JP2009222256A - 蒸気圧縮式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルの熱負荷の変動に応じて、エジェクタのノズル入口部における圧力エネルギが変化しても、エジェクタによる昇圧効果を確保して、冷凍サイクルＣＯＰの向上を可能とする蒸気圧縮式冷凍サイクルを提供する。
【解決手段】放熱器２下流側の冷媒を気液二相状態に減圧する第１絞り手段３と、第１絞り手段３によって減圧された冷媒の流れを第１側および第２側に分配する流量分配器８と、第１側に配設されるエジェクタ５と、エジェクタ５からの冷媒を蒸発させる第１蒸発器６と、第２側の冷媒を蒸発させる第２蒸発器７とを備える蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、流量分配器８は、放熱器２の放熱負荷、あるいは第１、第２蒸発器６、７の吸熱負荷に応じて、第１側および第２側への冷媒流量比を調節可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を減圧すると共に、高速で噴出する作動流体の吸引作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタを、冷凍サイクルにおける冷媒減圧手段および冷媒循環手段として使用した蒸気圧縮式冷凍サイクルに関するものである。

従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルとして、例えば、特許文献１に記載されているように、圧縮機によって超臨界状態に圧縮され、放熱器において冷却された冷媒を減圧する手段として、エジェクタを用いたものが知られている。エジェクタは、放熱器から流出される冷媒の圧力エネルギをノズルによって速度エネルギに変換して冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させる。そして、エジェクタは、ノズルから噴射される高い速度の冷媒流により、蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズルから噴射される冷媒と吸引冷媒とを混合させながらディフューザによって速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒の圧力を上昇（昇圧）させる。この冷媒圧力の昇圧分によって圧縮機の動力低減が可能となり、冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）の向上が可能となる。

引用文献１においては、エジェクタにおけるノズル内の通路を形成する内壁を、角部が無い滑らかな曲面で形成することで、冷媒の渦流れ等の発生を抑制し、スムーズな流れを形成して、エジェクタ効率を向上させるようにしている。
特開２００４−１１６８０７号公報

しかしながら、上記のようにエジェクタを用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、図６に示すように、冷凍サイクルの熱負荷の変動によって、エジェクタのノズル入口部における冷媒が、超臨界状態もしくは遷移臨界状態の場合に対して、例えば気液二相状態となる場合には、エジェクタの入力エネルギとなる圧力エネルギが小さくなり、ノズル効率が低下すると共に、昇圧量が低下し、冷凍サイクルＣＯＰの向上効果が充分に発揮できないという問題があった。

本発明の目的は、上記点に鑑みてなされたものであり、冷凍サイクルの熱負荷の変動に応じて、エジェクタのノズル入口部における圧力エネルギが変化しても、エジェクタによる昇圧効果を確保して、冷凍サイクルＣＯＰの向上を可能とする蒸気圧縮式冷凍サイクルを提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入して高圧冷媒に圧縮する圧縮機（１）と、
圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の熱を外部へ放出する放熱器（２）と、
放熱器（２）下流側の冷媒を気液２相状態に減圧する第１絞り手段（３）と、
第１絞り手段（３）によって減圧された冷媒の流れを第１側および第２側に分配する流量分配器（８）と、
流量分配器（８）によって分配された第１側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５ａ）、このノズル部（５ａ）から噴出する高い速度の冷媒流により冷媒を吸引する吸引部（５ｂ）、および高い速度の冷媒と吸引部（５ｂ）からの吸引冷媒とを混合して昇圧する昇圧部（５ｃ）を有するエジェクタ（５）と、
エジェクタ（５）から流出した冷媒を外部からの吸熱によって蒸発させ、圧縮機（１）側に流出させる第１蒸発器（６）と、
流量分配器（８）によって分配された第２側の冷媒を吸引部（５ｂ）に導く吸引用通路（９）と、
吸引用通路（９）に設けられて、第２側の冷媒を減圧膨張させる第２絞り手段（４）と、
吸引用通路（９）の第２絞り手段（４）よりも下流側に設けられて、第２側の冷媒を外部からの吸熱によって蒸発させる第２蒸発器（７）とを備える蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、
流量分配器（８）は、放熱器（２）の放熱負荷、あるいは第１、第２蒸発器（６、７）の吸熱負荷に応じて、第１側および第２側への冷媒流量比を調節可能としたことを特徴としている。

