【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気噴射式冷凍サイクルを備えた冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の冷凍サイクル装置としては、図２に示すように、エジェクタ９１の駆動を圧縮機９７で補助するタイプのものが存在する（例えば非特許文献１参照）。この冷凍サイクル装置を車両の空調に用いた場合において、該冷凍サイクル装置の運転について説明すると、エジェクタ９１から吐出された高圧冷媒ガスは、クーラ９２における外気との熱交換で冷却され凝縮される。クーラ９２で凝縮され液化された冷媒は、膨張弁９３で減圧された後、蒸発器９４において車室に向かう空気との熱交換により加熱され気化される。
【０００３】
前記クーラ９２と膨張弁９３との間の冷媒流路からは、液冷媒の一部がポンプ９５によって取り出されてボイラ９６に圧送される。ボイラ９６に送られた液冷媒は、図示しないエンジンの排熱（例えば冷却水の熱）により加熱されて高温高圧の冷媒ガスとなってエジェクタ９１を駆動するとともに、この駆動によって蒸発器９４からエジェクタ９１の低圧側に吸引された低圧冷媒ガスと混合されてクーラ９２へと吐出される。
【０００４】
前記圧縮機９７は、蒸発器９４の出口とエジェクタ９１の低圧側との間の冷媒流路上に配設されている。圧縮機９７は、蒸発器９４側から冷媒ガスを吸入して圧縮し、そしてエジェクタ９１側へと吐出する。従って、エジェクタ９１の吸入圧力Ｐｅは圧縮機９７の圧縮作用によって高くなる。図３のグラフに示すエジェクタ９１の性能特性からも明らかなように、吸入圧力Ｐｅが高くなれば蒸発器９４からエジェクタ９１の低圧側へ吸入される冷媒流量が増大し、エジェクタ９１の性能つまり吸引率（蒸発器９４側からの冷媒流量／ボイラ９６側からの冷媒流量）を高くすることができる。
【０００５】
なお、図３のグラフの横軸はエジェクタ９１の吐出圧力（クーラ９２の上流側圧力）であり、該グラフの性能特性線は、エジェクタ９１の駆動圧力（ボイラ９６の圧力）が一定であるものとして示している。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｉｎｔ．Ｊ．Ｒｅｆｒｉｇ．１９９０ Ｖｏｌ １３ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ（３５４頁、図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、非特許文献１の技術においては、エジェクタ９１の吸引率をさらに高くしようとすると、例えば吐出容量の大きな圧縮機２３を必要とする。従って、圧縮機２３の消費動力が大きくなって、エジェクタ９１を用いた冷凍サイクルの利点つまりエンジンの排熱の有効利用による省エネが阻害される問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、エジェクタの駆動を圧縮機で補助するタイプの冷凍サイクル装置において、圧縮機の消費動力を低く抑えつつエジェクタの性能を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、エジェクタの駆動を圧縮機で補助するタイプの冷凍サイクル装置において、圧縮機の出口とエジェクタの低圧側（吸入側）との間の冷媒流路上に、圧縮機からの冷媒を冷却するプレクーラを配設した。従って、圧縮機からの冷媒（ガス）は、プレクーラにおいて冷却されて密度が高められる。よって、エジェクタに吸引される蒸発器側からの冷媒の流量を、例えばプレクーラを備えない非特許文献１の技術と比較して多くすることができる。その結果、圧縮機の消費動力を低く抑えつつエジェクタの性能（吸引率）を向上させることができる。
【００１０】
