JP2004177027A

JP2004177027A - エジェクタサイクル

Info

Publication number: JP2004177027A
Application number: JP2002345341A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Yamaguchi; 素弘山口; Hiromi Ota; 宏己太田; Yukimasa Sato; 幸正佐藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: US6868679B2; DE10355315A1; US20040103685A1; JP4254217B2

Abstract

【課題】エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現する。
【解決手段】ホットガスモード時には、圧縮機１０から吐出したホットガスをバイパス回路７０を介して室内熱交換器３０に導き、ホットガスにて室内に吹き出す空気を加熱し、クーラモード時には、圧縮機１０→室外熱交換器２０→エジェクタ４０→気液分離器５０→圧縮機１０の順に駆動流を循環させることにより、エジェクタ４０にポンプ作用を発生させて気液分離器５０→室内熱交換器３０→エジェクタ４０→気液分離器５０の順に低圧冷媒を循環させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エジェクタサイクルに関するもので、車両用空調装置に適用有効である。
【０００２】
【従来の技術】
エジェクタサイクルとは、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させる蒸気圧縮式冷凍機である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、他の方式の蒸気圧縮式冷凍機としては、オリフィスやキャピラリーチューブ等の固定絞り、又は温度式膨脹弁等の可変絞りにて高圧冷媒を減圧して蒸発器に供給する膨脹弁サイクルがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１４９６５２号公報
【０００５】
【特許文献２】
米国特許６１７８７６１号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮機→放熱器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する１つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルでは、圧縮機→放熱器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機の順に循環する冷媒流れと、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離器の順に循環する冷媒流れとが存在する。
【０００７】
このため、特許文献２に記載された発明と同様な手法にて、圧縮機から吐出した高圧・高温冷媒（ホットガス）を室内熱交換器に導入して暖房運転を行うことはできない。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを提供し、第２には、エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）を有し、ノズル（４１）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、圧縮機（１０）から吐出した冷媒を減圧させながらエジェクタ（４０）を迂回させて室内熱交換器（３０）に導くバイパス手段と、圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）に供給するクーラモードと圧縮機（１０）から吐出する冷媒をバイパス手段に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）を有し、ノズル（４１）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、圧縮機（１０）から吐出した冷媒を減圧させながらエジェクタ（４０）を迂回させて室内熱交換器（３０）に導くバイパス手段と、圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）に供給するクーラモードと圧縮機（１０）から吐出する冷媒をバイパス手段に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備え、ホットガスモード時には、室内熱交換器（３０）を流出した冷媒をエジェクタ（４０）に流入させることを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）を有し、ノズル（４１）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、圧縮機（１０）から吐出した冷媒を減圧させながらエジェクタ（４０）を迂回させて室内熱交換器（３０）に導くバイパス手段と、圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）に供給するクーラモードと圧縮機（１０）から吐出する冷媒をバイパス手段に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備え、ホットガスモード時には、室内熱交換器（３０）を流出した冷媒を、エジェクタ（４０）の低圧冷媒吸引口（４４）及びノズル（４１）の冷媒入口（４５）に導くことを特徴とする。
【００１４】