これにより、各熱負荷に応じて、エジェクタ（５）のノズル部（５ａ）に対して冷媒流量を調節することで入力エネルギとなる圧力エネルギを調節できるので、適切な昇圧量を確保することが可能となり、エジェクタ効率を高め、冷凍サイクルＣＯＰを向上させることができる。

請求項２に記載の発明では、流量分配器（８）は、各熱負荷が所定熱負荷よりも低い側となる低負荷時には、第１側の冷媒の乾き度（Ｘ１）が、第２側の冷媒の乾き度（Ｘ２）よりも小さくなるように調節することを特徴としている。

エジェクタ（５）のノズル部（５ａ）に流入される冷媒の流量をノズル流量（Ｇｎ）、吸引部（５ｂ）に流入される冷媒の流量を吸引流量（Ｇｅ）とした時に、エジェクタ（５）においては、ノズル流量（Ｇｎ）に対する吸引流量（Ｇｅ）の比、即ち流量比（Ｇｅ／Ｇｎ）が小さくなるほど、エジェクタ（５）による昇圧量は大きくなる。

よって、低負荷時においては、冷凍サイクルを循環する冷媒流量が低下し、エジェクタ（５）に与えられる入力エネルギが小さくなり、昇圧量が小さくなる中で、第１側の冷媒の乾き度（Ｘ１）を小さくすることで、第１側（ノズル部側）の液相冷媒流量を増加させ、流量比（Ｇｅ／Ｇｎ）を小さくして、昇圧量を大きくすることができる。よって、低負荷時におけるエジェクタ効率を高く維持すると共に、昇圧量を確保して、冷凍サイクルＣＯＰを向上させることができる。

請求項３に記載の発明では、流量分配器（８）は、各熱負荷が所定熱負荷よりも高い側となる高負荷時には、第１側の冷媒の乾き度（Ｘ１）が、第２側の冷媒の乾き度（Ｘ２）よりも大きくなるように調節することを特徴としている。

高負荷時においては、冷凍サイクルを循環する冷媒流量が多くなる。この時、ノズル部（５ａ）へのノズル流量（Ｇｎ）が過度に多くなると、ノズル部（５ａ）内で冷媒の不足膨張が起こり、ノズル部（５ａ）の効率が低下するため、エネルギ回収量が減少して、その結果としてエジェクタ（５）の入力エネルギが減少する。

従って、高負荷時には、第１側の冷媒の乾き度（Ｘ１）を大きくすることで、第１側（ノズル部側）の液相冷媒流量を減少させ、ノズル部（５ａ）内で冷媒を適正膨張させることができ、ノズル部（５ａ）の効率を向上させることができる。よって、ノズル部（５ａ）の効率向上に伴う昇圧量を確保することができ、冷凍サイクルＣＯＰを向上させることができる。

請求項４に記載の発明では、流量分配器（８）は、エジェクタ（５）に一体的に形成されたことを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明では、流量分配器（８）は、第１絞り手段（３）に一体的に形成されたことを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明では、流量分配器（８）は、第２絞り手段（４）に一体的に形成されたことを特徴としている。

請求項４〜請求項６に記載の発明によれば、流量分配器（８）近傍の機器の小型化が可能となり、相手側組付け部に対して搭載性に優れる蒸気圧縮式冷凍サイクルとすることができる。

更に、請求項７に記載の発明では、流量分配器（８）、エジェクタ（５）、および第１蒸発器（６）は、一体的に形成されたことを特徴としている。

これにより、例えば第１蒸発器（６）を基本部材として、流量分配器（８）、およびエジェクタ（５）に対する専用の搭載スペース、組付け工数を不要として、相手側組付け部に対して搭載性に優れる蒸気圧縮式冷凍サイクルとすることができる。

なお、上記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。

（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクルを示している。この蒸気圧縮式冷凍サイクルは、車両に搭載されるものであって、圧縮機１、放熱器２、レシーバ２ａ、膨張弁３、流量分配器８、エジェクタ５、および第１蒸発器６が冷媒配管によって環状に接続されると共に、流量分配器８から分岐されてエジェクタ５に接続される吸引用流路９にキャピラリ４および第２蒸発器７が設けられて形成されている。圧縮機１は、図示しない制御装置によってその作動が制御されるようになっている。

圧縮機１は、後述する第１蒸発器６から流出される冷媒を吸入し、高温高圧に圧縮して後述する放熱器２側へ吐出する流体機械であり、図示しない電磁クラッチおよびベルトを介して車両走行用エンジンにより回転駆動される。圧縮機１は、例えば、電磁式容量制御弁に図示しない制御装置からの制御信号が入力されることにより、吐出容量が可変される斜板式可変容量型圧縮機となっている。

