(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相冷媒を圧縮する圧縮機と、当該圧縮機が吐出した高圧冷媒を冷却する放熱部と、液相冷媒を蒸発する蒸発部と、前記放熱部からの高圧冷媒を減圧膨張させて前記蒸発部からの冷媒を吸引しかつ減圧させた冷媒と吸引した冷媒とを混合して圧力を上昇させるエジェクタと、当該エジェクタからの気液混合冷媒を前記圧縮機に流動させる気相冷媒と前記蒸発部に流動させる液相冷媒とに分離する気液分離部と、当該気液分離部にて分離されて前記圧縮機に流動する気相冷媒を加熱する加熱部とが設けられているエジェクタサイクルであって、
前記蒸発部を通して循環流動する冷却用液が、冷却用放熱部を経由して流動するように構成され、
前記冷却用放熱部を経由した後の冷却用液が、前記加熱部を通して流動した後に前記蒸発部に流動するように構成され、
前記加熱部よりも下流側でかつ前記圧縮機よりも上流側に気相冷媒を加熱する補助加熱部が設けられ、
前記圧縮機を駆動するエンジンの排熱を回収するエンジン冷却液が、前記補助加熱部を経由して循環流動するように構成されているエジェクタサイクル。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相冷媒を圧縮する圧縮機と、当該圧縮機が吐出した高圧冷媒を冷却する放熱部と、液相冷媒を蒸発する蒸発部と、前記放熱部からの高圧冷媒を減圧膨張させて前記蒸発部からの冷媒を吸引しかつ減圧させた冷媒と吸引した冷媒とを混合して圧力を上昇させるエジェクタと、当該エジェクタからの気液混合冷媒を前記圧縮機に流動させる気相冷媒と前記蒸発部に流動させる液相冷媒とに分離する気液分離部と、当該気液分離部にて分離されて前記圧縮機に流動する気相冷媒を加熱する加熱部とが設けられているエジェクタサイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
エジェクタサイクルは、エジェクタを備えるものであるから、圧縮機の吸入圧力を増加させてエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができ、また、蒸発部に流動する冷媒が液相になるから、蒸発部内での圧力損失の低減及び熱伝達率の増加等により、蒸発部の性能向上を図ることができるため、この点からもエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
【０００３】
また、気液分離部にて分離されて圧縮機に流動する気相冷媒を加熱する加熱部を設けているから、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を確保して、圧縮機において液圧縮状態になる等のトラブルの発生を的確に防止できるものである。
【０００４】
このようなエジェクタサイクルの従来例として、放熱部を通過した高圧冷媒を、加熱部を通して流動させた後にエジェクタに流動させるように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
つまり、加熱部が、放熱部を通過した高圧冷媒により圧縮機に流動する気相冷媒を加熱するように構成されている。
【０００５】
尚、特許文献１には、加熱部の構成として、上述の構成の他、種々の形態が記載されている。
すなわち、貯湯タンクの湯水を、放熱部を経由して循環流動させて昇温させる場合において、加熱部が、貯湯タンクから放熱部に向けて流動する湯水により圧縮機に流動する気相冷媒を加熱するように構成される形態、加熱部が、浴槽の残り湯を用いて、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱するように構成される形態、及び、圧縮機を電動モータにて駆動する場合において、加熱部が、電動モータの熱を用いて、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱するように構成される形態の夫々が記載されている。
【０００６】
エジェクタサイクルの別の従来例として、加熱部が、室外空気を用いて、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱するように構成されたものがある（例えば、特許文献２参照）。
尚、特許文献２には、加熱部が、室外空気を用いて、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱する加熱部分と、放熱部を通過した高圧冷媒により圧縮機に流動する気相冷媒を加熱する加熱部分とを備える形態に構成される場合も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３２２２６３号公報
