されていることを特徴とする蒸発器ユニット。
【請求項２】
冷媒を減圧させるノズル部（２１ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引し、前記冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引された吸引冷媒と前記噴射冷媒とを混合させて昇圧させるエジェクタ（２１）と、
前記エジェクタ（２１）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器（２２）と、
冷媒と熱交換して冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側熱交換器（２３）と、
前記風上側熱交換器（２３）に対して、前記空気の流れの風下側に配置される風下側熱交換器（２４）とを備え、
前記風上側熱交換器（２３）には、前記気液分離器（２２）から流出した気相冷媒と前記空気とを熱交換させる顕熱交換部（２０ｅ）が設けられ、
前記風下側熱交換器（２４）には、前記気液分離器（２２）から流出した液相冷媒を前記空気と熱交換させることによって蒸発させて前記冷媒吸引口（２１ｃ）側へ流出させる吸引側蒸発部（２０ｄ）、および、前記エジェクタ（２１）から流出した冷媒を前記空気と熱交換させることによって蒸発させて前記気液分離器（２２）入口側へ流出させる流出側蒸発部（２０ｃ）が設けられ、
前記顕熱交換部（２０ｅ）、並びに、前記吸引側蒸発部（２０ｄ）および前記流出側蒸発部（２０ｃ）のうち少なくとも一方は、前記空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されていることを特徴とする蒸発器ユニット。
【請求項３】
さらに、前記風上側熱交換器（２３）には、前記流出側蒸発部（２０ｃ）の一部が設けられ、
前記顕熱交換部（２０ｅ）および前記吸引側蒸発部（２０ｄ）は、前記空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置され、
前記風上側熱交換器（２３）に設けられた前記流出側蒸発部（２０ｃ）および前記風下側熱交換器（２４）に設けられた前記流出側蒸発部（２０ｃ）は、前記空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸発器ユニット。
【請求項４】
前記風上側熱交換器（２３）および前記風下側熱交換器（２４）のうち、少なくとも一方は、前記空気と熱交換する冷媒が流通する複数のチューブ（２３ａ、２４ａ）と前記複数のチューブ（２３ａ、２４ａ）に対する冷媒の分配、集合の機能を果たすタンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）とを有し、
前記気液分離器（２２）は、前記タンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の蒸発器ユニット。
【請求項５】
前記タンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）の内部には、前記気液分離器（２２）から流出する液相冷媒を減圧させる減圧機構（２２ａ）が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の蒸発器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エジェクタ式冷凍サイクルに適用される蒸発器ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒減圧手段としてのエジェクタを備え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は冷媒流入出口に加えて冷媒吸引口を有しているので、エジェクタ式冷凍サイクルでは、冷媒流入出口のみを有する減圧手段を備える通常の冷凍サイクルに対して、エジェクタと他のサイクル構成機器との接続が複雑化しやすい。
【０００３】
このため、エジェクタ式冷凍サイクルでは、通常の冷凍サイクルに対して、空調装置等の製品へ搭載する際の搭載性が悪化しやすい。これに対して、例えば、特許文献１には、エジェクタおよび蒸発器を蒸発器ユニットとして一体化したものが開示されている。このような一体化は、エジェクタ式冷凍サイクルの製品への搭載性を向上させる手段として有効である。
【０００４】
具体的には、特許文献１の蒸発器ユニットでは、エジェクタ、エジェクタのディフューザ部から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発部、流出側蒸発部から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器、気液分離器から流出した液相冷媒を蒸発させてエジェクタの冷媒吸引口側へ流出させる吸引側蒸発部、および、気液分離器から流出した気相冷媒を流通させて圧縮機吸入口側へ流出させる顕熱交換部等を一体化している。
【０００５】
さらに、特許文献１の蒸発器ユニットでは、顕熱交換部、流出側蒸発部および吸引側蒸発部を平板状に配置して、水あるいはグリコールといった熱媒体を、顕熱交換部→流出側蒸発部→吸引側蒸発部の順（熱交換温度の低くなる順）に通過させて冷却している。そして、冷却された熱媒体をヒータと呼ばれる熱媒体−空気熱交換器へ流入させ、熱媒体と空気とを熱交換させることで、熱媒体が空気から吸熱できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０９００７３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１の蒸発器ユニットのように、熱媒体を介して空気を冷却し、当該空気を冷却対象空間に送風する構成では、上述したエジェクタ式冷凍サイクルを製品へ搭載する際の搭載性向上効果を得ることができたとしても、空調装置全体としては、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路や熱媒体−空気熱交換器を設ける必要がある。その結果、空調装置全体としての構成が複雑化してしまう。
【０００８】
このような空調装置（製品）全体としての構成の複雑化を回避するためには、蒸発器ユニットにて冷媒と冷却対象空間に送風される空気とを直接熱交換させて、冷媒に直接空気から吸熱させる手段が考えられる。しかしながら、特許文献１の蒸発器ユニットのように、顕熱交換部、流出側蒸発部および吸引側蒸発部を平板状に配置して空気を直接冷却すると、蒸発器ユニットから吹き出される空気に温度分布が生じてしまう。
【０００９】
特に、顕熱交換部では冷媒が空気から顕熱分の吸熱しかできないため、蒸発器ユニットの顕熱交換部の部分から吹き出される空気は、流出側蒸発部や吸引側蒸発部のように冷媒が空気から蒸発潜熱分の吸熱を行うことのできる熱交換部から吹き出される空気に対して温度が上昇してしまう。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、気相冷媒と冷却対象空間へ送風される空気とを熱交換させる顕熱交換部を含む蒸発器ユニットの温度分布を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を減圧させるノズル部（２１ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引し、冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引された吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させるエジェクタ（２１）と、エジェクタ（２１）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器（２２）と、冷媒と熱交換して冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側熱交換器（２３）と、風上側熱交換器（２３）に対して、空気の流れの風下側に配置される風下側熱交換器（２４）とを備え、
風上側熱交換器（２３）には、気液分離器（２２）から流出した気相冷媒と空気とを熱交換させる顕熱交換部（２０ｅ）が設けられ、風下側熱交換器（２４）には、気液分離器（２２）から流出した液相冷媒を空気と熱交換させることによって蒸発させて冷媒吸引口（２１ｃ）側へ流出させる吸引側蒸発部（２０ｄ）が設けられ、顕熱交換部（２０ｅ）および吸引側蒸発部（２０ｄ）は、空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されている蒸発器ユニットを特徴とする。
【００１２】
ここで、顕熱交換部（２０ｅ）では、気液分離器（２２）から流出した気相冷媒と空気とを熱交換させるので、空気は顕熱分の吸熱しかされない。一方、吸引側蒸発部（２０ｄ）では、気液分離器（２２）から流出した液相冷媒と空気とを熱交換させるので、空気は冷媒の蒸発潜熱分の吸熱がなされる。従って、吸引側蒸発部（２０ｄ）にて冷却された空気の温度は、顕熱交換部（２０ｅ）にて冷却された空気の温度よりも低くなる。
【００１３】
これに対して、請求項１に記載の発明によれば、顕熱交換部（２０ｅ）を風上側熱交換器（２３）に設け、吸引側蒸発部（２０ｄ）を風下側熱交換器（２４）に設け、さらに、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部（２０ｅ）および吸引側蒸発部（２０ｄ）を互いに重合するように配置している。
