(57)【要約】【課題】エジェクタのノズル部上流側で冷媒の流れを分岐するエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ノズル部における回収エネルギーの絶対量を増加させて、ディフューザ部における昇圧量を増大させる。【解決手段】エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入する冷媒を放熱させる第１放熱器１２の冷媒放熱量が、絞り手段２０に流入する冷媒を放熱させる第２放熱器１３の冷媒放熱量よりも少なくなるように構成して、ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピを絞り手段２０入口側冷媒のエンタルピよりも増加させる。これにより、等エントロピ膨張させた際のノズル部１６ａ出入口間のエンタルピ差Δｉの絶対量を拡大して、ディフューザ部１６ｄにおける昇圧量の絶対量を増大させる。【選択図】図１
2008045774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機（１１）吐出冷媒の流れを分岐する分岐部（Ａ）と、
前記分岐部（Ａ）で分岐された一方の高温高圧冷媒を放熱させる第１放熱器（１２）と、
前記第１放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させるノズル部（１６ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって、冷媒を冷媒吸引口（１６ｂ）から吸引し、前記高速度の冷媒流と前記冷媒吸引口（１６ｂ）からの吸引冷媒とを混合してディフューザ部（１６ｄ）で昇圧させるエジェクタ（１６）と、
前記分岐部（Ａ）で分岐された他方の高温高圧冷媒を放熱させる第２放熱器（１３）と、
前記第２放熱器（１３）下流側冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２０）と、
前記絞り手段（２０）下流側の冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（１６ｂ）上流側に流出する吸引側蒸発器（２１）とを備え、
前記第１放熱器（１２）における冷媒放熱量が、前記第２放熱器（１３）における冷媒放熱量よりも、少なくなるように構成されていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項２】
前記第１放熱器（１２）において冷媒が放熱する放熱部面積は、前記第２放熱器（１３）において冷媒が放熱する放熱部面積よりも、小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項３】
前記第２放熱器（１３）は、内部を通過する冷媒と外部を通過する空気とを熱交換させる熱交換器であって、
前記第１放熱器（１２）は、内部を通過する冷媒と前記第２放熱器（１３）にて熱交換した後の空気とを熱交換させる熱交換器であることを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項４】
前記ディフューザ部（１６ｄ）から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１７）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項５】
前記ディフューザ部（１６ｄ）下流側冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、前記気相冷媒を前記圧縮機（１１）吸入側へ流出する気液分離器（２３）を備え、
前記液相冷媒を前記絞り手段（２０）下流側であって、かつ、前記吸引側蒸発器（２１）上流側へ導く冷媒通路（２４）を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項６】
前記冷媒通路（２４）に、冷媒が前記気液分離器（２３）側から前記吸引側蒸発器（２１）側へ流れることのみを許容する逆止弁（２５）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項７】
前記圧縮機（１１）吸入冷媒と前記第２放熱器（１３）出口側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（１９）を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項８】
前記分岐部（Ａ）、前記第１放熱器（１２）および前記第２放熱器（１３）は、一体構造に組み付けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器の下流側、かつ、エジェクタのノズル部上流側に冷媒の流れを分岐する分岐部を設け、分岐された一方の冷媒をノズル部側へ流入させ、他方の冷媒をエジェクタの冷媒吸引口側へ流入させるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。
【０００３】
この特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部下流側に第１蒸発器（流出側蒸発器）を配置し、分岐部と冷媒吸引口との間に絞り機構および第２蒸発器（吸引側蒸発器）を配置して、それぞれの蒸発器において冷媒が吸熱作用を発揮できるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−３０８３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のエジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、ノズル部において冷媒を等エントロピ的に膨張させることで、膨張時の運動エネルギーの損失を回収して、回収したエネルギー（以下、回収エネルギーという。）をディフューザ部において圧力エネルギーに変換している。
【０００５】
そして、ディフューザ部で昇圧された冷媒を圧縮機に吸入させることで、圧縮機駆動動力を低減させてサイクル効率（ＣＯＰ）の向上を図っている。
【０００６】
ここで、エジェクタのエネルギー変換効率を示すエジェクタ効率ηｅは、以下の式Ｆ１で定義される。