【特許文献２】特開２００４−３８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エジェクタサイクルでは、蒸発部を通して循環流動する冷却用液が、冷却用放熱部を経由して流動するように構成されて、エジェクタサイクルが、いわゆる冷却運転モードとして使用される場合がある。
このようにエジェクタサイクルが冷却運転モードとして使用される場合においては、蒸発部を通して循環流動する冷却用液の温度を十分に低下させて、例えば、冷却用放熱部にて空調対象空間を良好に冷房する等、冷却用放熱部での冷却性能を向上させて、冷却運転モードとしての効率を向上させることが望まれるものとなる。
【０００９】
しかしながら、従来のエジェクタサイクルでは、冷却用液を、蒸発部と冷却用放熱部との間で単に流動させるものであるため、冷却運転モードとして使用する場合において、蒸発部を通して循環流動する冷却用液を、蒸発部だけでしか冷却することができず、冷却運転モードとしてのエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を向上させるには限界があった。
【００１０】
また、エジェクタサイクルにおいては、圧縮機をエンジンにて駆動する形態に構成することができるが、このようなエンジン駆動式のエジェクタサイクルを、冷却運転モードとして使用する場合には、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を有効利用することが望まれる。
【００１１】
すなわち、エンジン駆動式のエジェクタサイクルを、冷却運転モードとして使用する場合においては、一般に、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を、ラジエータ等を用いて大気中に放出することになるため、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を有効利用することが望まれるものであった。
【００１２】
ちなみに、エンジン駆動式のエジェクタサイクルを、例えば、圧縮機が吐出した高圧冷媒を冷却する放熱部にて空調対象空間を暖房する等、いわゆる加熱運転モードとして使用する場合には、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を、空調対象空間の暖房に利用する等、加熱対象を加熱する熱として有効に利用できることになる。
【００１３】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、エジェクタサイクルを冷却運転モードとして使用する場合において、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を確保しながら、冷却運転モードとしてのエネルギー消費効率を向上することができるエジェクタサイクルを提供する点にある。
【００１４】
本発明の別の目的は、エジェクタサイクルを、エンジン駆動式の形態として、冷却運転モードとして使用する場合において、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を確保しながら、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を有効利用できるエジェクタサイクルを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のエジェクタサイクルは、気相冷媒を圧縮する圧縮機と、当該圧縮機が吐出した高圧冷媒を冷却する放熱部と、液相冷媒を蒸発する蒸発部と、前記放熱部からの高圧冷媒を減圧膨張させて前記蒸発部からの冷媒を吸引しかつ減圧させた冷媒と吸引した冷媒とを混合して圧力を上昇させるエジェクタと、当該エジェクタからの気液混合冷媒を前記圧縮機に流動させる気相冷媒と前記蒸発部に流動させる液相冷媒とに分離する気液分離部と、当該気液分離部にて分離されて前記圧縮機に流動する気相冷媒を加熱する加熱部とが設けられているものであって、その特徴構成は、
前記蒸発部を通して循環流動する冷却用液が、冷却用放熱部を経由して流動するように構成され、
前記冷却用放熱部を経由した後の冷却用液が、前記加熱部を通して流動した後に前記蒸発部に流動するように構成され、
前記加熱部よりも下流側でかつ前記圧縮機よりも上流側に気相冷媒を加熱する補助加熱部が設けられ、
前記圧縮機を駆動するエンジンの排熱を回収するエンジン冷却液が、前記補助加熱部を経由して循環流動するように構成されている点にある。 
