(57)【要約】【課題】減圧装置の減圧効率ηｎを向上させて、冷凍サイクル装置のサイクル効率を向上させる。【解決手段】放熱器１２下流側で冷媒の流れを分岐するエジェクタ式の冷凍サイクル装置において、放熱器１２下流側に固定絞り１９およびエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａへ流入させる冷媒の流れを旋回させる旋回流発生分岐部１５を設ける。この旋回流れによって、固定絞り１９および固定ノズル部２０ａにおける液相冷媒の沸騰を促進させて減圧効率ηｎを向上させるとともに、減圧膨張後の冷媒の比エンタルピを低下させて、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させる。【選択図】図１
2008107054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル装置に適用される減圧装置であって、
冷媒を減圧膨張させる減圧部（１９、２０ａ）と、
前記減圧部（１９、２０ａ）の上流側に配置されて、前記減圧部（１９、２０ａ）へ流入する冷媒の流れを旋回させる旋回流発生部（１５、２５、２６、２７、２８）とを備え、
前記減圧部（１９、２０ａ）は、固定絞りで構成されていることを特徴とする減圧装置。
【請求項２】
前記旋回流発生部（１５、２５、２６、２７）は、冷媒を流入させる流入通路（１６、２５ａ、２６ａ、２７ａ）と、前記流入通路（１６、２５ａ、２６ａ、２７ａ）から流入する冷媒の流入方向と異なる方向に冷媒を流出させる流出通路（１７、１８、２５ｃ、２５ｄ、２６ｃ、２６ｄ、２７ｃ）とを有していることを特徴とする請求項１に記載の減圧装置。
【請求項３】
前記旋回流発生部（２５、２７）は、内部で冷媒を旋回させる円筒状の旋回筒部（２５ｂ、２７ｂ）を有し、
前記流入通路（２５ａ、２７ａ）は、前記旋回筒部（２５ｂ、２７ｂ）の周方向に冷媒を流入させ、
前記流出通路（２５ｃ、２５ｄ、２７ｃ）は、前記旋回筒部（２５ｂ、２７ｂ）の軸方向に冷媒を流出させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の減圧装置。
【請求項４】
前記旋回流発生部（２８）は、冷媒を流入出させる冷媒通路（２８ａ）を有し、
前記冷媒通路（２８ａ）の内壁面には、螺旋状の溝（２８ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減圧装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の減圧装置を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項６】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機（１１）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器（１２）出口側冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｚ）と、
前記分岐部（Ｚ）で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させる固定ノズル部（２０ａ）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（２０ｂ）から吸引し、前記高速度の冷媒流と前記冷媒吸引口（２０ｂ）からの吸引冷媒とを混合してディフューザ部（２０ｃ）で昇圧させるエジェクタ（２０）と、
前記分岐部（Ｚ）で分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる固定絞り（１９）と、
前記固定絞り（１９）下流側冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（２０ｂ）上流側に流出する吸引側蒸発器（２３）とを備え、
前記分岐部（Ｚ）下流側かつ前記固定ノズル部（２０ａ）上流側に配置されて前記固定ノズル部（２０ａ）へ流入する冷媒の流れを旋回させるノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）、および、前記分岐部（Ｚ）下流側かつ前記固定絞り（１９）上流側に配置されて前記固定絞り（１９）へ流入する冷媒の流れを旋回させる絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）のうち少なくとも一方を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記エジェクタ（２０）流出冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（２１）を備えることを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）および前記絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）の双方を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ）、前記絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ）および前記分岐部（Ｚ）は、旋回流発生分岐部（１５、２５、２６）として一体に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記旋回流発生分岐部（１５、２５、２６）は、冷媒を流入させる流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）と、前記流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）から分岐して冷媒を流出させる第１流出通路（１７、２５ｃ、２６ｃ）と、前記流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）から分岐して冷媒を流出させる第２流出通路（１８、２５ｄ、２６ｄ）とを有し、
前記第１流出通路（１７、２５ｃ、２６ｃ）および前記第２流出通路（１８、２５ｄ、２６ｄ）は、前記流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）へ流入する冷媒の流入方向と異なる方向に冷媒を流出させようになっていることを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記流入通路（１６）、前記第１流出通路（１７）および前記第２流出通路（１８）の軸方向は、同一水平面上に配置され、
前記第１流出通路（１７）の通路径（φｄ２）および前記第２流出通路（１８）の通路径（φｄ３）は、前記流入通路（１６）の通路径（φｄ１）よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１０の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置において冷媒を減圧膨張させる減圧装置、および、この減圧装置を適用した冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、冷凍サイクル装置において冷媒を減圧膨張させる減圧装置（電子膨張弁）が開示されている。この特許文献１の減圧装置は、冷媒通路面積を変更可能に構成された減圧部であるニードル弁と、ニードル弁の上流側に配置されてニードル弁で減圧される冷媒の流れをニードルの軸方向周りに旋回させる旋回流発生部（冷媒流入室）とを有している。
【０００３】
