JP2008008505A - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】電気式のアクチュエータを備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、電源供給が途絶えた際の冷却対象空間の温度上昇を抑制する。
【解決手段】放熱器１３と分岐部Ｚとの間に、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の開閉弁１６を配置し、電源供給が途絶えた際に、圧縮機１１吐出側からエジェクタ１７下流側に接続される流出側蒸発器２１へ至る流出側冷媒流路Ｂ、および、圧縮機１１吐出側からエジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂに接続される吸引側蒸発器１８へ至る吸引側冷媒流路Ｃを、開閉弁１６によって同時に閉じる。これにより、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力の上昇を防止して、冷却対象空間の温度上昇を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルに関するもので、例えば、電気式のアクチュエータを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに適用される。

従来、特許文献１に、圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器の下流側、かつエジェクタのノズル部上流側の分岐部で冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒をノズル部側へ流入させ、他方の冷媒をエジェクタの冷媒吸引口側へ流入させるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。

この特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフーザ部下流側にエジェクタから流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器を配置し、さらに、分岐部とエジェクタの冷媒吸引口の間に、冷媒を減圧させる絞り機構および冷媒を蒸発させて冷媒吸引口上流側に流出する吸引側蒸発器を配置して、双方の蒸発器において冷媒が吸熱作用を発揮できるようにしている。

また、エジェクタのディフューザ部の昇圧作用によって、流出側蒸発器における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を吸引側蒸発器における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも上昇させることができるので、それぞれの蒸発器において異なる温度帯で冷媒が蒸発できるようにしている。
特開２００５−３０８３８０号公報

さらに、本発明者らは、先に、特願２００５−１４２４７６号（以下、先願例という。）にて、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルに、断続的に作動する圧縮機を適用するとともに、放熱器と分岐部との間に、圧縮機の断続作動に連動して開閉する電気式の開閉弁を設けたサイクルを提案している。

この先願例のサイクルでは、圧縮機の作動時には開閉弁を開弁させ、作動停止時には開閉弁を閉弁させるように制御することで、圧縮機の作動停止時にサイクルの高圧側から低圧側へ冷媒が流入すること防止している。

これにより、圧縮機の作動停止時に、蒸発器の冷媒蒸発圧力が上昇してしまうことを回避し、蒸発器の冷媒蒸発温度の上昇を抑制して、冷却対象空間の温度上昇を抑制している。さらに、冷媒が絞り機構を通過する冷媒通過音を防止するとともに、圧縮機の再作動時に液相冷媒が圧縮機に吸引されることを防止している。

ところで、先願例のサイクルの如く、電気式の開閉弁を圧縮機の断続作動に連動して開閉させるためには、開閉弁に電源を供給する必要がある。しかしながら、先願例には、サイクル運転中に断線等の不具合によって、開閉弁への電源供給が途絶えてしまった場合のサイクルの制御については何ら開示されていない。

ところが、先願例のサイクルの運転中に、開閉弁のような電気式のアクチュエータへの電源供給が途絶えてしまうと、圧縮機の作動停止時であっても開閉弁が開弁してしまうことがある。この場合、サイクルの高圧側から低圧側へ冷媒が流れ込んでしまうので、高圧側と低圧側が均圧化して、蒸発器における冷媒蒸発圧力が上昇してしまう。

ここで、図８により、冷媒蒸発圧力Ｐｅと冷媒蒸発温度Ｔｅの関係を説明する。図８の縦軸は冷媒蒸発温度Ｔｅ（℃）を示し、横軸は一般的な冷媒であるＲ６００ａ、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０Ａの冷媒蒸発圧力Ｐｅを、それぞれの冷媒の６５℃における冷媒蒸発圧力で除して無次元化した値を示す。なお、この無次元化は、異種冷媒を同時にグラフ化するために行ったものである。

図８によれば、いずれの冷媒においても、冷媒蒸発圧力Ｐｅの上昇に伴って冷媒蒸発温度Ｔｅも上昇する。さらに、所定の冷媒蒸発圧力Ｐｅの上昇量（ΔＰ）に対する冷媒蒸発温度Ｔｅの上昇量（ΔＴ）の割合（ΔＴ／ΔＰ）は、冷媒蒸発圧力Ｐｅが低くなるほど、大きくなることが判る。

このことは、通常運転時に冷媒蒸発圧力Ｐｅが低くなるサイクルほど、上述の均圧化によって吸引側蒸発器および流出側蒸発器における冷媒蒸発温度Ｔｅが上昇しやすくなり、冷却対象空間の温度が上昇しやすいことを意味する。

従って、例えば、通常運転時に冷却対象空間の温度を−２０℃程度の極低温まで低下させる冷凍装置にエジェクタ式冷凍サイクルを適用した場合に、上述の均圧化によって冷媒蒸発圧力Ｐｅが上昇してしまうと、冷却対象空間（冷凍庫内）の温度が上昇して冷凍庫内の内容物が解凍してしまう等の被害を招きやすい。

本発明は、上記点に鑑み、電気式のアクチュエータを備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、電源供給が途絶えた際の冷却対象空間の温度上昇を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するため、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１３）と、放熱器（１３）出口側冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｚ）と、分岐部（Ｚ）で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１７ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって、冷媒を冷媒吸引口（１７ｂ）から吸引するエジェクタ（１７）と、分岐部（Ｚ）で分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２０）と、絞り手段（２０）下流側冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（１７ｂ）上流側に流出する吸引側蒸発器（１８）と、圧縮機（１１）吐出側から吸引側蒸発器（１８）へ至る吸引側冷媒流路（Ｃ）を開閉する電気式の流路開閉機構（１６、１７ｅ、３０、３１）とを備え、流路開閉機構（１６、１７ｅ、３０、３１）は、非通電時に吸引側冷媒流路（Ｃ）を閉じるようになっているエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。

これによれば、電気式の流路開閉機構（１６、１７ｅ、３０、３１）が、非通電時に吸引側冷媒流路（Ｃ）を閉じるようになっているので、サイクルの運転中に電源供給が途絶えても、サイクルの高圧側から低圧側へ冷媒が流れ込むことを防止できる。

従って、サイクルの運転中に電源供給が途絶えても、前述の均圧化によって、吸引側蒸発器（１８）の冷媒蒸発圧力が上昇してしまうことを回避できるので、吸引側蒸発器（１８）の冷媒蒸発温度の上昇を抑制し、冷却対象空間の温度上昇を抑制することができる。

特に、上記特徴のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍装置および冷凍装置に適用すれば、空調装置に適用する場合に対して、通常運転時における吸引側蒸発器（１８）の冷媒蒸発圧力が低いので、前述の図８に示すように、上述の均圧化による吸引側蒸発器（１８）の冷媒蒸発温度の上昇量も大きくなる。従って、より一層、電源供給が途絶えた際の冷却対象空間の温度上昇抑制効果を得ることができる。

