JP2018013260A - Cooling device, vehicle, and gas heat pump air conditioner - Google Patents

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満 石川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device which can increase a cooling ability of a refrigeration cycle of an ejector cycle which is driven by exhaust heat of a prime mover such as an engine.SOLUTION: A cooling device 10 of the invention includes: a refrigeration cycle 11 which cools ventilation air or a cooling object fluid; and an ejector cycle 12. The refrigeration cycle 11 has: a compressor 20; a condenser 21; an expansion valve 22; and an evaporator 23. The ejector cycle 12 has: a boiler 31; a condenser 34; an expansion valve 35; an evaporator 33; an ejector 32 which suctions a second refrigerant from the evaporator 33 by a suction force generated by the second refrigerant being guided from the boiler 31; and a pump 30 which transports the second refrigerant to the boiler 31. Further, a first refrigerant discharged from the condenser 21 of the refrigeration cycle 11 is cooled by the evaporator 33 of the ejector cycle 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、冷却装置、車両およびガスヒートポンプ空調機に関する。特に本発明は、冷凍サイクルの凝縮器から吐出された冷媒を、エジェクタサイクルで更に冷却することで、冷凍サイクルの冷却能力を増大させた冷却装置、車両およびガスヒートポンプ空調機に関する。   The present invention relates to a cooling device, a vehicle, and a gas heat pump air conditioner. In particular, the present invention relates to a cooling device, a vehicle, and a gas heat pump air conditioner in which the cooling capacity of the refrigeration cycle is increased by further cooling the refrigerant discharged from the condenser of the refrigeration cycle by an ejector cycle.

車両内部や建物内部を冷却する一般的な蒸気圧縮冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、膨張手段および蒸発器を有している（特許文献１）。この蒸気圧縮冷凍サイクルの動作としては、圧縮機は冷媒を圧縮することで高温高圧の状態とし、凝縮器は冷媒を放熱することで液状とし、膨張手段は冷媒を膨張させることで湿り蒸気とし、蒸発器は冷媒を外部と熱交換することで蒸発気化させている。蒸気圧縮冷凍サイクルでは、このサイクルを繰り返すことで、車両内部や建物内部を所定温度に冷却している。このような冷凍サイクルの圧縮機は、エンジンやモータ等の原動機から与えられる駆動力で運転される。   A general vapor compression refrigeration cycle that cools the inside of a vehicle or a building includes a compressor, a condenser, an expansion unit, and an evaporator (Patent Document 1). As the operation of this vapor compression refrigeration cycle, the compressor compresses the refrigerant to be in a high temperature and high pressure state, the condenser radiates the refrigerant to make it liquid, and the expansion means expands the refrigerant to wet steam, The evaporator vaporizes the refrigerant by exchanging heat with the outside. In the vapor compression refrigeration cycle, the interior of the vehicle or the building is cooled to a predetermined temperature by repeating this cycle. A compressor of such a refrigeration cycle is operated with a driving force applied from a prime mover such as an engine or a motor.

特開２００６−２５６５５６号公報JP 2006-256556 A

しかしながら、上記した蒸気圧縮冷凍サイクルでは、凝縮器は冷媒を放熱することで冷却していたが、凝縮器から吐出される冷媒の温度が十分に低くないと、蒸発器における蒸発熱量が十分でなく、蒸気圧縮冷凍サイクルの冷却能力が十分に確保されない場合があった。   However, in the above-described vapor compression refrigeration cycle, the condenser is cooled by dissipating the refrigerant, but if the temperature of the refrigerant discharged from the condenser is not sufficiently low, the amount of heat of evaporation in the evaporator is not sufficient. In some cases, the cooling capacity of the vapor compression refrigeration cycle is not sufficiently ensured.

また、上記した一般的な冷凍サイクルは、エンジンやモータなどの原動機で運転されているものの、原動機から排出される排熱は殆ど再利用されることなく、外部に排出されており、エネルギの再利用の観点から改善の余地があった。   In addition, although the above-described general refrigeration cycle is operated by a prime mover such as an engine or a motor, the waste heat exhausted from the prime mover is exhausted to the outside with almost no reuse. There was room for improvement in terms of usage.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン等の原動機の排熱で駆動するエジェクタサイクルで冷凍サイクルの冷却能力を増大することが出来る冷却装置、車両およびガスヒートポンプ空調機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a cooling device capable of increasing the cooling capacity of a refrigeration cycle in an ejector cycle driven by exhaust heat of a prime mover such as an engine, The object is to provide a vehicle and a gas heat pump air conditioner.

本発明の冷却装置は、送風する空気または冷却対象流体を冷却する冷凍サイクルと、エジェクタサイクルと、を具備し、前記冷凍サイクルは、第１冷媒を高圧状態とする第１圧縮機と、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒を放熱する第１凝縮器と、前記第１凝縮器から吐出された前記第１冷媒を膨張させる第１膨張手段と、前記第１膨張手段を経た前記第１冷媒を前記空気と熱交換して蒸発させる第１蒸発器と、を有し、前記エジェクタサイクルは、外部から供給される熱エネルギで第２冷媒を加熱し沸騰させる加熱器と、前記第２冷媒を放熱する第２凝縮器と、前記第２凝縮器から吐出された前記第２冷媒を膨張させる第２膨張手段と、前記第２膨張手段を経た前記第２冷媒を熱交換することで蒸発させる第２蒸発器と、前記第２冷媒を前記加熱器から導くことで発生する吸引力で前記第２蒸発器から前記第２冷媒を吸引するエジェクタと、前記第２凝縮器から吐出された前記第２冷媒を前記加熱器に輸送する輸送手段と、を有し、前記冷凍サイクルの前記第１凝縮器から吐出された前記第１冷媒を、前記エジェクタサイクルの前記第２蒸発器で冷却することを特徴とする。   The cooling device of the present invention includes a refrigeration cycle that cools air to be blown or a fluid to be cooled, and an ejector cycle. The refrigeration cycle includes a first compressor that puts a first refrigerant in a high-pressure state, and the first A first condenser that dissipates the first refrigerant discharged from one compressor, a first expansion means that expands the first refrigerant discharged from the first condenser, and the first expansion means that passes through the first expansion means. A first evaporator that evaporates the first refrigerant by exchanging heat with the air, and the ejector cycle includes a heater that heats and boiles the second refrigerant with thermal energy supplied from the outside; Heat exchange between the second condenser that radiates two refrigerants, the second expansion means that expands the second refrigerant discharged from the second condenser, and the second refrigerant that has passed through the second expansion means. A second evaporator to evaporate, and the second evaporator An ejector that sucks the second refrigerant from the second evaporator with suction generated by guiding the medium from the heater, and the second refrigerant discharged from the second condenser is transported to the heater. Transporting means, wherein the first refrigerant discharged from the first condenser of the refrigeration cycle is cooled by the second evaporator of the ejector cycle.

また、本発明の冷却装置では、前記エジェクタサイクルの前記加熱器は、原動機の排熱で前記第２冷媒を沸騰させることを特徴とする。   In the cooling device of the present invention, the heater of the ejector cycle boils the second refrigerant by the exhaust heat of the prime mover.

