JP2014066381A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機での圧縮比を低減する。
【解決手段】冷凍サイクル装置１Ａは、蒸発器２１と、凝縮器２３と、冷媒経路２と、第１循環路１０と、第２循環路８と、駆動路７と、エジェクタ５と、を備える。冷媒経路２は、蒸発器２１から凝縮器２３へ延びており、蒸発器２１から凝縮器２３に冷媒蒸気を導く経路である。冷媒経路２には、第１圧縮機２２が設けられている。冷媒経路２は、第１圧縮機２２よりも上流側の部分３と、第１圧縮機２２よりも下流側の部分４とを有している。冷媒経路２の上流側の部分３には、エジェクタ５が設けられている。駆動路７は、冷媒経路２の下流側の部分４に位置する分岐点Ｂから分岐している。第１圧縮機２２から吐出された冷媒蒸気は、凝縮器２３と駆動路７を経由したエジェクタ５とに導かれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

従来の冷凍サイクル装置には、冷媒として、フロン又は代替フロンが使用されている。しかし、これらの冷媒は、オゾン層の破壊、地球温暖化などの環境問題を抱えている。特許文献１には、地球環境に対する負荷が極めて小さい冷媒として水を用いた冷凍サイクル装置が開示されている。特許文献１に開示された冷凍サイクル装置を図１２に示す。

冷凍サイクル装置１００は、蒸発器１１０、凝縮器１２０、第１循環路１５０及び第２循環路１６０を備えている。蒸発器１１０の上部は、第１連通路１３０によって凝縮器１２０の上部に接続されている。第１連通路１３０には、圧縮機１３１及び１３２が設けられている。蒸発器１１０の下部は、第２連通路１４０によって凝縮器１２０の下部に接続されている。

特開２００８−１２２０１２号公報

ところで、水などの常温での飽和蒸気圧が負圧の冷媒を用いた場合には、多量の冷媒蒸気を大きな圧縮比で圧縮する必要がある。そこで、特許文献１に開示された冷凍サイクル装置１００では、遠心型圧縮機１３１と容積型圧縮機１３２の２台の圧縮機を用い、これらを直列に配置して遠心型圧縮機１３１で圧縮した冷媒蒸気を容積型圧縮機１３２でさらに圧縮するようにしている。しかし、根本的な問題は、圧縮機での圧縮比が大きいことである。

本発明は、圧縮機での圧縮比を低減することを目的とする。

すなわち、本開示は、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
冷媒液を貯留する凝縮器と、
圧縮機が設けられ、前記圧縮機よりも上流側の部分と、前記圧縮機よりも下流側の部分とを有し、前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒を導く冷媒経路と、
前記蒸発器に貯留された冷媒液または前記蒸発器内で冷却された熱媒体を吸熱用熱交換器を経由して循環させる第１循環路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液または前記凝縮器内で加熱された熱媒体を放熱用熱交換器を経由して循環させる第２循環路と、
前記冷媒経路の前記下流側の部分に位置する分岐点から分岐している駆動路と、
前記駆動路から供給された駆動流と前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気との冷媒混合物を前記圧縮機に供給するように前記冷媒経路の前記上流側の部分に設けられたエジェクタと、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。

上記の冷凍サイクル装置によれば、圧縮機よりも上流側の部分にエジェクタが設けられているので、従来の冷凍サイクル装置に比べ、圧縮機での圧縮比を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第３実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第４実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第５実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第６実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第７実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第８実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第９実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第１０実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 本発明の第１１実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図 従来の冷凍サイクル装置の構成図

本開示の第１の態様は、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
冷媒液を貯留する凝縮器と、
圧縮機が設けられ、前記圧縮機よりも上流側の部分と、前記圧縮機よりも下流側の部分とを有し、前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒を導く冷媒経路と、
前記蒸発器に貯留された冷媒液または前記蒸発器内で冷却された熱媒体を吸熱用熱交換器を経由して循環させる第１循環路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液または前記凝縮器内で加熱された熱媒体を放熱用熱交換器を経由して循環させる第２循環路と、
前記冷媒経路の前記下流側の部分に位置する分岐点から分岐している駆動路と、
前記駆動路から供給された駆動流と前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気との冷媒混合物を前記圧縮機に供給するように前記冷媒経路の前記上流側の部分に設けられたエジェクタと、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。