【００１４】
従って、顕熱交換部（２０ｅ）にて冷却された空気を、さらに吸引側蒸発部（２０ｄ）にて冷却することができる。その結果、顕熱交換部（２０ｅ）にて冷却された空気が、そのままの温度で蒸発器ユニットから吹き出されてしまうことを回避して、蒸発器ユニット全体として、冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を抑制することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明では、冷媒を減圧させるノズル部（２１ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引し、冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引された吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させるエジェクタ（２１）と、エジェクタ（２１）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器（２２）と、冷媒と熱交換して冷却対象空間へ送風される空気の流れの風上側に配置される風上側熱交換器（２３）と、風上側熱交換器（２３）に対して、空気の流れの風下側に配置される風下側熱交換器（２４）とを備え、
風上側熱交換器（２３）には、気液分離器（２２）から流出した気相冷媒と空気とを熱交換させる顕熱交換部（２０ｅ）が設けられ、風下側熱交換器（２４）には、気液分離器（２２）から流出した液相冷媒を空気と熱交換させることによって蒸発させて冷媒吸引口（２１ｃ）側へ流出させる吸引側蒸発部（２０ｄ）、および、エジェクタ（２１）から流出した冷媒を空気と熱交換させることによって蒸発させて気液分離器（２２）入口側へ流出させる流出側蒸発部（２０ｃ）が設けられ、顕熱交換部（２０ｅ）、並びに、吸引側蒸発部（２０ｄ）および流出側蒸発部（２０ｃ）のうち少なくとも一方は、空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されている蒸発器ユニットを特徴とする。
【００１６】
ここで、上述の如く、吸引側蒸発部（２０ｄ）にて冷却された空気および流出側蒸発部（２０ｃ）にて冷却された空気の温度は、顕熱交換部（２０ｅ）にて冷却された空気の温度よりも低くなる。
【００１７】
これに対して、請求項２に記載の発明によれば、顕熱交換部（２０ｅ）を風上側熱交換器（２３）に設け、吸引側蒸発部（２０ｄ）および流出側蒸発部（２０ｃ）のうち少なくとも一方を風下側熱交換器（２４）に設け、さらに、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部（２０ｅ）、並びに、吸引側蒸発部（２０ｄ）および流出側蒸発部（２０ｃ）のうち少なくとも一方を互いに重合するように配置している。
【００１８】
従って、顕熱交換部（２０ｅ）にて冷却された空気を、さらに吸引側蒸発部（２０ｄ）および流出側蒸発部（２０ｃ）のうち少なくとも一方にて冷却することができる。その結果、顕熱交換部（２０ｅ）にて冷却された空気が、そのままの温度で蒸発器ユニットから吹き出されてしまうことを回避して、蒸発器ユニット全体として、冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を抑制することができる。
【００１９】
なお、本請求項における「顕熱交換部（２０ｅ）、並びに、吸引側蒸発部（２０ｄ）および流出側蒸発部（２０ｃ）のうち少なくとも一方は、空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されている」という記載は、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部（２０ｅ）および吸引側蒸発部（２０ｄ）が互いに重合するように配置されていること、顕熱交換部（２０ｅ）および流出側蒸発部（２０ｃ）が互いに重合するように配置されていること、さらに、顕熱交換部（２０ｅ）および双方の蒸発部（２０ｃ、２０ｄ）が互いに重合するように配置されていることを含む意味である。
【００２０】
さらに、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の蒸発器ユニットにおいて、風上側熱交換器（２３）には、流出側蒸発部（２０ｃ）の一部が設けられ、顕熱交換部（２０ｅ）および吸引側蒸発部（２０ｄ）は、空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置され、風上側熱交換器（２３）に設けられた流出側蒸発部（２０ｃ）および風下側熱交換器（２４）に設けられた流出側蒸発部（２０ｃ）は、空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されていることを特徴とする。
【００２１】
ここで、エジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタ（２１）の昇圧作用によって、流出側蒸発部（２０ｃ）における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を吸引側蒸発部（２０ｄ）における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも上昇させることができる。従って、吸引側蒸発部（２０ｄ）にて冷却された空気の温度は、流出側蒸発部（２０ｃ）にて冷却された空気の温度よりも低くなる。
【００２２】
そのため、各部にて冷却された空気の温度は、顕熱交換部（２０ｅ）→流出側蒸発部（２０ｃ）→吸引側蒸発部（２０ｄ）の順に低くなる。これに対して、請求項３に記載の発明によれば、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部（２０ｅ）および吸引側蒸発部（２０ｄ）を互いに重合させ、さらに、流出側蒸発部（２０ｃ）同士を互いに重合させているので、蒸発器ユニットから冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を効果的に抑制できる。
【００２３】
つまり、顕熱交換部（２０ｅ）および吸引側蒸発部（２０ｄ）を互いに重合させることで、風下側熱交換器（２４）のうち吸引側蒸発部（２０ｄ）から吹き出される空気の温度と風下側熱交換器（２４）のうち流出側蒸発部（２０ｃ）から吹き出される空気の温度との温度差を小さくすることができる。その結果、蒸発器ユニットから冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を効果的に抑制できる。
【００２４】
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つに記載の蒸発器ユニットにおいて、風上側熱交換器（２３）および風下側熱交換器（２４）のうち、少なくとも一方は、空気と熱交換する冷媒が流通する複数のチューブ（２３ａ、２４ａ）と複数のチューブ（２３ａ、２４ａ）に対する冷媒の分配、集合の機能を果たすタンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）とを有し、気液分離器（２２）は、タンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）によって形成されていることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、タンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）の内部空間を有効に利用することができ、気液分離器（２２）を風上側熱交換器（２３）および風下側熱交換器（２４）の外部に配置する場合に対して、蒸発器ユニット全体としての小型化を図ることができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の蒸発器ユニットにおいて、タンク部（２３ｃ、２３ｄ、２４ｃ、２４ｄ）の内部には、気液分離器（２２）から流出する液相冷媒を減圧させる減圧機構（２２ａ）が配置されていることを特徴とする。これによれば、減圧機構（２２ａ）を風上側熱交換器（２３）および風下側熱交換器（２４）の外部に配置する場合に対して、蒸発器ユニット全体としての小型化を図ることができる。
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。
【図２】第１実施形態の蒸発器ユニットの模式的な斜視図である。
【図３】第１実施形態の風下側熱交換器の下側タンク部の模式的な長手方向断面図である。
【図４】第１実施形態の蒸発器ユニットの温度分布を説明するグラフである。
【図５】第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。
【図６】第２実施形態の蒸発器ユニットの模式的な斜視図である。
【図７】第２実施形態の蒸発器ユニットの温度分布を説明するグラフである。
【図８】第３実施形態の蒸発器ユニットの模式的な斜視図である。
【図９】第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１０】第４実施形態の蒸発器ユニットの模式的な斜視図である。
【図１１】第４実施形態の蒸発器ユニットの温度分布を説明するグラフである。