また、本発明の冷却装置では、前記エジェクタは、前記加熱器から吐出された前記第２冷媒が流入する取込口と、前記第２冷媒が低圧となることで前記第２蒸発器から前記第２冷媒が流入する吸込口と、圧力を回復した前記第２冷媒が前記第２凝縮器に送られる排出口と、を有することを特徴とする。   Further, in the cooling device of the present invention, the ejector includes the intake port through which the second refrigerant discharged from the heater flows, and the second evaporator from the second evaporator due to the low pressure of the second refrigerant. It has a suction port through which two refrigerants flow, and a discharge port through which the second refrigerant whose pressure has been recovered is sent to the second condenser.

また、本発明は、上記冷却装置を備えた車両であり、前記冷凍サイクルの前記第１蒸発器で冷却された前記空気を車室に導入し、前記車両に駆動力を与えるエンジンまたはモータから発生する排熱で、前記エジェクタサイクルの前記加熱器を加熱することを特徴とする。   Further, the present invention is a vehicle provided with the above-described cooling device, and is generated from an engine or a motor that introduces the air cooled by the first evaporator of the refrigeration cycle into a passenger compartment and applies driving force to the vehicle. The heater of the ejector cycle is heated with exhaust heat.

また、本発明は、上記冷却装置を備えたガスヒートポンプ空調機であり、前記冷凍サイクルの前記第１蒸発器で冷却された流体を冷却対象の空間に導入し、前記第１圧縮機を駆動するガスエンジンから発生する排熱で、前記エジェクタサイクルの前記加熱器を加熱することを特徴とする。   Moreover, this invention is a gas heat pump air conditioner provided with the said cooling device, introduce | transduces the fluid cooled with the said 1st evaporator of the said refrigerating cycle into the space of cooling object, and drives the said 1st compressor. The heater of the ejector cycle is heated by exhaust heat generated from a gas engine.

本発明の冷却装置は、送風する空気または冷却対象流体を冷却する冷凍サイクルと、エジェクタサイクルと、を具備し、前記冷凍サイクルは、第１冷媒を高圧状態とする第１圧縮機と、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒を放熱する第１凝縮器と、前記第１凝縮器から吐出された前記第１冷媒を膨張させる第１膨張手段と、前記第１膨張手段を経た前記第１冷媒を前記空気と熱交換して蒸発させる第１蒸発器と、を有し、前記エジェクタサイクルは、外部から供給される熱エネルギで第２冷媒を加熱し沸騰させる加熱器と、前記第２冷媒を放熱する第２凝縮器と、前記第２凝縮器から吐出された前記第２冷媒を膨張させる第２膨張手段と、前記第２膨張手段を経た前記第２冷媒を熱交換することで蒸発させる第２蒸発器と、前記第２冷媒を前記加熱器から導くことで発生する吸引力で前記第２蒸発器から前記第２冷媒を吸引するエジェクタと、前記第２凝縮器から吐出された前記第２冷媒を前記加熱器に輸送する輸送手段と、を有し、前記冷凍サイクルの前記第１凝縮器から吐出された前記第１冷媒を、前記エジェクタサイクルの前記第２蒸発器で冷却することを特徴とする。従って、冷凍サイクルの第１凝縮器から吐出された第１冷媒を、エジェクタサイクルの第２蒸発器で冷却することから、第１蒸発器における蒸発熱量を増大することができ、第１圧縮機の圧縮容量を低減させることができる。よって、本発明の冷却装置が適用される車両やガスヒートポンプ空調機の稼働効率を向上させることが出来る。   The cooling device of the present invention includes a refrigeration cycle that cools air to be blown or a fluid to be cooled, and an ejector cycle. The refrigeration cycle includes a first compressor that puts a first refrigerant in a high-pressure state, and the first A first condenser that dissipates the first refrigerant discharged from one compressor, a first expansion means that expands the first refrigerant discharged from the first condenser, and the first expansion means that passes through the first expansion means. A first evaporator that evaporates the first refrigerant by exchanging heat with the air, and the ejector cycle includes a heater that heats and boiles the second refrigerant with thermal energy supplied from the outside; Heat exchange between the second condenser that radiates two refrigerants, the second expansion means that expands the second refrigerant discharged from the second condenser, and the second refrigerant that has passed through the second expansion means. A second evaporator to evaporate, and the second evaporator An ejector that sucks the second refrigerant from the second evaporator with suction generated by guiding the medium from the heater, and the second refrigerant discharged from the second condenser is transported to the heater. Transporting means, wherein the first refrigerant discharged from the first condenser of the refrigeration cycle is cooled by the second evaporator of the ejector cycle. Accordingly, since the first refrigerant discharged from the first condenser of the refrigeration cycle is cooled by the second evaporator of the ejector cycle, the amount of heat of evaporation in the first evaporator can be increased, and the first compressor The compression capacity can be reduced. Therefore, the operating efficiency of the vehicle and gas heat pump air conditioner to which the cooling device of the present invention is applied can be improved.

また、本発明の冷却装置では、前記エジェクタサイクルの前記加熱器は、原動機の排熱で前記第２冷媒を沸騰させることを特徴とする。従って、第２冷媒を原動機の排熱で加熱できることから、エジェクタサイクルが消費するエネルギを低減させ、冷却装置が装備される機械の運転に必要とされるエネルギを低減することが出来る。   In the cooling device of the present invention, the heater of the ejector cycle boils the second refrigerant by the exhaust heat of the prime mover. Therefore, since the second refrigerant can be heated by the exhaust heat of the prime mover, the energy consumed by the ejector cycle can be reduced, and the energy required for operating the machine equipped with the cooling device can be reduced.

また、本発明の冷却装置では、前記エジェクタは、前記加熱器から吐出された前記第２冷媒が流入する取込口と、前記第２冷媒が低圧となることで前記第２蒸発器から前記第２冷媒が流入する吸込口と、圧力を回復した前記第２冷媒が前記第２凝縮器に送られる排出口と、を有することを特徴とする。従って、エジェクタに流入する第２冷媒の圧力を低くし、この低圧により吸込口を経由して第２蒸発器から第２冷媒を吸引している。よって、第２蒸発器の内部において第２冷媒を蒸発させ、冷凍サイクルで用いられる第１冷媒を冷却することが出来る。   Further, in the cooling device of the present invention, the ejector includes the intake port through which the second refrigerant discharged from the heater flows, and the second evaporator from the second evaporator due to the low pressure of the second refrigerant. It has a suction port through which two refrigerants flow, and a discharge port through which the second refrigerant whose pressure has been recovered is sent to the second condenser. Therefore, the pressure of the second refrigerant flowing into the ejector is lowered, and the second refrigerant is sucked from the second evaporator via the suction port by this low pressure. Therefore, the second refrigerant can be evaporated inside the second evaporator, and the first refrigerant used in the refrigeration cycle can be cooled.