請求項２の発明は請求項１において、前記ボイラは車両の走行駆動源たるエンジンの排熱によって冷媒を加熱する。つまり本発明の冷凍サイクル装置は車載用である。このように、車載用の冷凍サイクル装置において請求項１の発明を適用することで、エジェクタによるエンジンの排熱の有効利用と、圧縮機の消費動力を抑えられることとにより、車両の燃費を良好とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両に搭載されて車室の空調を行う冷凍サイクル装置に具体化した一実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、車両のエンジン１２と、該車両（詳しくは車室）の空調を行う冷凍サイクル装置１１を示す概略構成図である。該図に示すように冷凍サイクル装置１１は、高温高圧の冷媒（例えばＲ１３４ａ）ガスを吐出するエジェクタ２１を備えている。エジェクタ２１の出口側（吐出側）は、配管２２を介してクーラ２５の入口側に接続されている。
【００１３】
前記クーラ２５は、車両のエンジンルームに配設されて外気に曝されている。エジェクタ２１からクーラ２５に流入された高温高圧の冷媒ガスは、外気との熱交換によって冷却されることで凝縮して液化する。クーラ２５の出口側には、配管２９を介して蒸発器３０の入口側が接続されている。配管２９の途中には、クーラ２５からの液冷媒を減圧する、減圧装置としての膨張弁３１が配設されている。
【００１４】
前記蒸発器３０は、車室へ向かう図示しない空気吹出しダクトの途中に配設されている。膨張弁３１で減圧された液冷媒は、蒸発器３０において車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。蒸発器３０の出口側とエジェクタ２１の低圧側（吸入側）とは配管３２を介して接続されている。
【００１５】
前記配管２９においてクーラ２５と膨張弁３１との間には、分岐管３３を介してポンプ３４の入口側（吸入側）が接続されている。ポンプ３４の出口側（吐出側）には、ボイラ３５の入口側が配管３６を介して接続されている。ポンプ３４は、配管２９から液冷媒の一部を取り出してボイラ３５へと圧送する。
【００１６】
前記エンジン１２内の冷却水路（図示しない）は、入口がラジエータ１３の出口に、出口がラジエータ１３の入口に配管１４，１５を介して接続されており、該配管１４，１５は図示しないウォータポンプの作動によって、エンジン１２とラジエータ１３との間で冷却水を循環させる。
【００１７】
前記ボイラ３５には、エンジン１２を冷却して高温となった冷却水が分岐管１６を介して送られる。ボイラ３５では、高温冷却水との間での熱交換によって液冷媒が加熱されて、該液冷媒が高温高圧の冷媒ガスとなる。ボイラ３５の出口側とエジェクタ２１の高圧側（駆動側）とは、配管３７を介して接続されている。従って、エジェクタ２１は、ボイラ３５からの高圧冷媒ガスを駆動流として蒸発器３０からの低圧冷媒ガスを吸引するとともに、これら冷媒ガスを混合して言い換えれば蒸発器３０からの低圧冷媒ガスを昇圧して、クーラ２５側へと吐出する。エジェクタ２１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、クーラ２５に送られて上述した蒸気噴射式冷凍サイクルを繰り返す。
【００１８】
前記蒸発器３０の出口側とエジェクタ２１の低圧側とを接続する配管３２の途中には、圧縮機２３が配設されている。圧縮機２３には電動モータ２６が作動連結されている。電動モータ２６のオン（通電）により圧縮機２３が稼働されるとともに、電動モータ２６のオフ（非通電）により圧縮機２３が停止される。
【００１９】
前記配管３２において圧縮機２３の出口とエジェクタ２１の低圧側との間には、プレクーラ４１が配設されている。配管３２において、蒸発器３０の出口と圧縮機２３の入口との間と、プレクーラ４１の出口とエジェクタ２１の低圧側との間は、バイパス配管２７を介して接続されている。バイパス配管２７の途中には、電磁弁よりなる開閉弁２８が配設されている。
【００２０】
さて、前記冷凍サイクル装置１１の図示しない制御手段は、蒸気噴射式冷凍サイクルの運転時において、エジェクタ２１の駆動に圧縮機２３の補助を必要としないと判断した場合には、開閉弁２８によってバイパス配管２７を開放するとともに、電動モータ２６をオフして圧縮機２３を停止状態とする。従って、蒸発器３０からの冷媒ガスは、バイパス配管２７を介することで圧縮機２３及びプレクーラ４１を迂回してエジェクタ２１に吸引される。つまり、バイパス配管２７及び開閉弁２８を備えることで、圧縮機２３を停止させたとしても蒸気噴射式冷凍サイクルの運転が可能となり、これは冷凍サイクル装置１１の省エネに貢献されることとなる。