【図１２】第５実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。
【図１３】第５実施形態の蒸発器ユニットの模式的な斜視図である。
【図１４】第５実施形態の蒸発器ユニットの温度分布を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
図１〜４により、本発明の第１実施形態に係る蒸発器ユニット２０について説明する。この蒸発器ユニット２０は、エジェクタを備える冷凍サイクルであるエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用されており、エジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニットあるいはエジェクタ一体型蒸発器ユニット等とも呼ばれうる。
【００３０】
図１は、本実施形態の蒸発器ユニット２０が適用されたエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成図である。こ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、冷却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担う。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成している。
【００３１】
まず、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入して圧縮するものである。この圧縮機１１は、車両のエンジンルーム内に配置されて、図示しない車両走行用エンジンから駆動力が伝達されて回転駆動される。さらに、本実施形態では、圧縮機１１として、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を採用している。
【００３２】
圧縮機１１の吐出容量は、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって制御される。もちろん、圧縮機として、電磁クラッチの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を採用してもよい。また、圧縮機１１として電動圧縮機を採用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
【００３３】
圧縮機１１の冷媒吐出側には、エンジンルーム内に配置された放熱器１２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１２ａにより送風される外気とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。冷却ファン１２ａは、空調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。
【００３４】
放熱器１２の出口側には、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａの入口側が接続されている。内部熱交換器１３は、高圧側冷媒流路１３ａを通過する放熱器１２出口側冷媒と低圧側冷媒流路１３ｂを通過する圧縮機１１吸入側冷媒とを熱交換させて、高圧側冷媒流路１３ａを通過する冷媒を冷却するものである。
【００３５】
これにより、後述する蒸発器ユニット２０の風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４に設けられた流出側蒸発部２０ｃおよび吸引側蒸発部２０ｄへ流入する冷媒とこれらの蒸発部２０ｃ、２０ｄから流出する冷媒とのエンタルピ差を増大させて、これらの蒸発部２０ｃ、２０ｄにて発揮される冷凍能力を拡大させることができる。
【００３６】
内部熱交換器１３の具体的構成としては、高圧側冷媒流路１３ａと低圧側冷媒流路１３ｂとを形成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成や、高圧側冷媒流路１３ａを形成する内側管の外側に低圧側冷媒流路１３ｂを配置する２重管方式の熱交換器構成等を採用できる。
【００３７】
内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａの出口側には、本実施形態の蒸発器ユニット２０の冷媒入口２０ａ側が接続されている。また、蒸発器ユニット２０の冷媒出口２０ｂ側には、内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂの入口側が接続されている。そして、低圧側冷媒流路１３ｂの出口側には、圧縮機１１の吸入側が接続されている。
【００３８】
蒸発器ユニット２０は、図示しない車両用空調装置の室内ユニット内に形成された空気通路内に配置されており、送風ファン１４から車室内へ向けて送風される送風空気と内部を流通する冷媒とを熱交換させて冷却するものである。なお、送風ファン１４は、空調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。
【００３９】
さらに、蒸発器ユニット２０は、エジェクタ式冷凍サイクル１０を構成するサイクル構成機器のうち、エジェクタ２１、エジェクタ２１から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器２２、冷媒と熱交換して送風空気の流れの風上側に配置される風上側熱交換器２３、および、風上側熱交換器２３に対して、送風空気の流れの風下側に配置される風下側熱交換器２４等を一つのユニットとして一体化したものである。
【００４０】
蒸発器ユニット２０の詳細構成については、図１に加えて、図２を用いて説明する。なお、図２は、蒸発器ユニット２０を構成する各構成機器の配置、および、蒸発器ユニット２０の内部構成を示す模式的な斜視図であり、蒸発器ユニット２０内における冷媒の流れを太実線矢印で示している。また、図２中の上下の各矢印は、蒸発器ユニット２０を車両に搭載した状態における上下の各方向を示し、白抜き矢印は、送風空気の流れ方向を示している。
【００４１】
まず、エジェクタ２１は、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａから流出した冷媒を減圧する冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速で噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段としての機能を果たすものである。
【００４２】
具体的には、エジェクタ２１は、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａから流出した冷媒の冷媒通路面積を小さく絞って、冷媒を等エントロピ的に減圧させるノズル部２１ａ、および、その内部にノズル部２１ａを収容してエジェクタ２１の外殻を形成するボディ部２１ｂを有している。
【００４３】
ボディ部２１ｂは、ノズル部２１ａから噴射される噴射冷媒の噴射方向（ノズル部２１ａの軸線方向）に延びる略円筒形状に形成されており、ボディ部２１ｂの円筒壁面には、ノズル部２１ａの冷媒噴射口と連通するように配置されて、後述する風下側熱交換器２４の吸引側蒸発部２０ｄから流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口２１ｃが形成されている。
【００４４】
さらに、ボディ部２１ｂ内に形成された冷媒流路のうち、ノズル部２１ａおよび冷媒吸引口２１ｃの冷媒流れ下流側には、ノズル部２１ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口２１ｃから吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる混合昇圧部としてのディフューザ部２１ｄが形成されている。
【００４５】
ディフューザ部２１ｄは、冷媒流れ方向に向かって冷媒通路面積が徐々に大きくなる形状に形成されており、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の流速を減速して混合冷媒の圧力を上昇させる昇圧作用、つまり、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。
【００４６】
次に、風上側熱交換器２３は、送風ファン１４から車室内へ向けて送風される送風空気と内部を流通する冷媒とを熱交換させるものである。
【００４７】
より具体的には、風上側熱交換器２３は、図２に示すように、冷媒が流通する複数本のチューブ２３ａ、空気と冷媒との熱交換を促進する複数の熱交換フィン２３ｂ、および、各チューブ２３ａに対して冷媒の集合および分配を行う一対のタンク部２３ｃ、２３ｄを有して構成された、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器である。
【００４８】
なお、図２では、図示の明確化のため、チューブ２３ａおよび熱交換フィン２３ｂの一部のみを示しているが、各チューブ２３ａは一定の方向に積層配置されており、熱交換フィン２３ｂは、隣り合うチューブ２３ａ間に配置されている。そして、このチューブ２３ａと熱交換フィン２３ｂとの積層構造によって、空気と冷媒とを熱交換させる熱交換コア部２３ｅが形成されている。
【００４９】