また、本発明は、上記冷却装置を備えた車両であり、前記冷凍サイクルの前記第１蒸発器で冷却された前記空気を車室に導入し、前記車両に駆動力を与えるエンジンまたはモータから発生する排熱で、前記エジェクタサイクルの前記加熱器を加熱することを特徴とする。従って、エンジン等の排熱を利用してエジェクタサイクルを運転し、車両の車室内を冷却する冷凍サイクルの第１冷媒を冷却することから、空調機を運転させつつ稼働する車両の燃費を向上させることが出来る。   Further, the present invention is a vehicle provided with the above-described cooling device, and is generated from an engine or a motor that introduces the air cooled by the first evaporator of the refrigeration cycle into a passenger compartment and applies driving force to the vehicle. The heater of the ejector cycle is heated with exhaust heat. Therefore, by operating the ejector cycle using exhaust heat from the engine or the like and cooling the first refrigerant of the refrigeration cycle that cools the interior of the vehicle, the fuel efficiency of the vehicle operating while operating the air conditioner is improved. I can do it.

また、本発明は、上記冷却装置を備えたガスヒートポンプ空調機であり、前記冷凍サイクルの前記第１蒸発器で冷却された流体を冷却対象の空間に導入し、前記第１圧縮機を駆動するガスエンジンから発生する排熱で、前記エジェクタサイクルの前記加熱器を加熱することを特徴とする。従って、従来は外部に放出されていたガスエンジンの排熱でエジェクタサイクルを運転することから、ガスヒートポンプ空調機の運転で消費される燃料を減少させることが出来る。   Moreover, this invention is a gas heat pump air conditioner provided with the said cooling device, introduce | transduces the fluid cooled with the said 1st evaporator of the said refrigerating cycle into the space of cooling object, and drives the said 1st compressor. The heater of the ejector cycle is heated by exhaust heat generated from a gas engine. Therefore, since the ejector cycle is operated by the exhaust heat of the gas engine that has been released to the outside in the past, the fuel consumed by the operation of the gas heat pump air conditioner can be reduced.

本発明の実施形態に係る冷却装置を備えた車両を示す側面図である。It is a side view showing a vehicle provided with a cooling device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る冷却装置を示す図であり、（Ａ）は冷却装置の構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は冷凍サイクルのｐ−ｈ線図である。It is a figure which shows the cooling device which concerns on embodiment of this invention, (A) is a block diagram which shows the structure of a cooling device, (B) is a ph diagram of a refrigerating cycle. 本発明の実施形態に係る冷却装置を示す図であり、（Ａ）はエジェクタサイクルを示す図であり、（Ｂ）はエジェクタサイクルのｐ−ｈ線図である。It is a figure which shows the cooling device which concerns on embodiment of this invention, (A) is a figure which shows an ejector cycle, (B) is a ph diagram of an ejector cycle. 本発明の実施形態に係る冷却装置を示す図であり、（Ａ）はエジェクタを示す斜視図であり、（Ｂ）はエジェクタ内部の圧力等を示すグラフである。It is a figure which shows the cooling device which concerns on embodiment of this invention, (A) is a perspective view which shows an ejector, (B) is a graph which shows the pressure etc. inside an ejector. 本発明の実施形態に係る冷却装置を備えたガスヒートポンプ空調機を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the gas heat pump air conditioner provided with the cooling device which concerns on embodiment of this invention.

以下、図を参照して本形態の冷却装置１０の構成を説明する。尚、以下の説明では、同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, the configuration of the cooling device 10 of the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted.

図１に、本形態の冷却装置１０が備えられた車両１４を示す。車両１４の前方部分に形成されたエンジンルームには、エンジン１３および冷却装置１０が内蔵されている。   FIG. 1 shows a vehicle 14 provided with the cooling device 10 of this embodiment. An engine room and a cooling device 10 are built in an engine room formed in a front portion of the vehicle 14.

エンジン１３は、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンであり、車両１４に駆動力を与える原動機である。後述するように、エンジン１３は、冷却装置１０の圧縮機２０、およびエジェクタサイクル１２のポンプ３０にも駆動力を与えても良い。ここで、車両１４に駆動力を与える原動機としては、エンジン１３に替えて、またはそれに加えてモータが採用されてもよい。車両１４がエンジン１３およびモータを備えたハイブリッド車の場合は、エンジン１３およびモータの両方から発生する排熱で、後述するエジェクタサイクル１２が駆動されてもよい。   The engine 13 is, for example, a gasoline engine or a diesel engine, and is a prime mover that gives driving force to the vehicle 14. As will be described later, the engine 13 may also apply driving force to the compressor 20 of the cooling device 10 and the pump 30 of the ejector cycle 12. Here, as the prime mover that gives the driving force to the vehicle 14, a motor may be employed instead of or in addition to the engine 13. In the case where the vehicle 14 is a hybrid vehicle including an engine 13 and a motor, an ejector cycle 12 described later may be driven by exhaust heat generated from both the engine 13 and the motor.

冷却装置１０は、車両１４の車室１５に供給または循環される空気を冷却する冷凍サイクル１１と、冷凍サイクル１１の冷却能力を増強するエジェクタサイクル１２とから構成されている。後述するように、本形態では、冷凍サイクル１１の凝縮器２１で液化された冷媒を、エジェクタサイクル１２の蒸発器３３で更に冷却するので、冷凍サイクル１１の冷却能力が増強されている。以下の説明では、冷凍サイクル１１を循環する冷媒を第１冷媒と称し、エジェクタサイクル１２を循環する冷媒を第２冷媒と称する。   The cooling device 10 includes a refrigeration cycle 11 that cools the air that is supplied to or circulated into the passenger compartment 15 of the vehicle 14, and an ejector cycle 12 that enhances the cooling capacity of the refrigeration cycle 11. As will be described later, in this embodiment, since the refrigerant liquefied by the condenser 21 of the refrigeration cycle 11 is further cooled by the evaporator 33 of the ejector cycle 12, the cooling capacity of the refrigeration cycle 11 is enhanced. In the following description, the refrigerant circulating in the refrigeration cycle 11 is referred to as a first refrigerant, and the refrigerant circulating in the ejector cycle 12 is referred to as a second refrigerant.

図２を参照して、上記した冷却装置１０の構成等を詳述する。図２（Ａ）は冷却装置１０の構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は冷却装置１０における冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。   With reference to FIG. 2, the configuration of the cooling device 10 described above will be described in detail. FIG. 2A is a block diagram showing the configuration of the cooling device 10, and FIG. 2B is a ph diagram showing the state of the refrigerant in the cooling device 10.