第２の態様は、第１の態様に加え、前記駆動路には、冷媒の流量を調整する流量調整器が設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、冷凍サイクル装置の起動時から圧縮機の回転数が定常運転の回転数に到達するまでの期間に駆動流の流量を調整したり、圧縮機の回転数が定常運転の回転数に到達した後、圧縮機の回転数を一定に保ちながら、駆動流の流量を調整することができる。

第３の態様は、第１または第２の態様に加え、前記冷媒の前記下流側の部分における前記分岐点よりも下流側の部分には、冷媒蒸気の流量を調整する第２流量調整器が設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、凝縮器に流入する冷媒蒸気の流量を調整することによって、駆動流の流量を制御することができる。

第４の態様は、第１〜第３のいずれかの態様に加え、前記冷媒経路の前記上流側の部分における前記エジェクタと前記圧縮機との間の部分には、前記エジェクタから吐出された冷媒を冷却する中間冷却器が設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、圧縮機の信頼性を確保することができる。

第５の態様は、第１〜第４のいずれかの態様に加え、前記駆動路には、冷媒を加熱するヒータが設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、エジェクタにさらに高温の駆動流を導くことができるので、エジェクタ内で冷媒が加速・減圧されるときに生じる冷媒の温度低下を抑えることができ、冷媒の気相から液相への相変化を防止できる。さらに、高温の駆動流によって冷媒の温度低下を抑えることができるので、冷媒の加速度を上昇させて、エジェクタによる昇圧効果（例えば、駆動側の流量及び吸引側の流量を一定であるとしたときの、吸入ノズル入口とデフューザ出口との間の圧力差）を増大できる。

第６の態様は、第１〜第４のいずれかの態様に加え、前記冷媒経路の前記上流側の部分における前記蒸発器と前記エジェクタとの間の部分には、前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気を加熱するヒータが設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、エジェクタにさらに高温の冷媒蒸気を導くことができる。

第７の態様は、第１〜第６のいずれかの態様に加え、前記冷媒経路の前記上流側の部分における前記蒸発器と前記エジェクタとの間の部分には、前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機が設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、放熱用熱交換器にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。

第８の態様は、第１〜第６のいずれかの態様に加え、前記冷媒経路の前記下流側の部分には、前記圧縮機で圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮機が設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。このような構成によれば、放熱用熱交換器にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施形態によって限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の冷凍サイクル装置１Ａは、蒸発器２１と、凝縮器２３と、冷媒経路２と、第１循環路１０と、第２循環路８と、駆動路７と、エジェクタ５と、を備える。

冷媒経路２は、蒸発器２１から凝縮器２３へ延びており、蒸発器２１から凝縮器２３に冷媒蒸気を導く経路である。冷媒経路２には、第１圧縮機２２が設けられている。冷媒経路２は、第１圧縮機２２よりも上流側の部分３と、第１圧縮機２２よりも下流側の部分４とを有している。冷媒経路２の上流側の部分３には、エジェクタ５が設けられている。駆動路７は、冷媒経路２の下流側の部分４に位置する分岐点Ｂから分岐している。このため、第１圧縮機２２から吐出された冷媒蒸気は、凝縮器２３と駆動路７を経由したエジェクタ５とに導かれる。

蒸発器２１には、冷媒液が流れる第１循環路１０の両端が接続され、凝縮器２３には、冷媒液が流れる第２循環路８の両端が接続されている。第１循環路１０には、第１ポンプ３３及び吸熱用熱交換器３５が設けられている。第２循環路８には、第２ポンプ４１及び放熱用熱交換器４５が設けられている。凝縮器２３及び蒸発器２１には、凝縮器２３から蒸発器２１へ冷媒液を戻す連通路９が接続されている。連通路９には、膨張弁３２が設けられている。