なお、本発明における吸引側冷媒流路（Ｃ）は、圧縮機（１１）→放熱器（１３）→分岐部（Ｚ）→絞り手段（２０）→吸引側蒸発器（１８）入口側というサイクルの通常運転時に冷媒が通過する順の冷媒流路に限定されるものではない。圧縮機（１１）→放熱器（１３）→分岐部（Ｚ）→エジェクタ（１７）のノズル部（１７ａ）→エジェクタ（１７）の冷媒吸引口（１７ｂ）→吸引側蒸発器（１８）出口側という順の冷媒流路も含まれる。

また、上記特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ（１７）流出冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（２１）を備え、流路開閉機構（１６、１７ｅ、３１）は、圧縮機（１１）吐出側から流出側蒸発器（２１）へ至る流出側冷媒流路（Ｂ）を開閉する機能を有し、さらに、流路開閉機構（１６、１７ｅ、３１）は、非通電時に流出側冷媒流路（Ｂ）を閉じるようになっていてもよい。

これによれば、サイクルの通常運転時には、吸引側蒸発器（１８）と流出側蒸発器（２１）との双方で冷凍能力を発揮できるとともに、非通電時には、流路開閉機構（１６、１７ｅ、３０、３１）が、吸引側冷媒流路（Ｃ）および流出側冷媒流路（Ｂ）の双方を閉じることができる。

従って、サイクルの運転中に電源供給が途絶えても、吸引側蒸発器（１８）および流出側蒸発器（２１）の冷媒蒸発圧力が上昇してしまうことを回避して、それぞれの冷却対象空間の温度上昇を抑制することができる。

なお、本発明における流出側冷媒流路（Ｂ）は、圧縮機（１１）→放熱器（１３）→分岐部（Ｚ）→エジェクタ（１７）のノズル部（１７ａ）→ディフューザ部（１７ｄ）→流出側蒸発器（２１）入口側というサイクルの通常運転時に冷媒が通過する順の冷媒流路を示す。従って、吸引側冷媒流路（Ｃ）および流出側冷媒流路（Ｂ）のうち、圧縮機（１１）→放熱器（１３）→分岐部（Ｚ）までの冷媒流路は共通する冷媒流路となる。

また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、流路開閉機構（１６、３１）は、放熱器（１３）出口側から分岐部（Ｚ）入口側に至る冷媒流路に配置されていてもよい。これによれば、流路開閉機構（１６、３１）が、吸引側冷媒流路（Ｃ）および流出側冷媒流路（Ｂ）のそれぞれに共通する冷媒流路に配置されることになるので、流路開閉機構（１６、３１）を１箇所のみ設ければよい。

そして、流路開閉機構（１６、３１）を放熱器（１３）出口側から分岐部（Ｚ）入口側に至る冷媒流路に配置した上記特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、具体的に、流路開閉機構は、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の電磁弁（１６）であってもよい。これによれば、流路開閉機構を容易に構成できる。

さらに、流路開閉機構（３１）の作動を制御する制御装置（２５）を備え、制御装置（２５）は、電力を蓄電する蓄電手段を有するとともに、電源供給が途絶えたとき、蓄電手段に蓄電された電力によって、冷媒流路を閉じるように流路開閉機構（３１）を作動させるようになっていてもよい。

また、上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、流路開閉機構（１７ｅ、３０）は、分岐部（Ｚ）から吸引側蒸発器（１８）入口側に至る第１冷媒流路に配置された吸引側開閉機構（３０）と、分岐部（Ｚ）からノズル部（１７ａ）の冷媒噴射口（１７ｈ）に至る第２冷媒流路に配置された流出側開閉機構（１７ｅ）とを有していてもよい。

これによれば、非通電時に、吸引側冷媒流路（Ｃ）のうち、吸引側開閉機構（３０）によって、分岐部（Ｚ）から絞り手段（２０）を介して吸引側蒸発器（１８）入口側へ至る冷媒流路を閉じることができるとともに、流出側開閉機構（１７ｅ）によって、分岐部（Ｚ）からエジェクタ（１７）の冷媒吸引口（１７ｂ）を介して吸引側蒸発器（１８）出口側へ至る冷媒流路を閉じることができる。その結果、確実に吸引側蒸発器（１８）の冷媒蒸発温度の上昇を抑制できる。

さらに、流出側蒸発器（２１）を備えるサイクルであっても、流出側開閉機構（１７ｅ）によって、分岐部（Ｚ）からノズル部（１７ａ）の冷媒噴射口（１７ｈ）を介して流出側蒸発器（２１）入口側へ至る冷媒流路を閉じることができるので、確実に流出側蒸発器（２１）の冷媒蒸発温度の上昇を抑制できる。

そして、流路開閉機構（１７ｅ、３０）が吸引側開閉機構（３０）と流出側開閉機構（１７ｅ）とを有する上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、具体的に、流出側開閉機構の作動を制御する制御装置（２５）を備え、制御装置（２５）は、電力を蓄電する蓄電手段を有し、流出側開閉機構は、制御装置（２５）からの制御信号によってノズル部（１７ａ）の冷媒通路面積を変更する通路面積調整機構（１７ｅ）で構成されており、さらに、制御装置（２５）は、電源供給が途絶えたとき、蓄電手段に蓄電された電力によって、第１冷媒通路を閉じるように通路面積調整機構（１７ｅ）を作動させるようになっていてもよい。

さらに、制御装置（２５）は、吸引側開閉機構の作動を制御するようになっており、制御装置（２５）は、電源供給が途絶えたとき、蓄電手段に蓄電された電力によって、第２冷媒通路を閉じるように吸引側開閉機構を作動させるようになっていてもよい。

また、流路開閉機構（１７ｅ、３０）が吸引側開閉機構（３０）と流出側開閉機構（１７ｅ）とを有する上述の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、具体的に、吸引側開閉機構は、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の電磁弁（３０）であってもよい。これによれば、吸引側開閉機構を容易に構成できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

（第１実施形態）
図１〜図４により、本発明の第１実施形態を説明する。図１は本発明のエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用冷凍装置に適用した例の全体構成図である。ここで、本実施形態の車両用冷凍装置は、冷却対象空間（冷凍庫内）の温度を、例えば−２０℃付近の極低温に冷却するものである。

まず、圧縮機１１は、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、本実施形態では、周知の固定容量型圧縮機を採用している。圧縮機１１には、電磁クラッチ１２およびベルトを介して図示しない車両エンジンから駆動力が伝達される。

また、この圧縮機１１は、電磁クラッチ１２への通電を断続させることにより、冷媒吐出能力が調整される。具体的には、電磁クラッチ１２への通電を断続制御することによって、圧縮機１１の作動時間と非作動時間の比率（稼働率）を変更して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整している。なお、電磁クラッチ１２は、後述する制御装置２５から出力される制御電圧によって断続制御される。