図２（Ａ）を参照して、上記したように、冷却装置１０は、車内や室内に送風する空気または冷却対象流体を冷却する冷凍サイクル１１（蒸気圧縮冷凍サイクル）と、冷凍サイクル１１の冷却能力を増強するエジェクタサイクル１２とを有している。冷凍サイクル１１の圧縮機２０はエンジン１３等の原動機で駆動される一方、エジェクタサイクル１２はエンジン１３の排熱で運転されている。後述するように、冷凍サイクル１１の凝縮器２１から吐出された冷媒を、エジェクタサイクル１２の蒸発器３３で更に冷却することで、冷凍サイクル１１の蒸発熱量を増大させている。ここで、図２（Ａ）の●で付された符号位置における冷媒の状況を、図２（Ｂ）のグラフにおける●が付された符号位置で示している。   Referring to FIG. 2A, as described above, the cooling device 10 includes a refrigeration cycle 11 (vapor compression refrigeration cycle) that cools air to be blown into a vehicle or a room or a fluid to be cooled, and cooling of the refrigeration cycle 11. And an ejector cycle 12 for enhancing the capacity. The compressor 20 of the refrigeration cycle 11 is driven by a prime mover such as the engine 13, while the ejector cycle 12 is operated by exhaust heat of the engine 13. As will be described later, the refrigerant discharged from the condenser 21 of the refrigeration cycle 11 is further cooled by the evaporator 33 of the ejector cycle 12, thereby increasing the amount of heat of evaporation of the refrigeration cycle 11. Here, the state of the refrigerant at the symbol position marked with ● in FIG. 2A is indicated by the symbol position marked with ● in the graph of FIG.

冷凍サイクル１１は、冷媒配管を経由して相互に接続された圧縮機２０（第１圧縮機）、凝縮器２１（第１凝縮器）、膨張弁２２（第１膨張手段）および蒸発器２３（第１蒸発器）を有している。圧縮機２０は、第１冷媒を圧縮することで高温高圧の状態とする。凝縮器２１は、車外から取り入れた空気と第１冷媒との間で熱交換することで、第１冷媒を液状とする。凝縮器２１にて熱交換することで高温とされた空気は車外に放出される。膨張弁２２は、第１冷媒を膨張させることで湿り蒸気とする機能を有し、膨張弁２２の替わりにキャピラリーチューブが採用されてもよい。蒸発器２３は、第１冷媒を空気と熱交換することで蒸発気化させ、車室１５に供給される空気を冷却する。冷凍サイクル１１を流通する第１冷媒としては、例えばＲ１３４ａを採用することが出来る。   The refrigeration cycle 11 includes a compressor 20 (first compressor), a condenser 21 (first condenser), an expansion valve 22 (first expansion means), and an evaporator 23 (connected to each other via a refrigerant pipe. A first evaporator). The compressor 20 is brought into a high temperature and high pressure state by compressing the first refrigerant. The condenser 21 makes the first refrigerant liquid by exchanging heat between the air taken from outside the vehicle and the first refrigerant. The air heated to a high temperature by exchanging heat in the condenser 21 is discharged outside the vehicle. The expansion valve 22 has a function of generating wet steam by expanding the first refrigerant, and a capillary tube may be employed instead of the expansion valve 22. The evaporator 23 evaporates and vaporizes the first refrigerant by exchanging heat with the air, and cools the air supplied to the passenger compartment 15. As the first refrigerant flowing through the refrigeration cycle 11, for example, R134a can be employed.

エジェクタサイクル１２は、冷媒配管で相互に接続されたボイラ３１（加熱器）と、エジェクタ３２と、蒸発器３３（第２蒸発器）と、膨張弁３５（第２膨張手段）と、ポンプ３０（輸送手段）と、凝縮器３４（第２凝縮器）を備えている。エジェクタサイクル１２は、エンジン１３の排熱を用いて運転され、冷凍サイクル１１の第１冷媒を冷却することで、冷凍サイクル１１の冷却能力を増強するものである。ここで、エジェクタサイクル１２で用いられる第２冷媒としては、例えば水あるいはアルコール水溶液を採用することが出来る。   The ejector cycle 12 includes a boiler 31 (heater), an ejector 32, an evaporator 33 (second evaporator), an expansion valve 35 (second expansion means), a pump 30 ( Transportation means) and a condenser 34 (second condenser). The ejector cycle 12 is operated using the exhaust heat of the engine 13 and enhances the cooling capacity of the refrigeration cycle 11 by cooling the first refrigerant of the refrigeration cycle 11. Here, as the second refrigerant used in the ejector cycle 12, for example, water or an aqueous alcohol solution can be employed.

ポンプ３０は、凝縮器３４で液化された第２冷媒をボイラ３１に供給する機能を有する。ポンプ３０は、このように第２冷媒を輸送できる圧力を発生すれば良いので高出力である必要はなく、小型のポンプを採用することができ、その消費電力を少なくすることが出来る。   The pump 30 has a function of supplying the second refrigerant liquefied by the condenser 34 to the boiler 31. The pump 30 only needs to generate a pressure capable of transporting the second refrigerant in this way, and therefore does not need to have a high output, can employ a small pump, and can reduce power consumption.

ボイラ３１は、エンジン１３から発生する排熱等の熱エネルギを利用して第２冷媒を沸騰させる加熱器である。排熱としては、例えば、エンジン１３から排出される排ガスに含まれる熱、エンジン１３を冷却した空気に含まれる熱、ここでは図示しないモータを冷却した空気に含まれる熱である。このような排熱を利用して、ボイラ３１で第２冷媒を加熱して沸騰させることで、エジェクタサイクル１２を駆動するための専用の熱源を用意すること無く、冷凍サイクル１１の冷却能力を増強することが出来る。   The boiler 31 is a heater that boiles the second refrigerant using heat energy such as exhaust heat generated from the engine 13. The exhaust heat is, for example, heat contained in exhaust gas exhausted from the engine 13, heat contained in air that has cooled the engine 13, and heat contained in air that has cooled a motor (not shown). By utilizing such exhaust heat, the second refrigerant is heated and boiled in the boiler 31, thereby enhancing the cooling capacity of the refrigeration cycle 11 without preparing a dedicated heat source for driving the ejector cycle 12. I can do it.

エジェクタ３２は、ボイラ３１で得られる高温高圧の第２冷媒蒸気を用いて超音速流を発生させ、それが作り出す低圧により、蒸発器３３から第２冷媒を吸引する。エジェクタ３２の構造およびその機能は、図３を参照して後述する。ボイラ３１および蒸発器３３から導かれた第２冷媒蒸気はエジェクタ３２の内部で混合された後に、凝縮器３４に導入される。   The ejector 32 generates a supersonic flow using the high-temperature and high-pressure second refrigerant vapor obtained in the boiler 31 and sucks the second refrigerant from the evaporator 33 by the low pressure generated by the supersonic flow. The structure and function of the ejector 32 will be described later with reference to FIG. The second refrigerant vapor guided from the boiler 31 and the evaporator 33 is mixed inside the ejector 32 and then introduced into the condenser 34.

凝縮器３４は、エジェクタ３２から導入された第２冷媒蒸気と外部との間で熱交換を行うことで第２冷媒を液化する。   The condenser 34 liquefies the second refrigerant by exchanging heat between the second refrigerant vapor introduced from the ejector 32 and the outside.