【００１６】
すなわち、蒸発部を通して循環流動する冷却用液が、冷却用放熱部を経由して流動するように構成されて、エジェクタサイクルが、いわゆる冷却運転モードとして使用されることになる。
つまり、例えば、冷却用放熱部にて空調対象空間を冷房する等、エジェクタサイクルが、冷房用等の冷却運転モードとして使用されることになる。
【００１７】
このように、エジェクタサイクルを冷却運転モードとして使用する場合において、冷却用放熱部を経由した後の冷却用液が、加熱部を通して流動した後に蒸発部に流動するように構成されているから、加熱部が、冷却用放熱部を経由した後の冷却用液が保有する熱にて、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱することにより、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を確保できることになる。
【００１８】
そして、冷却用放熱部を経由した後の冷却用液は、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱することにより冷却され、さらに、蒸発部による冷却作用により冷却されるものとなるから、冷却用液の冷却熱量を増加させることができるのである。
【００１９】
つまり、冷却用放熱部を経由した後の冷却用液が保有する熱にて、圧縮機に流動する気相冷媒を加熱することにより、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を確保するようにしながら、冷却用液の冷却熱量を増加させて、冷却運転モードとしてのエネルギー消費効率を向上することができるのである。
【００２０】
要するに、本発明のエジェクタサイクルの特徴構成によれば、エジェクタサイクルを冷却運転モードとして使用する場合において、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を確保しながら、冷却運転モードとしてのエネルギー消費効率を向上することができる。
【００２２】
また、圧縮機をエンジンにて駆動する形態とし、そして、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を回収するエンジン冷却液が、補助加熱部を経由して循環流動するように構成されているから、圧縮機に流動する気相冷媒を、加熱部にて加熱した後に、補助加熱部にて、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を回収するエンジン冷却液が保有する熱を用いて、加熱することができる。
【００２３】
つまり、圧縮機に流動する気相冷媒を、加熱部にて、冷却用放熱部を経由した後の冷却用液が保有する熱にて加熱するだけでは、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を十分に増加させることができない場合においても、圧縮機に流動する気相冷媒を、補助加熱部にて、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を回収するエンジン冷却液が保有する熱を用いて加熱することにより、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を適切に確保することができるのである。
【００２４】
要するに、本発明のエジェクタサイクルの特徴構成によれば、エジェクタサイクルを、エンジン駆動式の形態として、冷却運転モードとして使用する場合において、圧縮機を駆動するエンジンの排熱を有効利用しながら、圧縮機に流動する気相冷媒の過熱度を適切に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態のエジェクタサイクルの構成を示す図
【図２】エジェクタの概略図
【図３】第２実施形態のエジェクタサイクルの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
（エジェクタサイクルの全体構成）
図１に示すように、エジェクタサイクルには、気相冷媒を圧縮する圧縮機１と、当該圧縮機１が吐出した高圧冷媒を冷却する放熱部２と、液相冷媒を蒸発する蒸発部３と、放熱部２からの高圧冷媒を減圧膨張させて蒸発部３からの冷媒を吸引しかつ減圧させた冷媒と吸引した冷媒とを混合して圧力を上昇させるエジェクタ４と、当該エジェクタ４からの気液混合冷媒を圧縮機１に流動させる気相冷媒と蒸発部３に流動させる液相冷媒とに分離する気液分離部５と、当該気液分離部５にて分離されて圧縮機１に流動する気相冷媒を加熱する加熱部６が設けられている。
【００３２】