そして、旋回流発生部で冷媒の流れを旋回させて減圧部へ流入させることで、減圧部へ流入する冷媒が直接ニードルに衝突することを回避して、冷媒がニードルに衝突する際に生じる振動音を抑制している。さらに、旋回流の遠心力によって冷媒の気液を分離して、気相冷媒に対して旋回速度の高くなる液相冷媒を積極的に沸騰させ、気相冷媒の膨張に伴う圧力損失を低減している。
【特許文献１】特開平８−１５９６１７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、この種の減圧装置の減圧部は、冷媒を減圧膨張させる際に、冷媒の圧力エネルギーを運動エネルギーに変化している。従って、減圧部のエネルギー変換効率（以下、減圧効率ηｎという。）は以下の数式Ｆ１で定義される。
ηｎ＝（Ｖｎ2／２）／Δｉｅｎ…（Ｆ１）
なお、Ｖｎは減圧部にて減圧膨張後の冷媒の流速であって、Δｉｅｎは単位重量あたりの冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させた際の比エンタルピの低下量である。また、この減圧効率ηｎは、減圧部がノズルで形成されている場合には、一般的にノズル効率と呼ばれるものに相当する。
【０００５】
この数式Ｆ１によれば、減圧膨張後の冷媒の流速Ｖｎを増加させることによって、減圧効率ηｎを向上させることができる。従って、特許文献１の減圧装置では、気相冷媒の膨張に伴う圧力損失を低減させて、減圧膨張後の冷媒の流速を増加させることができるので、減圧部の減圧効率ηｎを向上させることができる。
【０００６】
さらに、減圧部の減圧効率ηｎを向上させて減圧膨張過程の冷媒を超音速化すると、冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させることができるので、冷媒を減圧膨張させた際の比エンタルピの低下量を増加させることができる。
【０００７】
従って、特許文献１の減圧装置を冷凍サイクル装置に適用すれば、減圧膨張後の冷媒を蒸発させる蒸発器の入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を拡大して、冷凍サイクル装置のサイクル効率（ＣＯＰ）を向上できるはずである。
【０００８】
しかしながら、実際に特許文献１の減圧装置を冷凍サイクル装置に適用して作動させても、冷媒流入室で旋回流を発生させない減圧装置を適用した場合に対して、サイクル効率が向上しない。そこで、本発明者らがその原因を調査したところ、減圧部がニードル弁で構成されていることが原因であると判明した。
【０００９】
その理由は、ニードル弁のように針状の弁体（ニードル）が減圧部内部の冷媒通路に配置されていると、冷媒通路の内周とニードルの外周が近接する部位で、冷媒通路の内周に沿って旋回していた冷媒がニードルに付着してニードルに沿って流れてしまうからである。つまり、冷媒がニードルに沿って流れてしまうと、旋回流成分が弱められてしまい、冷媒の流速を充分に増加させることができなくなる。
【００１０】
その結果、特許文献１の減圧装置では、減圧部の上流側で冷媒の流れを旋回させても、減圧効率ηｎを充分に向上させることができない。さらに、冷凍サイクル装置に適用しても、サイクル効率を充分に向上させることができない。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、減圧装置の減圧効率ηｎを向上させることを第１の目的とする。
【００１２】
また、本発明は、冷凍サイクル装置のサイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の目的を達成するために案出されたもので、冷凍サイクル装置に適用される減圧装置であって、冷媒を減圧膨張させる減圧部（１９、２０ａ）と、減圧部（１９、２０ａ）の上流側に配置されて、減圧部（１９、２０ａ）へ流入する冷媒の流れを旋回させる旋回流発生部（１５、２５、２６、２７、２８）とを備え、減圧部（１９、２０ａ）は、固定絞りで構成されていることを第１の特徴とする。
【００１４】
これによれば、減圧部（１９、２０ａ）が固定絞りで構成されているので、特許文献１に記載された減圧装置のように、減圧部（１９、２０ａ）へ流入した冷媒がニードル等に付着しない。従って、冷媒の旋回流成分が弱められることなく、遠心力によって冷媒の気液を分離して、気相冷媒よりも旋回速度の高くなる液相冷媒を効率的に沸騰させることができる。
【００１５】
その結果、気相冷媒の膨張に伴う圧力損失を低減させて、減圧部（１９、２０ａ）から流出冷媒の流速を増加させることができるので、減圧部（１９、２０ａ）の減圧効率（ηｎ）を効果的に向上させることができる。
【００１６】
また、上記第１の特徴の減圧装置において、具体的に、旋回流発生部（１５、２５、２６、２７）は、冷媒を流入させる流入通路（１６、２５ａ、２６ａ、２７ａ）と、流入通路（１６、２５ａ、２６ａ、２７ａ）から流入する冷媒の流入方向と異なる方向に冷媒を流出させる流出通路（１７、１８、２５ｃ、２５ｄ、２６ｃ、２６ｄ、２７ｃ）とを有していてもよい。
【００１７】
このように、冷媒の流れ方向を変化させることで、容易に冷媒を旋回させることができるとともに、旋回流発生部（１５、２５、２６、２７）を容易に構成できる。
【００１８】
さらに、具体的には、旋回流発生部（２５、２７）は、内部で冷媒を旋回させる円筒状の旋回筒部（２５ｂ、２７ｂ）を有し、流入通路（２５ａ、２７ａ）は、旋回筒部（２５ｂ、２７ｂ）の周方向に冷媒を流入させ、流出通路（２５ｃ、２５ｄ、２７ｃ）は、旋回筒部（２５ｂ、２７ｂ）の軸方向に冷媒を流出させるようになっていてもよい。
【００１９】
また、上記第１の特徴の減圧装置において、具体的に、旋回流発生部（２８）は、冷媒を流入出させる冷媒通路（２８ａ）を有し、冷媒通路（２８ａ）の内壁面には、螺旋状の溝（２８ｂ）が形成されていてもよい。このように、冷媒通路（２８ａ）の内壁面に螺旋状の溝（２８ｂ）を形成しても、容易に冷媒を旋回させることができる。
【００２０】
また、本発明では、上述の第１の特徴の減圧装置を備える冷凍サイクル装置を第２の特徴とする。これによれば、減圧部（１９、２０ａ）の減圧効率（ηｎ）を向上させて、冷凍サイクル装置のサイクル効率（ＣＯＰ）を向上できる。
【００２１】
また、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）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）出口側冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｚ）と、分岐部（Ｚ）で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させる固定ノズル部（２０ａ）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（２０ｂ）から吸引し、高速度の冷媒流と前記冷媒吸引口（２０ｂ）からの吸引冷媒とを混合してディフューザ部（２０ｃ）で昇圧させるエジェクタ（２０）と、分岐部（Ｚ）で分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる固定絞り（１９）と、固定絞り（１９）下流側冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（２０ｂ）上流側に流出する吸引側蒸発器（２３）とを備え、
分岐部（Ｚ）下流側かつ固定ノズル部（２０ａ）上流側に配置されて固定ノズル部（２０ａ）へ流入する冷媒の流れを旋回させるノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）、および、分岐部（Ｚ）下流側かつ固定絞り（１９）上流側に配置されて固定絞り（１９）へ流入する冷媒の流れを旋回させる絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）のうち少なくとも一方を備える冷凍サイクル装置を第３の特徴とする。