【００２１】
なお、「エジェクタ２１の駆動に圧縮機２３の補助を必要としないと判断される場合」とは、例えば、エンジン１２の暖機終了後で冷却水温が高く、よってエジェクタ２１の駆動圧力（ボイラ３５の圧力）が高い場合や、冷房負荷が小さくて蒸発器３０における冷媒流量をそれほど必要としない場合等である。
【００２２】
また、前記冷凍サイクル装置１１の図示しない制御手段は、蒸気噴射式冷凍サイクルの運転時において、エジェクタ２１の駆動に圧縮機２３の補助を必要とすると判断した場合には、開閉弁２８によってバイパス配管２７を閉塞するとともに、電動モータ２６をオンして圧縮機２３を稼働させる。従って、蒸発器３０からの冷媒ガスは、圧縮機２３によって昇圧された後、プレクーラ４１によって冷却されてエジェクタ２１に吸引される。
【００２３】
なお、「エジェクタ２１の駆動に圧縮機２３の補助を必要とすると判断される場合」とは、例えば、起動後間もないエンジン１２の排熱が少なくてエジェクタ２１の駆動圧力が低い場合や、冷房負荷が大きくて蒸発器３０における冷媒流量を多く必要とする場合等である。
【００２４】
前述したように、蒸気噴射式冷凍サイクルの運転時において圧縮機２３が稼働されると、該圧縮機２３による昇圧作用によって、蒸発器３０側からエジェクタ２１に吸引される冷媒ガスの体積流量が上昇する。また、プレクーラ４１における冷却によって、蒸発器３０側からエジェクタ２１に吸引される冷媒ガスの密度が上昇する。従って、蒸発器３０側からエジェクタ２１に吸引される冷媒ガスの流量（＝密度×体積流量）を上昇させることができ、例えば、プレクーラ４１を備えない非特許文献１の技術と比較して、圧縮機２３の消費動力が同等でもエジェクタ２１の性能（吸引率）を高くすることができる。これは、冷凍サイクル装置１１の性能向上と車両の好燃費との両立につながる。
【００２５】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記実施形態においてバイパス配管２７の下流側は、プレクーラ４１の出口とエジェクタ２１の低圧側との間で配管３２に接続されていた。このようにすれば、圧縮機２３を迂回した冷媒がプレクーラ４１で加熱されてしまうことを防止できる効果を得ることができるが、次のように変更することも可能である。
【００２６】
すなわち、バイパス配管２７の下流側を、圧縮機２３の出口とプレクーラ４１の入口との間で配管３２に接続すること。このようにすれば、バイパス配管２７を短くでき、通路構成を簡素化することができる。
【００２７】
また、圧縮機２３（詳しくは圧縮室）を迂回するバイパス通路としては、該圧縮機２３の外側で取り回される前記バイパス配管２７に限定されるものではない。すなわち、例えば、圧縮機２３の内部に、吸入圧力領域（例えば吸入室）と吐出圧力領域（例えば吐出室）とを、圧縮室を経由せずに連通させるバイパス通路を設け、該バイパス通路を開閉する開閉弁を圧縮機２３に内蔵させてもよい。
【００２８】
○上記実施形態の開閉弁２８は電磁弁（外部制御弁）よりなっていた。これを変更し、バイパス配管２７の下流側の圧力が上流側の圧力よりも上昇した場合に、内部自律的にバイパス配管２７を閉塞する、所謂逆止弁とすること。
【００２９】
○上記実施形態からバイパス配管２７及び開閉弁２８を削除し、蒸気噴射式冷凍サイクルの運転時には、常に電動モータ２６をオンして圧縮機２３を稼働させること。この場合、電動モータ２６の回転速度を調節するか、或いは圧縮機２３に吐出容量可変型のものを用いて該圧縮機２３の吐出容量を調節することで、圧縮機２３によるエジェクタ２１の駆動補助（冷媒ガスの昇圧）の程度を調節するようにしてもよい。なお、このような、電動モータ２６の回転速度を調節する構成や、圧縮機２３に吐出容量可変型のものを用いて該圧縮機２３の吐出容量を調節する構成は、バイパス配管２７及び開閉弁２８を備える上記実施形態においても適用可能である。