ηｅ＝（１＋Ｇｅ／Ｇｎｏｚ）×（ΔＰ／ρ）／Δｉ…（Ｆ１）
なお、Ｇｅはエジェクタの冷媒吸引口から吸引される冷媒流量、Ｇｎｏｚはエジェクタのノズル部を通過する冷媒流量、ΔＰはエジェクタのディフューザ部における昇圧量、ρは冷媒吸引口から吸引される冷媒密度、そして、Δｉはノズル部出入口間のエンタルピ差である。
【０００７】
上記式Ｆ１に示されるように、エジェクタ効率ηｅが所望の値になるようにエジェクタの各部の寸法・形状等を設計したとしても、ノズル部にて回収される回収エネルギーを表す指標であるエンタルピ差Δｉの絶対量が上昇しない限り、ディフューザ部にて変換される圧力エネルギー表す指標であるΔＰ／ρの絶対量を上昇させることができない。
【０００８】
つまり、所定のエジェクタ効率ηｅにおいては、エンタルピ差Δｉの絶対量を上昇させない限り、昇圧量ΔＰの絶対量を上昇させることができないので、圧縮機吸入冷媒圧力の上昇によるサイクル効率（ＣＯＰ）向上効果を拡大することもできない。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタのノズル部上流側で冷媒の流れを分岐するエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ノズル部における回収エネルギー量を増加させて、ディフューザ部における昇圧量を増大させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）吐出冷媒の流れを分岐する分岐部（Ａ）と、分岐部（Ａ）で分岐された一方の高温高圧冷媒を放熱させる第１放熱器（１２）と、第１放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させるノズル部（１６ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって、冷媒を冷媒吸引口（１６ｂ）から吸引し、高速度の冷媒流と冷媒吸引口（１６ｂ）からの吸引冷媒とを混合してディフューザ部（１６ｄ）で昇圧させるエジェクタ（１６）と、分岐部（Ａ）で分岐された他方の高温高圧冷媒を放熱させる第２放熱器（１３）と、第２放熱器（１３）下流側冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２０）と、絞り手段（２０）下流側の冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（１６ｂ）上流側に流出する吸引側蒸発器（２１）とを備え、第１放熱器（１２）における冷媒放熱量が、第２放熱器（１３）における冷媒放熱量よりも、少なくなるように構成されているエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。
【００１１】
これによれば、第１放熱器（１２）および第２放熱器（１３）の上流側に分岐部（Ａ）を配置して、第１放熱器（１２）における冷媒放熱量が、第２放熱器（１３）における冷媒放熱量よりも、少なくなるように構成されている。従って、ノズル部（１６ａ）へ流入する冷媒のエンタルピを、絞り手段（２０）へ流入する冷媒のエンタルピよりも増加させることができる。
【００１２】
ところで、ノズル部（１６ａ）入口側冷媒のエンタルピが増加すると、後述する図２に示すように、冷媒を等エントロピ膨張させた際のエンタルピの減少量が多くなる。
【００１３】
つまり、エジェクタ（１６）のノズル部（１６ａ）において、同じ圧力分だけ等エントロピ膨張させた場合、ノズル部（１６ａ）入口側冷媒のエンタルピが高いほど、ノズル部（１６ａ）入口側冷媒のエンタルピとノズル部（１６ａ）出口側冷媒のエンタルピとの差、すなわちノズル部（１６ａ）出入口間のエンタルピ差（Δｉ）が大きくなる。
【００１４】
従って、上記特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、上述の式Ｆ１で表されるエジェクタ効率（ηｅ）が所望の値になるようにエジェクタ（１６）の各部の寸法・形状等を設計すれば、ノズル部（１６ａ）にて回収される回収エネルギーを表す指標であるエンタルピ差（Δｉ）の絶対量を増大させて、ディフューザ部（１６ｄ）における昇圧量（ΔＰ）の絶対量も増大させることができる。
【００１５】
その結果、放熱器の下流側に分岐部を設ける特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルに対して、圧縮機（１１）吸入冷媒圧力の上昇によるサイクル効率（ＣＯＰ）向上効果を拡大することができる。
【００１６】
さらに、ノズル部（１６ａ）入口側冷媒のエンタルピを増加させると、ノズル部（１６ａ）入口側冷媒の気相冷媒割合（乾き度）が高くなる。そして、気相冷媒割合（乾き度）が高くなる従って、ノズル部（１６ａ）を通過する冷媒密度が小さくなるので、ノズル部（１６ａ）入口側冷媒が液相冷媒のみの場合と同一流量の冷媒を減圧するために、ノズル部（１６ａ）の最小通路面積を大きく設計することができる。
【００１７】
その結果、ノズル部（１６ａ）の加工が容易になり、ノズル部（１６ａ）の加工コストを低減できる。
【００１８】
さらに、分岐部（Ａ）において、圧縮機（１１）から吐出された気相状態の冷媒を分岐できるので、気液二相状態の冷媒を分岐する場合に対して、重力や冷媒の運動量の影響を受けることなく適切に分岐できる。
【００１９】
また、上記特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第１放熱器（１２）において冷媒が放熱する放熱部面積は、第２放熱器（１３）において冷媒が放熱する放熱部面積よりも、小さくなっていてもよい。これによれば、第１放熱器（１２）における冷媒放熱量が、第２放熱器（１３）における冷媒放熱量よりも、少なくなる構成を容易に実現できる。
【００２０】
また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第２放熱器（１３）は、内部を通過する冷媒と外部を通過する空気とを熱交換させる熱交換器であって、第１放熱器（１２）は、内部を通過する冷媒と第２放熱器（１３）にて熱交換した後の空気とを熱交換させる熱交換器であってもよい。
【００２１】