これらの要素で構成されるヒートポンプ回路内には、常温での飽和蒸気圧が負圧の冷媒（例えば、水、アルコールまたはエーテルを主成分とする冷媒）が充填されており、ヒートポンプ回路内は大気圧よりも低い負圧状態になっている。「主成分」とは、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。

蒸発器２１は、冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる。凝縮器２３は、内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する。第１圧縮機２２は、容積型圧縮機であってもよいし、遠心型圧縮機であってもよい。なお、凝縮器２３にて液化した冷媒は、連通路９を経由して、蒸発器２１へと循環する。この際、冷媒の戻し路の両端は、それぞれ蒸発器２１と凝縮器２３における冷媒液の液面よりも低い位置に接続されていることが望ましい。

第１循環路１０は、蒸発器２１に貯留された冷媒液を吸熱用熱交換器３５を経由して循環させる。例えば、冷凍サイクル装置１Ａが室内の冷房を行う空気調和装置である場合、吸熱用熱交換器３５は室内に設置され、送風機により供給される室内の空気を冷媒液との熱交換により冷却する。

より詳しくは、第１循環路１０は、蒸発器２１から吸熱用熱交換器３５に冷媒液を送る送り路と、吸熱用熱交換器３５から蒸発器２１に冷媒液を戻す戻し路とを含む。送り路には、冷媒液を圧送する第１ポンプ３３が設けられている。なお、第１ポンプ３３は、吸入口から蒸発器２１内の冷媒液の液面までの高さが必要有効吸込ヘッド（required NPSH、すなわち、required Net Positive Suction Head）よりも大きくなるような位置に配置される。

蒸発器２１内には、吸熱用熱交換器３５で加熱された冷媒液が導入される。蒸発器２１内では、導入された冷媒液の一部がエジェクタ５の吸引により気化し、残りが底部に貯留される。蒸発器２１に貯留された冷媒液は第１ポンプ３３により第１循環路１０へと循環する。蒸発器２１で生じた冷媒蒸気は、冷媒経路２を経由し、エジェクタ５へ吸引される。

エジェクタ５は、ノズル５１、吸引部５２及びデフューザ５３を含む。ノズル５１は、駆動路７に接続されている。吸引部５２は、冷媒経路２の蒸発器２１とエジェクタ５との間の部分１１に接続されている。デフューザ５３は、冷媒経路２のエジェクタ５と第１圧縮機２２との間の部分１２に接続されている。すなわち、冷媒経路２の下流側の部分４の冷媒蒸気の一部が駆動路７を介して駆動流としてノズル５１に供給される。蒸発器２１から冷媒蒸気が吸引部５２に吸引される。ノズル５１に供給された冷媒蒸気と、吸引部５２に吸引された冷媒蒸気との混合気がデフューザ５３を通じて第１圧縮機２２に向けて吐出される。これにより、蒸発器２１から第１圧縮機２２へ冷媒蒸気を昇圧して供給することができる。エジェクタ５を設けないで第１圧縮機２２のみにて冷媒蒸気の昇圧を試みる場合と比べて、第１圧縮機２２の負荷を低減しつつ、蒸発器２１と凝縮器２３との間で同等の圧力比を達成できる。

第２循環路８は、凝縮器２３に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器４５を経由して循環させる。例えば、冷凍サイクル装置１Ａが室内の冷房を行う空気調和装置である場合、放熱用熱交換器４５は室外に設置され、送風機により供給される室外の空気を冷媒液との熱交換により加熱する。

ただし、冷凍サイクル装置１Ａは、必ずしも冷房専用の空気調和装置である必要はない。例えば、室内に設置された第１熱交換器及び室外に設置された第２熱交換器のそれぞれを第１四方弁を介して第１ポンプ３３及び第２ポンプ４１に接続するとともに第２四方弁を介して蒸発器２１及び凝縮器２３に接続すれば、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能な空気調和装置を得ることができる。この場合、第１熱交換器及び第２熱交換器の双方が吸熱用熱交換器３５及び放熱用熱交換器４５として機能する。また、冷凍サイクル装置１Ａは、必ずしも空気調和装置である必要はなく、例えばチラーまたは蓄熱装置であってもよい。さらに、吸熱用熱交換器３５の冷却対象及び放熱用熱交換器４５の加熱対象は、空気以外の気体または液体であってもよい。

