JP2009276045A - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】エジェクタのノズル部を通過する駆動流の流量変動が生じても、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させる。
【解決手段】冷媒出口がエジェクタ１３の冷媒吸引口１３ｂ側に接続される吸引側蒸発器１６と冷媒吸引口１３ｄとの間に第２圧縮機構２１ａを設ける。これにより、エジェクタ１３の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ１３の吸引能力が低下するような運転条件であっても、第２圧縮機構２１ａによってエジェクタ１３の吸引能力を補助することができるので、駆動流の流量変動が生じても、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。
【選択図】図１

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。

従来、冷媒減圧手段の機能および冷媒循環手段の機能を果たすエジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。例えば、特許文献１には、圧縮機吐出冷媒を放熱器にて室外空気と熱交換させることで放熱させ、放熱した高圧冷媒をエジェクタのノズル部へ供給するエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。

さらに、このエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部下流側に低圧冷媒の気液を分離する気液分離器を配置し、気液分離器の気相冷媒出口を圧縮機吸入口側へ接続するとともに液相冷媒出口を吸引側蒸発器の入口へ接続し、吸引側蒸発器の出口をエジェクタの冷媒吸引口に接続している。

この種のエジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、エジェクタのノズル部にて高圧冷媒を減圧膨張させて噴射し、この噴射冷媒の圧力低下によって冷媒吸引口から蒸発器下流側の冷媒を吸引することで、ノズル部における減圧膨張時の運動エネルギの損失を回収している。

さらに、回収した運動エネルギ（以下、回収エネルギという。）を、エジェクタのディフューザ部にて圧力エネルギに変換して、圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇させることで、圧縮機の駆動動力を低減させてエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させている。
特許第３３２２２６３号公報

しかしながら、この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、ノズル部を通過する冷媒（以下、駆動流という。）の流量低下に伴って、エジェクタの吸引能力が低下してしまうので、回収エネルギ量も減少してしまう。このため、駆動流の流量低下に伴って、上述のＣＯＰ向上効果が低減してしまう。

例えば、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、外気温の低下等に伴って高圧冷媒の圧力が低下すると、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小して、エジェクタの駆動流の流量が低下してしまう。

このような駆動流の流量低下が生じると、エジェクタの吸引能力が低下して、回収エネルギ量が減少するだけでなく、気液分離器から蒸発器へ液相冷媒が供給されにくくなり、サイクルが発揮できる冷凍能力も低下してしまう。その結果、駆動流の流量低下に伴って、ＣＯＰが低減してしまう。

さらに、エジェクタの吸引能力が低下して、蒸発器へ液相冷媒が供給されなくなってしまうと、低圧冷媒が蒸発器にて吸熱作用を発揮できなくなり、サイクルが破綻してしまうという問題を引き起こす。

このことを図１８により詳細に説明する。図１８は、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させた際の冷媒の状態を示すモリエル線図である（特許文献１の第２図参照）。なお、図１８の実線は、通常運転時の冷媒の状態を示し、破線は、上述のサイクル破綻が生じた際の冷媒の状態を示している。また、各符号は、後述する実施形態で説明する図２に対応している。

図１８から明らかなように、外気温の低下等によって高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小すると（図１８の白抜矢印Ｘ₁₈）、エジェクタの吸引能力が低下する。これにより、蒸発器に液相冷媒が供給されなくなると、低圧冷媒が蒸発器にて吸熱作用を発揮できなくなってしまう（図１８の白抜矢印Ｙ₁₈）。