これによれば、第２放熱器（１３）における冷媒と空気との温度差に対して、第１放熱器（１２）における冷媒と空気との温度差が小さくなるので、第１放熱器（１２）における冷媒放熱量が、第２放熱器（１３）における冷媒放熱量よりも、少なくなる構成を容易に実現できる。
【００２２】
また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ディフューザ部（１６ｄ）から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１７）を備えていてもよい。これによれば、吸引側蒸発器（２１）のみならず、流出側蒸発器（１７）においても冷媒が吸熱作用を発揮できる。
【００２３】
また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ディフューザ部（１６ｄ）下流側冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、気相冷媒を圧縮機（１１）吸入側へ流出する気液分離器（２３）を備え、液相冷媒を絞り手段（２０）下流側であって、かつ、吸引側蒸発器（２１）上流側へ導く冷媒通路（２４）を備えていてもよい。
【００２４】
これによれば、絞り手段（２０）で減圧された低圧冷媒と、気液分離器（２３）からの液相冷媒の両方を吸引側蒸発器（２１）に供給できるので、吸引側蒸発器（２１）に常に液相冷媒の割合が高い（乾き度が小さい）低圧冷媒を供給でき、吸引側蒸発器（２１）において冷媒が確実に吸熱作用を発揮できる。
【００２５】
さらに、上記の冷媒通路（２４）に、冷媒が気液分離器（２３）側から吸引側蒸発器（２１）側へ流れることのみを許容する逆止弁（２５）が設けられていてもよい。
【００２６】
また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、圧縮機（１１）吸入冷媒と第２放熱器（１３）出口側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（１９）を備えていてもよい。これによれば、内部熱交換器（１９）での冷媒相互間の熱交換によって、吸入側蒸発器（２１）へ流入する冷媒が冷却されるので、吸引側蒸発器（２１）における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差を増大させてサイクルの冷凍能力を増大させることができる。
【００２７】
また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、分岐部（Ａ）、第１放熱器（１２）および第２放熱器（１３）は、一体構造に組み付けられていてもよい。これによれば、エジェクタ式冷凍サイクルの搭載スペースの小型化、製造コストの低減を図ることができる。
【００２８】
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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（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は本発明のエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用空調装置に適用した例の全体構成図である。まず、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機１１は、電磁クラッチ１１ａ、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。
【００３０】
この圧縮機１１としては、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、あるいは電磁クラッチ１１ａ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のいずれを採用してもよい。また、圧縮機１１として電動圧縮機を採用すれば、電動回転機の回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
【００３１】
圧縮機１１の冷媒吐出側には、冷媒の流れを分岐する分岐部Ａが設けられている。このような分岐部Ａは、１つの冷媒流入口と２つの冷媒流出口とを有する三方継手等によって容易に構成できる。そして、分岐部Ａで分岐された一方の冷媒は第１放熱器１２側へ流入し、他方の冷媒は第２放熱器１３側へ流入するようになっている。
【００３２】
第１放熱器１２および第２放熱器１３は、それぞれ分岐部Ａで分岐された高温高圧冷媒と送風ファン１４によって送風された外気（車室外空気）との間で熱交換を行って高温高圧冷媒を冷却して放熱させる熱交換器であり、本実施形態では、周知のフィンアンドチューブ型の熱交換器を採用している。
【００３３】
より具体的には、第１放熱器１２および第２放熱器１３は、内部を冷媒が流れる多数の冷媒チューブが上下方向に積層され、冷媒と空気との熱交換を促進するフィンが隣接する冷媒チューブ間に配置され、冷媒チューブの積層方向に延びて冷媒の分配・集合を行うヘッダタンクが各冷媒チューブの長手方向両端側に接続されて構成されている。
【００３４】
さらに、本実施形態では、第１放熱器１２の冷媒チューブおよびフィンの数が、第２放熱器１３の冷媒チューブおよびフィンの数に対して、少なくなっている。このことは、第１放熱器１２において冷媒が放熱する放熱部面積（熱交換部面積）が、第２放熱器１３において冷媒が放熱する放熱部面積（熱交換部面積）に対して、小さくなっていることを意味する。
【００３５】
また、送風ファン１４は電動モータ１４ａによって駆動される電動ファンであり、電動モータ１４ａは後述する空調制御装置２２から出力される制御電圧によって回転駆動される。
【００３６】
第２放熱器１３の下流側には、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を溜める気液分離器を構成するレシーバ１５が配置されている。このレシーバ１５はタンク状の形状をしており、気相冷媒と液相冷媒の密度差によって気液を分離するものである。レシーバ１５の底部には液相冷媒出口が設けられ、レシーバ１５の下流側へは、分離された液相冷媒が導出されるようになっている。
【００３７】