より詳しくは、第２循環路８は、凝縮器２３から放熱用熱交換器４５に冷媒液を送る送り路と、放熱用熱交換器４５から凝縮器２３に冷媒液を戻す戻し路とを含む。送り路には、冷媒液を圧送する第２ポンプ４１が設けられている。戻し路の下流端には、例えば、噴霧ノズルなどの冷媒液を分散する機構が設けられる。なお、第２ポンプ４１は、当該第２ポンプ４１の吸入口から凝縮器２３内の冷媒液の液面までの高さが必要有効吸込ヘッド（required NPSH）よりも大きくなるような位置に配置される。

凝縮器２３内では、第１圧縮機２２から吐出された冷媒蒸気が、放熱用熱交換器４５で冷却された冷媒液によって冷却されて凝縮し、凝縮した冷媒液が底部に貯留される。換言すれば、凝縮した冷媒液が放熱用熱交換器４５で過冷却されて、過熱状態の冷媒蒸気を冷却する熱源として使用される。

以上説明した本実施形態の冷凍サイクル装置１Ａでは、エジェクタ５により冷媒蒸気が昇圧されるため、第１圧縮機２２に供給される冷媒蒸気の圧力が蒸発器２１内の冷媒蒸気の圧力よりも約２０％程度高くなる。従って、図１２に示すような従来の冷凍サイクル装置１００に比べ、圧縮機での圧力比を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｂを説明する。なお、第２実施形態及び以下の実施形態では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を一部省略する。第２実施形態では、駆動路７には、冷媒蒸気の流量を調整する第１流量調整器６１が設けられている。第１流量調整器６１は、例えば、流量調整バルブである。第１流量調整器６１を使用すれば、以下のような流量制御を行うことができる。冷凍サイクル装置１Ｂの起動時から第１圧縮機２２の回転数が定常運転の回転数に到達するまでは、第１流量調整器６１の開度を定常運転の開度より大きくして、駆動流の流量を定常運転の流量より増大させる。第１圧縮機２２の回転数が定常運転の回転数に到達した後の一定時間の間は、第１圧縮機２２の回転数を一定に保ちながら、第１流量調整器６１の開度を定常運の転開度より大きいまま維持して、駆動流の流量を定常運転の流量より増大したまま維持する。そして、第１圧縮機２２の回転数が定常運転の回転数に到達した後の一定時間が経過した後は、第１流量調整器６１の開度を定常運転の開度に変更して、駆動流の流量を定常運転の流量に変更する。この構成によれば、第１圧縮機２２の回転数に依存することなく、駆動流の流量を制御することが可能となる。特に、冷凍サイクル装置１Ｂの起動時に、第１圧縮機２２に定常運転時にかかる負荷を大幅に上回る大きさの運転負荷をかけることなく、定常運転へ移行できる。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｃを説明する。第３実施形態では、駆動路７には、冷媒蒸気の流量を調整する第１流量調整器６１が設けられている。冷媒経路２の下流側の部分４の分岐点Ｂよりも下流側の部分６には、冷媒蒸気の流量を調整する第２流量調整器６２が設けられている。第１流量調整器６１及び第２流量調整器６２は、例えば、流量調整バルブである。第１流量調整器６１及び第２流量調整器６２を使用すれば、以下のような流量制御を行うことができる。冷凍サイクル装置１Ｃの起動時から第１圧縮機２２の回転数が定常運転の回転数に到達するまでは、第２流量調整器６２の開度を定常運転の開度より小さくし、かつ、第１流量調整器６１の開度を定常運転の開度より大きくして、駆動流の流量を定常運転の流量より増大させる。第１圧縮機２２の回転数が定常運転の回転数に到達した後の一定時間の間は、第１圧縮機２２の回転数を一定に保ちながら、第２流量調整器６２の開度を定常運転の開度より小さいまま維持して、かつ、第１流量調整器６１の開度を定常運転の開度より大きいまま維持して、駆動流の流量を定常運転の流量より増大したまま維持する。そして、第１圧縮機２２の回転数が定常運転の回転数に到達した後の一定時間が経過した後は、第１流量調整器６１及び第２流量調整器６２の開度を定常運転の開度に変更して、駆動流の流量を定常運転の流量に変更する。この構成によれば、第１圧縮機２２の回転数に依存することなく、駆動流の流量を制御することが可能となる。特に、冷凍サイクル装置１Ｃの起動時に、第１圧縮機２２に定常運転時にかかる負荷を大幅に上回る大きさの運転負荷をかけることなく、定常運転へ移行できる。