尚、本実施形態の圧縮機１では斜板室の圧力の調整により吐出容量を１００％から略０％付近まで連続的に変化させることができる。従って、吐出容量を略０％付近に減少させることにより、圧縮機１が実質的に作動停止状態にすることができる。よって、圧縮機１の回転軸をプーリ、ベルトＶを介して車両エンジンに常時連結するクラッチレスの構成としても良い。

放熱器２は、圧縮機１から吐出された高圧冷媒と図示しない送風機により強制的に送風される車室外空気との間で熱交換を行うことにより、高圧冷媒の熱を車室外空気（外部）に放出させて（放熱させて）冷却する熱交換器である。尚、放熱器２の冷媒流出側には、冷却された冷媒の気液を分離して、液冷媒のみを後述する膨張弁３側に流出させるレシーバ２ａが設けられている。レシーバ２ａは、放熱器２と一体で形成されている。

膨張弁３は、放熱器２（レシーバ２ａ）から流出される高圧冷媒を減圧する第１絞り手段である。この膨張弁３は、第１蒸発器６から流出される冷媒の温度に応じて膨張弁３の弁開度が調整される感温式の膨張弁である。

流量分配器８は、内部に第１側となる第１流路８１と、第２側となる第２流路８２とが形成された立方体または矩形体の部材であり、膨張弁３で減圧されて流入される冷媒を第１、第２流路８１、８２にそれぞれ分配する。流量分配器８には、膨張弁３から繋がる基本流路８ａが天地方向に形成されている。第１流路８１は基本流路８ａの反膨張弁側となる下端部から水平方向に折れ曲がるように形成されており、また第２流路８２は基本流路８ａの途中部位から水平方向に折れ曲がるように形成されている。流量分配器８は、放熱器２（レシーバ２ａ）から流出される冷媒流量Ｇ（圧縮機流量Ｇ）に伴う冷媒の慣性力、遠心力、重力等によって、第１、第２流路８１、８２への冷媒分配量（後述するノズル流量Ｇｎ、吸引流量Ｇｅ）を調節する自己制御機能を備えている。

尚、流量分配器８は、冷媒配管と同じ材質（例えば、アルミニウム）で形成されており、アルミ製のブロックを切削して形成したり、アルミダイキャストや、鍛造によって形成したりして製作することができる。また、流量分配器８は、真鍮や銅によって構成してもよい。流量分配器８の基本流路８ａ、第１流路８１、および第２流路８２のそれぞれは、接続されるそれぞれの冷媒配管とろう付け接合されている。

流量分配器８の第１流路８１と接続される冷媒配管はエジェクタ５と接続されている。このエジェクタ５は、冷媒を減圧する減圧手段であると共に、高速で噴出する冷媒流の吸引作用（巻き込み作用）によって冷媒の循環を行う流体輸送用の冷媒循環手段でもある。

エジェクタ５には、流量分配器８で分配された第１流路８１からの冷媒を取り入れ、その通路面積を小さく絞って冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部５ａと、ノズル部５ａの冷媒噴出口と連通するように配置され、後述する第２蒸発器７からの気相冷媒を吸引する吸引部５ｂとが備えられている。

更に、エジェクタ５には、ノズル部５ａおよび吸引部５ｂの下流側で、ノズル部５ａから噴出される高速度の冷媒と吸引部５ｂからの吸引冷媒とを混合すると共に、混合した冷媒流れを減速し、速度エネルギを圧力エネルギに変換して昇圧させる昇圧部５ｃが設けられている。昇圧部５ｃは、冷媒の通路断面積を徐々に大きくする形状（ディフューザ形状）に形成されることで、上記の昇圧機能を有するようになっている。

昇圧部５ｃの冷媒流れ方向下流側には第１蒸発器６が接続されている。第１蒸発器６は、強制的に送風される外部空気（外部）からの吸熱作用によって、内部を流通する冷媒を蒸発させる熱交換器（吸熱器）である。第１蒸発器６の冷媒流出側は、冷媒配管によって圧縮機１の吸入側に接続されている。

吸引用通路９は、流量分配器８の第２流路８２から上記エジェクタ５の吸引部５ｂに接続される配管である。吸引用通路９には、第２絞り手段であるキャピラリ４と、キャピラリ４よりも下流側となる部位に配設される第２蒸発器７とが設けられている。