【００２２】
これによれば、ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）およびノズル部側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）のうち少なくとも一方を備えているので、エジェクタ（２０）および固定絞り（１９）のうち少なくとも一方を、第１の特徴の減圧手段と同様の構成にできる。従って、固定ノズル部（２０ａ）および固定絞り（１９）のうち少なくとも一方の減圧効率（ηｎ）を向上させて、冷凍サイクル装置のサイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００２３】
ここで、第３の特徴の冷凍サイクル装置のサイクル効率向上効果について、図４のモリエル線図により説明する。なお、図４は後述する本発明の第１実施形態の冷凍サイクル装置における冷媒の状態を実線で示し、ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）および絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）のいずれも備えていない比較例冷凍サイクル装置（以下、単に比較例装置という。）における冷媒の状態を破線で示している。
【００２４】
まず、第３の特徴の冷凍サイクル装置において、ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）を備えることで、比較例装置に対して、固定ノズル部（２０ａ）から噴射する冷媒流の流速を増加させることができる。
【００２５】
これにより、第３の特徴の冷凍サイクル装置の固定ノズル部（２０ａ）における冷媒の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｆ点）を、比較例装置の固定ノズル部（２０ａ）の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｆ’点）に対して、図４の二点鎖線で示す等エントロピ線に近づけることができる。従って、第３の特徴の冷凍サイクル装置では、比較例装置に対して、減圧膨張後の冷媒の比エンタルピをΔｉ１分だけ低下させることができる。
【００２６】
さらに、固定ノズル部（２０ａ）から噴射する冷媒流の流速を充分に増加させることで、冷媒吸引口（２０ｂ）から吸引される冷媒吸引量を増加させることができる。これにより、エジェクタ２０の回収エネルギー量も増加できるので、図４に示すように、ディフューザ部（２０ｄ）における冷媒の昇圧量ΔＰも、比較例装置における昇圧量ΔＰ’に対して増加できる。
【００２７】
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）の駆動動力を低減してサイクル効率を向上できる。
【００２８】
次に、第３の特徴の冷凍サイクル装置において、絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）を備えることで、比較例装置に対して、固定ノズル部（２０ａ）から噴射する冷媒流の流速を増加させることができる。
【００２９】
これにより、第３の特徴の冷凍サイクル装置の固定絞り（１９）における冷媒の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｋ点）を、比較例装置の固定絞り（１９）の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｋ’点）に対して、図４の二点鎖線で示す等エントロピ線に近づけることができる。従って、第３の特徴の冷凍サイクル装置では、比較例装置に対して、減圧膨張後の冷媒の比エンタルピをΔｉ２分だけ低下させることができる。
【００３０】
その結果、吸引側蒸発器（２３）における入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を拡大して、サイクル効率を向上できる。
【００３１】
また、上記第３の特徴の冷凍サイクル装置において、エジェクタ（２０）流出冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（２１）を備えていてもよい。
【００３２】
上記の如く、第３の特徴の冷凍サイクル装置では、比較例装置に対して、減圧膨張後の冷媒の比エンタルピをΔｉ１分だけ低下させることができるので、流出側蒸発器（２１）における入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を拡大して、サイクル効率を向上できる。
【００３３】
また、上述の第３の特徴の冷凍サイクル装置において、ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）および絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８）の双方を備えていてもよい。
【００３４】
また、上述の第３の特徴の冷凍サイクル装置において、ノズル部側旋回流発生器（１６、１８、２５ｂ、２６ｂ）、絞り側旋回流発生器（１６、１７、２５ｂ、２６ｂ）および分岐部（Ｚ）は、旋回流発生分岐部（１５、２５、２６）として一体に構成されていてもよい。これによれば、冷凍サイクル装置の小型化を図ることもできる。
【００３５】
なお、旋回流発生分岐部（１５、２５、２６）とは、冷媒の流れを分岐する分岐部としての機能と、分岐部から流出する冷媒の流れを旋回させる旋回流発生部としての機能を兼ね備える旋回流発生機能付き分岐部を意味する。
【００３６】
さらに、具体的に、旋回流発生分岐部（１５、２５、２６）は、冷媒を流入させる流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）と、流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）から分岐して冷媒を流出させる第１流出通路（１７、２５ｃ、２６ｃ）と、流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）から分岐して冷媒を流出させる第２流出通路（１８、２５ｄ、２６ｄ）とを有し、第１流出通路（１７、２５ｃ、２６ｃ）および第２流出通路（１８、２５ｄ、２６ｄ）は、流入通路（１６、２５ａ、２６ａ）へ流入する冷媒の流入方向と異なる方向に冷媒を流出させようになっていてもよい。
【００３７】
これによれば、冷媒の流れ方向を変化させることで、容易に冷媒を旋回させることができるとともに、旋回流発生分岐部（１５、２５、２６）を容易に構成できる。
【００３８】
さらに、流入通路（１６）、第１流出通路（１７）および第２流出通路（１８）の軸方向は、同一水平面上に配置され、第１流出通路（１７）の通路径（φｄ２）および第２流出通路（１８）の通路径（φｄ３）は、流入通路（１６）の通路径（φｄ１）よりも大きく形成されていてもよい。
【００３９】
これによれば、第１流出通路（１７）の流量径（φｄ２）および第２流出通路（１８）の流量径（φｄ３）が、流入通路（１６）の流量径（φｄ１）よりも大きく形成されているので、流入通路（１６）から、第１流出通路（１７）および第２流出通路（１８）へ流入した冷媒を旋回させやすい。
【００４０】
また、流入通路（１６）、第１流出通路（１７）および第２流出通路（１８）の軸方向が、同一水平面上に配置されているので、冷媒の流れを分岐する際に重力の影響を受けにくくなり、冷媒を適切に分岐できる。なお、本発明のおける同一水平面という用語は、完全に同一な水平面のみを意味するものではなく、加工誤差および組付誤差によって生じる僅かに異なる面も含む意味である。