（第４実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｄを説明する。第４実施形態では、冷媒経路２の上流側の部分３におけるエジェクタ５と第１圧縮機２２との間の部分１２には、中間冷却器２５が設けられている。この構成によれば、エジェクタ５により昇圧された冷媒蒸気が過度に加熱されていた場合でも、第１圧縮機２２の信頼性を確保することができる。また、第１圧縮機２２に吸入される冷媒蒸気を飽和状態により近づけることにより、第１圧縮機２２の効率を向上できる。

（第５実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第５実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｅを説明する。第５実施形態では、駆動路７には、すなわち、エジェクタ５のノズル５１の上流側の駆動路７には、冷媒蒸気を加熱するヒータ７１が設けられている。この構成によれば、エジェクタ５にさらに高温の駆動流を導くことができるので、エジェクタ５内で冷媒が加速・減圧されるときに生じる冷媒の温度低下を抑えることができ、冷媒の気相から液相への相変化を防止できる。さらに、高温の駆動流によって冷媒の温度低下を抑えることができるので、冷媒の加速度を上昇させて、エジェクタ５による昇圧効果を増大できる。

（第６実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第５実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｆを説明する。第６実施形態では、冷媒経路２の上流側の部分３における蒸発器２１とエジェクタ５との間の部分１１には、蒸発器２１から吐出された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機２４が設けられている。すなわち、エジェクタ５の吸引部５２の上流側の冷媒経路２に第２圧縮機２４が設けられている。第２圧縮機２４は、エジェクタ５の吸引部５２に吸引される前の冷媒蒸気を圧縮する。この構成によれば、冷媒経路２に第２圧縮機２４及び第１圧縮機２２が２段直列に配置されているので、放熱用熱交換器４５にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。

（第７実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第７実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｇを説明する。第７実施形態は、第３〜第６実施形態の構成をすべて含む実施形態である。詳細には、駆動路７には、冷媒蒸気の流量を調整する第１流量調整器６１が設けられている。冷媒経路２の下流側の部分４の分岐点Ｂよりも下流側の部分６には、冷媒蒸気の流量を調整する第２流量調整器６２が設けられている。冷媒経路２の上流側の部分３におけるエジェクタ５と第１圧縮機２２との間の部分１２には、中間冷却器２５が設けられている。第１流量調整器６１の上流側の駆動路７には、冷媒蒸気を加熱するヒータ７１が設けられている。冷媒経路２の上流側の部分３における蒸発器２１とエジェクタ５との間の部分１１には、蒸発器２１から吐出された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機２４が設けられている。すなわち、エジェクタ５の吸引部５２の上流側の冷媒経路２に第２圧縮機２４が設けられている。この構成によれば、第３〜第６実施形態と同様の効果が得られる。詳細には、第１流量調整器６１及び第２流量調整器６２を設けることによって、第１圧縮機２２及び第２圧縮機２４の運転負荷の大幅な変動を回避しつつ、駆動流の流量を制御することができる。特に、冷凍サイクル装置１Ｇの起動時に、第１圧縮機２２及び第２圧縮機２４に定常運転時にかかる負荷を大幅に上回る大きさの運転負荷をかけることなく、定常運転へ移行できる。また、中間冷却器２５を設けることによって、中間冷却器２５で第１圧縮機２２に吸入される冷媒蒸気を冷却することで、第１圧縮機２２の信頼性を確保することができる。また、ヒータ７１を設けることによって、エジェクタ５内で気相にて突入した駆動流が相変化をすることなく加速できる上限速度が上昇するため、エジェクタ５の作動域を拡大できる。なお、第１流量調整器６１の上流側の駆動路７にヒータ７１を設けることに限定されず、第１流量調整器６１の下流側の駆動路７にヒータ７１を設けてもよい。また、第２圧縮機２４を設けることによって、放熱用熱交換器４５にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。なお、第７実施形態では、第３〜第６実施形態の構成をすべて含む実施形態であったが、第３〜第６実施形態から選ばれる少なくとも１つを含む構成であってもよい。