本実施形態においては、加熱部６の下流側でかつ圧縮機１の上流側に、加熱部６にて加熱された気相冷媒を加熱する補助加熱部７が設けられ、また、気液分離部５と蒸発部３との間に減圧部８が配置されている。
また、本実施形態においては、圧縮機１がエンジンＥにて駆動されるように構成されている。
【００３３】
エジェクタ４が、図２に示すように、放熱部２からの高圧冷媒を減圧膨張させて蒸発部３からの冷媒を吸引するノズル部４ａ、減圧させた冷媒と吸引した冷媒を混合しながら圧力を上昇させる混合部４ｂ、及び、混合した冷媒の流速を低下させて圧力を上昇させるディフューザ部４ｃを備えるように構成されている。
【００３４】
したがって、圧縮機１と放熱部２とを接続する第１流路Ｒ１、及び、放熱部２とエジェクタ４とを接続する第２流路Ｒ２が、高圧冷媒を流動させ、エジェクタ４と気液分離部５とを接続する第３流路Ｒ３、気液分離部５と圧縮機１とを、加熱部６及び補助加熱部７を経由して接続する第４流路Ｒ４、及び、気液分離部５と減圧部８とを接続する第５流路Ｒ５が、中圧冷媒を流動させ、減圧部８と蒸発部３とを接続する第６流路Ｒ６、及び、蒸発部３とエジェクタ４とを接続する第７流路Ｒ７が、低圧冷媒を流動させるように構成されている。
【００３５】
尚、放熱部２は、本実施形態においては、冷却用の外気を通風させて冷却作用する外気通風式の熱交換器として構成されている。
【００３６】
（冷却運転モードについて）
蒸発部３と空調用の冷却用放熱部９とを接続する第１流動路Ｌ１、及び、冷却用放熱部９と蒸発部３とを接続する第２流動路Ｌ２が、冷却用液を流動させるように設けられ、冷却液を循環させる循環ポンプ１０が、第１流動路Ｌ１に設けられている。
したがって、第１流動路Ｌ１及び第２流動路Ｌ２を通して、冷却用液が循環流動されるように構成されている。
【００３７】
つまり、蒸発部３が、第６流路Ｒ６を通して供給される低圧冷媒と冷却用液とを熱交換して、冷却用液を低圧冷媒にて冷却するように構成され、そして、蒸発部３を通して循環流動する冷却用液が、空調用の冷却用放熱部９を経由して循環流動されて、冷却用放熱部９にて空調対象空間を冷房するように構成されている。
したがって、本実施形態においては、エジェクタサイクルが、冷房を行う冷却運転モードにて作動するように構成されている。
【００３８】
（加熱部について）
冷却用液を冷却用放熱部９から蒸発部３に流動させる第２流動路Ｌ２が、加熱部６を経由する形態で設けられて、冷却用放熱部９を通過した冷却用液が、加熱部６を通して流動した後に蒸発部３に流動するように構成されている。
【００３９】
したがって、加熱部６が、冷却用放熱部９を通過した後の冷却用液が保有する熱にて、気液分岐部５から圧縮機１に流動する気相冷媒を加熱することにより、圧縮機１に流動する気相冷媒の過熱度を確保するように構成されている。
【００４０】
また、冷却用放熱部９を経由した後の冷却用液が、加熱部６にて、圧縮機１に流動する気相冷媒との熱交換により冷却され、そのように冷却された冷却用液が、蒸発部３による冷却作用によりさらに冷却されるものとなるから、蒸発部３から冷却用放熱部９に流動する冷却用液の冷却熱量を増加させて、冷却用放熱部９の冷房能力を向上させることができるのである。
【００４１】
つまり、冷却用放熱部９を経由した後の冷却用液が保有する熱にて、圧縮機１に流動する気相冷媒を加熱することにより、圧縮機１に流動する気相冷媒の過熱度を確保するようにしながら、蒸発部３を循環流動する冷却用液の冷却熱量を増加させて、冷却運転モードとして作動するエジェクタサイクルのエネルギー消費効率を向上することができるのである。
【００４２】
（補助加熱部について）
圧縮機１を駆動するエンジンＥの冷却ジャケットとエンジン冷却用ラジエータ１１とを接続するエンジン冷却用循環路Ｊａ、及び、エンジン冷却用循環路Ｊａを通してエンジン冷却液を循環流動させるエンジン冷却用ポンプ１２が設けられて、エンジンＥが冷却されるように構成されている。
【００４３】
エンジン冷却用循環路Ｊａから分岐する分流路Ｊｂが、エンジン冷却用循環路Ｊａを流動するエンジン冷却液の一部を補助加熱部７に流動させ、かつ、補助加熱部７を通過したエンジン冷却液をエンジン冷却用循環路Ｊａに戻す形態で設けられて、エンジンＥの排熱を回収するエンジン冷却液が、補助加熱部７を経由して循環流動するように構成されている。
【００４４】
また、エンジン冷却用循環路Ｊａから分流路Ｊｂに分岐させるエンジン冷却液の量を調節する分岐調節弁１３が設けられて、補助加熱部７を通過するエンジン冷却液の量を適正量に設定できるように構成されている。
【００４５】