このため、図１８の破線に示すように、放熱器にて冷媒が放熱できる熱量は、圧縮機の圧縮仕事量相当になってしまう。その結果、実質的に、冷媒を介して低圧側から高圧側へ熱量を移動させることができなくなり、サイクルが破綻してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、エジェクタの駆動流の流量変動が生じても、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第１圧縮機構（１１ａ）と、第１圧縮機構（１１ａ）から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部（１３ａ）から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口（１３ｂ）から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口（１３ｂ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部（１３ｄ）にて昇圧するエジェクタ（１３）と、冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（１３ｂ）側へ流出させる吸引側蒸発器（１６）と、吸引側蒸発器（１６）出口側冷媒を吸引して、圧縮して吐出する第２圧縮機構（２１ａ）とを備え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、第２圧縮機構（２１ａ）を備えているので、エジェクタ（１３）の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ（１３）の吸引能力が低下するような運転条件であっても、第２圧縮機構（２１ａ）によってエジェクタ（１３）の吸引能力を補助することができる。その結果、駆動流の流量変動にかかわらず、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。

つまり、第２圧縮機構（２１ａ）がエジェクタ（１３）の吸引能力を補助するので、ディフューザ部（１３ｄ）から流出して第１圧縮機構（１１ａ）に吸入される冷媒の密度が低下してしまうことを抑制できる。従って、第１圧縮機構（１１ａ）から吐出される冷媒流量の減少を抑制できる。

その結果、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小しやすい運転条件であっても、駆動流の流量低下を抑制して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。

しかも、後述する実施形態に説明するように、２つの第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）およびエジェクタ（１３）のディフューザ部（１３ｄ）の昇圧作用によって冷媒を昇圧できるので、１つの圧縮機にて冷媒を昇圧する場合に対して、第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）の駆動動力を低減させてＣＯＰを向上できる。

つまり、ディフューザ部（１３ｄ）の昇圧作用によって、第１圧縮機構（１１ａ）の吸入圧力を上昇させることで、第１圧縮機構（１１ａ）の駆動動力を低減させることができるのみならず、それぞれの第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）の吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）の圧縮効率を向上できる。

従って、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい冷凍サイクル装置、例えば、吸引側蒸発器（１６）の冷媒蒸発温度を極低温（例えば、−３０℃〜−１０程度）まで低下させる冷凍サイクル装置に適用した際に、極めて効果的にＣＯＰを向上できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ディフューザ部（１３ｄ）から流出した冷媒の気液を分離する流出側気液分離器（１４）を備え、流出側気液分離器（１４）の液相冷媒出口は、吸引側蒸発器（１６）入口側に接続されており、流出側気液分離器（１４）の気相冷媒出口は、第１圧縮機構（１１ａ）吸入口側に接続されていることを特徴とする。

これによれば、具体的に、駆動流が低下してエジェクタ（１３）の吸引能力が低下した場合であっても、第２圧縮機構（２１ａ）の吸入作用によって、流出側気液分離器（１４）から吸引側蒸発器（１６）へ液相冷媒を供給することができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクルを、確実に安定して作動させることができる。

さらに、第１圧縮機構（１１ａ）に流出側気液分離器（１４）の気相冷媒出口から飽和気相冷媒を吸入させることができるので、過熱度を有する気相冷媒を吸入させる場合に対して、第１圧縮機構（１１ａ）において冷媒を等エントロピ的に圧縮する際の圧縮仕事量を低減させて、より一層、ＣＯＰを向上できる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器（１２）から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（３０、３１、３２）を備えていてもよい。

具体的に、サイクルの低圧側冷媒としては、請求項４に記載の発明のように、第１圧縮機構（１１ａ）へ吸入される冷媒であってもよいし、請求項５に記載の発明のように、第２圧縮機構（２１ａ）へ吸入される冷媒であってもよいし、請求項６に記載の発明のように、流出側気液分離器（１４）内部の冷媒であってもよい。

これによれば、吸引側蒸発器（１６）入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差（冷凍能力）を拡大して、ＣＯＰを向上できる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器（１２）出口側からノズル部（１３ａ）入口側へ至る冷媒通路に配置されて、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段（１７）を備えることを特徴とする。

これによれば、高圧側減圧手段（１７）の作用によって、ノズル部（１３ａ）へ流入する冷媒を気液二相冷媒となるまで減圧することができる。従って、ノズル部（１３ａ）へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部（１３ａ）における冷媒の沸騰を促進させて、ノズル効率を向上させることができる。