【００４１】
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】
【００４２】
（第１実施形態）
図１〜４により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の冷凍サイクル装置を車両用空調装置に適用した例の全体構成図である。なお、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、図１に示すように、エジェクタ２０を備えるエジェクタ式冷凍サイクル装置である。
【００４３】
まず、冷凍サイクル装置１０において、圧縮機１１は冷媒を吸入し圧縮して吐出するもので、プーリおよびベルトを介して車両走行用エンジン（図示せず）から駆動力が伝達されて回転駆動される。
【００４４】
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使用すれば、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。
【００４５】
圧縮機１１の冷媒吐出側には、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図示しない冷却ファンにより送風される外気（車室外空気）とを熱交換させて、高圧冷媒を冷却する冷却用熱交換器である。
【００４６】
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルでは、冷媒として、フロン系の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。従って、放熱器１２は冷媒を凝縮させる凝縮器として作用する。
【００４７】
放熱器１２の出口側には、受液器１２ａが接続されている。この受液器１２ａは縦長のタンク形状をしており、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液相冷媒を溜める気液分離器として機能する。なお、本実施形態では、受液器１２ａは放熱器１２に一体的に設けられている。
【００４８】
また、放熱器１２として、冷媒流れ上流側に位置す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受液器と、この受液器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。
【００４９】
受液器１２ａの底部側には液相冷媒を流出させる液相冷媒出口が設けられており、この液相冷媒出口には、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａ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吸入側冷媒との間で熱交換を行うものである。
【００５０】
この内部熱交換器１３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、２重管式の熱交換器構成を採用している。より具体的には、高圧側冷媒流路１３ａを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路１３ｂを形成する内側管を配置した構成になっている。
【００５１】
内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａの出口側には、膨張弁１４が接続されている。この膨張弁１４は受液器１２ａから流出した高圧液相冷媒を中間圧に減圧する減圧手段であるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段でもある。この膨張弁１４としては、冷媒通路面積を可変制御できる電気式の流量調整弁、あるいは固定式の流量調整弁などを採用できる。
【００５２】
膨張弁１４の下流側には、冷媒の流れを分岐する分岐部としての機能と、後述する固定絞り１９およびエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａへ流入する冷媒の流れを旋回させる旋回流発生器としての機能とを兼ね備える旋回流発生分岐部１５が接続されている。この旋回流発生分岐部１５の詳細については、図２、３により説明する。図２は旋回流発生分岐部１５の概略的な斜視図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００５３】
旋回流発生分岐部１５は、冷媒を流入させる流入配管１６（流入通路）と、流入配管１６から分岐して後述する固定絞り１９側へ冷媒を流出させる第１流出配管１７（第１流出通路）と、流入配管１６から分岐して後述するエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａ側へ冷媒を流出させる第２流出配管１８（第２流出通路）を有して構成される。
【００５４】
さらに、第１流出配管１７および第２流出配管１８の軸方向は、流入配管１６の軸方向に対して垂直方向に向いており、流入配管１６、第１流出配管１７および第２流出配管１８の軸方向は同一水平面上に配置されている。
【００５５】
このように、流入配管１６より流入した冷媒を第１流出配管１７および第２流出配管１８から流出させることで、冷媒の流れ方向を変化させることができるので、図２の太線矢印Ｂ、Ｃに示すように、容易に冷媒の流れを旋回させることができる。
【００５６】
つまり、膨張弁１４で減圧されて気液二相状態となった冷媒が流入配管１６から第１流出配管１７および第２流出配管１８へ流入する際に、気相冷媒に対して慣性力の影響を受けやすい液相冷媒が第１流出配管１７および第２流出配管１８の内壁面に沿って流れようとする。これにより、冷媒の流れを容易に旋回させることができるのである。
【００５７】
従って、本実施形態では、流入配管１６と第１流出配管１７との接続部に冷媒の流れを分岐する分岐部Ｚが形成され、流入配管１６と第１流出配管１７とによって絞り側旋回流発生器が構成され、流入配管１６と第２流出配管１８とによってノズル部側旋回流発生器が構成される。つまり、ノズル部側旋回流発生器、絞り側旋回流発生器および分岐部Ｚは、旋回流発生分岐部１５として一体に構成されている。
【００５８】
また、図３に図示されるように、第１流出配管１７の通路径φｄ２は、流入配管１６の通路径φｄ１よりも大きく、さらに、第２流出配管１８の通路径φｄ３は、流入配管１６の通路径φｄ１よりも大きく形成されている。なお、図３は流入配管１６の軸方向の鉛直断面図である。これにより、流入配管１６から第１流出配管１７および第２流出配管１８へ流入した冷媒を旋回させやすくなっている。
【００５９】
さらに、流入配管１６、第１流出配管１７および第２流出配管１８の軸方向を、同一水平面上に配置することで、冷媒の流れを分岐する際に重力の影響を受けにくくし、第１流出配管１７の配管径φｄ２および第２流出配管１８の配管径φｄ３を調整するだけで、各流出配管１７、１８へ流出する冷媒量を適切に分配できるようになっている。
【００６０】
このような旋回流発生分岐部１５は、径の異なる冷媒配管をろう付け、溶接、接着などの接合手段により接合することで容易に形成できる。さらに、直方体の金属ブロックや樹脂ブロックの内部に複数の冷媒通路を設けることで形成してもよい。
【００６１】
次に、旋回流発生分岐部１５の第１流出配管１７は、図１に示すように、固定絞り１９に接続され、第２流出配管１８はエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａに接続される。このエジェクタ２０は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴射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。