【００３０】
○上記実施形態において圧縮機２３は、電動モータ２６を駆動源としていた。これを変更し、圧縮機２３の駆動源をエンジン１２とすること。或いは、圧縮機２３の駆動源として、エンジン１２及び電動モータ２６を併用すること。後者の場合、例えば、エンジン１２の稼働時には該エンジン１２を圧縮機２３の駆動源とし、エンジン１２の停止時には電動モータ２６を圧縮機２３の駆動源とする、駆動源の切り換え制御を行うこととなる。
【００３１】
○上記実施形態においてボイラ３５は、エンジン１２の冷却水を熱源として冷媒を加熱する構成であった。これを変更し、ボイラ３５を、エンジン１２の排気ガスを熱源として冷媒を加熱する構成とすること。或いは、ボイラ３５を、エンジン１２の潤滑油を熱源として冷媒を加熱する構成とすること。
【００３２】
○排熱の有効利用の観点からすれば、ボイラ３５で冷媒を加熱可能な熱源はエンジン１２の排熱のみに限定されるものではなく、例えば、トランスミッションの排熱（例えば潤滑油が有する熱）等を利用して冷媒を加熱するようにしてもよい。さらには、複数の排熱箇所から熱を回収してボイラ３５に送るシステムを、車両上で構築するようにしてもよい。
【００３３】
○車両の走行駆動源としてはエンジン１２以外にも、電動モータが挙げられる。つまり、電動モータを走行駆動源とする電気自動車に搭載される冷凍サイクル装置や、電動モータ及びエンジンを走行駆動源とするハイブリッド車に搭載される冷凍サイクル装置において本発明を具体化すること。この場合、ボイラ３５は、走行駆動源たる電動モータの排熱や該電動モータを制御する制御回路（インバータ）の排熱を利用して冷媒を加熱する構成としてもよい。
【００３４】
○上記実施形態においてボイラ３５は、エンジン１２の排熱（車両の排熱）を利用して冷媒を加熱する構成であった。これを変更し、ボイラ３５に、冷媒を加熱するための専用の熱源を備えるようにしてもよい。
【００３５】
○本発明を、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍サイクル装置において具体化すること。
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
【００３６】
（１）前記蒸発器の出口側と前記エジェクタの低圧側との間を、前記圧縮機の圧縮室を迂回して連通するバイパス通路（図１の態様においてはバイパス配管２７に具体化されている）と、前記バイパス通路上に配設され該バイパス通路を開閉可能な開閉弁とを備えた請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【００３７】
（２）前記バイパス通路の下流側は、前記プレクーラの出口と前記エジェクタの低圧側との間の冷媒流路に接続されている技術的思想（１）に記載の冷凍サイクル装置。
【００３８】
（３）前記バイパス通路の下流側は、前記圧縮機の出口と前記プレクーラの入口との間の冷媒流路に接続されている技術的思想（１）に記載の冷凍サイクル装置。
【００３９】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、エジェクタの駆動を圧縮機で補助するタイプの冷凍サイクル装置において、圧縮機の消費動力を低く抑えつつエジェクタの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図。
【図２】従来技術の冷凍サイクル装置の概略構成図。
【図３】エジェクタの性能特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１１…冷凍サイクル装置、１２…エンジン、２１…エジェクタ、２３…圧縮機、２５…クーラ、３０…蒸発器、３１…減圧装置としての膨張弁、３４…ポンプ、３５…ボイラ、４１…プレクーラ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration cycle device provided with a steam injection refrigeration cycle.