その結果、ディフューザ部（１３ｄ）における昇圧量を増加させて、より一層、ＣＯＰを向上できる。なお、ノズル効率とは、ノズル部（１３ａ）において、冷媒の圧力エネルギを運動エネルギに変換する際のエネルギ変換効率である。

さらに、高圧側減圧手段（１７）を可変絞り機構で構成することで、サイクルの負荷変動に応じて、ノズル部（１３ａ）へ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いＣＯＰを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、請求項７に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、高圧側減圧手段（１７）は、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機であってもよい。これによれば、膨張機から出力された機械的エネルギを有効に活用することで、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのエネルギ効率を向上できる。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器（１２）は、冷媒を凝縮させる凝縮部（１２ｂ）、凝縮部（１２ｂ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部（１２ｃ）、および、気液分離部（１２ｃ）から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部（１２ｄ）を有していることを特徴とする。

これによれば、吸引側蒸発器（１６）入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差（冷凍能力）を拡大して、ＣＯＰを向上できる。

この際、吸引側蒸発器（１６）入口側冷媒のエンタルピを減少させるために、第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）吸入冷媒のエンタルピを増加させることがないので、第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）吸入冷媒の密度低下を抑制できる。従って、第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）の吐出流量の低下を招くことを回避して、確実にＣＯＰを向上できる。

請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし９のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第１圧縮機構（１１ａ）の冷媒吐出能力を変更する第１吐出能力変更手段（１１ｂ）と、第２圧縮機構（２１ａ）の冷媒吐出能力を変更する第２吐出能力変更手段（２１ｂ）とを備え、第１吐出能力変更手段（１１ｂ）および第２吐出能力変更手段（２１ｂ）は、それぞれ独立して第１圧縮機構（１１ａ）および第２圧縮機構（２１ａ）の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする。

これによれば、第１圧縮機構（１１ａ）の冷媒吐出能力と第２圧縮機構（２１ａ）の冷媒吐出能力とを独立に調整して、第１、第２圧縮機構（１１ａ、２１ａ）のいずれも高い圧縮効率を発揮させながら作動させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのＣＯＰを、より一層、向上させることができる。

請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第１圧縮機構（１１ａ）および第２圧縮機構（２１ａ）は、同一のハウジング内に収容されて、一体的に構成されていることを特徴とする。これによれば、第１圧縮機構（１１ａ）および第２圧縮機構（２１ａ）の小型化が可能となり、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることもできる。

請求項１２に記載の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ディフューザ部（１３ｄ）から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（６１）を備えることを特徴とする。

これによれば、吸引側蒸発器（１６）のみならず、流出側蒸発器（６１）でも冷凍能力を発揮できる。さらに、吸引側蒸発器（１６）では、噴射冷媒の吸引作用に応じた冷媒蒸発圧力となり、流出側蒸発器（６１）では、ディフューザ部（１３ｄ）にて昇圧された後の冷媒蒸発圧力となるので、吸引側蒸発器（１６）および流出側蒸発器（６１）の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。

請求項１３に記載の発明のように、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第１圧縮機構（１１ａ）は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧させるようになっていてもよい。

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、２により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍機に適用した例を説明する。この冷凍機は、冷却対象空間である冷凍庫内を−３０〜−１０℃程度の極低温まで冷却するものである。図１は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成図である。

エジェクタ式冷凍サイクル１０において、第１圧縮機１１は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された第１圧縮機構１１ａを第１電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機である。第１圧縮機構１１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。

第１電動モータ１１ｂは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、第１圧縮機構１１ａの冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態の第１電動モータ１１ｂは、第１圧縮機構１１ａの冷媒吐出能力を変更する第１吐出能力変更手段を構成している。

第１圧縮機１１の吐出口側には、放熱器１２が接続されている。放熱器１２は第１圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と冷却ファン１２ａにより送風される庫外空気（外気）とを熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン１２ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