【００６２】
さらに、エジェクタ２０は、第２流出配管１８から流入した中間圧の冷媒の通路面積を小さく絞って冷媒をさらに減圧膨張させる減圧部である固定ノズル部２０ａと、固定ノズル部２０ａ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２３から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口２０ｂを有して構成される。
【００６３】
固定ノズル部２０ａは、冷媒通路面積が固定されたノズルである。つまり、冷媒通路面積を変更可能に構成されていない。従って、上述のノズル側旋回流発生器を構成する流入配管１６、第２流出配管１８および固定ノズル２０ａによって、本発明の第１の特徴の減圧装置と同様の構成が実現されている。
【００６４】
また、本実施形態では、固定ノズル２０ａとして、冷媒通路の途中に通路面積が最も縮小した喉部を有するラバールノズルを採用している。もちろん、固定ノズル部２０ａとして、先細ノズルを採用してもよい。
【００６５】
さらに、エジェクタ２０は、固定ノズル部２０ａおよび冷媒吸引口２０ｂの下流側に固定ノズル部２０ａの冷媒噴射口から噴射された高速度の冷媒流と冷媒吸引口２０ｂから吸引された吸引冷媒とを混合する混合部２０ｃを有し、混合部２０ｃの下流側に昇圧部をなすディフューザ部２０ｄを有している。
【００６６】
ディフューザ部２０ｄは冷媒の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。また、ディフューザ部２０ｄの出口側は、流出側蒸発器２１に接続される。
【００６７】
流出側蒸発器２１は、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄから流出した冷媒と図示しない送風ファンによって送風された空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吸熱用熱交換器である。さらに、流出側蒸発器２１の出口側は、前述の内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂの入口側に接続される。
【００６８】
さらに、低圧側冷媒流路１３ｂの出口側には、アキュムレータ２２が接続されている。このアキュムレータ２２は冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器であり、アキュムレータ２２の気相冷媒出口は、圧縮機１１の冷媒吸引側に接続されている。
【００６９】
次に、第１流出配管１７は、固定絞り１９の入口側に接続され、固定絞り１９の出口側は、吸引側蒸発器２３に接続される。固定絞り１９は吸引側蒸発器２３に流入する冷媒を減圧する減圧部であるとともに、吸引側蒸発器２３に流入する冷媒の流量調整を行う流量調整機能を有する。
【００７０】
また、本実施形態では、固定絞り１９として、キャピラリチューブを採用している。従って、上述の絞り側旋回流発生器を構成する流入配管１６、第１流出配管１７および固定絞り１９によって、本発明の第１の特徴の減圧装置と同様の構成が実現されている。
【００７１】
吸引側蒸発器２３は、固定絞り１９から流出した冷媒と送風ファン送風空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吸熱用熱交換器である。ここで、流出側蒸発器２１は送風ファンによって送風された空気の流れ方向の上流側（風上側）に配置され、吸引側蒸発器２３は空気の流れ方向の下流側（風下側）に配置されている。
【００７２】
さらに、本実施形態では、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３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２１および吸引側蒸発器２３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。
【００７３】
従って、上述の送風ファンより送風された空気は、矢印Ｙ方向に流れ、まず、流出側蒸発器２１で冷却され、次に、吸引側蒸発器２３で冷却される。すなわち、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３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。
【００７４】
次に、図４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４は、冷凍サイクル装置１０の冷媒の状態を概略的に示したモリエル線図である。なお、図４において、実線は本実施形態の冷凍サイクル装置１０の冷媒の状態を示し、破線は後述する比較例装置における冷媒の状態を示している。
【００７５】
まず、本実施形態では、圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１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４のａ点である。圧縮機１１から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は放熱器１２へ流入し、冷却ファンから送風された送風空気（外気）と熱交換して放熱する（図４のａ点→ｂ点）。
【００７６】
放熱器１２から流出した冷媒は、受液器１２ａにおいて気液分離され（図４のｂ点→ｃ点）、分離された液相冷媒は内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａへ流入する。高圧側冷媒流路１３ａへ流入した液相冷媒は、低圧側冷媒流路１３ｂ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４のｃ点→ｄ点）。
【００７７】
高圧側冷媒流路１３ａから流出した冷媒は、膨張弁１４へ流入して中間圧に減圧され、気液二層状態になる（図４のｄ点→ｅ点）。この気液二層状態の冷媒は、旋回流発生分岐部１５の分岐部Ｚ（図４のｅ点）にて分岐され、分岐された一方の冷媒は、第１流出配管１７を介して固定絞り１９へ流入し、他方の冷媒は、第２流出配管１８を介してエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａへ流入する。
【００７８】
エジェクタ２０の固定ノズル部２０ａへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧膨張する（図４のｅ点→ｆ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、冷媒が固定ノズル部２０ａの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口２０ｂから吸引側蒸発器２３通過後の冷媒が吸引される。
【００７９】
そして、エジェクタ２０の内部において、固定ノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口２０ｂから吸引された吸引冷媒が混合部２０ｃにて混合され（図４のｆ点→ｇ点）、ディフューザ部２０ｄに流入する。このディフューザ部２０ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度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４のｇ点→ｈ点）。
【００８０】
エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄから流出した冷媒は、流出側蒸発器２１へ流入し、送風ファンの送風空気から吸熱して蒸発する（図４のｈ点→ｉ点）。さらに、流出側蒸発器２１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に流入して、高圧側冷媒流路１３ａを通過する高圧冷媒と熱交換して加熱される（図４のｉ点→ｊ点）。
【００８１】
内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂで加熱された冷媒は、アキュムレータ２２の気相冷媒出口から圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される（図４のｊ点→ａ点）。
【００８２】
一方、第１流出配管１７を介して固定絞り１９へ流入した冷媒は、固定絞り１９にて減圧されて低圧冷媒となり（図４のｅ点→ｋ点）、この低圧冷媒が吸引側蒸発器２３に流入する。吸引側蒸発器２３へ流入した冷媒は、流出側蒸発器２１にて熱交換した後の空気から吸熱して蒸発する（図４のｋ点→ｌ点）。吸引側蒸発器２３通過後の気相冷媒は冷媒吸引口２０ｂからエジェクタ２０内に吸引される（図４のｌ点→ｇ点）。
【００８３】
以上の如く、本実施形態では、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄ下流側冷媒を流出側蒸発器２１に供給するとともに、絞り手段２０下流側冷媒を介して吸引側蒸発器２３に供給しているので、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３で同時に冷却作用を発揮できる。
【００８４】
また、送風ファンから送風された空気を流出側蒸発器２１→吸引側蒸発器２３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、エジェクタ２０の吸引作用によって吸引側蒸発器２３の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）に対して低くできるので、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３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。
【００８５】
また、流出側蒸発器２１下流側を圧縮機１１吸入側に接続しているので、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄ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。これにより、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。
【００８６】
また、内部熱交換器１３の作用によって、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３における入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を拡大できるので、サイクルの冷凍能力を増大してサイクル効率（ＣＯＰ）を向上できる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、旋回流発生分岐部１５を採用しているので、高いサイクル効率向上効果を得ることができる。このサイクル効率向上効果については、比較例装置のサイクル効率向上効果と比較して説明する。
【００８８】
まず、比較例装置は、旋回流発生分岐部１５、すなわちノズル部側旋回流発生器および絞り側旋回流発生器のいずれも備えていない冷凍サイクル装置であって、具体的には、旋回流発生分岐部１５を三方継手に変更したもので、その他の構成は本実施形態の冷凍サイクル装置１０と同様である。
【００８９】
従って、比較例装置を作動させると、本実施形態と同様に、冷媒は圧縮機１１→放熱器１２→受液器１２ａ→内部熱交換器１３→膨張弁１４の順に流れ、三方継手によって構成された分岐部Ｚにて分岐される（図４のａ点→ｂ点→ｃ点→ｄ点→ｅ点）。そして、分岐部Ｚから固定ノズル部２０ａへ流入した冷媒は、図４のｅ点→ｆ’点に示すように、等エントロピ的に減圧膨張する。
【００９０】
さらに、エジェクタ２０の混合部２０ｃにおいて、噴射冷媒と吸引冷媒が混合され（図４のｆ’点→ｇ’点）、ディフューザ部２０ｄにて上昇される（図４のｇ’点→ｈ’点）。そして、流出側蒸発器２１→内部熱交換器１３→アキュムレータ２２→圧縮機１１の順に流れる（図４のｈ’点→ｉ’点→ｊ’点→ａ点）。
【００９１】
一方、分岐部Ｚから固定絞り１９へ流入した冷媒は、固定絞り１９にて減圧されて低圧冷媒となり（図４のｅ点→ｋ’点）、吸引側蒸発器２３→エジェクタ２０（冷媒吸飲口２０ｂ）の順に流れる（図４のｋ点→ｌ点→ｇ’点）。
【００９２】
ここで、本実施形態の固定ノズル部２０ａにおける冷媒の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｆ点）と比較例装置の固定ノズル部２０ａの減圧膨張過程（図４のｅ点→ｆ’点）とを比較すると、図４に図示するように、本実施形態では、固定ノズル部２０ａにおける冷媒の減圧膨張過程を二点鎖線で示す等エントロピ線により近づけることができる。
【００９３】
その理由は、本実施形態では、冷媒の流れを旋回させて固定ノズル部２０ａへ流入させているので、比較例装置に対して、液相冷媒の沸騰を促進させて冷媒の流速を充分に増加させて、固定ノズル部２０ａの減圧効率（ノズル効率）ηｎを向上させることができるからである。
【００９４】
この際、減圧部が固定ノズル２０ａで構成されているので、特許文献１に記載された減圧装置のように、減圧部へ流入した冷媒がニードル等に付着しない。従って、冷媒の旋回流成分が弱められることなく、遠心力によって冷媒の気液を分離して、気相冷媒よりも旋回速度の高くなる液相冷媒を効率的に沸騰させることができる。
【００９５】
その結果、本実施形態では、図４に示すように、比較例装置に対して、減圧膨張後の冷媒の比エンタルピをΔｉ１分だけ低下させることができるので、流出側蒸発器２１における入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を拡大できる。
【００９６】
さらに、固定ノズル部２０ａから噴射する冷媒流の流速を充分に増加させることで、冷媒吸引口２０ｂから吸引される冷媒吸引量を増加させることができる。これにより、エジェクタ２０の回収エネルギー量も増加できるので、図４に示すように、ディフューザ部２０ｄにおける冷媒の昇圧量ΔＰも、比較例装置における昇圧量ΔＰ’に対して増加する。
【００９７】
その結果、本実施形態では、比較例装置に対して、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。
【００９８】
さらに、本実施形態の固定絞り１９における冷媒の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｋ点）と比較例装置の固定絞り１９の減圧膨張過程（図４のｅ点→ｋ’点）とを比較すると、図４に図示するように、本実施形態では、固定絞り１９における冷媒の減圧膨張過程を二点鎖線で示す等エントロピ線に近づけることができる。
【００９９】
その理由は、本実施形態では、冷媒の流れを旋回させて固定絞り１９へ流入させているので、比較例装置に対して、冷媒の流速を充分に増加させて、減圧膨張過程の冷媒を超音速化できるからである。
【０１００】