膨張弁３５は、凝縮器３４から導入された第２冷媒を膨張することで、第２冷媒を湿り蒸気とする膨張手段である。ここでも、膨張弁３５の替わりにキャピラリーチューブが採用されてもよい。   The expansion valve 35 is an expansion means that expands the second refrigerant introduced from the condenser 34 to use the second refrigerant as wet steam. Here, a capillary tube may be employed instead of the expansion valve 35.

蒸発器３３は、膨張弁３５で膨張された第２冷媒が導入され、エジェクタ３２で吸引されることで、蒸発器３３の内部で第２冷媒が蒸発する。これにより、蒸発器３３にて、冷凍サイクル１１を循環する第１冷媒と、エジェクタサイクル１２を循環する第２冷媒との間で熱交換が行われ、冷凍サイクル１１の凝縮器２１から吐出された第１冷媒を更に冷却することが出来る。   In the evaporator 33, the second refrigerant expanded by the expansion valve 35 is introduced and sucked by the ejector 32, whereby the second refrigerant evaporates inside the evaporator 33. Thereby, in the evaporator 33, heat exchange is performed between the first refrigerant circulating in the refrigeration cycle 11 and the second refrigerant circulating in the ejector cycle 12, and is discharged from the condenser 21 of the refrigeration cycle 11. The first refrigerant can be further cooled.

図２（Ｂ）は上記した構成を有する冷凍サイクル１１における第１冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。この図を参照して、圧縮機２０で第１冷媒を圧縮することで第１冷媒を過熱蒸気とし、凝縮器２１で過熱蒸気の状態の第１冷媒を外部と熱交換することで第１冷媒を飽和ないしわずかに過冷却状態の液とする。このようにすることで、符号Ａから符号Ｂを経て符号Ｃに至るまでの第１冷媒の状態変化が行われる。   FIG. 2B is a ph diagram illustrating the state of the first refrigerant in the refrigeration cycle 11 having the above-described configuration. With reference to this figure, the compressor 20 compresses the first refrigerant to convert the first refrigerant into superheated steam, and the condenser 21 heat-exchanges the first refrigerant in the superheated steam state with the outside. Is saturated or slightly supercooled. By doing in this way, the state change of the 1st refrigerant | coolant from the code | symbol A to the code | symbol C through the code | symbol B is performed.

本形態では、上記したように、凝縮器２１から吐出された飽和ないしわずかに過冷却状態の液の状態の第１冷媒液を、エジェクタサイクル１２の蒸発器３３に導入し、蒸発器３３の内部で、エジェクタサイクル１２の第２冷媒と、冷凍サイクル１１の第１冷媒とを熱交換している。この熱交換により、凝縮器２１から吐出した直後では例えば５０℃程度である第１冷媒の温度を、１５℃乃至２０℃程度まで更に冷却することが出来る。このようにすることで、符号Ｃから符号Ｄに至るまでの第１冷媒の状態変化が行われる。このように、飽和液状態である第１冷媒を更に冷却することで、後述する蒸発器２３における蒸発熱量を増大させることが出来る。ここで、エジェクタサイクル１２の蒸発器３３は、冷凍サイクル１１の第１冷媒を更に冷却する過冷却器であると見做すことも出来る。   In the present embodiment, as described above, the first refrigerant liquid in a saturated or slightly supercooled state discharged from the condenser 21 is introduced into the evaporator 33 of the ejector cycle 12, and the inside of the evaporator 33 is Thus, heat exchange is performed between the second refrigerant in the ejector cycle 12 and the first refrigerant in the refrigeration cycle 11. By this heat exchange, the temperature of the first refrigerant, which is about 50 ° C., for example, immediately after being discharged from the condenser 21 can be further cooled to about 15 ° C. to 20 ° C. By doing in this way, the state change of the 1st refrigerant | coolant from the code | symbol C to the code | symbol D is performed. In this way, by further cooling the first refrigerant in the saturated liquid state, it is possible to increase the amount of heat of evaporation in the evaporator 23 described later. Here, the evaporator 33 of the ejector cycle 12 can be regarded as a supercooler that further cools the first refrigerant of the refrigeration cycle 11.

その後、蒸発器３３で過冷却された第１冷媒が膨張弁２２を経て膨張されることで、第１冷媒は湿り蒸気となり、符号Ｄから符号Ｅに至るまでの第１冷媒の状態変化が行われる。   After that, the first refrigerant supercooled by the evaporator 33 is expanded through the expansion valve 22, so that the first refrigerant becomes wet steam, and the state change of the first refrigerant from the code D to the code E is performed. Is called.

湿り蒸気となった第１冷媒は蒸発器２３に導入され、蒸発器２３にて第１冷媒と空気とが熱交換することで、外部の空気が冷却され、冷却された空気は車両１４の車室１５に送風される。蒸発器２３で熱交換した後の第１冷媒は飽和ないしわずかに過熱状態の蒸気となり、符号Ｅから符号Ａに至るまでの第１冷媒の状態変化が行われる。蒸発器２３から吐出された第１冷媒は、圧縮機２０に帰還する。   The first refrigerant that has become wet steam is introduced into the evaporator 23, and heat exchange is performed between the first refrigerant and the air in the evaporator 23, so that the external air is cooled. Air is blown into the chamber 15. The first refrigerant after heat exchange in the evaporator 23 becomes saturated or slightly superheated steam, and the state of the first refrigerant from the sign E to the sign A is changed. The first refrigerant discharged from the evaporator 23 returns to the compressor 20.

本形態では、冷凍サイクル１１の凝縮器２１を経た第１冷媒を過冷却している。従って、本形態の蒸発器２３に於ける蒸発熱量は、状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃおよび状態Ｆの経路で状態変化する一般的な冷凍サイクルの蒸発熱量と比較すると、１．３倍乃至１．５倍程度に大きくなる。   In this embodiment, the first refrigerant that has passed through the condenser 21 of the refrigeration cycle 11 is supercooled. Accordingly, the amount of heat of evaporation in the evaporator 23 of the present embodiment is 1.3 times to 1 compared with the amount of heat of evaporation of a general refrigeration cycle that changes its state in the path of state A, state B, state C, and state F. .5 times larger.

これにより、車室１５の快適性を確保しつつ、冷房運転する車両１４の燃費を向上させることが出来る。具体的には、従来の車両用エアコンは基本的にはエンジン１３の動力のみで運転されていたため、エアコンを運転しつつ車両１４を走行させると、エンジン１３から発生する駆動力の少なくない部分がコンプレッサの運転で消費されてしまい、このことが車両１４の燃費を悪化させていた。特に、排気量が小さい小型の乗用車ではこの傾向が顕著であった。   Thereby, the fuel consumption of the vehicle 14 that performs the cooling operation can be improved while ensuring the comfort of the passenger compartment 15. Specifically, since the conventional vehicle air conditioner is basically operated only by the power of the engine 13, when the vehicle 14 is run while the air conditioner is operated, there is a portion where the driving force generated from the engine 13 is not small. It was consumed by the operation of the compressor, which worsened the fuel consumption of the vehicle 14. This tendency was particularly noticeable in small passenger cars with small displacement.