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、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。従って、放熱器１２は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。

また、放熱器１２の出口側に、放熱器１２から流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を溜めておく高圧側気液分離器としてのレシーバ（受液器）を設けてもよい。そして、このレシーバから分離された飽和液相冷媒を下流側へ導出させるようにしてもよい。

放熱器１２の出口側には、エジェクタ１３が接続されている。エジェクタ１３は、冷媒を減圧膨張させる冷媒減圧手段であるとともに、高速で噴出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もある。

具体的には、エジェクタ１３は、放熱器１２から流出した高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部１３ａ、ノズル部１３ａの冷媒噴射口と連通するように配置されて、後述する第２圧縮機２１から吐出された冷媒を吸引する冷媒吸引口１３ｂ等を有して構成される。

さらに、ノズル部１３ａおよび冷媒吸引口１３ｂの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部１３ａから噴射する高速度の噴射冷媒と冷媒吸引口１３ｂからの吸引冷媒とを混合する混合部１３ｃが設けられ、混合部１３ｃの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部１３ｄが設けられている。

ディフューザ部１３ｄは冷媒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を圧力エネルギに変換する作用を果たす。さらに、ディフューザ部１３ｄの出口側には、アキュムレータ１４が接続されている。

アキュムレータ１４は、ディフューザ部１３ｄから流出した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を溜める流出側気液分離器である。アキュムレータ１４の気相冷媒流出口には、第１圧縮機１１の吸入口が接続され、液相冷媒流出口には、固定絞り１５を介して、吸引側蒸発器１６が接続されている。

固定絞り１５は、アキュムレータ１４から流出した冷媒をさらに減圧膨張させる低圧側減圧手段である。この固定絞り１５としては、具体的に、オリフィスやキャピラリチューブを採用できる。

吸引側蒸発器１６は、固定絞り１５にて減圧膨張された低圧冷媒と送風ファン１６ａにより循環送風される庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。従って、本実施形態では、庫内空気が熱交換対象流体となる。送風ファン１６ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

吸引側蒸発器１６の出口側には、第２圧縮機２１の吸入口が接続されている。第２圧縮機２１の基本的構成は第１圧縮機１１と同様である。従って、第２圧縮機２１は、固定容量型の第２圧縮機構２１ａを第２電動モータ２１ｂにて駆動する電動圧縮機である。さらに、本実施形態の第２電動モータ２１ｂは、第２圧縮機構２１ａの冷媒吐出能力を変更する第２吐出能力変更手段を構成している。

また、前述の如く、第２圧縮機２１の吐出口には、エジェクタ１３の冷媒吸引口１３ｂが接続されている。

図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、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、上述の各種電気式のアクチュエータ１１ｂ、１２ｂ、１６ａ、２１ａ等の作動を制御する。

従って、この制御装置は、第１吐出能力変更手段である第１電動モータ１１ｂの作動を制御する第１吐出能力制御手段としての機能、および、第２吐出能力変更手段である第２電動モータ２１ｂの作動を制御する第２吐出能力制御手段としての機能を兼ね備えている。もちろん、第１吐出能力制御手段および第２吐出能力制御手段を異なる制御装置で構成してもよい。

また、制御装置には、外気温（庫外温度）を検出する外気センサ、庫内温度を検出する庫内温度センサ等の図示しないセンサ群の検出値や、冷凍機を作動させる作動スイッチ等が設けられた図示しない操作パネルの各種操作信号が入力される。

次に、上記構成における本実施形態の作動を図２のモリエル線図に基づいて説明する。操作パネルの作動スイッチが投入されると、制御装置が第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂ、冷却ファン１２ａ、送風ファン１６ａを作動させる。これにより、第１圧縮機１１が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。この時の冷媒の状態は、図２のａ₂点である。

第１圧縮機１１から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は放熱器１２へ流入し、冷却ファン１２ａから送風された送風空気（外気）と熱交換して放熱して凝縮する（図２のａ₂点→ｂ₂点）。放熱器１２にて放熱した冷媒は、エジェクタ１３のノズル部１３ａへ流入して等エントロピ的に減圧膨張する（図２のｂ₂点→ｃ₂点）。

そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部１３ａの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口１３ｂから第２圧縮機２１吐出冷媒が吸引される。

さらに、ノズル部１３ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１３ｂから吸引された吸引冷媒がエジェクタ１３の混合部１３ｃにて混合され、ディフューザ部１３ｄに流入する（図２のｃ₂点→ｄ₂点、ｊ₂点→ｄ₂点）。ディフューザ部１３ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する（図２のｄ₂点→ｅ₂点）。

次に、ディフューザ部１３ｄから流出した冷媒は、アキュムレータ１４に流入して気相冷媒および液相冷媒に分離される（図２のｅ₂点→ｆ₂点、ｅ₂点→ｇ₂点）。アキュムレータ１４の気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、第１圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される（図２のｆ₂点→ａ₂点）。

一方、アキュムレータ１４の液相冷媒出口から流出した液相冷媒は、固定絞り１５にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる（図２のｇ₂点→ｈ₂点）。固定絞り１５にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器１６へ流入して、送風ファン１６ａにより循環送風される庫内空気から吸熱して蒸発する（図２のｈ₂点→ｉ₂点）。これにより、庫内空気が冷却される。

そして、吸引側蒸発器１６から流出した冷媒は、第２圧縮機２１に吸入されて圧縮される（図２のｉ₂点→ｊ₂点）。この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのＣＯＰが略最大に近づくように、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂの作動を制御する。具体的には、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａの圧縮効率を向上させるために、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａの昇圧量が略同等となるように制御する。

なお、圧縮効率とは、第１、第２圧縮機１１、２１にて冷媒が等エントロピ圧縮された際の冷媒のエンタルピの増加量をΔＨ１としたときに、この増加量ΔＨ１を、実際に第１、第２圧縮機１１、２１にて冷媒が昇圧された際の冷媒のエンタルピ増加分ΔＨ２で除した値である。

例えば、第１、第２圧縮機１１、２１の回転数や昇圧量（吐出圧力と吸入圧力との圧力差）が増加すると、その摩擦熱によって冷媒の温度が上昇して実際のエンタルピ増加分ΔＨ２が増加するため、圧縮効率も低下することになる。

さらに、第２圧縮機２１から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口１３ｂからエジェクタ１３内へ吸引される（図２のｊ₂点→ｄ₂点）。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、上述の如く作動するので、以下のような優れた効果を得ることができる。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、第２圧縮機２１（第２圧縮機構２１ａ）を備えているので、例えば、低外気温時等のように、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が低下して、エジェクタ１３の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ１３の吸引能力が低下するような運転条件であっても、第２圧縮機構２１ａの作用によってエジェクタ１３の吸引能力を補助することができる。

そして、この第２圧縮機構２１ａの作用によって、アキュムレータ１４から吸引側蒸発器１６へ確実に液相冷媒を供給し、吸熱作用を発揮させることができる。さらに、アキュムレータ１４の気相冷媒出口から流出して第１圧縮機機構１１ａへ吸入される冷媒の密度低下を抑制することもできる。その結果、エジェクタ１３の駆動流の流量低下を抑制して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。

しかも、２つの第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａおよびエジェクタ１３のディフューザ部１３ｄの昇圧作用によって冷媒を昇圧できるので、１つの圧縮機構にて冷媒を昇圧する場合に対して、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａの駆動動力を低減させてＣＯＰを向上できる。

つまり、ディフューザ部１３ｄの昇圧作用によって、第１圧縮機構１１ａの吸入圧力を上昇させることで、第１圧縮機構１１ａの駆動動力を低減できる。さらに、１つの圧縮機構にて冷媒を昇圧する場合に対して、それぞれの第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａにおける吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、それぞれの第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａの圧縮効率を向上できる。