さらに、本実施形態では、図１の破線の内部に示す分岐部Ａ、第１放熱器１２、第２放熱器１３およびレシーバ１５が一体構造に組み付けられている。具体的には、上記の構成部品１２…１５をそれぞれアルミニウムで構成して、ろう付けにて一体に接合している。
【００３８】
そのため、送風ファン１４より送風された空気は、矢印Ｂ方向に流れ、まず、第２放熱器１３において分岐部Ａで分岐された一方の高圧冷媒を冷却し、次に第１放熱器１２において分岐部Ａで分岐された他方の高圧冷媒を冷却するようになっている。つまり、第１放熱器１２では、分岐された冷媒と第２放熱器１３にて熱交換した後の空気が熱交換するようになっている。
【００３９】
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、冷媒としてフロン系の冷媒を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上の上昇しない亜臨界サイクルを構成している。このため、第１放熱器１２および第２放熱器１３は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
【００４０】
次に、第１放熱器１２の出口側には、エジェクタ１６のノズル部１６ａが接続されている。エジェクタ１６は、冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段でもある。
【００４１】
また、エジェクタ１６は、第１放熱器１２から流出した高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部１６ａと、ノズル部１６ａの冷媒噴射口と連通するように配置されて後述する吸引側蒸発器２１から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口１６ｂとを有して構成される。
【００４２】
さらに、ノズル部１６ａおよび冷媒吸引口１６ｂの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部１６ａから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口１６ｂからの吸引冷媒とを混合する混合部１６ｃが設けられ、混合部１６ｃの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部１６ｄが設けられている。
【００４３】
ディフューザ部１６ｄは冷媒通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。さらに、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄ出口側には、流出側蒸発器１７が接続されている。
【００４４】
流出側蒸発器１７は、ディフューザ部１６ｄを流出した低圧冷媒と送風ファン１８によって送風された空気（内気または外気）との間で熱交換を行って、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる熱交換器である。また、送風ファン１８は電動モータ１８ａによって駆動される電動ファンであり、電動モータ１８ａは空調制御装置２２から出力される制御電圧によって回転駆動される。
【００４５】
流出側蒸発器１７の冷媒出口側には、内部熱交換器１９の低圧側冷媒流路１９ｂの入口側が接続されている。この内部熱交換器１９は、高圧側冷媒流路１９ａを通過するレシーバ１５流出冷媒と低圧側冷媒流路１９ｂを通過する圧縮機１１吸入側冷媒との間で熱交換を行うものである。
【００４６】
この内部熱交換器１９の具体的構成としては種々なものを採用できるが、本実施形態では、二重管式の熱交換器構成を採用している。具体的には、高圧側冷媒流路１９ａを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路１９ｂを形成する内側管を配置した構成になっている。そして、低圧側冷媒流路１９ｂの出口側には圧縮機１１吸入側が接続されている。
【００４７】
次に、レシーバ１５の液相冷媒出口には、内部熱交換器１９の高圧側冷媒流路１９ａが接続されている。そして、高圧側冷媒流路１９ａの下流側には、絞り手段２０が接続されている。この絞り手段２０は、冷媒を減圧膨張させるとともに吸引側蒸発器２１への冷媒流量の調整作用をなす絞り手段であって、具体的には、キャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成されている。
【００４８】
絞り手段２０の下流側には、吸引側蒸発器２１が接続されている。吸引側蒸発器２１は、内部を通過する低圧冷媒と送風ファン１８の送風空気とを熱交換させることによって、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる熱交換器である。さらに、吸引側蒸発器２１の冷媒出口側は、冷媒吸引口１６ｄに接続されている。
【００４９】
なお、本実施形態では、流出側蒸発器１７および吸引側蒸発器２１が一体構造に組み付けられている。具体的には、流出側蒸発器１７および吸引側蒸発器２１の構成部品をアルミニウムで構成してろう付けにより一体構造に接合している。
【００５０】
そのため、上述の送風ファン１８より送風された空気は、矢印Ｃ方向に流れ、まず、流出側蒸発器１７で冷却され、次に、吸引側蒸発器２１で冷却される。すなわち、流出側蒸発器１７および吸引側蒸発器２１にて同一の冷却対象空間（車室内）を冷却できるようになっている。
【００５１】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明すると、空調制御装置２２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。この空調制御装置２２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、上記した各種の電気式のアクチュエータ１１ａ、１４ａ、１８ａ等の作動を制御する。
【００５２】
また、空調制御装置２２には、各種センサ群（図示せず）からの検出信号、および操作パネル（図示せず）からの各種操作信号が入力される。センサ群として具体的には、外気温（車室外温度）を検出する外気センサ等が設けられる。また、操作パネルには車両用空調装置冷凍装置を作動させる作動スイッチ、冷却対象空間の冷却温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられる。