さらに、一対のタンク部としては、上側タンク部２３ｃおよび下側タンク部２３ｄが設けられている。双方のタンク部２３ｃ、２３ｄは、チューブ２３ａおよび熱交換フィン２３ｂの積層方向に延びる形状に形成されており、各チューブ２３ａの長手方向両端側に配置されている。
【００５０】
そして、双方のタンク部２３ｃ、２３ｄの内部空間が各チューブ２３ａの冷媒通路に連通している。また、双方のタンク部２３ｃ、２３ｄの内部空間は、仕切部材としての第１、第２セパレータ２３ｆ、２３ｇによって複数の空間に仕切られている。なお、第１、第２セパレータ２３ｆ、２３ｇによって仕切られた各空間については後述する。
【００５１】
風下側熱交換器２４は、送風ファン１４から車室内へ向けて送風されて風上側熱交換器２３を通過した送風空気と内部を流通する冷媒とを熱交換させるもので、その基本的構成は風上側熱交換器２３と同様である。
【００５２】
従って、風下側熱交換器２４も、チューブ２４ａ、熱交換フィン２４ｂ、および、上側タンク部２４ｃ、下側タンク部２４ｄを有するタンクアンドチューブ型の熱交換器である。また、風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃおよび下側タンク部２４ｄの内部空間も、第１、第２セパレータ２４ｆ、２４ｇによって複数の空間に仕切られている。
【００５３】
さらに、本実施形態では、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の上側タンク部２３ｃ、２４ｃ同士の少なくとも一部、並びに、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の下側タンク部２３ｄ、２４ｄ同士の少なくとも一部を同一部材で形成して、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４を一体化している。
【００５４】
この際、各タンク部２３ｃ〜２４ｄの長手方向が、互いに平行となるように配置している。もちろん、これらのタンク部２３ｃ〜２４ｄを別部材で形成し、ろう付け接合等の接合手段によって、同様に一体的に構成してもよいし、ボルト締め等の機械的締結手段によって、同様に一体的に構成してもよい。
【００５５】
さらに、本実施形態では、エジェクタ２１を風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの内部空間のうち、第１セパレータ２４ｆによって仕切られた長手方向一端側の第１空間２４１内に配置して、エジェクタ２１と風下側熱交換器２４とを一体化している。より具体的には、エジェクタ２１は、その長手方向が風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの長手方向と平行になるように配置されている。
【００５６】
そして、エジェクタ２１のノズル部２１ａの冷媒流入口が蒸発器ユニットの冷媒入口２０ａに接続され、冷媒吸引口２１ｃが第１空間２４１内で開口し、さらに、エジェクタ２１の出口側が第１セパレータ２３ｆによって仕切られた長手方向他端側の第２空間２４２内で開口している。なお、第２空間２４２の容積は第１空間２４１の容積の約２倍程度確保されている。
【００５７】
また、図２に示すように、風上側熱交換器２３の上側タンク部２３ｃの内部空間についても、風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃと同様に、第１セパレータ２３ｆによって一端側の第１空間２３１および他端側の第２空間２３２に仕切られている。なお、図２では、図示の明確化のため、各空間を示す符号に引き出し線の先端に黒丸印を付している。
【００５８】
さらに、風上側熱交換器２３の第２空間２３２および風下側熱交換器２４の第２空間２４２は、双方の上側タンク部２３ｃ、２４ｃの壁面に形成された連通穴を介して、直接連通している。従って、エジェクタ２１から流出した冷媒は、風上側熱交換器２３の第２空間２３２および風下側熱交換器２４の第２空間２４２の双方に流入する。
【００５９】
また、図２に示すように、風上側熱交換器２３の下側タンク部２３ｄおよび風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄの内部空間についても、風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃと同様に、それぞれ第１セパレータ２３ｆ、２４ｆによって、一端側の第３空間２３３、２３４および他端側の第４空間２４３、２４４に区画されている。
【００６０】
そして、双方の熱交換器２３、２４の上側タンク部２３ｃ、２４ｃの第１空間２３１、２４１と下側タンク部２３ｄ、２４ｄの第３空間２３３、２４３同士が、同一のチューブ２３ａ、２３ｂ群によって接続され、上側タンク部２３ｃ、２４ｃの第２空間２３２、２４２と下側タンク部２３ｄ、２４ｄの第４空間２３４、２４４同士が、同一のチューブ２３ａ、２４ａ群によって接続されている。
【００６１】
さらに、双方の下側タンク部２３ｄ、２４ｄの第４空間２３４、２４４は、長手方向に延びる第２セパレータ２３ｇ、２４ｇによって上側空間と下側空間とに仕切られており、いわゆる二階建て構造となっている。また、第４空間２３４、２４４の上側空間同士は、双方の下側タンク部２３ｄ、２４ｄに形成された連通穴を介して互いに連通している。
【００６２】
従って、双方の熱交換器２３、２４の上側タンク部２３ｃ、２４ｃの第２空間２３２、２４２および下側タンク部２３ｄ、２４ｄの第３空間２３４、２４４同士を接続するチューブ２３ａ、２３ｂ群から流出した冷媒は、双方の下側タンク部２３ｄ、２４ｄの第４空間２３４、２４４の上側空間で合流する。
【００６３】
また、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄの第２セパレータ２４ｇには、上側空間と下側空間とを連通させる連通穴２４１ｇが設けられており、第４空間２３４、２４４の上側空間で合流した冷媒は、この連通穴２４１ｇを介して、風下側熱交換器２４の第４空間２４４の下側空間へ流入する。
【００６４】
この下側空間は、エジェクタ２１から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間を構成している。換言すると、本実施形態の気液分離器２２は、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄによって形成されている。
【００６５】
従って、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、第２空間２３２から第４空間２３４へ至る領域、および、風下側熱交換器２４の熱交換コア部２４ｅのうち、第２空間２４２から第４空間２４４へ至る領域は、エジェクタ２１から流出した冷媒を送風空気と熱交換させて蒸発させるとともに、気液分離器２２入口側へ流出させる流出側蒸発部２０ｃとして機能する。
【００６６】
つまり、本実施形態では、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の双方に流出側蒸発部２０ｃの一部が設けられており、風上側熱交換器２３に設けられた流出側蒸発部２０ｃおよび風下側熱交換器２４に設けられた流出側蒸発部２０ｃは、送風空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されている。
【００６７】
次に、図３を用いて、気液分離器２２の詳細構成を説明する。なお、図３は、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄの模式的な長手方向断面図であり、図２と同様に、蒸発器ユニット２０内（気液分離器２２）における冷媒の流れを太実線矢印で示している。
【００６８】
図３に示すように、下側タンク部２４ｄを第３空間２４３と第４空間２４４に仕切る第１セパレータ２４ｆのうち、気液分離器２２内の液相冷媒の液面より下方側には、気液分離器２２にて分離された液相冷媒を第３空間２４３側へ流出させる液相冷媒出口穴２２ａが形成されている。この液相冷媒出口穴２２ａは、減圧機構である固定絞り（オリフィス）として機能して、液相冷媒出口穴２２ａから流出する液相冷媒を減圧させる。
【００６９】
ここで、前述の図２で説明したように、風下側熱交換器２４の第３空間２４３は、チューブ２４ａによって、風下側熱交換器２４の第１空間２４１に接続されており、エジェクタ２１の冷媒吸引口２１ｃは、風下側熱交換器２４の第１空間２４１内で開口している。
【００７０】
従って、風下側熱交換器２４の熱交換コア部２４ｅのうち、第３空間２４３から第１空間２４１へ至る領域は、気液分離器２２から流出した液相冷媒を送風空気と熱交換させることによって蒸発させて冷媒吸引口２１ｃ側へ流出させる吸引側蒸発部２０ｄとして機能する。
【００７１】
また、下側タンク部２４ｄのうち気液分離器２２を形成するタンク壁面であって、液相冷媒の液面より上方側には、気液分離器２２にて分離された気相冷媒を風上側熱交換器２３の第４空間２３４の下側空間側へ流出させる気相冷媒出口穴２２ｂが形成されている。この気相冷媒出口穴２２ｂは、気液分離器２２にて分離された気相冷媒の圧力損失を極力抑えるために、液相冷媒出口穴２２ａよりも大きな開口面積となっている。
【００７２】
さらに、風上側熱交換器２３の第４空間２３４の下側空間は、第１セパレータ２３ｆに形成された連通穴を介して、風上側熱交換器２３の第３空間２３３に連通している。
【００７３】