この際、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａの冷媒吐出能力を第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂが独立に変化させることができるので、エジェクタ式冷凍サイクル１０全体としてＣＯＰを効果的に向上させることができる。

さらに、第１圧縮機構１１ａにアキュムレータ１４の気相冷媒出口から飽和気相冷媒を吸入させることができるので、過熱度を有する気相冷媒を吸入させる場合に対して、第１圧縮機構１１ａにおいて冷媒を等エントロピ的に圧縮する際の圧縮仕事量を低減できる。

従って、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい冷凍サイクル装置、例えば、本実施形態のように吸引側蒸発器１６の冷媒蒸発温度を−３０〜−１０℃といった極低温まで低下させる冷凍サイクル装置において、極めて効果的にＣＯＰを向上できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、図３の全体構成図に示すように、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、放熱器１２から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器３０を追加した例を説明する。なお、図３では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。

この内部熱交換器３０は、高圧側冷媒流路３０ａを通過する放熱器１２出口側冷媒と低圧側冷媒流路３０ｂを通過する第１圧縮機構１１ａ吸入冷媒との間で熱交換を行うものである。従って、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、第１圧縮機構１１ａへ吸入される冷媒である。

また、内部熱交換器３０の具体的構成としては、高圧側冷媒流路３０ａを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路３０ｂを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、高圧側冷媒流路３０ａを内側管として、低圧側冷媒流路３０ｂを外側管としてもよい。

さらに、高圧側冷媒流路３０ａと低圧側冷媒流路３０ｂとを形成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、図４のモリエル線図により、本実施形態の作動を説明する。なお、図４における冷媒の状態を示す符号は、図２における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに添字のみを変更している。このことは、以下の実施形態で説明するモリエル線図においても同様である。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、内部熱交換器３０の作用によって、第１実施形態に対して、第１圧縮機構１１ａ吸入側冷媒のエンタルピが増加し（図４のｆ₄点→ｆ’₄点）、放熱器１２から流出した冷媒のエンタルピが減少する（図４のｂ₄点→ｂ’₄点）。その他の作動は、第１実施形態と同様である。

これにより、ノズル１３ａから噴射される噴射冷媒の乾き度を低下させて、噴射冷媒の流速を低下させることができるので、ディフューザ部１３ｄから流出する冷媒圧力を低下させることができる。従って、アキュムレータ１４内の冷媒のエンタルピを減少させて、アキュムレータ１４から吸引側蒸発器１６へ流入する液相冷媒のエンタルピも減少させることができる。

従って、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、吸引側蒸発器１６の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させることができ、エジェクタ式冷凍サイクル１０の発揮できる冷凍能力を増大させることができる。その結果、より一層、ＣＯＰを向上できる。

（第３実施形態）
本実施形態では、図５の全体構成図に示すように、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、内部熱交換器３１を追加した例を説明する。この内部熱交換器３１の基本的構成は、第２実施形態の内部熱交換器３０と同様である。

具体的には、内部熱交換器３１は、高圧側冷媒流路３１ａを通過する放熱器１２出口側冷媒と低圧側冷媒流路３１ｂを通過する第２圧縮機構２１ａ吸入冷媒との間で熱交換を行うものである。従って、本実施形態のサイクルの低圧側冷媒は、第２圧縮機構２１ａへ吸入される冷媒である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、図６のモリエル線図により、本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、内部熱交換器３１の作用によって、第１実施形態に対して、第２圧縮機構２１ａ吸入側冷媒のエンタルピが増加し（図６のｉ₆点→ｉ’₆点）、放熱器１２から流出した冷媒のエンタルピが減少する（図６のｂ₆点→ｂ’₆点）。その他の作動は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、第２実施形態と同様に、アキュムレータ１４から吸引側蒸発器１６へ流入する液相冷媒のエンタルピを減少させることができる。