[0002]
[Prior art]
As this type of refrigeration cycle device, as shown in FIG. 2, there is a type in which a compressor 97 assists driving of an ejector 91 (for example, see Non-Patent Document 1). The operation of the refrigeration cycle apparatus when this refrigeration cycle apparatus is used for air conditioning of a vehicle will be described. The high-pressure refrigerant gas discharged from the ejector 91 is cooled and condensed by heat exchange with the outside air in the cooler 92. The refrigerant condensed and liquefied by the cooler 92 is decompressed by the expansion valve 93, and then heated and vaporized by heat exchange with air traveling toward the vehicle interior in the evaporator 94.
[0003]
A part of the liquid refrigerant is taken out from a refrigerant flow path between the cooler 92 and the expansion valve 93 by a pump 95 and is sent to a boiler 96 under pressure. The liquid refrigerant sent to the boiler 96 is heated by exhaust heat (for example, heat of cooling water) of an engine (not shown) and becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant gas to drive the ejector 91. The refrigerant gas is mixed with the low-pressure refrigerant gas sucked to the low-pressure side of 91 and discharged to the cooler 92.
[0004]
The compressor 97 is disposed on a refrigerant flow path between the outlet of the evaporator 94 and the low-pressure side of the ejector 91. The compressor 97 sucks and compresses the refrigerant gas from the evaporator 94 side, and discharges the refrigerant gas to the ejector 91 side. Therefore, the suction pressure Pe of the ejector 91 is increased by the compression action of the compressor 97. As is clear from the performance characteristics of the ejector 91 shown in the graph of FIG. 3, as the suction pressure Pe increases, the flow rate of the refrigerant sucked from the evaporator 94 to the low-pressure side of the ejector 91 increases, and the performance of the ejector 91, namely, the suction The ratio (the flow rate of the refrigerant from the evaporator 94 side / the flow rate of the refrigerant from the boiler 96 side) can be increased.
[0005]
The horizontal axis of the graph of FIG. 3 is the discharge pressure of the ejector 91 (the pressure on the upstream side of the cooler 92), and the performance characteristic line of the graph is that in which the drive pressure of the ejector 91 (the pressure of the boiler 96) is constant. As shown.
[0006]
[Non-patent document 1]
Int. J. Refrig. 1990 Vol 13 November (Page 354, FIG. 4)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique of Non-Patent Document 1, in order to further increase the suction rate of the ejector 91, for example, the compressor 23 having a large discharge capacity is required. Accordingly, the power consumption of the compressor 23 is increased, and there is a problem that the advantage of the refrigeration cycle using the ejector 91, that is, the energy saving due to the effective use of the exhaust heat of the engine is hindered.
[0008]
An object of the present invention is to improve the performance of an ejector while suppressing the power consumption of the compressor in a refrigeration cycle device of a type in which the driving of the ejector is assisted by the compressor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus in which the driving of an ejector is assisted by a compressor, in a refrigerant flow path between an outlet of the compressor and a low-pressure side (suction side) of the ejector. A pre-cooler for cooling the refrigerant from the compressor was provided. Therefore, the refrigerant (gas) from the compressor is cooled in the pre-cooler and the density is increased. Therefore, the flow rate of the refrigerant sucked into the ejector from the evaporator side can be increased as compared with, for example, the technique of Non-Patent Document 1 not having a precooler. As a result, the performance (suction rate) of the ejector can be improved while the power consumption of the compressor is kept low.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the boiler heats the refrigerant by exhaust heat of an engine that is a driving source of the vehicle. That is, the refrigeration cycle device of the present invention is for use in a vehicle. As described above, by applying the invention of claim 1 to an in-vehicle refrigeration cycle device, the fuel efficiency of the vehicle is improved by effectively utilizing the exhaust heat of the engine by the ejector and suppressing the power consumption of the compressor. It can be.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment will be described in which the present invention is embodied in a refrigeration cycle device mounted on a vehicle and air-conditioning a vehicle compartment.