ここで、前述の如く、風上側熱交換器２３の第３空間２３３は、風上側熱交換器２３の第１空間２３１に連通している。従って、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、第３空間２３３から第１空間２３１へ至る領域は、気液分離器２２から流出した気相冷媒を送風空気と熱交換させる顕熱交換部２０ｅとして機能する。
【００７４】
つまり、本実施形態では、風上側熱交換器２３に設けられた顕熱交換部２０ｅおよび風下側熱交換器２４に設けられた吸引側蒸発部２０ｄは、送風空気の流れ方向から見たときに、互いに重合するように配置されている。また、風上側熱交換器２３の第１空間２３１は、蒸発器ユニット２０の冷媒出口２０ｂに連通している。
【００７５】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。図示しない空調制御装置は、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、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器（例えば、圧縮機１１、冷却ファン１２ａ、送風ファン１４等）の作動を制御する。
【００７６】
空調制御装置の入力側には、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の吹出空気温度（蒸発器温度）を検出する蒸発器温度センサ等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。
【００７７】
さらに、空調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空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。
【００７８】
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。操作パネルの作動スイッチが投入されると、空調制御装置が空調制御用のセンサ群の検出値から圧縮機１１の目標冷媒吐出能力、冷却ファン１２ａおよび送風ファン１４の目標送風能力等の目標値を決定し、目標値となる能力が得られるように圧縮機１１、冷却ファン１２ａ、送風ファン１４等へ制御信号を出力する。これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０も作動する。
【００７９】
まず、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器１２へ流入する。放熱器１２へ流入した高温高圧冷媒は、冷却ファン１２ａから送風された室外空気と熱交換して冷却されて凝縮する。放熱器１２から流出した高圧冷媒は、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａへ流入し、低圧側冷媒流路１３ｂを流通する低圧冷媒と熱交換して、さらに冷却されてエンタルピを低下させる。
【００８０】
内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａから流出した高圧冷媒は、蒸発器ユニット２０の冷媒入口２０ａから、エジェクタ２１のノズル部２１ａへ流入して、等エントロピ的に減圧される。この際、ノズル部２１ａにて冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換され、ノズル部２１ａの冷媒噴射口から気液二相状態の冷媒が高速度となって噴射される。
【００８１】
そして、この噴射冷媒の吸引作用により、冷媒吸引口２１ｃから風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの第１空間２４１内の冷媒が吸引される。前述の如く、この第１空間２４１内の冷媒は、吸引側蒸発部２０ｄから流出した冷媒である。
【００８２】
ノズル部２１ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口２１ｃより吸引された吸引冷媒は、ディフューザ部２１ｄへ流入し混合される。さらに、ディフューザ部２１ｄ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て混合冷媒の圧力が上昇する。
【００８３】
エジェクタ２１（具体的には、ディフューザ部２１ｄ）から流出した冷媒は、風下側熱交換器２４および風上側熱交換器２３の上側タンク部２４ｄ、２３ｄの第２空間２４２、２３２へ流入し、第２空間２４２、２３２から風下側熱交換器２４および風上側熱交換器２３に設けられた流出側蒸発部２０ｃへ流入する。
【００８４】
風上側熱交換器２３に設けられた流出側蒸発部２０ｃでは、流入した冷媒が送風ファン１４から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。また、風下側熱交換器２４に設けられた流出側蒸発部２０ｃでは、流入した冷媒が風上側熱交換器２３に設けられた流出側蒸発部２０ｃ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、風上側熱交換器２３の流出側蒸発部２０ｃを通過後の送風空気がさらに冷却される。
【００８５】
風下側熱交換器２４および風上側熱交換器２３に設けられた流出側蒸発部２０ｃから流出した冷媒は、それぞれ風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄの第４空間２４４および風上側熱交換器２３の下側タンク部２３ｄの第４空間２３４へ流入する。そして、双方の下側タンク部２３ｄ、２４ｄに形成された連通穴を介して合流する。
【００８６】
合流した冷媒は、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄの第２セパレータ２４ｇに形成された連通穴２４１ｇを介して、風下側熱交換器２４の下側タンク部２３ｄによって形成された気液分離器２２内へ流入する。気液分離器２２では、流入した冷媒の気液が分離される。
【００８７】
気液分離器２２の気相冷媒出口穴２２ｂから流出した気相冷媒は、風上側熱交換器２３の第４空間２３４の下側空間→第３空間２３３の順に流れ、風上側熱交換器２３に設けられた顕熱交換部２０ｅへ流入する。顕熱交換部２０ｅでは、流入した気相冷媒が流入した冷媒が送風ファン１４から送風された送風空気と熱交換して、送風空気を冷却する。
【００８８】
顕熱交換部２０ｅから風上側熱交換器２３の第１空間２３１へ流出した冷媒は、蒸発器ユニット２０の冷媒出口２０ｂから流出する。蒸発器ユニットの冷媒出口２０ｂから流出した冷媒は、内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂにて高圧側冷媒流路１３ａを流通する高圧冷媒と熱交換した後、再び圧縮機１１に吸入されて圧縮される。
【００８９】
気液分離器２２の液相冷媒出口穴２２ａから流出する液相冷媒は、液相冷媒出口穴２２ａにて等エンタルピ的に減圧されて、風下側熱交換器２４の第３空間２３３へ流入し、さらに、第３空間２３３から風下側熱交換器２４に設けられた吸引側蒸発部２０ｄへ流入する。吸引側蒸発部２０ｄでは、流入した冷媒が風上側熱交換器２３に設けられた顕熱交換部２０ｅを通過して冷却された送風空気から吸熱して蒸発する。
【００９０】
これにより、顕熱交換部２０ｅを通過後の送風空気がさらに冷却される。吸引側蒸発部２０ｄから風下側熱交換器２４の第１空間２４１へ流出した冷媒は、エジェクタ２１の冷媒吸引口２１ｃからエジェクタ２１の内部へ吸引される。
【００９１】
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、上述の如く作動するので、蒸発器ユニット２０にて送風ファン１４から車室内へ向けて送風された送風空気を冷却することができる。さらに、顕熱交換部２０ｅを有する蒸発器ユニット２０であっても、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の温度分布を抑制することができる。
【００９２】
このことを図４の温度分布図を用いて説明する。なお、図４では、蒸発器ユニット２０を風下側熱交換器２４側から（送風空気流れに対向する方向から）見たときの蒸発器ユニット２０全体として吹き出される温度分布を太実線で示し、風上側熱交換器２３のみで冷却した場合の温度分布を太破線で示し、風下側熱交換器２４のみで冷却した場合の温度分布を太一点鎖線で示している。
【００９３】
ここで、顕熱交換部２０ｅでは、気液分離器２２から流出した気相冷媒と送風空気とを熱交換させるので、空気は顕熱分の吸熱しかされない。一方、流出側蒸発部２０ｃおよび吸引側蒸発部２０ｄでは、気液分離器２２から流出した液相冷媒と送風空気とを熱交換させるので、送風空気は冷媒の蒸発潜熱分の吸熱がなされる。
【００９４】
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ２１の昇圧作用によって、流出側蒸発部２０ｃにおける冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を吸引側蒸発部２０ｄにおける冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも上昇させることができる。
【００９５】
従って、図４の太破線および太一点鎖線に示すように、流出側蒸発部２０ｃおよび吸引側蒸発部２０ｄにて冷却された空気の温度は、顕熱交換部２０ｅにて冷却された空気の温度よりも低くなる。さらに、吸引側蒸発部２０ｄにて冷却された空気の温度は、流出側蒸発部２０ｃにて冷却された空気の温度よりも低くなる。