これにより、エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、クーラモード時及びホットガスモード時のいずれの場合においても、室内熱交換器（３０）内を流れる冷媒は、室内熱交換器（３０）を通過する空気の流れに対して、空気流れ下流側から空気流れ上流側に向かうように流れることを特徴とする。
【００１６】
これにより、室内熱交換器（３０）では、冷媒と空気とが対向流又は直交対向流状態で熱交換されるので、クーラモード時及びホットガスモード時のいずれの場合においても室内熱交換器（３０）での熱交換効率を高く維持することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）、及びノズル（４１）から噴射する冷媒の巻き込み作用により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引しながら吸引した気相冷媒とノズル（４１）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２、４３）を有し、圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）→ノズル（４１）→昇圧部（４２、４３）→気液分離器（５０）→圧縮機（１０）の順に循環させるクーラモードと圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）を迂回させて、ノズル（４１）→室内熱交換器（３０）→気液分離器（５０）→圧縮機（１０）の順に循環させるホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）、ノズル（４１）から噴射する冷媒の巻き込み作用により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引しながら吸引した気相冷媒とノズル（４１）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２、４３）、及びノズル（４１）を収納するとともに昇圧部（４２、４３）の一部を構成するハウジング部（４８）を有し、圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）→ノズル（４１）→昇圧部（４２、４３）→気液分離器（５０）→圧縮機（１０）の順に循環させるクーラモードと圧縮機（１０）から吐出する冷媒を室外熱交換器（２０）を迂回させてノズル（４１）の外壁部とハウジング部（４８）の内壁部との隙間に導き、室内熱交換器（３０）→気液分離器（５０）→圧縮機（１０）の順に循環させるホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備えることを特徴とする。
【００２０】
これにより、エジェクタサイクルにてホットガス運転モードを実現することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、室内熱交換器（３０）での熱負荷に基づいてノズル（４１）に流入する冷媒量を調節する流量調節手段（４６）を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、冷媒として二酸化炭素が用いられていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、高圧冷媒の圧力が、冷媒の臨界圧力以上となる超臨界運転モードを有することを特徴とするものである。
【００２４】
因みに、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。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るエジェクタサイクルを車両空調装置に適用したものであり、図１はエジェクタサイクルの模式図であり、図２は冷房運転時におけるエジェクタサイクルの全体のマクロ的作動を示すｐ−ｈ線図であり、図３は暖房運転（ホットガスモード）時におけるエジェクタサイクルの全体のマクロ的作動を示すｐ−ｈ線図である。
【００２６】
図１中、圧縮機１０は冷媒を吸入圧縮する圧縮機であり、本実施形態では、走行用エンジンから動力を得て稼動する連続可変容量型圧縮機を採用しているが、固定容量型の圧縮機を電動モータにて駆動してもよいことは言うまでもない。
【００２７】
なお、圧縮機１０から吐出される冷媒流量、つまり圧縮機１０の吐出容量は、後述する室内熱交換器３０で必要とされる能力、つまりクーラモード時にあっては必要冷凍能力、ホットガスモード時にあっては必要加熱能力となるように制御される。
【００２８】
室外熱交換器２０は圧縮機１０から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換する熱交換器であり、室内熱交換器３０は室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する熱交換器である。
【００２９】
ところで、本実施形態に係る室内熱交換器３０は、空気流れ上流側に配置された熱交換部と空気流れ下流側に配置された熱交換部とからなるもので、室内熱交換器３０内を流れる冷媒は、運転モードによらず、室内熱交換器３０を通過する空気の流れに対して、空気流れ下流側から空気流れ上流側に向かうように流れる。
【００３０】
エジェクタ４０は冷媒を減圧膨張させて、そのポンプ作用（ＪＩＳＺ８１２６番号２．１．２．３等参照）により室内熱交換器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるものである。
【００３１】