圧縮機１１の吐出側には、放熱器１３が接続されている。放熱器１３は圧縮機１２から吐出された高圧高温冷媒と図示しない送風ファンにより送風される外気（車室外空気）との間で熱交換を行って高圧高温冷媒を冷却するものである。

なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用し、高圧側圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成している。従って、放熱器１３は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。

放熱器１３の下流側には、冷媒の気液を分離して液相冷媒を溜める気液分離器であるレシーバ１４が配置され、レシーバ１４から液相冷媒が下流側に導出される。レシーバ１４の下流側には、絞り機構１５が接続される。この絞り機構１５は具体的にはキャピラリチューブやオリフィス等の固定絞りで構成され、レシーバ１４からの高圧液相冷媒を気液二相状態の中間圧冷媒に減圧する。

絞り機構１５の下流側には、電気式の開閉弁１６が接続される。この開閉弁１６は、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の電磁弁である。また、開閉弁１６は、後述するように、車両用冷凍装置の作動時には、制御信号２５から出力される制御電圧によって、圧縮機１１の断続作動に連動して開閉制御され、さらに、非通電時には、後述する流出側冷媒流路（矢印Ｂ）および吸引側冷媒流路（矢印Ｃ）を閉じる流路開閉機構として機能する。

開閉弁１６の下流側には、冷媒の流れを分岐する分岐部Ｚが配置されており、分岐部Ｚで分岐された一方の冷媒は冷媒配管１９ａを介して、エジェクタ１７のノズル部１７ａ側に流入し、他方の冷媒は分岐配管１９ｂを介して、エジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂ側に流入するようになっている。

エジェクタ１７は、冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴射する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段である。

また、エジェクタ１７は、冷媒配管１９ａを介して流入する中間圧冷媒の冷媒通路面積を小さく絞って、中間圧の冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部１７ａ、および、ノズル部１７ａの冷媒噴射口１７ｈと連通するように配置されて、後述する吸引側蒸発器１８の出口側冷媒を吸引する冷媒吸引口１７ｂを有して構成される。

さらに、エジェクタ１７は、ノズル部１７ａおよび冷媒吸引口１７ｂの下流側にノズル部１７ａの冷媒噴射口１７ｈから噴射された高速度の冷媒流と冷媒吸引口１７ｂから吸引された吸引冷媒とを混合する混合部１７ｃを有し、混合部１７ｃの下流側に昇圧部をなすディフューザ部１７ｄを有している。

ディフューザ部１７ｄは、冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。

さらに、エジェクタ１７には、ノズル部１７ａの冷媒通路面積を可変制御する通路面積調整機構１７ｅが設けられている。具体的には、通路面積調整機構１７ｅはノズル部１７ａの通路内には通路長手方向に移動可能に配置されたニードル１７ｆと、ニードル１７ｆを移動させる駆動部１７ｇを有して構成される。

ニードル１７ｆの先端形状は細長く尖った形状になっており、ニードル１７ｆの根本部は駆動部１７ｇに連結され、この駆動部１７ｇの操作力にてニードル１７ｆがノズル部１７ａの通路に沿って移動する。そして、ニードル１７ｆの外周面とノズル部１７ａの最小通路部との間に形成される冷媒通路の面積を変更するようになっている。

さらに、ニードル１７ｆの外周面がノズル部１７ａの最小通路部の内壁面に当接することによりノズル部１７ａの通路を全閉することもできる。なお、本実施形態では、駆動部１７ｇとして、ステッピングモータを採用している。もちろん、電気的に制御可能な駆動手段であれば電磁ソレノイド機構等を採用してもよい。なお、通路面積調整機構１７ｅの駆動部１７ｇは後述する制御装置２５の制御信号によって制御される。

ディフューザ部１７ｄの出口側には、流出側蒸発器２１の入口側が接続され、流出側蒸発器２１の出口側は圧縮機１１の吸入側に接続される。

従って、本実施形態では、圧縮機１１の吐出側から流出側蒸発器２１へ至る流出側冷媒流路（矢印Ｂ）が、図２に示すように、圧縮機１１→放熱器１３→レシーバ１４→絞り機構１５→分岐部Ｚ→冷媒配管１９ａ→エジェクタ１７のノズル部１７ａ→混合部１７ｃ→ディフューザ部１７ｄ→流出側蒸発器２１入口側の順の流路で構成される。

なお、図２は、図１の全体構成図に流出側冷媒流路を実線矢印Ｂで示し、吸引側冷媒流路を破線矢印Ｃで示したものである。

次に、分岐部Ｚにおいて分岐された他方の冷媒が流入する分岐配管１９ｂには、絞り手段である固定絞り２０が接続されている。固定絞り２０は吸引側蒸発器１８への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的には、キャピラリチューブやオリフィスで構成される。さらに、固定絞り２０の下流側には、吸引側蒸発器１８の入口側が接続され、この吸引側蒸発器１８の出口側は冷媒吸引口１７ｂに接続される。

従って、本実施形態では、圧縮機１１の吐出側から吸引側蒸発器１８へ至る吸引側冷媒流路（矢印Ｃ）が、図２に示すように、圧縮機１１→放熱器１３→レシーバ１４→絞り機構１５→分岐部Ｚ→分岐配管１９ｂ→固定絞り２０→吸引側蒸発器１８入口側という順の流路、および、圧縮機１１→放熱器１３→レシーバ１４→絞り機構１５→分岐部Ｚ→冷媒配管１９ａ→エジェクタ１７のノズル部１７ａ→エジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂ→吸引側蒸発器１８出口側という順の流路で構成される。

このため、流出側冷媒流路Ｂおよび吸引側冷媒流路Ｃのうち、圧縮機１１から分岐部Ｚに至る冷媒流路は共通する冷媒流路となる。

ここで、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１について説明する。吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１は、いずれもそれぞれの内部を通過する低圧冷媒と送風ファン２２の送風空気（矢印Ａ）とを熱交換させることによって、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱器である。

さらに、本実施形態の吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１は一体構造に組み付けられており、具体的には、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の構成部品をアルミニウムで構成して、ろう付けにより一体構造に接合している。送風ファン２２は、モータ２２ａによって駆動される電動ファンであり、モータ２２ａは後述する制御装置２５から出力される制御電圧によって回転駆動される。

送風ファン２２により送風された送風空気は矢印Ａ方向に流れ、まず、流出側蒸発器２１で冷却され、次に、吸引側蒸発器１８で冷却されて冷却対象空間２３（冷凍庫内）に流れ込む。従って、本実施形態では、流出側蒸発器２１と吸引側蒸発器１８にて同一の冷却対象空間２３を冷却するようになっている。冷却対象空間２３には、その内部温度を検出する温度センサ（サーミスタ）２４が配置されている。