[0012]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine 12 of a vehicle and a refrigeration cycle device 11 for air-conditioning the vehicle (specifically, a passenger compartment). As shown in the figure, the refrigeration cycle apparatus 11 includes an ejector 21 for discharging a high-temperature and high-pressure refrigerant (for example, R134a) gas. The outlet side (discharge side) of the ejector 21 is connected to the inlet side of the cooler 25 via a pipe 22.
[0013]
The cooler 25 is disposed in an engine room of the vehicle and is exposed to outside air. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas flowing from the ejector 21 into the cooler 25 is condensed and liquefied by being cooled by heat exchange with the outside air. The outlet side of the cooler 25 is connected to the inlet side of the evaporator 30 via a pipe 29. An expansion valve 31 as a pressure reducing device for reducing the pressure of the liquid refrigerant from the cooler 25 is provided in the middle of the pipe 29.
[0014]
The evaporator 30 is arranged in the middle of an air outlet duct (not shown) toward the passenger compartment. The liquid refrigerant that has been decompressed by the expansion valve 31 is heated and evaporated by heat exchange with the air heading toward the passenger compartment in the evaporator 30 to become a low-pressure refrigerant gas. The outlet side of the evaporator 30 and the low pressure side (suction side) of the ejector 21 are connected via a pipe 32.
[0015]
In the pipe 29, an inlet side (suction side) of a pump 34 is connected between the cooler 25 and the expansion valve 31 via a branch pipe 33. An outlet side (discharge side) of the pump 34 is connected to an inlet side of the boiler 35 via a pipe 36. The pump 34 takes out a part of the liquid refrigerant from the pipe 29 and sends it to the boiler 35 under pressure.
[0016]
The cooling water passage (not shown) in the engine 12 has an inlet connected to the outlet of the radiator 13 and an outlet connected to the inlet of the radiator 13 via pipes 14 and 15, and the pipes 14 and 15 are connected to a water pump (not shown). Circulates cooling water between the engine 12 and the radiator 13.
[0017]
Cooling water that has cooled the engine 12 and has become high temperature is sent to the boiler 35 via the branch pipe 16. In the boiler 35, the liquid refrigerant is heated by heat exchange with the high-temperature cooling water, and the liquid refrigerant becomes high-temperature and high-pressure refrigerant gas. The outlet side of the boiler 35 and the high pressure side (drive side) of the ejector 21 are connected via a pipe 37. Therefore, the ejector 21 draws the low-pressure refrigerant gas from the evaporator 30 by using the high-pressure refrigerant gas from the boiler 35 as a driving flow, mixes these refrigerant gases, in other words, increases the pressure of the low-pressure refrigerant gas from the evaporator 30. And discharges to the cooler 25 side. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the ejector 21 is sent to the cooler 25 to repeat the above-described vapor injection refrigeration cycle.
[0018]
A compressor 23 is provided in the middle of a pipe 32 connecting the outlet side of the evaporator 30 and the low pressure side of the ejector 21. An electric motor 26 is operatively connected to the compressor 23. The compressor 23 is operated when the electric motor 26 is turned on (energized), and the compressor 23 is stopped when the electric motor 26 is turned off (non-energized).
[0019]
A pre-cooler 41 is disposed in the pipe 32 between the outlet of the compressor 23 and the low-pressure side of the ejector 21. In the pipe 32, the bypass pipe 27 is connected between the outlet of the evaporator 30 and the inlet of the compressor 23, and between the outlet of the precooler 41 and the low-pressure side of the ejector 21. In the middle of the bypass pipe 27, an on-off valve 28 composed of an electromagnetic valve is provided.