具体的には、エジェクタ４０は、流入する冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を略等エントロピ的に減圧膨張させるノズル４１、ノズル４１から噴射する高い速度の冷媒流により室内熱交換器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル４１から噴射する冷媒流とを混合する混合部４２、及びノズル４１から噴射する冷媒と室内熱交換器３０から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３等からなるものである。
【００３２】
このとき、混合部４２においては、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和が保存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、混合部４２においても冷媒の圧力が（静圧）が上昇する。
【００３３】
一方、ディフューザ４３においては、通路断面積を徐々に拡大することにより、冷媒の速度エネルギ（動圧）を圧力エネルギ（静圧）に変換するので、エジェクタ４０においては、混合部４２及びディフューザ４３の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、混合部４２とディフューザ４３とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００３４】
因みに、本実施形態では、ノズル４１から噴出する冷媒の速度を音速以上まで加速するために、通路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（流体工学（東京大学出版会）参照）を採用しているが、勿論、先細ノズルを採用してもよいことは言うまでもない。
【００３５】
また、気液分離器５０はエジェクタ４０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離手段であり、気液分離器５０の気相冷媒流出口は圧縮機１０の吸引側に接続され、液相冷媒流出口は室内熱交換器３０側の流入側に接続されている。
【００３６】
そして、気液分離器５０の液相冷媒流出口と室内熱交換器３０とを結ぶ冷媒通路は、冷媒が気液分離器５０側から室内熱交換器３０側にのみ流れることを許容し、液相冷媒流出口から気液分離器５０内に冷媒が逆流することを防止する逆止弁６１が設けられている。なお、本実施形態では、冷媒が気液分離器５０側から室内熱交換器３０側に流れるときに、逆止弁６１にて所定の圧力損失が発生するように設定されている。
【００３７】
因みに、本明細書に添付された図面中の逆止弁の記載は、ＪＩＳＢ０１２５（１９８８）に準拠したものである。
【００３８】
バイパス回路７０は圧縮機１０から吐出した冷媒をエジェクタ４０を迂回させて室内熱交換器３０に導く冷媒通路であり、減圧器７１はバイパス回路７０を経由して室内熱交換器３０に流れ込むホットガスを減圧する減圧手段であり、本実施形態では、この減圧器７１及びバイパス回路７０により特許請求の範囲に記載されたバイパス手段が構成されている。
【００３９】
そして、圧縮機１０の吐出側には、圧縮機１０から吐出する冷媒を室外熱交換器２０に供給するクーラモードと圧縮機１０から吐出する冷媒をバイパス回路７０に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段をなす第１三方弁６２が設けられ、室内熱交換器３０の冷媒流出側には、室内熱交換器３０を流出した冷媒をエジェクタ４０の低圧冷媒吸引口４４に導くクーラモードと室内熱交換器３０を流出した冷媒をエジェクタ４０を迂回させて気液分離器５０に導くホットガスモードとを切り替える第２三方弁６３が設けられており、両三方弁６２、６３は、電子制御装置により制御されている。
【００４０】
次に、エジェクタサイクルの概略作動を述べる。
【００４１】
１．クーラモード（冷房運転）
図４に示すように、圧縮機１０から吐出した冷媒を室外熱交換器２０側に循環させる。これにより、室外熱交換器２０にて冷却された冷媒は、エジェクタ４０のノズル４１にて等エントロピ的に減圧膨張して、音速以上の速度で混合部４２内に流入する。
【００４２】
そして、混合部４２に流入した高速冷媒の巻き込み作用に伴うポンプ作用により、室内熱交換器３０にて室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発した冷媒が混合部４２内に吸引されるため、低圧側の冷媒が気液分離器５０→室内熱交換器３０→エジェクタ４０（昇圧部）→気液分離器５０の順に循環する。
【００４３】
一方、室内熱交換器３０から吸引された冷媒（吸引流）とノズル４１から吹き出す冷媒（駆動流）とは、混合部４２にて混合しながらディフューザ４３にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５０に戻る。
【００４４】
なお、本実施形態では、冷媒を二酸化炭素とするとともに、室内熱交換器３０での熱負荷（冷房負荷）が大きいときには、図２に示すように、圧縮機１０にてノズル４１に流入する高圧の冷媒を冷媒の臨界圧力以上まで昇圧して必要な冷凍能力（冷房能力）を確保している。因みに、図２の●で示される符号は、図１に示す●で示される符号位置における冷媒の状態を示すものである。
【００４５】
２．ホットガスモード（暖房運転）
図５に示すように、圧縮機１０から吐出したホットガスをバイパス回路７０を介して室内熱交換器３０に導き、ホットガスにて室内に吹き出す空気を加熱する。
【００４６】
因みに、減圧器７１では、ホットガスを室内熱交換器３０の耐圧強度以下まで減圧することが目的であり、膨脹弁サイクルのごとく、気液二相状態まで冷媒を減圧するものではない。
【００４７】
なお、ホットガスモード時には、図３に示すように、圧縮機１０に吸入される冷媒の密度が小さくなるほど暖房能力が小さくなるので、減圧器７１で発生する圧力損失を除き、冷媒回路で発生する圧力損失はできるだけ小さいことは望ましい。