次に、図３に基づいて本実施形態の電気制御部の概要を説明すると、制御装置２５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る。この制御装置２５は、その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、上記した各種の電気式のアクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａ等の作動を制御する。

制御装置２５には、上述した温度センサ２４の検出値が入力される他に、センサ群２６からの検出信号、および操作パネル２７からの各種操作信号が入力される。センサ群２６として具体的には、外気温（車室外温度）を検出する外気センサ等が設けられる。また、操作パネル２７には、車両用冷凍装置を作動させる作動スイッチ、冷却対象空間２３の冷却温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられる。

次に、上述の構成において本実施形態の作動について説明する。まず、圧縮機１１の作動状態における車両用冷凍装置の作動を説明する。制御装置２５の制御電圧によって電磁クラッチ１２に電力が供給され、電磁クラッチ１２が接続状態になると、圧縮機１１に車両エンジンの回転駆動力が伝達され、圧縮機１１が作動する。

この圧縮機１１の作動状態においては、制御装置２５の制御電圧によって開閉弁１６が開弁状態となり、さらに、エジェクタ１７の駆動部１７ｇが制御されて、駆動部１７ｇがニードル１７ｆを所定の位置に移動させる。これにより、エジェクタ１７のノズル部１７ａの冷媒通路面積が所定の値に調整される。

圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器１３に流入して、外気により冷却されて凝縮する。放熱器１３にて冷却された冷媒は、レシーバ１４に流入して、気相冷媒と液相冷媒に分離されて、液相冷媒がレシーバ１４下流側に導出され、絞り機構１５に流入する。

絞り機構１５へ流入した液相冷媒は、気液二相状態の中間圧に減圧されて、開弁状態となっている開閉弁１６を通過し、分岐点Ｚにおいて、冷媒配管１９ａを介してエジェクタ１７のノズル部１７ａに向かう冷媒流れと、分岐配管１９ｂに向かう冷媒流れとに分岐される。

冷媒配管１９ａに流入した冷媒流れは、冷媒通路面積が所定の値に調整されたエジェクタ１７のノズル部１７ａで減圧されて膨張する。そして、ノズル部１７ａにおいて冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、冷媒噴射口１７ｈから冷媒が高速度となって噴射される。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口１７ｂから吸引側蒸発器１８通過後の冷媒（気相冷媒）が吸引される。

ノズル部１７ａから噴射された冷媒と冷媒吸引口１７ｂに吸引された冷媒は、ノズル部１７ａ下流側の混合部１７ｃで混合してディフューザ部１７ｄに流入する。このディフューザ部１７ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度（膨張）エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。

そして、エジェクタ１７のディフューザ部１７ｄから流出した冷媒は、流出側蒸発器２１に流入する。流出側蒸発器２１では、低圧冷媒が送風ファン２２の送風空気（矢印Ａ）から吸熱して蒸発する。流出側蒸発器２１で蒸発した気相冷媒は、圧縮機１１に吸入され、再び圧縮される。

一方、分岐配管１９ｂに流入した冷媒流れは、固定絞り２０で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が吸引側蒸発器１８に流入する。吸引側蒸発器１８では、低圧冷媒が流出側蒸発器２１通過後の送風ファン２２の送風空気（矢印Ａ）から吸熱して蒸発する。吸引側蒸発器１８で蒸発した気相冷媒は冷媒吸引口１７ｂからエジェクタ１７内部へ吸引される。

以上の如く、圧縮機１１の作動状態では、エジェクタ１７のディフューザ部１７ｄの下流側冷媒を流出側蒸発器２１に供給するととともに、分岐通路１９側の冷媒を固定絞り２０を介して吸引側蒸発器１８にも供給できるので、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１で同時に冷却作用を発揮できる。そのため、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の両方で冷却された冷風を冷却対象空間２３（冷凍庫内）に吹き出すことができる。

その際に、流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力はディフューザ部１７ｄで昇圧した後の圧力となり、一方、吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力はノズル部１７ａでの減圧直後の最も低い圧力となる。これにより、流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。

従って、送風ファン２２の送風空気の流れ方向Ａに対して、冷媒蒸発温度が高い流出側蒸発器２１を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い吸引側蒸発器１８を下流側に配置しているので、流出側蒸発器２１における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差および吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を両方とも確保できる。

その結果、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷却性能を両方とも有効に発揮できるので、共通の冷却対象空間２３（冷凍庫内）に対する冷却性能を吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の組み合わせにて効果的に向上できる。また、ディフューザ部１７ｄでの昇圧作用により圧縮機１１の吸入圧を上昇して、圧縮機１１の駆動動力を低減させることもできる。

次に、圧縮機１１の断続作動状態における車両用冷凍装置の作動を説明する。前述の如く、本実施形態では、圧縮機１１の断続制御によって圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整しているので、圧縮機１１の断続作動状態における作動は、車両用冷凍装置の通常運転時の作動とも言い得る。圧縮機１１の断続制御は、温度センサ２４により検出される冷却対象空間２３の内部温度（以下、庫内温度という。）Ｔｒに基づいて行われる。

具体的には、図４に示すように、庫内温度Ｔｒが下限設定温度Ｔｏｆｆまで低下すると、制御装置２５は電磁クラッチ１２への通電を遮断して圧縮機１１の作動を停止する。この圧縮機１１の作動停止により庫内温度Ｔｒが上昇して上限設定温度Ｔｏｎまで上昇すると、制御装置２５は電磁クラッチ１２に通電して圧縮機１１を再起動する。なお、図４は、エジェクタ式冷凍サイクルの作動を説明するタイムチャートである。

ここで、下限設定温度Ｔｏｆｆは例えば、−２０℃〜−２２℃程度の温度であり、上限設定温度Ｔｏｎは下限設定温度Ｔｏｆｆよりも所定温度高い温度、例えば、−１６℃〜−１８℃程度の温度である。このように、庫内温度Ｔｒの高低に応じて圧縮機１１の作動を断続制御することにより、庫内温度Ｔｒが下限設定温度Ｔｏｆｆと上限設定温度Ｔｏｎとの間の所定温度になるように制御している。

このような圧縮機１１の断続制御に対して、開閉弁１６およびエジェクタ１７の通路面積調整機構１７ｅを制御装置２５によって以下の如く連動制御する。まず、庫内温度Ｔｒが下限設定温度Ｔｏｆｆまで低下した場合、圧縮機１１の作動停止に連動して、開閉弁１６を閉弁状態にし、エジェクタ１７の通路面積調整機構１７ｅによってノズル部１７ａの冷媒通路を全閉状態にする。

そして、圧縮機１１の停止期間における第１所定時間ｔ１の間、開閉弁１６の閉状態を持続した後に、開閉弁１６をまず開状態に復帰させる。この開閉弁１６の開状態復帰後、第２所定時間ｔ２が経過した後に、通路面積調整機構１７ｅによってノズル部１７ａの冷媒通路を開状態に復帰させる。このノズル部１７ａの冷媒通路の開状態復帰後に圧縮機１１を再起動する。