キャピラリ４は、第２蒸発器８へ流入する冷媒の流量調整と減圧を行うものであり、螺旋状に券回された細管によって形成されている。尚、第２絞り手段は、オリフィスなどの固定絞りにて構成しても良い。

第２蒸発器７は、強制的に送風される外部空気（外部）からの吸熱作用によって、内部を流通する冷媒を蒸発させる熱交換器（吸熱器）である。第２蒸発器７は、上記第１蒸発器６に対して、外部空気の流れの下流側に直列配置されている。

図示しない制御装置は、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ている。この制御装置には、乗員による操作パネル（図示せず）からの各種操作信号（空調作動スイッチ、設定温度スイッチ等）、各種センサ群からの検出信号等が入力されるようになっており、制御装置は、これらの入力信号を用いてＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って各種機器（主に圧縮機１）の作動を制御する。

次に、上述構成に基づく本実施形態の作動について、図２〜図５を加えて説明する。乗員からの空調作動スイッチ、設定温度スイッチ等が入力されると、制御装置から出力される制御信号が圧縮機１の電磁クラッチに通電され、電磁クラッチが接続状態となり、圧縮機１に車両走行用エンジンから回転駆動力が伝達される。

そして、制御装置から圧縮機１の電磁式容量制御弁に制御プログラムに基づいて制御電流Ｉｎ（制御信号）が出力されると、圧縮機１の吐出容量が調節され、圧縮機１は第１蒸発器６から気相冷媒を吸入、圧縮して吐出する。

圧縮機１から圧縮吐出された高温高圧の気相冷媒は放熱器２に流入する。放熱器２では高温高圧の冷媒が車室外空気により冷却されて凝縮する。放熱器２から流出した放熱後の高圧冷媒は、レシーバ２ａに流入して、レシーバ２ａによって気液二相に分離される。

そして、レシーバ２ａから流出した液相冷媒は、膨張弁３によって所望の圧力に減圧膨張され、気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、流量分配器８へ流入し、流量分配器８によって、第１流路８１からエジェクタ５へ向かう冷媒流れ（第１側の冷媒）と、第２流路８２からキャピラリ４へ向かう冷媒流れ（第２側の冷媒）とにそれぞれ適切な流量で分配される。

そして、流量分配器８の第１流路８１からエジェクタ５に流入した冷媒は、ノズル部５ａで減圧され膨張する。この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されるので、冷媒はノズル部５ａの噴出口から高速度となって噴出する。そして、この冷媒噴出流の冷媒吸引作用により、吸引部５ｂから第２蒸発器７を通過した後の冷媒が吸引されることになる。

ノズル部５ａから噴出した冷媒と吸引部５ｂに吸引された冷媒は、ノズル部５ａの下流側の昇圧部５ｃに流入する。この昇圧部５ｃでは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るため、冷媒の圧力が上昇する。

そして、エジェクタ５の昇圧部５ｃから流出された冷媒は第１蒸発器６に流入する。第１蒸発器６では、低圧冷媒が外部空気から吸熱して蒸発する。つまり、外部空気が冷却されることになる。そして、第１蒸発器６を通過後の冷媒は圧縮機１に吸入され、再び圧縮される。

また、流量分配器８の第２流路８１から吸引用通路９を通り、キャピラリ４に流入した冷媒は、キャピラリ４によって減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第２蒸発器７に流入する。第２蒸発器７では、流入した低圧冷媒が第１蒸発器６で冷却された外部空気から更に吸熱して蒸発する。つまり、外部空気が更に冷却されることになる。そして、第２蒸発器７で蒸発した冷媒は、エジェクタ５の吸引部５ｂから吸引されて、昇圧部５ｃでノズル部５ａを通過した液相冷媒と混合して第１蒸発器６に流入していく。

ここで、エジェクタ５のノズル部５ａに流入される冷媒流量をノズル流量Ｇｎとし、また吸引部５ｂに流入される冷媒流量を吸引流量Ｇｅとした時、図２（図４）に示すように、エジェクタ５においては、ノズル流量Ｇｎに対する吸引流量Ｇｅの比、即ち流量比Ｇｅ／Ｇｎが小さくなるほど、エジェクタ５による昇圧量は大きくなるようになっている。