【００５３】
次に、図２により、上述の構成における本実施形態の作動について説明する。図２は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける冷媒の状態を、概略的に示したモリエル線図である。
【００５４】
まず、車両走行用エンジンが作動した状態で、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２２が予め記憶された制御プログラムに基づいて各種電気式アクチュエータ１１ａ、１４ａ、１８ａ等に制御信号を出力する。これにより、電磁クラッチ１１ａが接続されて、圧縮機１１に車両走行用エンジンから駆動力が伝達される。
【００５５】
駆動力が伝達された圧縮機は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。この時の冷媒の状態は図２のａ点である。さらに、圧縮機１１から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は分岐部Ａで分岐されて第１放熱器１２および第２放熱器１３へ流入する。
【００５６】
分岐部Ａから第２放熱器１３へ流入した冷媒は、送風ファン１４から送風された送風空気（外気）と熱交換して放熱する（図２のａ点→ｂ点）。一方、分岐部Ａから第１放熱器１３へ流入した冷媒は、送風ファン１４から送風されて第２放熱器１３にて熱交換した後の空気と熱交換して放熱する（図２のａ点→ｃ点）。
【００５７】
ここで、第１放熱器１２における放熱部面積は、前述の如く、第２放熱器１３における放熱部面積に対して小さくなっているので、第１放熱器１２における冷媒放熱量が、第２放熱器１３における冷媒放熱量よりも少なくなる。
【００５８】
さらに、第１放熱器１２では、冷媒が第２放熱器１３にて熱交換した後の送風空気と熱交換するので、第２放熱器１３における冷媒と送風空気との温度差に対して、第１放熱器１２における冷媒と送風空気との温度差が小さくなる。従って、より一層、第１放熱器１２における冷媒放熱量が、第２放熱器１３における冷媒放熱量よりも少なくなる。
【００５９】
その結果、第１放熱器１２出口側冷媒（図２のｃ点）のエンタルピは、第２放熱器１３出口側冷媒（図２のｂ点）のエンタルピよりも高い値となる。
【００６０】
第１放熱器１２から流出した冷媒は、エジェクタ１６のノズル部１６ａに流入して、等エントロピ的に減圧膨張する（図２のｃ点→ｄ点）。そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されて、冷媒がノズル部１６ａの冷媒噴射口から高速度となって噴出する。この際の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口１６ｂから吸引側蒸発器２１通過後の冷媒が吸引される。
【００６１】
そして、混合部１６ｃにおいて、ノズル部１６ａの冷媒噴射口から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１６ｂから吸引された吸引冷媒が混合され（図２のｄ点→ｅ点）、ディフューザ部１６ｄに流入する。このディフューザ部１６ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度（膨張）エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する（図２のｅ点→ｆ点）。
【００６２】
エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄから流出した冷媒は、流出側蒸発器１７へ流入し、送風ファン１８の送風空気から吸熱して蒸発する（図２のｆ点→ｇ点）。さらに、流出側蒸発器１７から流出した冷媒は、内部熱交換器１９の低圧側冷媒流路１９ｂに流入して、高圧側冷媒流路１９ａを通過する高圧冷媒と熱交換して加熱される（図２のｇ点→ｈ点）。
【００６３】
内部熱交換器１９の低圧側冷媒流路１９ｂで加熱された気相冷媒は圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される（図２のｈ点→ａ点）。
【００６４】
一方、第２放熱器１３からレシーバ１５へ流入した冷媒は、気相冷媒と液相冷媒に分離されて（図２のｂ点→ｉ点）、レシーバ１５から流出した液相冷媒は、内部熱交換器１９の高圧側冷媒流路１９ａへ流入して、低圧側冷媒流路１９ｂを通過する圧縮機１１吸入冷媒と熱交換して冷却され、過冷却状態となる（図２のｉ点→ｊ点）。
【００６５】
そして、高圧側冷媒流路１９ａ下流側の液相冷媒は絞り手段２０で等エンタルピ的に減圧されて低圧冷媒となり（図２のｊ点→ｋ点）、この低圧冷媒が吸引側蒸発器２１に流入する。吸引側蒸発器２１へ流入した冷媒は、流出側蒸発器１７にて熱交換した後の空気から吸熱して蒸発する（図２のｋ点→ｌ点）。吸引側蒸発器２１通過後の気相冷媒は冷媒吸引口１６ｂからエジェクタ１６内に吸引される（図２のｌ点→ｅ点）。
【００６６】
以上の如く、本実施形態のサイクルでは、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄの下流側冷媒を流出側蒸発器１７に供給するとともに、レシーバ１５から流出した液相冷媒を絞り手段２０を介して吸引側蒸発器２１に供給しているので、流出側蒸発器１７および吸引側蒸発器２１で同時に冷却作用を発揮できる。
【００６７】
さらに、送風ファン１８から送風された空気を流出側蒸発器１７→吸引側蒸発器２１の順に通過させて同一の冷却対象空間を冷却できる。その際に、流出側蒸発器１７の冷媒蒸発圧力をディフューザ部１６ｄで昇圧した後の圧力として、一方、吸引側蒸発器２１は冷媒吸引口１６ｂに接続されるので、吸引側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力をノズル部１６ａ減圧直後の最も低い圧力とすることができる。
【００６８】
従って、流出側蒸発器１７の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも吸引側蒸発器２１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１７および吸引側蒸発器２１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。