【００９６】
これに対して、本実施形態によれば、顕熱交換部２０ｅおよび流出側蒸発部２０ｃを風上側熱交換器２３に設け、吸引側蒸発部２０ｄおよび流出側蒸発部２０ｃを風下側熱交換器２４に設け、さらに、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部２０ｅと吸引側蒸発部２０ｄとを互いに重合させ、流出側蒸発部２０ｃ同士を互いに重合させるように配置している。
【００９７】
従って、各蒸発部および熱交換部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅで冷却された空気のうち、最も温度が高くなる顕熱交換部２０ｅにて冷却された空気を、さらに最も温度が低くなる吸引側蒸発部２０ｄにて冷却することができる。これにより、図４の太実線で示すように、風下側熱交換器２４の吸引側蒸発部２０ｄから吹き出される送風空気の温度と流出側蒸発部２０ｃから吹き出される送風空気の温度との温度差を小さくすることができる。
【００９８】
その結果、蒸発器ユニット２０全体として、冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を抑制することができる。
【００９９】
さらに、本実施形態では、気液分離器２２を風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄによって形成しているので、下側タンク部２４ｄの内部空間を有効に利用することができる。しかも、気液分離器２２を風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の外部に配置する場合に対して、蒸発器ユニット２０内部を流通する冷媒の圧力損失を抑制できるとともに、蒸発器ユニット２０全体としての小型化を図ることができる。
【０１００】
さらに、本実施形態では、減圧機構として機能する液相冷媒出口穴２２ａを風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄ内の第１セパレータ２４ｆに配置しているので、減圧機構を風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の外部に配置する場合に対して、蒸発器ユニット２０全体としての小型化を図ることができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態では、蒸発器ユニット２０の冷媒入口２０ａに接続されるエジェクタ２１を風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの第１空間２４１に配置し、冷媒出口２０ｂを風上側熱交換器２３の上側タンク部２３ｃの第１空間２３１に連通させているので、冷媒入口２０ａおよび冷媒出口２０ｂを近接配置することができ、蒸発器ユニット２０を車両用空調装置に搭載する際の搭載性を向上できる。
【０１０２】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図５の全体構成図および図６の模式的な斜視図に示すように、蒸発器ユニット２０の構成を変更した例を説明する。つまり、第１実施形態では、風上側熱交換器２３に顕熱交換部２０ｅおよび流出側蒸発部２０ｃを設けた例を説明したが、本実施形態では、風上側熱交換器２３に顕熱交換部２０ｅのみを設けた例を説明する。
【０１０３】
なお、図５は、第１実施形態の図１に対応する全体構成図であり、図６は、第２実施形態の図２に対応する模式的な斜視図である。さらに、図５、６では、それぞれ図１、２と同一もしくは均等の部分に同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
【０１０４】
より具体的には、本実施形態の蒸発器ユニット２０では、図６に示すように、風上側熱交換器２３の第１、第２セパレータ２３ｆ、２３ｇを廃止している。従って、風上側熱交換器２３の上側タンク部２３ｃは、第１、第２空間２３１、２３２に仕切られることなく一つの内部空間２３０ａを形成している。同様に、下側タンク部２３ｄは、第３、第４空間２３３、２３４に仕切られることなく一つの内部空間２３０ｂを形成している。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、風上側熱交換器２３の上側タンク部２３ｃの内部空間２３０ａと風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの第２空間２４２とを、直接連通させていない。従って、エジェクタ２１のディフューザ部２１ｄから流出した冷媒は、風下側熱交換器２４の第２空間２４２のみに流入する。
【０１０６】
また、気液分離器２２の気相冷媒出口穴２２ｂから流出した気相冷媒は、風上側熱交換器２３の下側タンク部２３ｄの内部空間２３０ｂへ流入する。本実施形態の内部空間２３０ｂは、複数のチューブ２３ａを介して上側タンク部２３ｃの内部空間２３０ａに連通している。
【０１０７】
従って、本実施形態では、風下側熱交換器２４の熱交換コア部２４ｅのうち、第２空間２４２から第４空間２４４へ至る領域が流出側蒸発部２０ｃとして機能し、第３空間２４３から第１空間２４１へ至る領域が、吸引側蒸発部２０ｄとして機能する。さらに、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、内部空間２３０ｂから内部空間２３０ａに至る全領域が顕熱交換部２０ｅとして機能する。
【０１０８】
なお、本実施形態では、風上側熱交換器２３の第２空間２４２の容積は第１空間２４１の容積の約０．５倍程度確保され、第４空間２４４の容積も第３空間２４３の容積の約０．５倍程度確保されている。その他の蒸発器ユニット２０およびエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成および作動は、第１実施形態と同様である。
【０１０９】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、図７の温度分布図に示すように、顕熱交換部２０ｅを有する蒸発器ユニット２０であっても、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の温度分布を抑制することができる。なお、図７は、第１実施形態の図４に対応するグラフである。
【０１１０】
つまり、本実施形態によれば、顕熱交換部２０ｅを風上側熱交換器２３に設け、吸引側蒸発部２０ｄおよび流出側蒸発部２０ｃを風下側熱交換器２４に設け、さらに、空気の流れ方向から見たときに、顕熱交換部２０ｅと吸引側蒸発部２０ｄを互いに重合させ、顕熱交換部２０ｅと流出側蒸発部２０ｃとを互いに重合させるように配置している。
【０１１１】
従って、各部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅで冷却された空気のうち、最も温度が高くなる顕熱交換部２０ｅにて冷却された空気を、さらに流出側蒸発部２０ｃおよび吸引側蒸発部２０ｄにて冷却することができる。これにより、図６の太実線で示すように、風下側熱交換器２４の吸引側蒸発部２０ｄから吹き出される送風空気の温度と流出側蒸発部２０ｃから吹き出される送風空気の温度との温度差を小さくすることができる。
【０１１２】
その結果、蒸発器ユニット２０全体として、冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を抑制することができる。さらに、本実施形態の蒸発器ユニット２０においても、第１実施形態と同様の、小型化効果および搭載性向上効果を得ることができる。
【０１１３】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態の変形例である。本実施形態の蒸発器ユニット２０は、図８の模式的な斜視図に示すように、エジェクタ２１のうちノズル部２１ａの入口側の一部を風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの外部に露出させたものである。その他の構成および作動は第２実施形態と同様である。
【０１１４】
従って、本実施形態においても、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の温度分布は、第２実施形態の図７と同様となり、第２実施形態と全く同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、エジェクタ２１のノズル部２１ａの入口側を蒸発器ユニット２０の冷媒入口２０ａとすることができる。
【０１１５】
（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して、図９の全体構成図および図１０の模式的な斜視図に示すように、蒸発器ユニット２０の構成を変更した例を説明する。つまり、第１実施形態では、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の双方に流出側蒸発部２０ｃを設けた例を説明したが、本実施形態では、流出側蒸発部２０ｃを廃止している。
【０１１６】