したがって、圧縮機１に流動する気相冷媒を、加熱部６にて加熱した後に、補助加熱部７にて、圧縮機１を駆動するエンジンＥの排熱を回収するエンジン冷却液が保有する熱を用いて加熱することができるように構成されている。
【００４６】
つまり、圧縮機１に流動する気相冷媒を、加熱部６にて、冷却用放熱部９を経由した後の冷却用液が保有する熱にて加熱するだけでは、圧縮機１に流動する気相冷媒の過熱度を十分に増加させることができない場合においても、圧縮機１に流動する気相冷媒を、補助加熱部７にて、圧縮機１を駆動するエンジンＥの排熱を回収するエンジン冷却液が保有する熱を用いて加熱することにより、圧縮機１に流動する気相冷媒の過熱度を適切に確保することができる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の参考の実施形態である第２実施形態を説明するが、この第２実施形態は、加熱部６の別実施形態を示すものであって、その他の構成は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明して、第１実施形態と同様な構成については、第１実施形態と同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４８】
すなわち、図３に示すように、この第２実施形態は、第１実施形態と同様に、蒸発部３を通して循環流動する冷却用液が、空調用の冷却用放熱部９を経由して循環流動するように構成されて、エジェクタサイクルが、冷房を行う冷却運転モードとして作動するように構成されている。
【００４９】
この第２実施形態においては、補助加熱部７が省略され、加熱部６に対して、蒸発部３を通して循環流動される冷却用液に代えて、エンジン冷却液が循環流動されるように構成されている。
つまり、エンジン冷却用循環路Ｊａから分岐する分流路Ｊｂが、エンジン冷却用循環路Ｊａを流動するエンジン冷却液の一部を加熱部６に流動させ、かつ、加熱部６を通過したエンジン冷却液をエンジン冷却用循環路Ｊａに戻す形態で設けられて、エンジンＥの排熱を回収するエンジン冷却液が、加熱部６を経由して循環流動するように構成されている。
【００５０】
また、第１実施形態と同様に、エンジン冷却用循環路Ｊａから分流路Ｊｂに分岐させるエンジン冷却液の量を調節する分岐調節弁１３が設けられて、加熱部６を通過するエンジン冷却液の量を適正量に設定できるように構成されている。
【００５１】
したがって、圧縮機１を駆動するエンジンＥの排熱を回収するエンジン冷却液が、加熱部６を経由して循環流動することにより、加熱部６が、エンジンＥの排熱を回収したエンジン冷却液が保有する熱にて、圧縮機１に流動する気相冷媒を加熱することにより、圧縮機１に流動する気相冷媒の過熱度を確保するように構成されている。
【００５２】
つまり、圧縮機１に流動する気相冷媒を、加熱部６にて、圧縮機１を駆動するエンジンＥの排熱を回収するエンジン冷却液が保有する熱を用いて加熱することにより、圧縮機１に流動する気相冷媒の過熱度を確保するようにして、エジェクタサイクルを冷却運転モードとして使用する場合において、圧縮機１を駆動するエンジンＥの排熱を有効利用できるようにしてある。
【００５３】
〔別実施形態〕
次に、別実施形態を列記する。
（１）上記第１及び第２実施形態においては、エンジンＥとして、ガスエンジンを例示したが、エンジンＥとしては、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等、各種エンジンが適用できる。
【００５５】
（２）上記第１及び第２実施形態においては、冷却運転モードとして、冷房を行う場合を例示したが、例えば、冷却用放熱部９にて保冷室を冷却させるようにする等、冷却運転モードにおける冷却対象は各種変更できる。
【００５６】
（３）上記第１及び第２実施形態においては、エジェクタサイクルが、冷却運転モードのみを実行する場合を例示したが、エジェクタサイクルを、冷却運転モードと暖房等の加熱運転モードとに切換えるようにする場合においても、本発明は適用できるものである。
【００５７】
尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１        圧縮機
２        放熱部
３        蒸発部
４        エジェクタ
４ａ      ノズル部
４ｂ      混合部
４ｃ      ディフューザ部
５        気液分離部
６        加熱部
７        補助加熱部
９        冷却用放熱部
Ｅ        エンジン
【図１】
0006472266.tif 000002
【図２】
0006472266.tif 000003
【図３】
0006472266.tif 000004