【００６９】
また、流出側蒸発器１７下流側を圧縮機１１吸入側に接続しているので、ディフューザ部１６ｄで昇圧された冷媒を圧縮機１１に吸入させることができる。その結果、圧縮機１１の吸入圧を上昇させることができるので、圧縮機１１の駆動動力を低減することができる。
【００７０】
さらに、内部熱交換器１９の作用によって、吸引側蒸発器２１における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差を拡大できるので、サイクルの冷凍能力を増大できる。その結果、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００７１】
次に、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおけるディフューザ部１６ｄの昇圧量ΔＰについて、図３に示すエジェクタ式冷凍サイクル（以下、比較例サイクルという。）と比較して説明する。また、比較例サイクルにおける冷媒の状態を図２のモリエル線図中に破線で概略的に示す。
【００７２】
まず、図３に示すサイクルは、本実施形態のサイクルに対して、第１放熱器１２を廃止し、分岐部Ａを内部熱交換器１９の高圧側冷媒流路１９ａ下流側に配置して、分岐部Ａからノズル部１６ａおよび絞り手段２０へ冷媒を流入させるように構成している。
【００７３】
つまり、比較例サイクルは、特許文献１のサイクルと同様に、第２放熱器１３の下流側、かつ、ノズル部１６ａの上流側に冷媒の流れを分岐する分岐部Ａを設けたサイクルである。その他の構成は本実施形態のサイクルと同様である。
【００７４】
次に、比較例サイクルの作動について説明する。圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１が冷媒を吸入して、圧縮して吐出する。圧縮機１１から吐出された高温高圧の気相冷媒は、第２放熱器１３へ流入して、送風ファンにより送風された外気と熱交換して放熱する。そして、レシーバ１５において気液分離された液相冷媒は、内部熱交換器１９にて冷却されて分岐部Ａで分岐される（図２のａ点→ｉ点→ｊ点）。
【００７５】
なお、比較例サイクルでは、送風ファンによって第２放熱器１３へ送風される送風量を調整して、第２放熱器１３出口側冷媒の状態（図２のｂ点）が本実施形態のサイクルと同等となるようにし、内部熱交換器１９における熱交換度合を調整して、高圧側冷媒流路１９ａ出口側冷媒の状態（図２のｊ点）が本実施形態のサイクルと同等となるようにしている。
【００７６】
すなわち、比較例サイクルにおいてエジェクタ１６側のノズル部１６ａへ流入する冷媒および絞り手段２０側へ流入する冷媒の状態は、いずれも、本実施形態のサイクルの高圧側冷媒流路１９ａ出口側冷媒の状態と同等となっている。
【００７７】
分岐部Ａからエジェクタ１６側のノズル部１６ａ側へ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧膨張して（図２のｊ点→ｄ’点）、混合部１６ｃにおいて冷媒吸引口１６ｂからの吸引冷媒と混合される（図２のｄ’点→ｅ’点）。
【００７８】
混合された冷媒は、本実施形態のサイクルと同様に、ディフューザ部１６ｄで昇圧され、流出側蒸発器１７において吸熱作用を発揮して、内部熱交換器１９で加熱され、再び、圧縮機１１に吸入されて圧縮される（図２のｅ’点→ｆ’点→ｇ’点→ｈ’点）。
【００７９】
一方、分岐部Ａから絞り手段２０側に流入した液相冷媒は、本実施形態のサイクルと同様に絞り手段２０で減圧され、吸引側蒸発器２１において吸熱作用を発揮して、冷媒吸引口１６ｂから吸引され、混合部１６ｃにおいてノズル部１６ａ噴射冷媒と混合される（図２のｊ点→ｋ点→ｌ点→ｅ’点）。
【００８０】
ここで、本実施形態のサイクルにおけるディフーザ部１６ｄの昇圧量ΔＰは、図２に示すように、比較例サイクルのディフューザ部１６ｄの昇圧量ΔＰ’に対して大きくなる。従って、本実施形態のサイクルによれば、比較例サイクルに対して、高いサイクル効率（ＣＯＰ）向上効果を得ることができる。
【００８１】
その理由は、本実施形態のサイクルでは、第１放熱器１２における冷媒放熱量が、第２放熱器１３における冷媒放熱量よりも少なくなるので、エジェクタ１６のノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピが、比較例サイクルのノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピよりも増加するからである。
【００８２】
ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピが増加すると、図２に示すように、等エントロピ線の傾きが緩やかになる。そのため、冷媒を等エントロピ膨張させた際のエンタルピの減少量が多くなる。
【００８３】
つまり、エジェクタ１６のノズル部１６ａにおいて、同じ圧力分だけ等エントロピ膨張させた場合、ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピが高いほど、ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピとノズル部１６ａ出口側冷媒のエンタルピとの差（ノズル部１６ａ出入口間のエンタルピ差）Δｉが大きくなる。
【００８４】
具体的には、図２に示すように、本実施形態のサイクルのノズル部１６ａ出入口間のエンタルピ差Δｉの絶対量は、比較例サイクルのエンタルピ差Δｉ’の絶対量に対して、大きくなる。
【００８５】
そして、ノズル部１６ａ出入口間のエンタルピ差Δｉの絶対量が大きくなると、前述の式Ｆ１に示すように、エジェクタ効率ηｅが所望の値になるようにエジェクタ１６の各部の寸法・形状等を設計すれば、ディフューザ部１６ｄにおける昇圧量ΔＰの絶対量も大きくできる。
【００８６】
その結果、本実施形態のサイクルでは、ディフューザ部１６ｄの昇圧量ΔＰの絶対値を拡大して、圧縮機駆動動力を低減させることができるので、比較例サイクルに対して、高いサイクル効率（ＣＯＰ）向上効果を得ることができる。
【００８７】