なお、第１所定時間ｔ１および第２所定時間ｔ２はｔ１＞ｔ２の関係になっており、具体的には、第１所定時間ｔ１は、庫内温度Ｔｒが下限設定温度Ｔｏｆｆよりも低下してから下限設定温度Ｔｏｆｆよりも所定値高い第１補助設定温度Ｔ１に到達する迄の時間として設定している。

また、第２所定時間ｔ２は、第１所定時間ｔ１経過後、さらに庫内温度Ｔｒが第１補助設定温度Ｔ１よりも僅少値だけ高く、上限設定温度Ｔｏｎよりも僅少値だけ低い第２補助設定温度Ｔ２に到達する迄の時間として設定している。そして、第２所定時間ｔ２経過後、さらに庫内温度Ｔｒが上限設定温度Ｔｏｎに達した場合に圧縮機１１を再起動する。

上記の如く圧縮機１１の停止に連動して、開閉弁１６を閉弁状態にすることにより、流出側冷媒流路Ｂおよび吸引側冷媒流路Ｃのうち、共通する冷媒流路が閉じられる。これにより、開閉弁１６上流側の冷媒が冷媒通路１９ａおよび分岐通路１９ｂ側へ流入することを阻止できる。

そのため、圧縮機１１の停止時にノズル部１７ａおよび固定絞り２０を通過するときの冷媒流動音の発生を防止できる。これと同時に、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１内に液相冷媒が溜まり込むことを防止できるので、次回の圧縮機起動時における圧縮機１１への液相冷媒戻り、いわゆる液圧縮を防止できる。

また、開閉弁１６が閉状態にある第１所定時間ｔ１の間は、開閉弁１６上流側の冷媒が吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１内に流入することを防止できる。つまり、サイクルの高圧側から低圧側へ冷媒が流れ込むことによるサイクルの高圧側と低圧側との均圧化を抑制できる。

具体的には、図４の下段部の実線に示すように圧縮機停止後、開閉弁１６が閉状態に維持される第１所定時間ｔ１の間は、サイクルの高圧側圧力が圧縮機１１作動時より僅かに低下するだけであり、また、低圧側圧力も圧縮機１１作動時より僅か上昇するだけで、比較的低い値に維持される。

従って、圧縮機１１停止後も吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１内の冷媒蒸発圧力の上昇が抑制されて、冷媒蒸発温度の上昇も抑制される。これにより、冷却対象空間２３（冷凍庫内）の温度上昇を抑制できるので、圧縮機１１停止期間の拡大が可能となり、圧縮機消費動力低減を図ることができる。

なお、圧縮機１１停止時には吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷却作用が実質上停止状態となるから、本実施形態では、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１に送風する送風ファン２２のモータ２２ａを圧縮機停止と連動して停止するようにしている。もちろん、冷却対象空間２３内の温度分布を特に均一化したいというニーズが高い場合は、圧縮機１１停止時にも送風ファン２２の作動を継続するようにしてもよい。

ところで、圧縮機１１の断続作動に連動して開閉弁１６が閉弁する際に、開閉弁１６が非圧縮性の液相冷媒の流れを急遮断すると、開閉弁１６上流側の冷媒圧が急上昇するウォータハンマリング現象が発生して、異音が生じることがある。

これに対して、本実施形態では開閉弁１６上流側に絞り機構１５を配置して、開閉弁１６が絞り機構１５で減圧された後の気液二相状態の冷媒の流れを遮断するようになっている。従って、本実施形態では、ウォータハンマリング現象を回避して、異音の発生を防止することができる。

さらに、開閉弁１６は第１所定時間ｔ１の間、閉状態を維持した後、開状態に復帰する。このとき、通路面積調整機構１７ｅは依然としてノズル部１７ａの冷媒通路を閉状態にしているので、開閉弁１６を通過した冷媒は分岐通路１９ｂ側へ流入して、吸引側蒸発器１８→エジェクタ１７→流出側蒸発器２１の順に流れる。

これにより、サイクルの高圧側圧力と低圧側圧力とを均一化する、いわゆる圧力バランスが行われる。具体的には、開閉弁１６の開弁によって高圧側冷媒が低圧側流路に流入することによって、高圧側圧力は図４の下段部に示すように開閉弁１６の閉弁時の値からさらに一段と低い値まで低下する。さらに、低圧側圧力は開閉弁１６の閉弁時の値から一段と高い値まで上昇する。

この圧力バランスは、開閉弁１６の開弁から圧縮機１１が再起動するまでの間（時間ｔ３）行われ、高圧側圧力と低圧側圧力は同一圧力値となる以前に終了するようになっている。そのため、圧力バランスの終了時点（圧縮機１１の再起動時点）でも高圧側圧力と低圧側圧力との間には、所定の圧力差が存在する。

これにより、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力を大幅に上昇させることなく、サイクルの高圧側圧力と低圧側圧力との高低圧差を縮小できるので、大きな高低圧差を維持したまま圧縮機１１を再起動する場合に比較して圧縮機１１の起動動力を低減できる。

しかも、この圧力バランス期間ｔ３のうち大部分の期間ｔ２では、エジェクタ１７の通路面積調整機構１７ｅがノズル部１７ａの冷媒通路を閉状態に維持しているので、ノズル部１７ａにおける冷媒流動音の発生を防止できる。

さらに、ノズル部１７ａの冷媒通路の開状態への復帰時が圧縮機１１の再起動時点よりも若干の時間先行しているので、圧縮機１１の再起動の前に確実にノズル部１７ａの冷媒通路を開状態にすることができる。もちろん通路面積調整機構１７ｅが極短時間でノズル部１７ａの冷媒通路を開状態に移行させることができれば、圧縮機１１の再起動と同時にノズル部１７ａの冷媒通路を開状態へ復帰させるようにしてもよい。

次に、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの通常作動状態において、上記の各種の電気式のアクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａの電源供給が途絶えた場合の作動について説明する。なお、電源供給が途絶えた場合とは、断線などの不具合によるものだけでなく、乗員が操作パネル２７の作動スイッチをＯＦＦすることによって車両用冷凍装置への電源供給を遮断した場合も含まれる。

各種の電気式のアクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａの電源供給が途絶えると、電磁クラッチ１２への通電が遮断されて、圧縮機１１は作動を停止する。さらに、送風ファン２２のモータ２２ａへの通電も遮断されて、送風ファン２２も作動を停止する。

なお、本実施形態では、通路面積調整機構１７ｅの駆動部１７ｇとして、ステッピングモータを採用しているので、ノズル部１７ａの冷媒通路が全閉状態となっているとは限らない。つまり、ステッピングモータに代表される電気的に制御可能な駆動手段では、急な電源遮断に対応できず、ノズル部１７ａの冷媒通路が開放状態のままになっていることがある。