[0020]
When the control means (not shown) of the refrigeration cycle apparatus 11 determines that the drive of the ejector 21 does not require the assistance of the compressor 23 during the operation of the steam injection refrigeration cycle, the control means bypasses the on-off valve 28. The pipe 27 is opened, the electric motor 26 is turned off, and the compressor 23 is stopped. Therefore, the refrigerant gas from the evaporator 30 bypasses the compressor 23 and the precooler 41 via the bypass pipe 27 and is sucked into the ejector 21. That is, the provision of the bypass pipe 27 and the on-off valve 28 enables the operation of the steam injection refrigeration cycle even when the compressor 23 is stopped, which contributes to energy saving of the refrigeration cycle device 11.
[0021]
Note that “when it is determined that the assist of the compressor 23 is not necessary for driving the ejector 21”, for example, the cooling water temperature is high after the engine 12 has been warmed up, and thus the driving pressure of the ejector 21 (the boiler 35 Is high, or the cooling load is small and the refrigerant flow rate in the evaporator 30 is not so required.
[0022]
When the control means (not shown) of the refrigeration cycle apparatus 11 determines that assistance of the compressor 23 is required to drive the ejector 21 during operation of the steam injection refrigeration cycle, the on-off valve 28 27, and the electric motor 26 is turned on to operate the compressor 23. Therefore, the refrigerant gas from the evaporator 30 is pressurized by the compressor 23, cooled by the precooler 41, and sucked by the ejector 21.
[0023]
In addition, "when it is determined that the drive of the ejector 21 needs the assistance of the compressor 23" means, for example, a case where the exhaust pressure of the engine 12 shortly after startup is small and the drive pressure of the ejector 21 is low, This is the case where the cooling load is large and the refrigerant flow rate in the evaporator 30 is large.
[0024]
As described above, when the compressor 23 is operated during the operation of the steam injection refrigeration cycle, the volume flow rate of the refrigerant gas sucked from the evaporator 30 to the ejector 21 increases due to the pressurizing action of the compressor 23. I do. Further, due to the cooling in the precooler 41, the density of the refrigerant gas sucked from the evaporator 30 side to the ejector 21 increases. Accordingly, the flow rate (= density × volume flow rate) of the refrigerant gas sucked from the evaporator 30 to the ejector 21 can be increased. Even if the power consumption of the machine 23 is the same, the performance (suction rate) of the ejector 21 can be increased. This leads to a balance between improved performance of the refrigeration cycle device 11 and fuel efficiency of the vehicle.
[0025]
It should be noted that, for example, the following embodiments can be implemented without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the downstream side of the bypass pipe 27 is connected to the pipe 32 between the outlet of the precooler 41 and the low-pressure side of the ejector 21. By doing so, the effect of preventing the refrigerant bypassing the compressor 23 from being heated by the precooler 41 can be obtained, but the following change is also possible.
[0026]
That is, the downstream side of the bypass pipe 27 is connected to the pipe 32 between the outlet of the compressor 23 and the inlet of the precooler 41. By doing so, the bypass pipe 27 can be shortened, and the configuration of the passage can be simplified.
[0027]
In addition, the bypass passage that bypasses the compressor 23 (specifically, the compression chamber) is not limited to the bypass pipe 27 that is routed outside the compressor 23. That is, for example, a bypass passage is provided inside the compressor 23 to allow a suction pressure area (for example, a suction chamber) and a discharge pressure area (for example, a discharge chamber) to communicate without passing through the compression chamber. May be built in the compressor 23.
[0028]
The opening / closing valve 28 in the above embodiment is an electromagnetic valve (external control valve). By changing this, when the pressure on the downstream side of the bypass pipe 27 rises higher than the pressure on the upstream side, a so-called check valve that closes the bypass pipe 27 autonomously internally.