【００４８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、第１、２三方弁６２、６３にて冷媒流れを切り換えたが、図６に示すように、二方弁６２ａ、６２ｂ、６３ａにて冷媒流れを切り換えるものである。
【００４９】
（第３実施形態）
上述の実施形態のホットガスモードでは、室内熱交換器３０を流出した冷媒をエジェクタ４０を迂回させて気液分離器５０に導いたが、図７に示すように、ホットガスモード時には、室内熱交換器３０を流出した冷媒をエジェクタ４０を経由させて気液分離器５０にに流入させるものである。
【００５０】
なお、図７では、室内熱交換器３０を流出した冷媒をエジェクタ４０の低圧冷媒吸引口４４及びノズル４１の冷媒入口４５に導いているが、本実施形態はこれに限定されものではなく、低圧冷媒吸引口４４及び冷媒入口４５のいずれか一方のみに室内熱交換器３０を流出した冷媒を導いてもよい。
【００５１】
（第４実施形態）
本実施形態は、冷媒入口４５の開度を流量調整手段をなす針状の弁体４６により調節することによりノズル４１に流入する高圧冷媒の流量及び圧力を可変制御するものである。
【００５２】
具体的には、図８に示すように、圧縮機１０の吐出側にエジェクタサイクル内を循環する冷媒の圧力を検出する圧力センサ８１を設け、室外熱交換器２０の冷媒流出口側に冷媒温度センサ８２を設けるとともに、これらセンサ８１、８２の検出信号を電子制御装置８０に入力する。
【００５３】
そして、電子制御装置８０は、圧力センサ８１の検出圧力、つまり高圧冷媒圧力が冷媒温度センサ８２の検出温度、つまり高圧冷媒温度によって決定される目標圧力となるようにアクチュエータ４７を介して弁体４６を稼動させる。
【００５４】
なお、冷媒流れの切り替えは、図８に示された弁６２、６３ａによる手法に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５５】
また、本実施形態では、室外熱交換器２０出口側の冷媒温度に基づいて冷媒入口４５の開度を制御したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば室内熱交換器３０での空調負荷、又は室内熱交換器３０を流出した冷媒の過熱度に基づいて冷媒入口４５の開度を制御してもよい。
【００５６】
（第５実施形態）
上述の実施形態では、減圧器７１にて室内熱交換器３０に流入するホットガスを減圧したが、本実施形態は、図９、１０に示すように、エジェクタ４０を利用して室内熱交換器３０に流入するホットガスを減圧するものである。なお、三方弁６４は流体流れを切り換え制御するものである。
【００５７】
すなわち、図９に示す例では、ホットガスモード時に、圧縮機１０から吐出する冷媒を室外熱交換器２０を迂回させて、ノズル４１→室内熱交換器３０→気液分離器５０→前記圧縮機１０の順にホットガスを循環させることによりノズル４１でホットガスを循環させる。
【００５８】
また、図１０に示す例では、圧縮機１０から吐出する冷媒を室外熱交換器２０を迂回させてノズル４１の外壁部とハウジング部４８の内壁部との隙間に導き、室内熱交換器３０→気液分離器５０→圧縮機１０の順にホットガスを循環させることによりノズル４１の外壁部とハウジング部４８の内壁部との隙間でホットガスを循環させる。
【００５９】
なお、ハウジング部４８とは、ノズル４１を収納するとともに混合部４２の一部を構成するもので、本実施形態では、ハウジング部４８に低圧冷媒吸引口４４が設けられている。
【００６０】
（その他の実施形態）
上述の実施形態に係る室内熱交換器３０は、空気流れ上流側に配置された熱交換部と空気流れ下流側に配置された熱交換器とからなるものであったが、本発明に係る室内熱交換器３０はこれに限定されるものではない。
【００６１】
上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるない。
【００６２】
上述の実施形態では、冷媒を二酸化炭素として高圧冷媒圧力を臨界圧力以上としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図２】冷房運転時におけるエジェクタサイクルの全体のマクロ的作動を示すｐ−ｈ線図である。
【図３】暖房運転（ホットガスモード）時におけるエジェクタサイクルの全体のマクロ的作動を示すｐ−ｈ線図である。
【図４】冷房運転時におけるエジェクタサイクルの冷媒流れを示す図である。
【図５】暖房運転時におけるエジェクタサイクルの冷媒流れを示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機、２０…放熱器、３０…蒸発器、４０…エジェクタ、
５０…気液分離器、７０…バイパス回路、７１…減圧器。

Claims

低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）を有し、前記ノズル（４１）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
前記エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した冷媒を減圧させながら前記エジェクタ（４０）を迂回させて前記室内熱交換器（３０）に導くバイパス手段と、
前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）に供給するクーラモードと前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記バイパス手段に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）を有し、前記ノズル（４１）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