これに対して、本実施形態の開閉弁１６はノーマルクローズ型の電磁弁なので、確実に閉弁状態となる。さらに、開閉弁１６は放熱器１３の出口側から分岐部Ｚの入口側に至る冷媒流路（具体的には、絞り手段１５と分岐部Ｚとの間）に配置されているので、開閉弁１６が閉弁状態となれば、流出側冷媒流路Ｂおよび吸引側冷媒流路Ｃのうち、共通する冷媒流路を同時に閉じることができる。

従って、開閉弁１６が流出側冷媒流路Ｂおよび吸引側冷媒流路Ｃの共通する冷媒流路を確実に閉じることができるので、エジェクタ式冷凍サイクルの運転中に電源供給が途絶えても、サイクルの高圧側から低圧側への冷媒の流れ込み（均圧化）によって、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力が上昇してしまうことを回避できる。

その結果、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷媒蒸発温度の上昇を回避できるので、電源供給が途絶えた際の冷却対象空間の温度上昇を抑制することができる。

特に、本実施形態のように、エジェクタ式冷凍サイクルを冷凍装置に適用した場合は、空調装置等に適用する場合に対して、通常運転時における吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力が低くなるので、前述の図８に示すように、均圧化による吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷媒蒸発温度の上昇量も大きくなる。従って、より一層、電源供給が途絶えた際の冷却対象空間の温度上昇抑制効果を得ることができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、放熱器１３の下流側であって、分岐部Ｚの上流側に絞り機構１５および開閉弁１６を配置しているが、本実施形態では、図５に示すように、絞り機構１５および開閉弁１６を廃止して、分岐通路１９ａのうち固定絞り２０の下流側であって、吸引側蒸発器１８の上流側に開閉弁３０を配置している。

この開閉弁３０の基本的構成は、第１実施形態の開閉弁１６と同様であり、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の電磁弁である。また、車両用冷凍装置の作動時には、制御信号２５から出力される制御電圧によって、第１実施形態の開閉弁１６と同様に、圧縮機１１の断続作動に連動して開閉制御される。

さらに、本実施形態の制御装置２５は、蓄電池、コンデンサ等によって構成される蓄電手段を有している。この蓄電手段は、通常運転時に制御装置２５に供給される電源によって充電され、制御装置２５への電源供給が途絶えた場合に放電して、制御装置２５および各種の電気式のアクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａへ電源供給できるようになっている。

つまり、本実施形態では、制御装置２５への電源供給が途絶えても、蓄電手段に蓄えられた電力によって、制御装置２５が各アクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａの作動を制御できるようになっている。具体的には、制御装置２５への電源供給が途絶えると、制御手段２５は、蓄電手段に蓄えられた電力によって、通路面積調整機構１７ｅがノズル部１７ａの冷媒通路を全閉状態にするように制御信号を出力する。

従って、本実施形態では、開閉弁３０が、分岐部Ｚから吸引側蒸発器１８入口側に至る第１冷媒流路に配置された吸引側開閉機構を構成し、通路面積調整機構１７ｅが、分岐部Ｚからノズル部１７ａ噴射口に至る第２冷媒流路に配置された流出側開閉機構を構成する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、上述の構成において本実施形態の作動について説明する。まず、圧縮機１１の作動状態および断続作動状態における車両用冷凍装置の基本的作動は第１実施形態と同様である。なお、本実施形態の圧縮機１１の断続作動状態では、圧縮機１１の断続作動に連動して、開閉弁３０および通路面積調整機構１７ｅが制御装置２５によって制御される。

具体的には、第１実施形態と同様に、図４に示すタイムチャートの如く制御される。もちろん、図４における開閉弁は、本実施形態では開閉弁３０となる。

図４に示すように、圧縮機１１の停止に連動して、開閉弁３０を閉弁状態にすることにより、吸引側冷媒流路Ｃのうち、圧縮機１１→分岐部Ｚ→分岐通路１９ｂ→吸引側蒸発器１８入口側の順の冷媒流路が閉じられる。これにより、開閉弁３０上流側の冷媒が吸引側蒸発器１８へ流入することを阻止できる。

さらに、ノズル部１７ａの冷媒通路を全閉状態にすることにより、流出側冷媒流路Ｂおよび吸引側冷媒流路Ｃのうち圧縮機１１→分岐部Ｚ→冷媒通路１９ａ→エジェクタ１７のノズル部１７ａ→エジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂ→吸引側蒸発器１８出口側という順の冷媒流路が閉じられる。これにより、ノズル部１７ａ上流側の冷媒がノズル部１７ａを通過して、流出側蒸発器２１および吸引側蒸発器１８へ流入することを阻止できる。

従って、第１実施形態と同様に、圧縮機１１停止時のノズル部１７ａおよび固定絞り２０における冷媒流動音の発生を防止し、次回の圧縮機起動時における圧縮機１１への液相冷媒戻りを防止できる。また、サイクルの高圧側と低圧側との均圧化を抑制できるので、冷却対象空間２３（冷凍庫内）の温度上昇を抑制できる。

さらに、本実施形態の開閉弁３０においても、絞り機構２０で減圧された後の気液二相状態の冷媒の流れを遮断するようになっているので、開閉弁３０による冷媒流路の遮断時においても、ウォータハンマリング現象を回避して、異音の発生を防止することができる。

また、通路面積調整機構１７ｅは、前述の如く、ステッピングモータで構成される駆動部１７ｇによってニードル１７ｆを作動させてノズル部１７ａの冷媒流路を閉じるので、閉弁応答性を任意に調整することができる。これにより、液相冷媒の流れの急遮断によるウォータハンマリング現象を回避して、異音の発生を防止することができる。さらに、第１実施形態と同様の圧力バランスによって、圧縮機１１の起動動力を低減できる。

次に、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの通常作動状態において、サイクルを構成する電気式のアクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａへの電源供給が途絶えた場合の作動について説明する。各アクチュエータ１２、１６、１７ｇ、２２ａへの電源供給が途絶えると、第１実施形態と同様に、圧縮機１１は作動を停止し、送風ファン２２は作動を停止し、ノーマルクローズ型の電磁弁である開閉弁３０が閉弁状態となる。

さらに、本実施形態では、制御装置２５への電源供給が途絶えた場合に、制御装置２５の蓄電手段が制御装置２５および通路面積調整機構１７ｅに電源を供給する。そして、制御装置２５は、通路面積調整機構１７ｅがノズル部１７ａの冷媒通路を全閉状態にするように制御信号を出力する。