ところで、本実施形態の内部熱交換器３１では、放熱器１２出口側冷媒と第２圧縮機構２１ａ吸入側冷媒との間で熱交換を行っている。このため、エジェクタ１３のノズル部１３ａへ流入する冷媒が内部熱交換器３１にて冷却され、第２圧縮機構２１ａへ吸入される冷媒が内部熱交換器３１にて加熱されることになる。

換言すると、ノズル部１３ａから噴射される噴射冷媒と冷媒吸引口１３ｂから吸引される吸引冷媒とが、それぞれノズル部１３ａおよび第２圧縮機２１の上流側で熱交換を行った後に、混合部１３ｃにて再び混合されることになる。従って、混合冷媒のエンタルピは、内部熱交換器３１を設けない場合（例えば、第１実施形態）に対して低下しにくくなり、アキュムレータ１４へ流入する冷媒のエンタルピも減少しにくいことが懸念される。

これに対して、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、吸引冷媒の流量が噴射冷媒の流量に対して少なくなるので、噴射冷媒の流速を低下させることで、ディフューザ部１３ｄから流出する冷媒の圧力を十分に低下させることができる。従って、アキュムレータ１４へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。

その結果、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、第２実施形態と同様に、吸引側蒸発器１６の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させることができ、エジェクタ式冷凍サイクル１０の発揮できる冷凍能力を増大させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図７の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、放熱器１２出口側からノズル部１３ａ上流側へ至る冷媒通路に配置されて、この冷媒通路を通過する高圧冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段としての温度式膨張弁１７を追加した例を説明する。

この温度式膨張弁１７は、吸引側蒸発器１６出口側冷媒通路に配置された感温部１７ａを有しており、吸引側蒸発器１６出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて、吸引側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度を検出し、この過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度（冷媒流量）を調整する可変絞り機構である。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、図８のモリエル線図により、本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、放熱器１２にて放熱した冷媒は、温度式膨張弁１７へ流入し、等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる（図８のｂ₈点→ｂ’₈点）。この際、温度式膨張弁１７の弁開度は、吸引側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように調整される。

温度式膨張弁１７にて減圧膨張された中間圧の冷媒は、第１実施形態と同様に、エジェクタ１３のノズル部１３ａにて等エントロピ的に減圧され、冷媒吸引口１３ｂから吸引された冷媒と混合されて、アキュムレータ１４へ流入する。アキュムレータ１４で気液分離された気相冷媒は、第１圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される（図８のｃ₈点→ｄ₈点→ｅ₈点→ｆ₈点→ａ₈点）。

一方、アキュムレータ１４で分離された液相冷媒は、固定絞り１５にて等エンタルピ的に減圧され、吸引側蒸発器１６にて庫内送風空気から吸熱して、第２圧縮機２１へ吸入される。さらに、第２圧縮機２１から吐出された冷媒は、エジェクタ１３の冷媒吸引口１３ｂから吸引される（図８のｇ₈点→ｈ₈点→ｉ₈点→ｊ₈点→ｄ₈点）。

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、高圧側減圧手段として可変絞り機構である温度式膨張弁１７を採用しているので、サイクルの負荷変動に応じて、エジェクタ１３のノズル部１３ａへ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いＣＯＰを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。

さらに、温度式膨張弁１７の弁開度が、吸引側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように調整されるので、第２圧縮機２１の液圧縮の問題を回避できる。

さらに、本実施形態では、温度式膨張弁１７にて減圧膨張された冷媒（図８のｂ₈’点）が気液二相状態となるので、エジェクタ１３のノズル部１３ａへ気液二相状態の冷媒を流入させることができる。

これにより、ノズル部１３ａへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部１３ａにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。その結果、エジェクタ１３の回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部１３ｄにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、ＣＯＰを向上できる。

さらに、ノズル部１３ａへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部１３ａの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部１３ａの加工が容易となる。その結果、エジェクタ１３の製造コストを低減して、エジェクタ式冷凍サイクル１０全体としての製造コストを低減することもできる。