[0029]
The bypass pipe 27 and the on-off valve 28 are deleted from the above embodiment, and the electric motor 26 is always turned on to operate the compressor 23 during the operation of the steam injection refrigeration cycle. In this case, by controlling the rotation speed of the electric motor 26 or adjusting the discharge capacity of the compressor 23 by using a variable discharge capacity type compressor as the compressor 23, the drive of the ejector 21 by the compressor 23 is assisted. The degree of (pressure rise of the refrigerant gas) may be adjusted. Such a configuration for adjusting the rotation speed of the electric motor 26 or a configuration for adjusting the discharge capacity of the compressor 23 by using a variable discharge capacity type compressor as the bypass pipe 27 and the on-off valve 28 is also applicable.
[0030]
In the above embodiment, the compressor 23 uses the electric motor 26 as a drive source. This is changed, and the drive source of the compressor 23 is the engine 12. Alternatively, the engine 12 and the electric motor 26 are used together as a drive source of the compressor 23. In the latter case, for example, when the engine 12 is in operation, the engine 12 is used as a drive source for the compressor 23, and when the engine 12 is stopped, the electric motor 26 is used as a drive source for the compressor 23. Become.
[0031]
In the above embodiment, the boiler 35 heats the refrigerant using the cooling water of the engine 12 as a heat source. By changing this, the boiler 35 is configured to heat the refrigerant using the exhaust gas of the engine 12 as a heat source. Alternatively, the boiler 35 is configured to heat the refrigerant using the lubricating oil of the engine 12 as a heat source.
[0032]
From the viewpoint of effective use of the exhaust heat, the heat source capable of heating the refrigerant in the boiler 35 is not limited to the exhaust heat of the engine 12 but, for example, the exhaust heat of the transmission (for example, the heat of lubricating oil). The refrigerant may be heated by using the above method. Further, a system for recovering heat from a plurality of exhaust heat locations and sending it to the boiler 35 may be constructed on the vehicle.
[0033]
O The driving source of the vehicle includes an electric motor in addition to the engine 12. That is, the present invention is embodied in a refrigeration cycle device mounted on an electric vehicle using an electric motor as a driving source, or a refrigeration cycle device mounted on a hybrid vehicle using an electric motor and an engine as a driving source. In this case, the boiler 35 may be configured to heat the refrigerant by using the exhaust heat of the electric motor serving as the driving source for driving and the exhaust heat of the control circuit (inverter) that controls the electric motor.
[0034]
In the above embodiment, the boiler 35 heats the refrigerant using the exhaust heat of the engine 12 (the exhaust heat of the vehicle). This may be changed and the boiler 35 may be provided with a dedicated heat source for heating the refrigerant.
[0035]
The present invention is embodied in a refrigeration cycle apparatus using carbon dioxide as a refrigerant.
The technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described.
[0036]
(1) A bypass passage that communicates between the outlet side of the evaporator and the low-pressure side of the ejector while bypassing the compression chamber of the compressor (in the embodiment of FIG. 1, the bypass passage is embodied as a bypass pipe 27). 3. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, further comprising: an opening / closing valve disposed on the bypass passage and capable of opening and closing the bypass passage.
[0037]
(2) The refrigeration cycle apparatus according to the technical concept (1), wherein a downstream side of the bypass passage is connected to a refrigerant flow path between an outlet of the precooler and a low-pressure side of the ejector.
[0038]
(3) The refrigeration cycle apparatus according to the technical concept (1), wherein a downstream side of the bypass passage is connected to a refrigerant flow path between an outlet of the compressor and an inlet of the precooler.
[0039]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention of the said structure, in the refrigeration cycle apparatus of the type which assists driving of an ejector with a compressor, the performance of an ejector can be improved, suppressing the power consumption of a compressor low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle device of one embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle device according to the related art.
FIG. 3 is a graph showing performance characteristics of an ejector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Refrigeration cycle apparatus, 12 ... Engine, 21 ... Ejector, 23 ... Compressor, 25 ... Cooler, 30 ... Evaporator, 31 ... Expansion valve as a pressure reducing device, 34 ... Pump, 35 ... Boiler, 41 ... Precooler.