より具体的には、本実施形態の蒸発器ユニット２０では、図１０に示すように、風上側熱交換器２３の下側タンク部２３ｄの第１セパレータ２３ｆ、第２セパレータ２３ｇ、および、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄの第１セパレータ２４ｆを廃止している。さらに、風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃのうち、エジェクタ２１の出口側が開口している第２空間２４２内に第２セパレータ２４ｇを配置している。
【０１１７】
そして、風下側熱交換器２４の第２空間２４２ｃのうち、第２セパレータ２４ｇによって仕切られた下側空間によって、エジェクタ２１から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間を構成している。換言すると、本実施形態では、第１実施形態と同様の気液分離器２２を、風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃによって形成している。
【０１１８】
本実施形態の気液分離器２２では、下側タンク部２４ｄ内の第１セパレータ２４ｆを廃止しているので、減圧機構として機能する液相冷媒出口穴２２ａも廃止されている。そこで、上側タンク部２４ｃの下側空間に接続されるチューブ２４ａの入口穴を減圧機構として用いている。もちろん、チューブ２４ａの入口穴に、減圧機構としてのオリフィス等の固定絞りを配置してもよい。
【０１１９】
なお、気相冷媒出口穴２２ｂは、第１実施形態と同様に設けられ、風上側熱交換器２３の第２空間２３２に連通している。また、風上側熱交換器２３の下側タンク部２３ｄは、第２実施形態と同様に、一つの内部空間２３０ｂを形成している。同様に、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄについても、第３、第４空間２４３、２４４に仕切られることなく一つの内部空間２４０ｂを形成している。
【０１２０】
従って、本実施形態では、風下側熱交換器２４の熱交換コア部２４ｅのうち、第２空間２４２から内部空間２４０ｂへ至る領域および内部空間２４０ｂから第１空間２４１へ至る領域、すなわち熱交換コア部２４ｅの全領域が吸引側蒸発部２０ｄとして機能する。さらに、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、第２空間２３１から内部空間２３０ｂへ至る領域および内部空間２３０ｂから第１空間２３１へ至る領域、すなわち熱交換コア部２３ｅの全領域が顕熱交換部２０ｅとして機能する。
【０１２１】
なお、本実施形態では、双方の熱交換器２３、２４の第２空間２３２、２４２の容積を第１空間２３１、２４１の容積と約同等としている。その他の蒸発器ユニット２０およびエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成および作動は、第１実施形態と同様である。
【０１２２】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、図１１の温度分布図に示すように、顕熱交換部２０ｅを有する蒸発器ユニット２０であっても、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の温度分布を抑制することができる。
【０１２３】
なお、図１１は、第１実施形態の図４に対応するグラフである。さらに、本実施形態の蒸発器ユニット２０においても、第１実施形態と同様の、小型化効果および搭載性向上効果を得ることができる。
【０１２４】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図１２の全体構成図および図１３の模式的な斜視図に示すように、蒸発器ユニット２０の構成を変更した例を説明する。つまり、第１実施形態では、風上側熱交換器２３に顕熱交換部２０ｅおよび流出側蒸発部２０ｃを設けた例を説明したが、本実施形態では、風上側熱交換器２３に顕熱交換部２０ｅ、流出側蒸発部２０ｃ、および、吸引側蒸発部２０ｄを設けた例を説明する。
【０１２５】
より具体的には、本実施形態の蒸発器ユニット２０では、図１３に示すように、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の内部に第１セパレータ２３ｆ、２４ｆを複数個配置して、双方の熱交換器２３、２４の上側タンク部２３ｃ、２４ｃおよび下側タンク部２３ｄ、２４ｄを複数の空間に仕切っている。
【０１２６】
具体的には、風下側熱交換器２４の上側タンク部２４ｃの内部空間には、１つの第１セパレータ２４ｆが配置されており、エジェクタ２１が配置される側の長手方向一端側の第１空間２４１と、他端側の第２空間２４２に仕切られている。また、下側タンク部２４ｄの内部空間には、２つの第１セパレータ２４ｆが配置されており、エジェクタ２１が配置される側の長手方向一端側から順に、第４〜第６空間２４４〜２４６に仕切られている。
【０１２７】
さらに、下側タンク部２４ｄの長手方向に延びる第２セパレータ２４ｇは、長手方向中央部の第５空間２４５に配置されており、この第５空間２４５を上側空間と下側空間に仕切っている。この第５空間２４５の下側空間は、第１実施形態と同様の気液分離空間を構成している。従って、本実施形態の気液分離器２２は、風下側熱交換器２４の下側タンク部２４ｄによって形成されている。
【０１２８】
また、本実施形態の第２セパレータ２４ｇには、上側空間と下側空間とを連通させる連通穴２４１ｇが設けられていない。一方、下側タンク部２４ｄ内に配置された第１セパレータ２４ｆのうち、第５空間２４５と第６空間２４６とを仕切るセパレータ２４ｆには、連通穴が形成されており、第５空間２４５の下側空間（すなわち、気液分離空間）と第６空間２４６が連通している。
【０１２９】
次に、風上側熱交換器２３の上側タンク部２３ｃの内部空間には、２つの第１セパレータ２３ｆが配置されており、エジェクタ２１の配置される一端側から順に、第１、第２、第３空間２３１、２３２、２３３に仕切られている。また、下側タンク部２３ｄの内部空間には、２つの第１セパレータ２３ｆが配置されており、エジェクタ２１の配置される側の一端側から順に、第４、第５、第６空間２３４、２３５、２３６に仕切られている。
【０１３０】
そして、風上側熱交換器２３の第３空間２３３と風下側熱交換器２４の第２空間２４２が、双方の上側タンク部２３ｃ、２４ｃの壁面に形成された連通穴を介して、直接連通している。従って、エジェクタ２１から流出した冷媒は、風上側熱交換器２３の第３空間２３３および風下側熱交換器２４の第２空間２４２の双方に流入する。
【０１３１】
また、風上側熱交換器２３の第６空間２３６と風下側熱交換器２４の第６空間２４６が、双方の上側タンク部２３ｃ、２４ｃの壁面に形成された連通穴を介して、直接連通している。従って、風上側熱交換器２３の第３空間２３３と第６空間２３６とを接続するチューブ２３ａ群から流出した冷媒および風下側熱交換器２４の第２空間２４２と第６空間２４６とを接続するチューブ２４ａ群から流出した冷媒は、双方の下側タンク部２３ｄ、２４ｄの第６空間２３６、２４６で合流する。
【０１３２】
また、風下側熱交換器２４の第５空間２４５の下側空間によって形成される気液分離器２２の気相冷媒出口穴２２ｂは、風上側熱交換器２３の第５空間２３５に連通している。さらに、風下側熱交換器２４の第４空間２４４と第５空間２４５とを仕切る第１セパレータ２４ｆには、第１実施形態と同様の気液分離器２２の液相冷媒出口穴２２ａが形成されている。
【０１３３】
また、風下側熱交換器２４の第４空間２４４と第５空間２４５の上側空間は第１セパレータ２４ｆに形成された連通穴を介して連通し、風下側熱交換器２４の第４空間２４４と風上側熱交換器２３の第４空間２３４が、双方の下側タンク部２３ｄ、２４ｄの壁面に形成された連通穴を介して直接連通している。
【０１３４】
従って、気液分離器２２の液相冷媒出口穴２２ａから流出した冷媒は、風下側熱交換器２４の第４空間、風下側熱交換器２４の第５空間の上側空間、および、風上側熱交換器２３の第４空間に流入する。また、風上側熱交換器２３の第２空間２３２は、蒸発器ユニット２０の冷媒出口２０ｂに連通している。
【０１３５】
また、風上側熱交換器２３の第１空間２３１と風下側熱交換器２４の第１空間２４１が、双方の上側タンク部２３ｃ、２４ｃの壁面に形成された連通穴を介して直接連通している。従って、風上側熱交換器２３の第４空間２３４と第１空間２３１とを接続するチューブ２３ａ群から流出した冷媒は、風下側熱交換器２４の第１空間２４１へ流入する。
【０１３６】
つまり、本実施形態では、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、第３空間２３３から第６空間２３６へ至る領域は、風下側熱交換器２４の熱交換コア部２４ｅのうち、第２空間２４２から第６空間２４６へ至る領域は、流出側蒸発部２０ｃとして機能する。
【０１３７】
また、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、第４空間２３４から第１空間２３１へ至る領域、並びに、風下側熱交換器２４の熱交換コア部２４ｅのうち、第４空間２３４から第１空間２３１へ至る領域および、第５空間２３５の上側空間から第１空間２３１へ至る領域は、吸引側蒸発部２０ｄとして機能する。
【０１３８】
さらに、風上側熱交換器２３の熱交換コア部２３ｅのうち、第５空間２３５から第２空間２３２へ至る領域は、顕熱交換部２０ｅとして機能する。その他の蒸発器ユニット２０およびエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成および作動は、第１実施形態と同様である。