一方、本形態では、エンジン１３が稼働する際に発生する排熱で運転されるエジェクタサイクル１２で、車室１５を冷却する冷凍サイクル１１の冷却能力を増強している。従って、第１冷媒を圧縮する圧縮機２０の圧縮容量を、車室１５を十分に冷却しながらも、従来の６７％乃至７５％程度に小容量化することが可能であり、エアコンを運転しつつ走行する車両１４の燃費を大幅に改善することが出来る。また、エンジン１３から発生する排熱が小さい場合は、エジェクタサイクル１２による冷却能力の増強の効果は小さくなるが、このような場合は、圧縮機２０の圧縮容量を大きくすることで、車室１５の快適性を確保することが出来る。   On the other hand, in this embodiment, the cooling capacity of the refrigeration cycle 11 that cools the passenger compartment 15 is enhanced by the ejector cycle 12 that is operated by exhaust heat generated when the engine 13 is operated. Accordingly, the compression capacity of the compressor 20 that compresses the first refrigerant can be reduced to about 67% to 75% of the conventional capacity while the passenger compartment 15 is sufficiently cooled, and the air conditioner is operated. Thus, the fuel consumption of the traveling vehicle 14 can be greatly improved. Further, when the exhaust heat generated from the engine 13 is small, the effect of enhancing the cooling capacity by the ejector cycle 12 is small. In such a case, the casing 15 is increased by increasing the compression capacity of the compressor 20. Comfort can be ensured.

図３を参照して、上記した冷却装置１０に含まれるエジェクタサイクル１２の動作を詳述する。図３（Ａ）はエジェクタサイクル１２を示し、図３（Ｂ）はエジェクタサイクル１２を流通する第２冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。ここで、図３（Ａ）の●で付された符号位置における冷媒の状況を、図３（Ｂ）のグラフにおける●が付された符号位置で示している。   With reference to FIG. 3, the operation of the ejector cycle 12 included in the cooling device 10 will be described in detail. 3A shows the ejector cycle 12, and FIG. 3B is a ph diagram showing the state of the second refrigerant flowing through the ejector cycle 12. Here, the state of the refrigerant at the symbol position marked with ● in FIG. 3A is indicated by the symbol position marked with ● in the graph of FIG.

先ず、凝縮器３４、ポンプ３０、ボイラ３１およびエジェクタ３２で第２冷媒が循環する経路を説明する。凝縮器３４から液状の第２冷媒がポンプ３０によってボイラ３１まで輸送され、ボイラ３１にてエンジン１３の排熱により第２冷媒が加熱されて冷媒蒸気となる。これにより、符号Ｊから符号Ｋを経て符号Ｇに至るまでの第２冷媒の状態変化が行われる。   First, a path through which the second refrigerant circulates in the condenser 34, the pump 30, the boiler 31, and the ejector 32 will be described. The liquid second refrigerant is transported from the condenser 34 to the boiler 31 by the pump 30, and the second refrigerant is heated by the exhaust heat of the engine 13 in the boiler 31 to become refrigerant vapor. Thereby, the state change of the 2nd refrigerant | coolant from the code | symbol J through the code | symbol K to the code | symbol G is performed.

ボイラ３１で蒸気となった第２冷媒は、エジェクタ３２に導入される。エジェクタ３２の内部では、第２冷媒蒸気は圧縮性流体として振舞うが、係る事項は図４を参照して詳述する。エジェクタ３２を経た第２冷媒蒸気は凝縮器３４に導入され、凝縮器３４にて外部空気と熱交換することで冷却されて液化する。これにより、符号Ｇから符号Ｉを経て符号Ｊに至るまでの第１冷媒の状態変化が行われる。   The second refrigerant that has become steam in the boiler 31 is introduced into the ejector 32. Inside the ejector 32, the second refrigerant vapor behaves as a compressible fluid, which will be described in detail with reference to FIG. The second refrigerant vapor that has passed through the ejector 32 is introduced into the condenser 34 and is cooled and liquefied by exchanging heat with external air in the condenser 34. Thereby, the state change of the 1st refrigerant | coolant from the code | symbol G through the code | symbol I to the code | symbol J is performed.

次に、蒸発器３３、エジェクタ３２、凝縮器３４および膨張弁３５で第２冷媒が循環する経路を説明する。エジェクタ３２の内部で超音速流に伴う低圧が発生することにより、蒸発器３３内部の冷媒蒸気がエジェクタ３２に吸引され、蒸発器３３の内部で第２冷媒が蒸発する。これにより、蒸発器３３にて、冷凍サイクル１１の凝縮器２１を経た第１冷媒と、エジェクタサイクル１２の第２冷媒とが熱交換を行い、第１冷媒が冷却される。これにより、符号Ｌから符号Ｈを経て符号Ｉに至るまでの第２冷媒の状態変化が行われる。   Next, a path through which the second refrigerant circulates in the evaporator 33, the ejector 32, the condenser 34, and the expansion valve 35 will be described. When a low pressure associated with the supersonic flow is generated inside the ejector 32, the refrigerant vapor inside the evaporator 33 is sucked into the ejector 32, and the second refrigerant evaporates inside the evaporator 33. Thereby, in the evaporator 33, the 1st refrigerant | coolant which passed through the condenser 21 of the refrigerating cycle 11 and the 2nd refrigerant | coolant of the ejector cycle 12 perform heat exchange, and a 1st refrigerant | coolant is cooled. Thereby, the state change of the 2nd refrigerant | coolant from the code | symbol L to the code | symbol I through the code | symbol H is performed.

エジェクタ３２を経た第２冷媒蒸気は凝縮器３４に導入され、凝縮器３４における外部との熱交換により冷却され液化する。その後、液状の第２冷媒は膨張弁３５に送られ、膨張弁３５で絞り膨張を経て蒸気となり、蒸発器３３に導入される。これにより、符号Ｉから符号Ｊを経て符号Ｌに至るまでの第２冷媒の状態変化が行われる。   The second refrigerant vapor that has passed through the ejector 32 is introduced into the condenser 34, and is cooled and liquefied by heat exchange with the outside in the condenser 34. Thereafter, the liquid second refrigerant is sent to the expansion valve 35, is subjected to throttle expansion by the expansion valve 35, becomes vapor, and is introduced into the evaporator 33. Thereby, the state change of the 2nd refrigerant | coolant from the code | symbol I through the code | symbol J to the code | symbol L is performed.