この際、減圧部が固定絞り１９で構成されているので、特許文献１に記載された減圧装置のように、減圧部へ流入した冷媒がニードル等に付着しない。従って、冷媒の旋回流成分が弱められることなく、気相冷媒の膨張に伴う圧力損失を低減して効果的に減圧膨張過程の冷媒の速度を増加できる。
【０１０１】
その結果、本実施形態では、図４に示すように、比較例装置に対して、減圧膨張後の冷媒の比エンタルピをΔｉ２分だけ低下させることができるので、吸引側蒸発器２３における入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を拡大できる。
【０１０２】
上記の如く、本実施形態では、旋回流発生分岐部１５を採用することで、エジェクタ２０の固定ノズル部２０ａおよび固定絞り１９に流入する冷媒の流れを旋回させて減圧効率ηｎを向上させることで、サイクル効率を効果的に向上させることができる。
【０１０３】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の旋回流発生分岐部１５に対して、図６に示す、旋回流発生分岐部２６を採用した冷凍サイクル装置について説明する。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１０４】
図５は、旋回流発生分岐部２５の概略的な斜視図であり、旋回流発生分岐部２５は、冷媒を流入させる流入配管２５ａ（流入通路）と、内部で冷媒を旋回させる円筒状の旋回筒部２５ｂと、冷媒を旋回筒部２５ｂから固定絞り１９側へ流出させる第１流出配管２５ｃ（第１流出通路）と、冷媒を旋回筒部２５ｂからエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａ側へ流出させる第２流出配管２５ｄ（第２流出通路）とを有して構成される。
【０１０５】
流入配管２５ａは、旋回筒部２５ｂの中央部に接続され、さらに、旋回筒部２５ｂの外周接線方向に沿って接続されている。つまり、流入配管２５ａは、冷媒を旋回筒部２５ｂの周方向に流入させるようになっている。
【０１０６】
各流出配管２５ｃ、２５ｄは、それぞれ、旋回筒部２５ｂの軸方向端部に接続され、さらに、各流出配管２５ｃ、２５ｄの軸方向と旋回筒部２５ｂの軸方向は、同軸上に配置されている。つまり、各流出配管２５ｃ、２５ｄは、冷媒を旋回筒部２５ｂの軸方向に流出させるようになっている。
【０１０７】
従って、流入配管２５ａから旋回筒部２５ｂへ流入した冷媒は、旋回筒部２５ｂの内壁に沿って旋回して、図５の太線矢印Ｂ、Ｃに示すように、旋回した状態で各流出配管２５ｃ、２５ｄから流出する。
【０１０８】
つまり、本実施形態では、旋回筒部２５ｂの内部に分岐部Ｚが形成され、旋回筒部２５ｂが絞り側旋回流発生器およびノズル部側旋回流発生器の機能を兼ねる。これにより、エジェクタ２０の固定ノズル部２０ａおよび固定絞り１９に流入する冷媒の流れを旋回させることができるので、第１実施形態と同様のサイクル効率向上効果を得ることができる。
【０１０９】
さらに、第１流出配管２５ｃの配管径φｄ２および第２流出配管２５ｄの配管径φｄ３を調整することで、第１実施形態の同様に、各流出配管２５ｃ、２５ｄへ流出する冷媒量を適切に分配できる。
【０１１０】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の旋回流発生分岐部１５に対して、図６に示す、旋回流発生分岐部２６を採用した冷凍サイクル装置について説明する。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１１１】
図６は、旋回流発生分岐部２６の概略的な斜視図であり、旋回流発生分岐部２６は、冷媒を流入させる流入配管２６ａ（流入通路）と、内部で冷媒を旋回させる略筒状の旋回筒部２６ｂと、冷媒を旋回筒部２６ｂから固定絞り１９側へ流出させる第１流出配管２６ｃ（第１流出通路）と、冷媒を旋回筒部２６ｂからエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａ側へ流出させる第２流出配管２６ｄ（第２流出通路）とを有して構成される。
【０１１２】
旋回筒部２６ｂは、軸方向が鉛直方向に向くように配置されており、流入配管２６ａは、旋回筒部２６ｂの一方の端部に接続され、さらに、旋回筒部２６ｂの外周接線方向に沿って接続されている。つまり、流入配管２６ａは、冷媒を旋回筒部２６ｂの周方向に流入させるようになっている。
【０１１３】
各流出配管２６ｃ、２６ｄは、それぞれ、旋回筒部２６ｂの端部のうち流入配管２６ａが接続された側と反対側の端部に接続されている。さらに、各流出配管２６ｃ、２６ｄの軸方向と流入配管２６ａの軸方向は、異なる方向に向いている。つまり、各流出配管２６ｃ、２６ｄは、流入配管２６ａから旋回筒部２６ｂへ流入する冷媒の流入方向と異なる方向に冷媒を流出させるようになっている。
【０１１４】
従って、流入配管２６ａから旋回筒部２６ｂへ流入した冷媒は、旋回筒部２６ｂの内壁に沿って旋回して、図６の太線矢印Ｂ、Ｃに示すように、旋回した状態で各流出配管２６ｃ、２６ｄから流出する。
【０１１５】
つまり、本実施形態では、旋回筒部２６ｂの内部に分岐部Ｚが形成され、旋回筒部２６ｂが絞り側旋回流発生器およびノズル部側旋回流発生器の機能を兼ねる。これにより、エジェクタ２０の固定ノズル部２０ａおよび固定絞り１９に流入する冷媒の流れを旋回させることができるので、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
（第４実施形態）
上述の第１〜３実施形態では、ノズル部側旋回流発生器、絞り側旋回流発生器および分岐部Ｚを一体に構成した旋回流発生分岐部１５、２５、２６を採用した例を説明したが、本実施形態では、ノズル部側旋回流発生器、絞り側旋回流発生器および分岐部Ｚを別体に構成した例を説明する。
【０１１７】
具体的には、第１実施形態の冷凍サイクル装置において、旋回流発生分岐部１５を廃止して、膨張弁１４の下流側に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を接続している。
【０１１８】
さらに、三方継手の一方の冷媒流出口をエジェクタ２０の固定ノズル部２０ａへ接続し、他方の冷媒流出口を固定絞り１９へ接続する。そして、三方継手と固定ノズル部２０ａとの間および三方継手と固定絞り１９との間にそれぞれ減圧部へ流入する冷媒の流れを旋回させる旋回流発生器２７を設けている。
【０１１９】
従って、三方継手によって分岐部Ｚが構成され、旋回流発生器２７によってノズル部側旋回流発生器および絞り側旋回流発生器が構成される。つまり、旋回流発生器２７と固定ノズル２０ａおよび旋回流発生器２７と固定絞り１９によって、本発明の第１の特徴の減圧装置と同様の構成が実現される。その他の全体構成は、第１実施形態と同様である。
【０１２０】
この旋回流発生器２７は、図７の概略的な斜視部に示すように、冷媒を流入させる流入配管２７ａ（流入通路）と、内部で冷媒を旋回させる略筒状の旋回筒部２７ｂと、冷媒を旋回筒部２７ｂから固定ノズル部２０ａ側または固定絞り１９側へ流出させる流出配管２７ｃ（流出通路）とを有して構成される。
【０１２１】
流入配管２７ａは、旋回筒部２７ｂの一方の端部に接続され、さらに、旋回筒部２７ｂの外周接線方向に沿って接続されている。つまり、流入配管２７ａは、冷媒を旋回筒部２７ｂの周方向に流入させるようになっている。
【０１２２】
流出配管２７ｃは、旋回筒部２７ｂの端部のうち流入配管２７ａが接続された側と反対側の端部に接続されている。さらに、流出配管２７ｃの軸方向と流入配管２７ａの軸方向は、異なる方向に向いている。つまり、流出配管２７ｃは、流入配管２７ａから旋回筒部２７ｂへ流入する冷媒の流入方向と異なる方向に冷媒を流出させるようになっている。
【０１２３】