（第８実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第８実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｈを説明する。第８実施形態では、冷媒経路２の分岐点Ｂよりも下流側の部分６には、第１圧縮機２２で圧縮された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機２４が設けられている。このような構成によれば、第１実施形態の冷凍サイクル装置１Ａに比べ、放熱用熱交換器４５にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。

（第９実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第９実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｉを説明する。第９実施形態では、冷媒経路２の分岐点Ｂよりも下流側の部分６には、第１圧縮機２２で圧縮された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機２４が設けられている。駆動路７には、すなわち、エジェクタ５のノズル５１の上流側の駆動路７には、冷媒蒸気を加熱するヒータ７１が設けられている。このような構成によれば、放熱用熱交換器４５にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。エジェクタ５にさらに高温の駆動流を導くことができるので、エジェクタ５内で冷媒が加速・減圧されるときに生じる冷媒の温度低下を抑えることができ、冷媒の気相から液相への相変化を防止できる。さらに、高温の駆動流によって冷媒の温度低下を抑えることができるので、冷媒の加速度を上昇させて、エジェクタ５による昇圧効果を増大できる。

（第１０実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第１０実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｊを説明する。第１０実施形態では、冷媒経路２の下流側の部分４における第１圧縮機２２よりも下流側かつ分岐点Ｂよりも上流側の部分１３には、第１圧縮機２２で圧縮された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機２４が設けられている。このような構成によれば、第１実施形態の冷凍サイクル装置１Ａに比べ、放熱用熱交換器４５にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。また、第８実施形態の冷凍サイクル装置１Ｈに比べて、より高圧の冷媒蒸気を駆動流として使用するため、駆動流の流量を低減させることができる。

（第１１実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第１１実施形態に係る冷凍サイクル装置１Ｋを説明する。第１１実施形態では、冷媒経路２の下流側の部分４における第１圧縮機２２よりも下流側かつ分岐点Ｂよりも上流側の部分１３には、第１圧縮機２２で圧縮された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機２４が設けられている。冷媒経路２の上流側の部分３における蒸発器２１とエジェクタ５との間の部分１１には、蒸発器２１で生成した冷媒蒸気を加熱するヒータ７１が設けられている。この構成によれば、エジェクタ５にさらに高温の蒸気冷媒を導くことができる。なお、第６実施形態のように、蒸発器２１とエジェクタ５との間の部分１１に第２圧縮機２４が設けられている場合には、第２圧縮機２４とエジェクタ５の吸引部５２との間の冷媒経路２にヒータ７１を設けてもよい。

（その他の実施形態）
冷媒経路２に複数台の第１圧縮機２２を直列に設けてもよい。例えば、第１圧縮機２２をＮ台直列に設ける場合、１台以上（Ｎ−１）台以下の台数のエジェクタ５を設けてもよい。エジェクタ５のノズル５１には、冷媒経路２の下流側の部分４に設けられた分岐点Ｂから分岐した駆動路７が接続される。エジェクタ５の吸引部５２には、エジェクタ５から最も近い位置であって冷媒経路２におけるエジェクタ５よりも上流側の部分に配置された機器、例えば、蒸発器２１、第２圧縮機２４、中間冷却器２５が接続される。このような構成では、第１圧縮機２２及びエジェクタ５の台数を増やすことにより、放熱用熱交換器４５にさらに高温の冷媒液を導くことができ、例えば暖房能力をさらに高めることができる。