さらに、ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピを増加させると、図２に示すように、比較例サイクルに対して、ノズル部１６ａ入口側冷媒の気相冷媒割合（乾き度）を高くすることができる。
【００８８】
ノズル部１６ａ入口側冷媒の気相冷媒割合が高くなると、ノズル部１６ａを通過する冷媒密度が小さくなるので、ノズル部１６ａ入口側冷媒が液相冷媒のみの場合と同一流量の冷媒を減圧するためのノズル部１６ａの最小通路面積を大きく設計することができる。その結果、ノズル部１６ａの加工が容易になり、ノズル部１６ａの加工コストの低減効果を得ることもできる。
【００８９】
さらに、本実施形態のサイクルでは、分岐部Ａにおいて、圧縮機１１から吐出された気相状態の冷媒を分岐できるので、気液二相状態の冷媒を分岐する場合に対して、重力や冷媒の運動量の影響を受けることなく適切に分岐できる。その結果、分岐部Ａから第１放熱器１２および第２放熱器１３へ流入させる冷媒流量を適切に制御できる。
【００９０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、第２放熱器１４の下流側にレシーバ１５を配置しているが、本実施形態では、図４に示すように、レシーバ１５を廃止し、流出側蒸発器１７下流側にアキュムレータ２３を配置している。アキュムレータ２３は、流出側蒸発器１７下流側の低圧冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を貯める気液分離器である。
【００９１】
また、アキュムレータ２３はタンク状の形状をしており、気相冷媒と液相冷媒の密度差によって気液を分離するもので、上部に設けられた気相冷媒流出口から気相冷媒を圧縮機１１の吸入側へ流出させ、底部に設けられた液相冷媒流出口から液相冷媒を冷媒通路２４側へ流出させるようになっている。
【００９２】
この冷媒通路２４の他端側は、絞り手段２０の下流側と吸引側蒸発器２１の上流側との間の合流部Ｄに接続されるとともに、冷媒通路２４には、冷媒がアキュムレータ２３側から合流部Ｄ側へ流れることのみを許容する逆止弁２５が配置されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９３】
次に、上述の構成において本実施形態の作動について説明する。なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける冷媒の状態を、図５のモリエル線図に実線で概略的に示す。なお、図５では、冷媒の状態が図２に示す冷媒の状態と同じ場合には同一の符号を用いて表している。
【００９４】
圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１が冷媒を圧縮して吐出し、圧縮機１１から吐出された高温高圧状態の気相冷媒（図５のａ点）は分岐部Ａで分岐されて第１放熱器１２および第２放熱器１３へ流入する。
【００９５】
まず、分岐部Ａから第１放熱器１２へ流入した冷媒は、第１実施形態と同様に、第２放熱器１３で熱交換した後の空気（外気）と熱交換して放熱し、エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入して等エントロピ的に減圧膨張し、混合部１６ｃにおいて冷媒吸引口１６ｂからの吸引冷媒と混合される（図５のａ点→ｃ点→ｄ点→ｅ点）。
【００９６】
混合された冷媒は、ディフューザ部１６ｄで昇圧され、流出側蒸発器１７で吸熱作用を発揮して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される（図５のｅ点→ｆ点→ｇ点）。アキュムレータ２３から流出した気相冷媒（図５のｇ点）は内部熱交換器１９で加熱されて、再び、圧縮機１１に吸入されて圧縮される（図５のｇ点→ｈ点→ａ点）。
【００９７】
一方、分岐点Ａから第２放熱器１３へ流入した冷媒は、第１実施形態と同様に、送風ファンから送風された空気（外気）と熱交換して放熱して、レシーバ１５で気液分離され、内部熱交換器１９で冷却され、絞り手段２０で減圧膨張され、吸引側蒸発器２１にて吸熱作用を発揮する（図５のａ点→ｂ点→ｉ点→ｊ点→ｋ点→ｌ点）。
【００９８】
ここで、アキュムレータ２３で分離された液相冷媒（図５のｍ点）は、冷媒通路２４を介して合流点Ｄから吸引側蒸発器２１へ流入して吸熱作用を発揮する（図５のｍ点→ｎ点→ｋ点→ｌ点）。なお、図５のｍ点→ｎ点における冷媒の圧力低下は、冷媒通路２４および逆止弁２５を通過する際の圧力損失である。
【００９９】
そして、吸引側蒸発器２１を流出した冷媒は、冷媒吸引口１６ｂから吸引され、混合部１６ｃにおいてノズル部１６ａ噴射冷媒と混合される（図５のｌ点→ｅ点）。
【０１００】
従って、本実施形態のサイクルにおいても、第１放熱器１２および第２放熱器１３の上流側に分岐部Ａを配置して、第１放熱器１２における冷媒放熱量が、第２放熱器１３における冷媒放熱量よりも少なくなるように構成されているので、前述の比較例サイクルのように分岐部Ａを第２放熱器１３の下流側、かつ、ノズル部１６ａの上流側に配置するサイクルに対して、ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピを増加させることができる。
【０１０１】
その結果、ノズル部１６ａ出入口間のエンタルピ差Δｉを拡大することができるので、第１実施形態と同様に、高いサイクル効率（ＣＯＰ）向上効果を得ることができる。
【０１０２】
しかも、本実施形態では、アキュムレータ２３が設けられているので、このアキュムレータ２３で分離された液相冷媒と、絞り機構１８通過後の気液二相冷媒との双方の冷媒を吸引側蒸発器２１に供給できる。その結果、吸引側蒸発器２１に液相冷媒の割合が高い冷媒（乾き度の小さい冷媒）を常に安定的に供給でき、第２蒸発器１９の性能向上に貢献できる。
【０１０３】
また、逆止弁２５を設けることで、絞り機構１８通過後の気液２相冷媒が低圧側気液分離器２３内に直接流れ込むことも確実に阻止できる。
【０１０４】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態の示すエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図であり、第１実施形態に対して、流出側蒸発器１７を廃止したものである。その他の構成は第１実施形態と全く同様である。