上記のように、エジェクタサイクル１２では、ボイラ３１にて排熱を用いて加熱することにより得られる高温高圧の第２冷媒蒸気をエジェクタ３２に導入し、エジェクタ３２の内部に超音速流に伴う低圧状態を作り、蒸発器３３の内部の第２冷媒蒸気をエジェクタ３２に吸引することにより冷凍サイクルを作動させている。従って、専用の熱源を必要とせずにエジェクタサイクル１２を運転することが出来る。また、ポンプ３０で第２冷媒液を輸送しているが、ポンプ３０は冷媒液を凝縮器３４からボイラ３１まで輸送するのみであるためその消費電力は小さく、ポンプ３０を運転することで冷却装置１０全体の消費電力が増大することは抑制されている。   As described above, in the ejector cycle 12, the high-temperature and high-pressure second refrigerant vapor obtained by heating using the exhaust heat in the boiler 31 is introduced into the ejector 32, and the low pressure associated with the supersonic flow inside the ejector 32. The refrigeration cycle is operated by creating a state and sucking the second refrigerant vapor inside the evaporator 33 into the ejector 32. Therefore, the ejector cycle 12 can be operated without requiring a dedicated heat source. Moreover, although the 2nd refrigerant | coolant liquid is transported with the pump 30, since the pump 30 only transports the refrigerant | coolant liquid from the condenser 34 to the boiler 31, the power consumption is small and it is a cooling device by driving the pump 30. An increase in power consumption of the entire 10 is suppressed.

図４を参照して、エジェクタ３２の構成および機能を説明する。図４（Ａ）はエジェクタ３２を中心軸に沿って切断して示す斜視図であり、図４（Ｂ）はエジェクタ３２内部における第２冷媒蒸気の圧力および速度を示すグラフである。   The configuration and function of the ejector 32 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a perspective view showing the ejector 32 cut along the central axis, and FIG. 4B is a graph showing the pressure and speed of the second refrigerant vapor inside the ejector 32.

図４（Ａ）を参照して、エジェクタ３２は、第１ノズル４３と、第１ノズル４３が内蔵される第２ノズル４４と、を具備している。第１ノズル４３の噴出口と、第２ノズル４４の噴出口とは、同一軸上に配置されている。   Referring to FIG. 4A, the ejector 32 includes a first nozzle 43 and a second nozzle 44 in which the first nozzle 43 is built. The outlet of the first nozzle 43 and the outlet of the second nozzle 44 are disposed on the same axis.

第２ノズル４４は、その紙面上における左方端部に取込口４０および吸引口４１が形成されている。取込口４０からは、ボイラ３１で得られる高温高圧の第２冷媒蒸気が導入される。吸引口４１からは、比較的低温低圧の状態の第２冷媒蒸気が蒸発器３３から導入される。また、第２ノズル４４の紙面上における右方端部には、エジェクタ３２から凝縮器３４に送られる第２冷媒蒸気が通過する排出口４２が形成されている。   The second nozzle 44 has an intake port 40 and a suction port 41 at the left end on the paper surface. A high-temperature and high-pressure second refrigerant vapor obtained in the boiler 31 is introduced from the intake port 40. A second refrigerant vapor in a relatively low temperature and low pressure state is introduced from the evaporator 33 through the suction port 41. A discharge port 42 through which the second refrigerant vapor sent from the ejector 32 to the condenser 34 passes is formed at the right end of the second nozzle 44 on the paper surface.

図４（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はエジェクタ３２の内部における第２冷媒蒸気の圧力および速度を示しており、横軸はエジェクタ３２に沿う距離を示している。このグラフでは、圧力変化を実線で示し、速度を一点鎖線で示している。   In the graph of FIG. 4B, the vertical axis indicates the pressure and speed of the second refrigerant vapor inside the ejector 32, and the horizontal axis indicates the distance along the ejector 32. In this graph, the pressure change is indicated by a solid line, and the speed is indicated by a one-dot chain line.

このグラフを参照して、取込口４０からエジェクタ３２に導入された高温高圧の第２冷媒蒸気は、第１ノズル４３の喉部で臨界状態となり喉部の下流では超音速流となる。そして、第２ノズル４４の内部において、超音速流による低圧領域が形成される。第２ノズル４４の内部に低圧領域が形成されることで、吸引口４１を経由して蒸発器３３から第２冷媒蒸気が吸引され、蒸発器３３の内部が低圧化されることで、蒸発器３３の内部で第２冷媒が蒸発する。   Referring to this graph, the high-temperature and high-pressure second refrigerant vapor introduced from the intake port 40 to the ejector 32 becomes a critical state in the throat portion of the first nozzle 43 and becomes supersonic flow downstream of the throat portion. A low pressure region due to supersonic flow is formed inside the second nozzle 44. By forming a low pressure region inside the second nozzle 44, the second refrigerant vapor is sucked from the evaporator 33 via the suction port 41, and the inside of the evaporator 33 is reduced in pressure, so that the evaporator The second refrigerant evaporates inside 33.

その後、第２ノズル４４の内部で、吸引口４１を経由して蒸発器３３から吸引された第２冷媒蒸気は、ボイラ３１からの超音速流と混合し、超音速まで加速される。その後、混合流となった第２冷媒蒸気流は、第２ノズル４４の内部で衝撃波を介して減速且つ昇圧され、排出口４２を経由して凝縮器３４に導入される。   Thereafter, the second refrigerant vapor sucked from the evaporator 33 via the suction port 41 inside the second nozzle 44 is mixed with the supersonic flow from the boiler 31 and accelerated to supersonic speed. Thereafter, the second refrigerant vapor flow that has become a mixed flow is decelerated and pressure-intensified via a shock wave inside the second nozzle 44 and introduced into the condenser 34 via the discharge port 42.

図５を参照して、本形態の冷却装置１０がガスヒートポンプ空調機５０に採用された場合を説明する。ここに示す冷却装置１０の基本的構造および冷却動作は、図２に示したものと同様であり、冷凍サイクル１１の圧縮機２０がガスエンジン５１の動力で稼働し、ボイラ３１がガスエンジン５１から発生する排熱で第２冷媒を加熱する点が異なる。   With reference to FIG. 5, the case where the cooling device 10 of this form is employ | adopted for the gas heat pump air conditioner 50 is demonstrated. The basic structure and cooling operation of the cooling device 10 shown here are the same as those shown in FIG. 2, the compressor 20 of the refrigeration cycle 11 is operated by the power of the gas engine 51, and the boiler 31 is moved from the gas engine 51. The difference is that the second refrigerant is heated by the generated exhaust heat.

ガスヒートポンプ空調機５０では、蒸発器２３は、例えば建物の室内で室内機として用いられており、室内に送風される空気を冷却する。また、冷凍サイクル１１の凝縮器２１を冷却した空気は屋外に放出される。同様に、エジェクタサイクル１２の凝縮器３４を冷却した空気も屋外に放出される。   In the gas heat pump air conditioner 50, the evaporator 23 is used as an indoor unit in a room of a building, for example, and cools air blown into the room. Moreover, the air which cooled the condenser 21 of the refrigerating cycle 11 is discharged | emitted outdoors. Similarly, the air that has cooled the condenser 34 of the ejector cycle 12 is also released outdoors.