凝縮器２３は、必ずしも直接接触式の熱交換器である必要はなく、間接式の熱交換器であってもよい。この場合、凝縮器２３内で冷却された熱媒体が第２循環路８を循環する。熱媒体としては、水、不凍液（例えばエチレングリコール）またはそれらの混合物を用いることができる。

本発明の冷凍サイクル装置は、家庭用エアコンや業務用エアコン等の空気調和装置に特に有用である。

１Ａ〜１Ｋ 冷凍サイクル装置
２ 冷媒経路
３ 冷媒経路２の第１圧縮機２２よりも上流側の部分
４ 冷媒経路２の第１圧縮機２２よりも下流側の部分
５ エジェクタ
６ 冷媒経路２の分岐点Ｂよりも下流側の部分
７ 駆動路
８ 第２循環路
９ 連通路
１０ 第１循環路
１１ 上流側の部分３における蒸発器２１とエジェクタ５との間の部分
１２ 上流側の部分３におけるエジェクタ５と第１圧縮機２２との間の部分
１３ 下流側の部分４における第１圧縮機２２よりも下流側かつ分岐点Ｂよりも上流側の部分
２１ 蒸発器
２２ 第１圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 第２圧縮機
２５ 中間冷却器
３２ 膨張弁
３３ 第１ポンプ
３５ 吸熱用熱交換器
４１ 第２ポンプ
４５ 放熱用熱交換器
５１ ノズル
５２ 吸引部
５３ デフューザ
６１ 第１流量調整器
６２ 第２流量調整器
７１ ヒータ
１００ 冷凍サイクル装置
１１０ 蒸発器
１２０ 凝縮器
１３０ 第１連通路
１３１ 遠心型圧縮機
１３２ 容積型圧縮機
１４０ 第２連通路
１５０ 第１循環路
１６０ 第２循環路
Ｂ 分岐点

Claims (8)

1. 冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
   冷媒液を貯留する凝縮器と、
   圧縮機が設けられ、前記圧縮機よりも上流側の部分と、前記圧縮機よりも下流側の部分とを有し、前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒を導く冷媒経路と、
   前記蒸発器に貯留された冷媒液または前記蒸発器内で冷却された熱媒体を吸熱用熱交換器を経由して循環させる第１循環路と、
   前記凝縮器に貯留された冷媒液または前記凝縮器内で加熱された熱媒体を放熱用熱交換器を経由して循環させる第２循環路と、
   前記冷媒経路の前記下流側の部分に位置する分岐点から分岐している駆動路と、
   前記駆動路から供給された駆動流と前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気との冷媒混合物を前記圧縮機に供給するように前記冷媒経路の前記上流側の部分に設けられたエジェクタと、
   を備えた、冷凍サイクル装置。
2. 前記駆動路には、冷媒の流量を調整する流量調整器が設けられている、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記冷媒経路の前記下流側の部分における前記分岐点よりも下流側の部分には、冷媒の流量を調整する第２流量調整器が設けられている、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記冷媒経路の前記上流側の部分における前記エジェクタと前記圧縮機との間の部分には、前記エジェクタから吐出された冷媒を冷却する中間冷却器が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記駆動路には、冷媒を加熱するヒータが設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記冷媒経路の前記上流側の部分における前記蒸発器と前記エジェクタとの間の部分には、前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気を加熱するヒータが設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記冷媒経路の前記上流側の部分における前記蒸発器と前記エジェクタとの間の部分には、前記蒸発器から吸引された冷媒蒸気を圧縮する第２圧縮機が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記冷媒経路の前記下流側の部分には、前記圧縮機で圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮機が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。

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