上記の如く、開閉弁３０が閉弁状態となると、吸引側冷媒流路Ｃのうち、圧縮機１１→分岐部Ｚ→分岐通路１９ｂ→吸引側蒸発器１８入口側の順の冷媒流路が閉じられる。さらに、ノズル部１７ａの冷媒通路面積が全閉状態になると、流出側冷媒流路Ｂおよび吸引側冷媒流路Ｃのうち圧縮機１１→分岐部Ｚ→冷媒通路１９ａ→エジェクタ１７のノズル部１７ａ→エジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂ→吸引側蒸発器１８出口側という順の冷媒流路が閉じられる。

従って、エジェクタ式冷凍サイクルの運転中に電源供給が途絶えても、サイクルの高圧側から低圧側への冷媒の流れ込み（均圧化）によって、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の冷媒蒸発圧力が上昇してしまうことを回避できる。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第１、２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルでは、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しているが、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用し、高圧側圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界サイクルを構成した例について説明する。

本実施形態では、図６に示すように、第１実施形態のサイクル構成に対して、レシーバ１４、絞り機構１５、開閉弁１６および流出側蒸発器２１を廃止して、放熱器１３出口側と分岐部Ｚ入口側との間に電気式の可変絞り機構３１を配置し、エジェクタ１７流出側と圧縮機１１吸入側との間にアキュムレータ３２を配置している。

可変絞り機構３１は、冷媒通路面積を変更可能に構成された弁機構と制御装置２５から出力される制御信号によって回転駆動するステッピングモータとを有し、ステッピングモータが回転すると、弁機構の弁体が変位して冷媒通路面積を連続的に調整することができる流量調整弁である。

アキュムレータ３２は、冷媒の気液を分離して液相冷媒を溜める気液分離器であり、アキュムレータ３２の気相冷媒出口には圧縮機１１の吸入側が接続される。さらに、本実施形態では、放熱器１３下流側冷媒の圧力を検出する図示しない圧力センサ、および、放熱器１３下流側冷媒の温度を検出する図示しない温度センサが設けられており、それぞれの検出信号が制御装置２５に入力される。

また、本実施形態の制御装置２５も第２実施形態と同様の蓄電手段を有している。そして、制御装置２５への電源供給が途絶えると、制御手段２５は、蓄電手段に蓄えられた電力によって、可変絞り機構３１が冷媒通路を全閉状態にするように制御信号を出力する。

従って、本実施形態では、可変絞り機構３１が、放熱器１３出口側から分岐部Ｚ入口側に至る冷媒流路に配置されて、非通電時に、図２に示す、吸引側冷媒流路（矢印Ｃ）を閉じる流路開閉機構を構成する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、上述の構成において本実施形態の作動について説明する。まず、圧縮機１１の作動状態および断続作動状態における車両用冷凍装置の基本的作動は第１実施形態と同様である。

圧縮機１１の作動状態において、特に、本実施形態の制御装置２５は、上記の圧力センサの検出値である放熱器１３下流側冷媒圧力が上記の温度センサの検出値に基づいて決定される目標圧力となるように、可変絞り機構３１の絞り開度（冷媒通路面積）を調整するようになっている。

また、圧縮機１１は、その吸入冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する。圧縮機１１から吐出された冷媒は、放熱器１３において超臨界状態のまま放熱するので、放熱器１３にて凝縮することはない。放熱器１３にて放熱した冷媒は、可変絞り機構３１において中間圧に減圧されて、分岐点Ｚにおいて、冷媒配管１９ａを介してエジェクタ１７のノズル部１７ａに向かう冷媒流れと、分岐配管１９ｂに向かう冷媒流れとに分岐される。

冷媒配管１９ａに流入した冷媒は、第１実施形態と同様に、冷媒噴射口１７ｈから冷媒が高速度となって噴射され、混合部１７ｃにおいて冷媒吸引口１７ｂから吸引された冷媒と混合して、ディフューザ部１７ｄから流出して、アキュムレータ３２へ流入する。アキュムレータ３２で分離された気相冷媒は再び圧縮機に吸入される。

分岐配管１９ｂに流入した冷媒も、第１実施形態と同様に、固定絞り２０で減圧されて低圧冷媒となり、吸引側蒸発器１８において送風ファン２２の送風空気（矢印Ａ）から吸熱して蒸発する。吸引側蒸発器１８で蒸発した気相冷媒は冷媒吸引口１７ｂからエジェクタ１７内部へ吸引される。

以上の如く、圧縮機１１の作動状態では、吸引側蒸発器１８で冷却された冷風を冷却対象空間２３（冷凍庫内）に吹き出すことができる。また、ディフューザ部１７ｄでの昇圧作用により圧縮機１１の吸入圧を上昇して、圧縮機１１の駆動動力を低減させることもできる。

次に、圧縮機１１の断続作動状態では、圧縮機１１の断続作動に連動して、可変絞り機構３１および通路面積調整機構１７ｅが制御装置２５によって制御される。具体的には、第１実施形態と同様に、図４に示すタイムチャートの如く制御される。もちろん、図４における開閉弁は、本実施形態では可変絞り機構３１となる。従って、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、可変絞り機構３１の上流側に第１実施形態の絞り機構１５に相当する減圧手段が配置されていないが、可変絞り機構３１へ流入する冷媒は超臨界状態になっているので、ウォータハンマリング減少による異音は発生しない。

次に、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの通常作動状態において、サイクルを構成する電気式のアクチュエータ１２、３１、１７ｇ、２２ａへの電源供給が途絶えた場合の作動について説明する。各アクチュエータ１２、３１、１７ｇ、２２ａへの電源供給が途絶えると、圧縮機１１、送風ファン１２、エジェクタ１７の通路面積調整機構１７ｅは、第１実施形態と同様の状態となる。

さらに、本実施形態では、制御装置２５への電源供給が途絶えた場合に、制御装置２５の蓄電手段が制御装置２５および可変絞り機構３１に電源供給する。そして、制御装置２５は、可変絞り機構３１が冷媒通路を全閉状態にするように制御信号を出力する。

上記の如く、可変絞り機構３１が全閉状態となると、吸引側冷媒流路Ｃが閉じられる。従って、エジェクタ式冷凍サイクルの運転中に電源供給が途絶えても、サイクルの高圧側から低圧側への冷媒の流れ込み（均圧化）によって、吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力が上昇してしまうことを回避できる。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の第１実施形態では、ウォータハンマリング現象による異音の発生を防止するために、流路開閉手段を構成する開閉弁１６の上流側に減圧手段である絞り機構１５を配置しているが、第３実施形態の如く、ウォータハンマリング現象が発生しないサイクルでは、絞り機構１５を廃止してもよい。もちろん、異音の発生が問題とならないサイクルにおいても、絞り機構１５を廃止してもよい。

さらに、第２実施形態においても、例えば、図７に示すように、第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、固定絞り２０を第１固定絞り２０ａと第２固定絞り２０ｂとによって構成し、第１固定絞り２０ａと第２固定絞り２０ｂとの間に、開閉弁３０を配置してもよい。さらに、第２固定絞り２０ｂのみを設けてもよい。