前記エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した冷媒を減圧させながら前記エジェクタ（４０）を迂回させて前記室内熱交換器（３０）に導くバイパス手段と、
前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）に供給するクーラモードと前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記バイパス手段に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備え、
前記ホットガスモード時には、前記室内熱交換器（３０）を流出した冷媒を前記エジェクタ（４０）に流入させることを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）を有し、前記ノズル（４１）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
前記エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した冷媒を減圧させながら前記エジェクタ（４０）を迂回させて前記室内熱交換器（３０）に導くバイパス手段と、
前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）に供給するクーラモードと前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記バイパス手段に供給するホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備え、
前記ホットガスモード時には、前記室内熱交換器（３０）を流出した冷媒を、前記エジェクタ（４０）の低圧冷媒吸引口（４４）及び前記ノズル（４１）の冷媒入口（４５）に導くことを特徴とするエジェクタサイクル。
前記クーラモード時及び前記ホットガスモード時のいずれの場合においても、前記室内熱交換器（３０）内を流れる冷媒は、前記室内熱交換器（３０）を通過する空気の流れに対して、空気流れ下流側から空気流れ上流側に向かうように流れることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。
低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）、及び前記ノズル（４１）から噴射する冷媒の巻き込み作用により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引しながら吸引した気相冷媒と前記ノズル（４１）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２、４３）を有し、前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
前記エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）→前記ノズル（４１）→前記昇圧部（４２、４３）→前記気液分離器（５０）→前記圧縮機（１０）の順に循環させるクーラモードと前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）を迂回させて、前記ノズル（４１）→前記室内熱交換器（３０）→前記気液分離器（５０）→前記圧縮機（１０）の順に循環させるホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
低圧側の冷媒を蒸発させて低温側から吸熱し、高温側に放熱するエジェクタサイクルであって、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（２０）と、
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させるノズル（４１）、前記ノズル（４１）から噴射する冷媒の巻き込み作用により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引しながら吸引した気相冷媒と前記ノズル（４１）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部（４２、４３）、及び前記ノズル（４１）を収納するとともに前記昇圧部（４２、４３）の一部を構成するハウジング部（４８）を有し、前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
前記エジェクタ（４０）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給し、液相冷媒を低圧側に供給する気液分離器（５０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）→前記ノズル（４１）→前記昇圧部（４２、４３）→前記気液分離器（５０）→前記圧縮機（１０）の順に循環させるクーラモードと前記圧縮機（１０）から吐出する冷媒を前記室外熱交換器（２０）を迂回させて前記ノズル（４１）の外壁部と前記ハウジング部（４８）の内壁部との隙間に導き、前記室内熱交換器（３０）→前記気液分離器（５０）→前記圧縮機（１０）の順に循環させるホットガスモードとを切り替える切替手段（６２）とを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
前記室内熱交換器（３０）での熱負荷に基づいて前記ノズル（４１）に流入する冷媒量を調節する流量調節手段（４６）を備えることを特徴とする請求項１ないし６に記載のエジェクタサイクル。
冷媒として二酸化炭素が用いられていることを特徴とする請求項１ないし７に記載のエジェクタサイクル。
高圧冷媒の圧力が、冷媒の臨界圧力以上となる超臨界運転モードを有することを特徴とする請求項１ないし８に記載のエジェクタサイクル。