従って、流入配管２７ａから旋回筒部２７ｂへ流入した冷媒は、旋回筒部２７ｂの内壁に沿って旋回して、図７の太線矢印Ｄに示すように、旋回した状態で流出配管２７ｃから流出する。これにより、エジェクタ２０の固定ノズル部２０ａおよび固定絞り１９に流入する冷媒の流れを旋回させることができるので、第１実施形態と同様の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４実施形態の旋回流発生器２７に対して、図８に示す、旋回流発生器２８を採用した冷凍サイクル装置について説明する。その他の構成は第４実施形態と同様である。
【０１２５】
図８は、旋回流発生器２８の概略的な斜視図であり、旋回流発生器２８は、冷媒を流入出させる冷媒配管２８ａ（冷媒通路）を有し、この冷媒配管２８ａの内壁面には、螺旋状の溝２８ｂが形成されている。具体的には、管状の冷媒配管２８ａをねじることで螺旋状の溝２８ｂが形成されている。もちろん、この螺旋状の溝はタップ加工等で形成してもよい。
【０１２６】
旋回流発生器２８では、内部に流入した冷媒が、内壁面に形成された螺旋状の溝２８ｂに沿って太線矢印Ｄに示すように旋回して、エジェクタ２０の固定ノズル部２０ａおよび固定絞り１９に流入する冷媒の流れを旋回させることができる。その結果、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
（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。
【０１２８】
（１）上述の実施形態では、固定絞り１９としてキャピラリチューブを採用しているが、オリフィス、ラバールノズル、先細ノズル等を採用してもよい。ここで、固定絞り１９として上記の絞り手段を採用した際の減圧効率ηｎ（ノズル効率）向上効果を図９に示す。図９に示すように、いずれの絞り手段を採用しても減圧効率ηｎを向上できる。
【０１２９】
（２）上述の実施形態の冷凍サイクル装置１０はエジェクタ式冷凍サイクル装置で構成されているので、ノズル部２０ａおよび固定絞り１９の二つに減圧部を有している。さらに、双方の減圧部によって第１の特徴の減圧装置の構成を実現しているが、いずれか一方の減圧部によって第１の特徴の減圧装置の構成を実現してもよい。
【０１３０】
前述の如く、いずれか一方の減圧部によって第１の特徴の減圧装置の構成を実現してもエジェクタ式冷凍サイクル装置のサイクル効率を向上できる。さらに、この場合は、第４、５実施形態で説明した旋回流発生器２７、２８をいずれか一方の減圧部の上流に配置すればよい。
【０１３１】
（３）上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０としてエジェクタ式冷凍サイクル装置を採用しているが、圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器で構成される通常の蒸気圧縮式冷凍サイクル装置に本発明を適用してもサイクル効率を向上させることができる。さらに、この場合は、第４、５実施形態で説明した旋回流発生器２７、２８を減圧器の上流に配置すればよい。
【０１３２】
（４）上述の第５実施形態では、冷媒配管２８ａの内壁面に、螺旋状の溝２８ｂを形成することで、旋回流発生器２８を形成しているが、冷媒配管２８ａ内通路に、溝２８ｂと同様の機能を果たす螺旋状の整流板等を配置してもよい。
【０１３３】
（５）上述の実施形態では、膨張弁１４とアキュムレータ２２を採用した冷凍サイクル装置について説明したが、膨張弁１４として、流出側蒸発器２１下流側冷媒の過熱度を所定の値に調整する温度式膨張弁を採用してもよい。この場合は、アキュムレータ２２を廃止してもよい。
【０１３４】
（６）上述の実施形態では、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３をろう付け接合により一体構造に接合しているが、その他の方法で流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３を一体化してもよい。例えば、フィンアンドチューブ構造の流出側蒸発器２１と吸引側蒸発器２３のフィンを共通化し、フィンと接触するチューブ構成で分割してもよい。
【０１３５】
（７）上述の第１実施形態では、旋回流発生分岐部１５の第１流出配管１７および第２流出配管１８の軸方向を、流入配管１６の軸方向に対して垂直方向に向けているが、他の方向に向けてもよい。例えば、第１流出配管１７および第２流出配管１８の軸方向を末広がり状の対称方向に向けてもよい。
【０１３６】
（８）上述の実施形態では、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３によって同一の空調対象空間を冷却しているが、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器２３によっ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２１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２３を冷凍庫内冷却用に適用し、第１蒸発器１６を車室内冷却用に適用してもよい。
【０１３７】
（９）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。冷媒として二酸化炭素を採用して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装置を構成する場合は、放熱器１２で冷媒が凝縮しないので、受液器１２ａを廃止してもよい。さらに、この場合でも膨張弁１４にて冷媒を気液二相状態まで減圧すればよい。
【０１３８】
（１０）上述の実施形態では、放熱器１２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２１および吸引側蒸発器２３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２１および吸引側蒸発器２３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、放熱器１２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】
【０１３９】
【図１】第１実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態の旋回流発生分岐部の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図５】第２実施形態の旋回流発生分岐部の斜視図である。
【図６】第３実施形態の旋回流発生分岐部の斜視図である。
【図７】第４実施形態の旋回流発生器の斜視図である。
【図８】第５実施形態の旋回流発生器の斜視図である。
【図９】絞り手段の種類による減圧効率ηｎの向上効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４０】
１１…圧縮機、１２…放熱器、１５、２５、２６…旋回流発生分岐部、
１６、２５ａ、２６ａ、２７ａ…流入配管、１７、２５ｃ、２６ｃ…第１流出配管、
１８、２５ｄ、２６ｄ…第２流出配管、１９…固定絞り、２０…エジェクタ、
２０ａ…固定ノズル部、２０ｂ…冷媒吸引口、２０ｄ…ディフューザ部、
２１…流出側蒸発器、２３…吸引側蒸発器、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ…旋回筒部、
２７、２８…旋回流発生器、２７ｃ…流出配管、２８ａ…冷媒配管、２８ｂ…溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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