本形態の冷却装置１０をガスヒートポンプ空調機５０に適用することで、圧縮機２０が消費するエネルギを低減することができ、建物の室内における快適性を損なわずに、圧縮機２０を駆動するガスエンジン５１が消費するガスの量を低減し、ガスヒートポンプ空調機５０の運転効率を向上させることが出来る。更に、ガスヒートポンプ空調機では、負荷が略一定であるので、ガスエンジン５１から発生する排熱で安定的にエジェクタサイクル１２を運転することが出来る。   By applying the cooling device 10 of this embodiment to the gas heat pump air conditioner 50, the energy consumed by the compressor 20 can be reduced, and the gas that drives the compressor 20 without impairing the comfort in the room of the building. The amount of gas consumed by the engine 51 can be reduced, and the operating efficiency of the gas heat pump air conditioner 50 can be improved. Further, in the gas heat pump air conditioner, since the load is substantially constant, the ejector cycle 12 can be stably operated with exhaust heat generated from the gas engine 51.

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was shown, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、図２を参照して、冷凍サイクル１１の凝縮器２１と、エジェクタサイクル１２の蒸発器３３とは、一体化した一体型熱交換器として構成しても良く、このようにすることで冷却装置１０全体をコンパクト化することが出来る。   For example, referring to FIG. 2, the condenser 21 of the refrigeration cycle 11 and the evaporator 33 of the ejector cycle 12 may be configured as an integrated integral heat exchanger. The entire apparatus 10 can be made compact.

また、上記形態では、冷凍サイクル１１は送風する空気を冷却したが、冷凍サイクル１１は空気以外の流体である水などの液体を冷却してもよい。   Moreover, in the said form, although the refrigerating cycle 11 cooled the air to blow, the refrigerating cycle 11 may cool liquids, such as water which is fluids other than air.

１０ 冷却装置
１１ 冷凍サイクル
１２ エジェクタサイクル
１３ エンジン
１４ 車両
１５ 車室
２０ 圧縮機
２１ 凝縮器
２２ 膨張弁
２３ 蒸発器
３０ ポンプ
３１ ボイラ
３２ エジェクタ
３３ 蒸発器
３４ 凝縮器
３５ 膨張弁
４０ 取込口
４１ 吸引口
４２ 排出口
４３ 第１ノズル
４４ 第２ノズル
５０ ガスヒートポンプ空調機
５１ ガスエンジン

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cooling device 11 Refrigeration cycle 12 Ejector cycle 13 Engine 14 Vehicle 15 Car compartment 20 Compressor 21 Condenser 22 Expansion valve 23 Evaporator 30 Pump 31 Boiler 32 Ejector 33 Evaporator 34 Condenser 35 Expansion valve 40 Intake port 41 Inlet port 42 discharge port 43 first nozzle 44 second nozzle 50 gas heat pump air conditioner 51 gas engine

Claims (5)

送風する空気または冷却対象流体を冷却する冷凍サイクルと、エジェクタサイクルと、を具備し、
前記冷凍サイクルは、第１冷媒を高圧状態とする第１圧縮機と、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒を放熱する第１凝縮器と、前記第１凝縮器から吐出された前記第１冷媒を膨張させる第１膨張手段と、前記第１膨張手段を経た前記第１冷媒を前記空気と熱交換して蒸発させる第１蒸発器と、を有し、
前記エジェクタサイクルは、外部から供給される熱エネルギで第２冷媒を加熱し沸騰させる加熱器と、前記第２冷媒を放熱する第２凝縮器と、前記第２凝縮器から吐出された前記第２冷媒を膨張させる第２膨張手段と、前記第２膨張手段を経た前記第２冷媒を熱交換することで蒸発させる第２蒸発器と、前記第２冷媒を前記加熱器から導くことで発生する吸引力で前記第２蒸発器から前記第２冷媒を吸引するエジェクタと、前記第２凝縮器から吐出された前記第２冷媒を前記加熱器に輸送する輸送手段と、を有し、
前記冷凍サイクルの前記第１凝縮器から吐出された前記第１冷媒を、前記エジェクタサイクルの前記第２蒸発器で冷却することを特徴とする冷却装置。 A refrigeration cycle for cooling air to be blown or a fluid to be cooled, and an ejector cycle,
The refrigeration cycle is discharged from the first compressor that puts the first refrigerant in a high pressure state, the first condenser that dissipates the first refrigerant discharged from the first compressor, and the first condenser. First expansion means for expanding the first refrigerant; and a first evaporator for evaporating the first refrigerant that has passed through the first expansion means by exchanging heat with the air,
The ejector cycle includes a heater that heats and boiles the second refrigerant with heat energy supplied from the outside, a second condenser that radiates heat from the second refrigerant, and the second refrigerant discharged from the second condenser. Second expansion means for expanding the refrigerant, a second evaporator for evaporating the second refrigerant that has passed through the second expansion means by exchanging heat, and suction generated by introducing the second refrigerant from the heater An ejector for sucking the second refrigerant from the second evaporator by force, and a transport means for transporting the second refrigerant discharged from the second condenser to the heater,
The cooling device, wherein the first refrigerant discharged from the first condenser of the refrigeration cycle is cooled by the second evaporator of the ejector cycle. 前記エジェクタサイクルの前記加熱器は、原動機の排熱で前記第２冷媒を沸騰させることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。   2. The cooling device according to claim 1, wherein the heater of the ejector cycle boils the second refrigerant by exhaust heat of a prime mover. 前記エジェクタは、前記加熱器から吐出された前記第２冷媒が流入する取込口と、前記第２冷媒が低圧となることで前記第２蒸発器から前記第２冷媒が流入する吸込口と、圧力を回復した前記第２冷媒が前記第２凝縮器に送られる排出口と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却装置。   The ejector includes an intake port through which the second refrigerant discharged from the heater flows, and an intake port through which the second refrigerant flows from the second evaporator when the second refrigerant becomes low pressure, The cooling apparatus according to claim 1, further comprising: a discharge port through which the second refrigerant whose pressure has been recovered is sent to the second condenser. 請求項１から請求項３の何れかに記載の冷却装置を備えた車両であり、
前記冷凍サイクルの前記第１蒸発器で冷却された前記空気を車室に導入し、
前記車両に駆動力を与えるエンジンまたはモータから発生する排熱で、前記エジェクタサイクルの前記加熱器を加熱することを特徴とする車両。 A vehicle comprising the cooling device according to any one of claims 1 to 3,
Introducing the air cooled by the first evaporator of the refrigeration cycle into a passenger compartment;
A vehicle characterized in that the heater of the ejector cycle is heated by exhaust heat generated from an engine or a motor that applies driving force to the vehicle. 請求項１から請求項３の何れかに記載の冷却装置を備えたガスヒートポンプ空調機であり、
前記冷凍サイクルの前記第１蒸発器で冷却された流体を冷却対象の空間に導入し、
前記第１圧縮機を駆動するガスエンジンから発生する排熱で、前記エジェクタサイクルの前記加熱器を加熱することを特徴とするガスヒートポンプ空調機。




A gas heat pump air conditioner comprising the cooling device according to any one of claims 1 to 3,
Introducing the fluid cooled by the first evaporator of the refrigeration cycle into the space to be cooled;
A gas heat pump air conditioner, wherein the heater of the ejector cycle is heated by exhaust heat generated from a gas engine that drives the first compressor.




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