【０１０５】
本実施形態のサイクル構成であっても、第１放熱器１２および第２放熱器１３の上流側に分岐部Ａを配置して、第１放熱器１２における冷媒放熱量が、第２放熱器１３における冷媒放熱量よりも少なくなるように構成されているので、前述の比較例サイクルのように分岐部Ａを第２放熱器１３の下流側、かつ、ノズル部１６ａの上流側に配置するサイクルに対して、ノズル部１６ａ入口側冷媒のエンタルピを増加させることができる。
【０１０６】
その結果、第１実施形態と同様に、ノズル部１６ａ出入口間のエンタルピ差Δｉの絶対量を拡大して、ディフューザ部１６ｄの昇圧量ΔＰの絶対量を拡大できるので、高いサイクル効率（ＣＯＰ）向上効果を得ることができる。
【０１０７】
（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、以下のように種々変形可能である。
【０１０８】
（１）上述の各実施形態では、エジェクタ１６として、冷媒通路面積が一定のノズル部１６ａを有する固定エジェクタを採用した例を説明しているが、エジェクタ１６として、冷媒通路面積を変更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。
【０１０９】
なお、可変ノズル部の具体例としては、可変ノズル部の冷媒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（例えば、ステッピングモータのようなモータアクチュエータ、あるいは電磁ソレノイド機構等）により変位させて冷媒通路面積を調整する機構とすればよい。
【０１１０】
そして、この電気的アクチュエータの具体的な制御としては、例えば、第１実施形態において、流出側蒸発器１７出口側冷媒の温度および圧力を検出する検出手段を設け、空調制御装置２２が、これらの検出値に基づいて流出側蒸発器１７出口側冷媒の過熱度を算出して、この過熱度が予め定めた目標範囲になるように、電気式アクチュエータに対して制御信号を出力すればよい。
【０１１１】
（２）上述の各実施形態では、第２放熱器１３下流側にレシーバ１５を配置しているが、第２放熱器１３として、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離するレシーバ１５と、このレシーバ１５からの飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する、いわゆるサブクールタイプの凝縮器を採用してもよい。
【０１１２】
（３）上述の各実施形態では、絞り手段２０へ流入する冷媒と圧縮機１１吸入側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器１９を設けているが、もちろん、内部熱交換器１９を廃止したエジェクタ式冷凍サイクルに本発明を適用してもよい。
【０１１３】
（４）上述の各実施形態では、第１放熱器１２のチューブおよびフィンの数を、第２放熱器１３に対して減らすことで、第１放熱器１２における冷媒放熱量を、第２放熱器１３における冷媒放熱量よりも少なくなる構成を実現しているが、その他の手段によって実現してもよい。例えば、第１放熱器１２を、第２放熱器１３に対して、小型化してもよい。
【０１１４】
（５）上述の各実施形態では、内部熱交換器１９および絞り手段２０を設けたサイクルについて説明したが、絞り手段２０を廃止して、内部熱交換器１９の高圧側冷媒流路１９ａに減圧機能を発揮させるようにしてもよい。具体的には、高圧側冷媒流路１９ａをキャピラリチューブにて構成して、低圧側冷媒流路１９ｂを通過する冷媒と熱交換させると同時に減圧させるようにしてもよい。
【０１１５】
（６）上述の各実施形態では、上述の実施形態では、絞り手段２０を固定絞りによって構成しているが、絞り手段２０として、電気的、機械的に冷媒通路面積を変更できる可変絞り機構を用いてもよい。
【０１１６】
（７）上述の各実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。
【０１１７】
（８）上述の各実施形態では、冷媒としてフロン系冷媒を採用した例を説明したが、ＨＣ系冷媒および二酸化炭素を採用してもよい。
【０１１８】
（９）上述の各実施形態では、第１放熱器１２および第２放熱器１３を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、流出側蒸発器１７および吸引側蒸発器２１を室内側熱交換器として車室内冷却用に適用しているが、逆に、流出側蒸発器１７および吸引側蒸発器２１を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、第１放熱器１２および第２放熱器１３を空気、水等の被加熱流体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を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【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実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルのモリエル線図である。
【図３】第１実施形態と比較される比較例サイクルの全体構成図である。
【図４】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５】第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルのモリエル線図である。
【図６】第３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。
【符号の説明】
【０１２０】
１１…圧縮機、１２…第１放熱器、１３…第２放熱器、１６…エジェクタ、
１６ａ…ノズル部、１６ｂ…冷媒吸引口、１６ｄ…ディフューザ部、
１７…流出側蒸発器、１９…内部熱交換器、２０…絞り手段、２１…吸引側蒸発器、
２３…アキュムレータ、２４…冷媒通路、２５…逆止弁。
【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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