よって、夏場等で放熱器２の放熱負荷、あるいは第１、第２蒸発器６、７の吸熱負荷（以下、総じて熱負荷）が所定負荷（以下、高負荷時）となるような場合は、必要とされる冷凍能力が大きく、圧縮機１から吐出される圧縮機流量Ｇが増加される。そして、流量分配器８の第１流路８１からエジェクタ５のノズル部５ａに供給されるノズル流量Ｇｎも増加され、ノズル効率を高く維持でき、エジェクタ効率が向上する。具体的には、図３の高負荷線図に示すように、第１流路８１側の冷媒の乾き度（以下、ノズル入口乾き度）Ｘ１と第２流路８２側の冷媒の乾き度（以下、キャピラリ入口乾き度）Ｘ２とが同等に調節されて、その結果、エジェクタ５による昇圧量が確保され（図２のＡ点）、冷凍サイクルＣＯＰの向上効果分を高く維持することができる。

しかしながら、春先、冬場等のように熱負荷が上記高負荷時より低い側となる低負荷時においては、通常、必要とされる冷凍能力が小さくなり、圧縮機流量Ｇが低下され、ノズル流量Ｇｎも低下されて、エジェクタ５による昇圧量が小さくなり（図２のＢ点）、その結果、上記高負荷時ほどのＣＯＰ向上効果が得られなくなる。

ここで、本実施形態の流量分配器８は、熱負荷に応じて第１流路８１側、および第２流路８２側への冷媒流量比を調節可能としているので、低負荷時においても以下のように高いＣＯＰ向上効果を得ることができる。

即ち、低負荷時においては、図３の低負荷線図に示すように、流量分配器８は、圧縮機流量Ｇの低下に応じて、液冷媒の慣性力、遠心力、重力等によって第１流路８１側に優先的に液相冷媒を供給する。具体的には、流量分配器８は、ノズル入口乾き度Ｘ１をキャピラリ入口乾き度Ｘ２よりも小さくすることで、ノズル部５ａ側の液相冷媒流量を増加させ（図２の作動１−入力エネルギ増加）、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくして（図２の作動２−流量比低下）、昇圧量を大きくする（図２の作動３−昇圧量確保、Ｃ点）。よって、低負荷時におけるエジェクタ効率を高く維持すると共に、昇圧量を確保して、冷凍サイクルＣＯＰを向上させることができる。

次に、熱負荷が上記高負荷時よりも更に高くなる超高負荷時（所定負荷よりも高い側となる高負荷時）の作動について説明する。超高負荷時においては、冷凍サイクルを循環する圧縮機流量Ｇが過度に多くなる。ノズル部５ａへのノズル流量Ｇｎが過度に多くなると、ノズル部５ａ内で冷媒の不足膨張が起こり、ノズル部５ａの効率が低下するため、エネルギ回収量が減少して、その結果としてエジェクタ５の入力エネルギが減少し、昇圧量が小さくなる（図４のＤ点）。

従って、超高負荷時においては、図５の超高負荷線図に示すように、流量分配器８は、圧縮機流量Ｇの増加に応じて、第１流路８１側の液相冷媒量を低下させる。具体的には、流量分配器８は、ノズル入口乾き度Ｘ１をキャピラリ入口乾き度Ｘ２よりも大きくすることで、ノズル部５ａ側の液相冷媒流量を減少させ、ノズル部５ａ内で冷媒を適正膨張させ、ノズル部５ａの効率を向上させる（図４の作動１−適正膨張による入力エネルギ増加）。この時、流量比Ｇｅ／Ｇｎは、低負荷時とは逆に大きくなる（図４の作動２−流量比増加）。よって、超高負荷時においては、流量比Ｇｅ／Ｇｎは増加するものの、ノズル入口乾き度Ｘ１をキャピラリ入口乾き度Ｘ２より大きくすることで、ノズル効率が向上し入力エネルギが増大する効果により、ノズル部５ａの効率向上に伴う昇圧量を確保することができ（図４の作動３−昇圧量確保、Ｅ点）、冷凍サイクルＣＯＰを向上させることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、各機器（３〜６、８）は個々に独立形成されたものとして説明したが、以下のような一体成形品としても良い。

即ち、流量分配器８と膨張弁３とを一体的に形成しても良い。また流量分配器８とキャピラリ４とを一体的に形成しても良い。また、流量分配器８とエジェクタ５とを一体的に形成しても良い。これにより、流量分配器８近傍の機器の小型化が可能となり、車両に対して搭載性に優れる蒸気圧縮式冷凍サイクルとすることができる。