（２）上述の第２実施形態では、吸引側開閉機構をノーマルクローズ型の電磁弁３０で構成しているが、第３実施形態の可変絞り機構３１と同様の電気式の可変絞り機構で構成してもよい。さらに、制御装置２５への電源供給が途絶えた場合に、蓄電手段に蓄えられた電力によって、この可変絞り機構に対して冷媒通路が全閉状態となるように制御信号を出力すればよい。

（３）上述の実施形態では、分岐部Ｚの詳細については明示していないが、分岐部Ｚは具体的に、三方継手によって容易に構成できる。さらに、例えば、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、三方継手の冷媒入口部に開閉弁１６を一体に構成してもよい。

（４）上述の実施形態では、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１をろう付け手段によって一体化しているが、溶接、圧接、はんだ付け等の手段で接合してもよい。さらに、例えば、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側蒸発器１８、流出側蒸発器２１、絞り機構１５、開閉弁１６およびエジェクタ１７を一体化（ユニット化）してもよい。

具体的には、エジェクタ１７を吸引側蒸発器１８のヘッダタンク内部に収容し、キャピラリチューブで構成された絞り機構１５を吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１のヘッダタンク外壁面に沿って接合し、開閉弁１６を吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１の側面に接合する構成にすればよい。

これにより、エジェクタ式冷凍サイクルの構成部品一体化によるサイクルの小型化効果、および、部品点数削減によるコストダウン効果を得ることができる。

（５）上述の実施形態では、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１を一体に構成して、双方の蒸発器１８、２１によって同一の冷却対象空間を冷却する例を説明したが、吸引側蒸発器１８および流出側蒸発器２１を別体に構成して、双方の蒸発器１８、２１によって異なる冷却対象空間を冷却するようにしてもよい。例えば、流出側蒸発器２１を車室内冷蔵庫用に用いて、吸引側蒸発器１８を車室内冷凍庫用に用いてもよい。

（６）上述の各実施形態では、冷却対象空間２３の温度（庫内温度）を温度センサ２４で検出しているが、この庫内温度の代わりに、蒸発器表面温度等のように庫内温度と相関のある温度を検出してもよい。

（７）上述の各実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。

（８）上述の各実施形態では、冷媒としてフロン系冷媒および二酸化炭素を採用した例を説明したが、もちろんＨＣ系冷媒等を採用してもよい。

（９）上述の第１、２実施形態および図７に示す実施形態において、レシーバ１４を廃止して、エジェクタ１７流出側と圧縮機１１吸入側との間に第３実施形態と同様のアキュムレータを設けてもよい。

第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態の流出側冷媒流路および吸引側冷媒流路を示した全体構成図である。 第１実施形態の電気制御部のブロック図である。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの作動を説明する説明図である。 第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 他の実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 冷媒蒸発圧力Ｐｅと冷媒蒸発温度Ｔｅの関係を説明するグラフである。

符号の説明

１１…圧縮機、１３…放熱器、１６、３０…開閉弁、１７…エジェクタ、
１７ａ…ノズル部、１７ｂ…冷媒吸引口、１７ｅ…通路面積調整機構、
１７ｈ…冷媒噴射口、１８…吸引側蒸発器、２１…流出側蒸発器、２５…制御装置、
３１…可変絞り機構、Ｂ…流出側冷媒流路、Ｃ…吸引側冷媒流路、Ｚ…分岐部。

Claims (9)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１３）と、
   前記放熱器（１３）出口側冷媒の流れを分岐する分岐部（Ｚ）と、
   前記分岐部（Ｚ）で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部（１７ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって、冷媒を冷媒吸引口（１７ｂ）から吸引するエジェクタ（１７）と、
   前記分岐部（Ｚ）で分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる絞り手段（２０）と、
   前記絞り手段（２０）下流側冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（１７ｂ）上流側に流出する吸引側蒸発器（１８）と、
   前記圧縮機（１１）吐出側から前記吸引側蒸発器（１８）へ至る吸引側冷媒流路（Ｃ）を開閉する電気式の流路開閉機構（１６、１７ｅ、３０、３１）とを備え、
   前記流路開閉機構（１６、１７ｅ、３０、３１）は、非通電時に前記吸引側冷媒流路（Ｃ）を閉じるようになっていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 前記エジェクタ（１７）流出冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（２１）を備え、
   前記流路開閉機構（１６、１７ｅ、３１）は、前記圧縮機（１１）吐出側から前記流出側蒸発器（２１）へ至る流出側冷媒流路（Ｂ）を開閉する機能を有し、
   さらに、前記流路開閉機構（１６、１７ｅ、３１）は、非通電時に前記流出側冷媒流路（Ｂ）を閉じるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
3. 前記流路開閉機構（１６、３１）は、前記放熱器（１３）出口側から前記分岐部（Ｚ）入口側に至る冷媒流路に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. 前記流路開閉機構は、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の電磁弁（１６）であることを特徴とする請求項３に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 前記流路開閉機構（３１）の作動を制御する制御装置（２５）を備え、
   前記制御装置（２５）は、電力を蓄電する蓄電手段を有し、
   さらに、前記制御装置（２５）は、電源供給が途絶えたとき、前記蓄電手段に蓄電された電力によって、前記冷媒流路を閉じるように前記流路開閉機構（３１）を作動させることを特徴とする請求項３に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
6. 前記流路開閉機構（１７ｅ、３０）は、前記分岐部（Ｚ）から前記吸引側蒸発器（１８）入口側に至る第１冷媒流路に配置された吸引側開閉機構（３０）と、前記分岐部（Ｚ）から前記ノズル部（１７ａ）の冷媒噴射口（１７ｈ）に至る第２冷媒流路に配置された流出側開閉機構（１７ｅ）とを有していることを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
7. 前記流出側開閉機構の作動を制御する制御装置（２５）を備え、
   前記制御装置（２５）は、電力を蓄電する蓄電手段を有し、
   前記流出側開閉機構は、前記制御装置（２５）からの制御信号によって前記ノズル部（１７ａ）の冷媒通路面積を変更する通路面積調整機構（１７ｅ）にて構成されており、
   さらに、前記制御装置（２５）は、電源供給が途絶えたとき、前記蓄電手段に蓄電された電力によって、前記第１冷媒通路を閉じるように前記通路面積調整機構（１７ｅ）を作動させることを特徴とする請求項６に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
8. 前記制御装置（２５）は、前記吸引側開閉機構の作動を制御するようになっており、
   さらに、前記制御装置（２５）は、電源供給が途絶えたとき、前記蓄電手段に蓄電された電力によって、前記第２冷媒通路を閉じるように前記吸引側開閉機構を作動させることを特徴とする請求項７に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
9. 前記吸引側開閉機構は、非通電時に閉弁するノーマルクローズ型の電磁弁（３０）であることを特徴とする請求項６または７に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
   

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