【０１３９】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、図１４の温度分布図に示すように、顕熱交換部２０ｅを有する蒸発器ユニット２０であっても、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の温度分布を抑制することができる。なお、図１４は、第１実施形態の図４に対応するグラフである。
【０１４０】
つまり、本実施形態によれば、吸引側蒸発部２０ｄ、顕熱交換部２０ｅおよび流出側蒸発部２０ｃを風上側熱交換器２３に設け、吸引側蒸発部２０ｄおよび流出側蒸発部２０ｃを風下側熱交換器２４に設け、さらに、空気の流れ方向から見たときに、吸引側蒸発部２０ｄ同士、顕熱交換部２０ｅと吸引側蒸発部２０ｄ、および、流出側蒸発部２０ｃ同士を互いに重合させるように配置している。
【０１４１】
従って、各部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅで冷却された空気のうち、最も温度が高くなる顕熱交換部２０ｅにて冷却された空気を、さらに吸引側蒸発部２０ｄにて冷却することができる。これにより、図６の太実線で示すように、風下側熱交換器２４の吸引側蒸発部２０ｄから吹き出される送風空気の温度と流出側蒸発部２０ｃから吹き出される送風空気の温度との温度差を小さくすることができる。
【０１４２】
その結果、蒸発器ユニット２０全体として、冷却対象空間へ送風される空気の温度分布を抑制することができる。さらに、本実施形態の蒸発器ユニット２０においても、第１実施形態と同様の、小型化効果を得ることができる。
【０１４３】
（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。
【０１４４】
（１）上述の実施形態では、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４として、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を採用し、それぞれのタンク部２３ｃ…２４ｄによって、気液分離器２２を形成した例を説明したが、気液分離器２２をタンク部２３ｃ…２４ｄとは別部材で構成してもよい。
【０１４５】
この場合は、例えば、気液分離器２２をタンク部２３ｃ…２４ｄの長手方向に平行に延びる形状に形成して、ろう付け等の接合手段にてタンク部２３ｃ…２４ｄに接合してもよいし、気液分離器２２をチューブ２３ａ、２４ａの長手方向に平行に延びる形状として、風上側熱交換器２３あるいは風下側熱交換器２４の側方に接合してもよい。
【０１４６】
（２）上述の実施形態では、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４として、タンクアンドチューブ型の熱交換器を採用し、双方の熱交換器２３、２４の各タンク部２３ｃ…２４ｄ同士の少なくとも一部を同一部材で形成して一体化した例を説明したが、もちろん、双方の熱交換器２３、２４を異なる熱交換器で構成し、それぞれの熱交換器を、ろう付け等の接合手段やボルト締め等の機械的係合手段によって一体化してもよい。
【０１４７】
さらに、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４として、タンクアンドチューブ型の熱交換器に限定されることなく、他の形式の熱交換器を採用することができる。例えば、板状のチューブ部材および熱交換フィンを複数枚積層配置した積層型熱交換器を採用してもよい。
【０１４８】
なお、この板状のチューブ部材は、伝熱性に優れる金属（本実施形態では、アルミニウム）にて形成された板状のプレートの平面に凹凸部を設け、一対のプレート同士を最中合わせ状に接合することによって形成されるもので、チューブおよびチューブの長手方向両端部にタンク部が形成されたものである。
【０１４９】
従って、１つのプレート部材に風上側熱交換器２３用のチューブ２３ａと風下側熱交換器２４用のチューブ２４ａとを形成して、これらのチューブ２３ａ、２４ａが互いに連通しないように形成することで、１つの積層型熱交換器を、機能的に風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４の２つの熱交換器に分割することができる。
【０１５０】
さらに、熱交換器の形式として、一本のチューブを蛇行状に折り曲げ、チューブ間に熱交換フィンを配置することによって構成された、サーペンタイン型熱交換器を採用してもよい。
【０１５１】
（３）上述の実施形態では、冷却対象空間に送風される空気（気体）を冷却するために蒸発器ユニット２０を用いているが、蒸発器ユニット２０にて冷却される流体として、例えば、車載電気機器等の冷却水のような二次熱媒体を冷却してもよい。さらに、二次熱媒体を通過させる二次熱媒体用のチューブを蒸発器ユニット２０の各タンク部２３ｃ…２４ｃあるいは各熱交換部２３ｅ、２４ｅに設けて、空気と二次熱媒体との双方を冷却してもよい。
【０１５２】
（４）上述の実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａから流出した冷媒を蒸発器ユニット２０へ流入させているが、エジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成は、これに限定されない。例えば、内部熱交換器１３を廃止してもよいし、放熱器１２の出口側から蒸発器ユニット２０の冷媒入口２０ａへ至る冷媒流路に冷媒を減圧膨張させる膨張弁を配置してもよい。
【０１５３】
さらに、この膨張弁として、圧縮機１１吸入冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲の過熱度となるように弁開度が調整される温度式膨張弁を採用すれば、圧縮機１１の液圧縮の問題を回避できる。また、この場合は、膨張弁を蒸発器ユニット２０の構成機器としてエジェクタ２１等に一体的に取り付けてもよい。
【０１５４】
（５）上述の実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、炭化水素系冷媒、二酸化炭素を用いてもよい。さらに、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルに、本発明の蒸発器ユニット２０を適用してもよい。
【０１５５】
（６）上記の実施形態では、エジェクタ２１として、通路面積が一定のノズル部２１ａを有する固定エジェクタを例示しているが、エジェクタ２１として、通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。なお、可変ノズル部の具体例としては、例えば、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して通路面積を調整する機構とすればよい。
【０１５６】
（７）上述の各実施形態では、車両用空調装置に搭載されるエジェクタ式冷凍サイクル１０に、本発明の蒸発器ユニット２０を適用した例を説明したが、本発明の蒸発器ユニット２０の適用はこれに限定されない。例えば、業務用冷蔵・冷蔵装置、自動販売機用冷却装置、冷蔵機能付きショーケース等の定置用のエジェクタ式冷凍サイクルに適用してもよい。
【０１５７】
（８）上述の実施形態では、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４を室内側熱交換器として構成し、放熱器１２を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、逆に、風上側熱交換器２３および風下側熱交換器２４を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器１２を空気あるいは水等の被加熱冷媒を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに、本発明の蒸発器ユニット２０を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１５８】
２０            蒸発器ユニット
２０ｃ          流出側蒸発部
２０ｄ          吸引側蒸発部
２０ｅ          顕熱交換部
２１            エジェクタ
２１ａ          ノズル部
２１ｃ          冷媒吸引口
２２            気液分離器
２２ａ          液相冷媒出口穴
２３            風上側熱交換器
２３ａ、２４ｂ  チューブ
２３ｃ、２４ｃ  上側タンク部
２３ｄ、２４ｄ  下側タンク部
２４            風下側熱交換器
【図１】
2011185504.tif 000003
【図２】
2011185504.tif 000004
【図３】
2011185504.tif 000005
【図４】
2011185504.tif 000006
【図５】
2011185504.tif 000007
【図６】
2011185504.tif 000008
【図７】
2011185504.tif 000009
【図８】
2011185504.tif 000010
【図９】
2011185504.tif 000011
【図１０】
2011185504.tif 000012
【図１１】
2011185504.tif 000013
【図１２】
2011185504.tif 000014
【図１３】
2011185504.tif 000015
【図１４】
2011185504.tif 000016