更には、流量分配器８、エジェクタ５、および第１蒸発器６を一体的に形成するようにしても良い。これにより、例えば第１蒸発器６を基本部材として、流量分配器８、およびエジェクタ５に対する専用の搭載スペース、組付け工数を不要として、車両に対して搭載性に優れる蒸気圧縮式冷凍サイクルとすることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態における蒸気圧縮式冷凍サイクルは、上記のような車両用空調装置に代えて、家庭用の給湯器用または室内空調用のヒートポンプサイクルに適用することができる。

圧縮機１は、斜板式の可変容量型圧縮機に限らず、スクロール式やロータリー式等の固定容量型のものでも良い。

また、レシーバ２ａを廃止して、第１蒸発器６の冷媒流出側にアキュムレータを設けたものとしても良い。また、第１絞り手段として、電気式の流量調節弁としたり、固定式の流量調節弁としても良い。

また、上記実施形態におけるエジェクタは、ノズルの冷媒流路面積を可変することにできる可変流量型でも良い。

また、上記実施形態においては、特に冷媒の種類を特定していないが、フロン系冷媒、ＨＣ系冷媒、二酸化炭素冷媒等を用いるものであって、通常サイクルに加えて超臨界サイクルおよび亜臨界サイクルに適用されるものとすることができる。

本発明の実施形態における蒸気圧縮式冷凍サイクルの全体構成を示す模式図である。 低負荷時におけるエジェクタの昇圧量を示すグラフである。 低負荷時における冷凍サイクルの作動を示す作動線図である。 超高負荷時におけるエジェクタの昇圧量を示すグラフである。 超高負荷時における冷凍サイクルの作動を示す作動線図である。 エジェクタによる昇圧量が低下する場合を示すグラフである。

符号の説明

１ 圧縮機
２ 放熱器
３ 膨張弁（第１絞り手段）
４ キャピラリ（第２絞り手段）
５ エジェクタ
５ａ ノズル部
５ｂ 吸引部
５ｃ 昇圧部
６ 第１蒸発器
７ 第２蒸発器
８ 流量分配器
９ 吸引用通路

Claims (7)

1. 冷媒を吸入して高圧冷媒に圧縮する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機（１）から吐出された前記高圧冷媒の熱を外部へ放出する放熱器（２）と、
   前記放熱器（２）下流側の冷媒を気液２相状態に減圧する第１絞り手段（３）と、
   前記第１絞り手段（３）によって減圧された冷媒の流れを第１側および第２側に分配する流量分配器（８）と、
   前記流量分配器（８）によって分配された前記第１側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５ａ）、前記ノズル部（５ａ）から噴出する高い速度の冷媒流により冷媒を吸引する吸引部（５ｂ）、および前記高い速度の冷媒と前記吸引部（５ｂ）からの吸引冷媒とを混合して昇圧する昇圧部（５ｃ）を有するエジェクタ（５）と、
   前記エジェクタ（５）から流出した冷媒を外部からの吸熱によって蒸発させ、前記圧縮機（１）側に流出させる第１蒸発器（６）と、
   前記流量分配器（８）によって分配された前記第２側の冷媒を前記吸引部（５ｂ）に導く吸引用通路（９）と、
   前記吸引用通路（９）に設けられて、前記第２側の冷媒を減圧膨張させる第２絞り手段（４）と、
   前記吸引用通路（９）の前記第２絞り手段（４）よりも下流側に設けられて、前記第２側の冷媒を外部からの吸熱によって蒸発させる第２蒸発器（７）とを備える蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、
   前記流量分配器（８）は、前記放熱器（２）の放熱負荷、あるいは前記第１、第２蒸発器（６、７）の吸熱負荷に応じて、前記第１側および前記第２側への冷媒流量比を調節可能としたことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。
2. 前記流量分配器（８）は、前記各熱負荷が所定熱負荷よりも低い側となる低負荷時には、前記第１側の冷媒の乾き度（Ｘ１）が、前記第２側の冷媒の乾き度（Ｘ２）よりも小さくなるように調節することを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
3. 前記流量分配器（８）は、前記各熱負荷が所定熱負荷よりも高い側となる高負荷時には、前記第１側の冷媒の乾き度（Ｘ１）が、前記第２側の冷媒の乾き度（Ｘ２）よりも大きくなるように調節することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
4. 前記流量分配器（８）は、前記エジェクタ（５）に一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
5. 前記流量分配器（８）は、前記第１絞り手段（３）に一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
6. 前記流量分配器（８）は、前記第２絞り手段（４）に一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
7. 前記流量分配器（８）、前記エジェクタ（５）、および前記第１蒸発器（６）は、一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。

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