（第５実施形態）
本実施形態では、図９の全体構成図に示すように、第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、内部熱交換器３２を追加した例を説明する。この内部熱交換器３２は、放熱器１２出口側冷媒とアキュムレータ１４内の気相冷媒との間で熱交換を行うものである。つまり、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、アキュムレータ１４内の気相冷媒である。

具体的には、内部熱交換器３２は、放熱器１２出口側冷媒が流通する高圧配管３２ａを、アキュムレータ１４内の気相冷媒が貯留される空間（アキュムレータ１４内の上方側空間）を通過させる構成になっている。従って、本実施形態の内部熱交換器３２は、アキュムレータ１４に対して、一体的に構成されている。

本実施形態のように、内部熱交換器３２の高圧配管３２ａを、アキュムレータ１４内の上方側空間を通過させる構成とすることにより、アキュムレータ１４内の液相冷媒が貯留される空間（アキュムレータ１４内の下方側空間）を通過させる構成とする場合に対して、アキュムレータ１４内の液相冷媒の不必要な沸騰を抑制することができる。

もちろん、この沸騰が問題とならない場合は、内部熱交換器３２の高圧配管３２ａを、アキュムレータ１４内の液相冷媒が貯留される空間を通過させる構成としてもよい。その他の構成は、第４実施形態と同様である。

次に、図１０のモリエル線図により、本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、内部熱交換器３２の作用によって、第１圧縮機構１１ａ吸入側冷媒のエンタルピが増加し（図１０のｆ₁₀点→ｆ’₁₀点）、放熱器１２から流出した冷媒のエンタルピが減少する（図１０のｂ₁₀点→ｂ’₁₀点）。

さらに、内部熱交換器３２の高圧配管３２ａから流出した冷媒は、第４実施形態と同様に、温度式膨張弁１７へ流入して等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる（図１０のｂ’₁₀点→ｂ”₁₀点）。その他の作動は、第１実施形態と同様である。

従って、内部熱交換器３２の作用によって、第２実施形態と同様に、吸引側蒸発器１６の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させることができる。さらに、温度式膨張弁１７の作用によって、第４実施形態と同様に、エジェクタ１３のノズル部１３ａにおけるノズル効率を向上させることができる。

その結果、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、第２実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル１０の発揮できる冷凍能力を増大させることができ、さらに、第４実施形態と同様に、ディフューザ部１３ｄにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、ＣＯＰを向上できる。

（第６実施形態）
本実施形態では、図１１の全体構成図に示すように、第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、放熱器１２の構成を変更した例を説明する。

具体的には、本実施形態の放熱器１２は、冷媒を凝縮させる凝縮部１２ｂ、凝縮部１２ｂから流出した冷媒の気液を分離する気液分離部１２ｃ（レシーバ部）、および、気液分離部１２ｃから流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部１２ｄを有する、いわゆるサブクール型凝縮器として構成されている。その他の構成は、第４実施形態と同様である。

次に、図１２のモリエル線図により、本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、放熱器１２の凝縮部１２ｂで凝縮した冷媒が、気液分離部１２ｃにて気液分離される（図１２のｂ₁₂点）。さらに、分離された飽和液相冷媒が過冷却部１２ｄにて過冷却化される（図１２のｂ₁₂点→ｂ’₁₂点）。その他の作動は、第４実施形態と同様である。

これにより、ノズル１３ａから噴射される噴射冷媒の乾き度を低下させて、噴射冷媒の流速を低下させることができるので、ディフューザ部１３ｄから流出する冷媒圧力を低下させることができる。従って、アキュムレータ１４内の冷媒のエンタルピを減少させて、アキュムレータ１４から吸引側蒸発器１６へ流入する液相冷媒のエンタルピも減少させることができる。

その結果、吸引側蒸発器１６の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて、エジェクタ式冷凍サイクル１０の発揮できる冷凍能力を増大させることができる。

さらに、この際、例えば、第３実施形態の内部熱交換器３１（図５、図６参照）を用いる場合のように、第２圧縮機構２１ａ吸入側冷媒（サイクルの低圧側冷媒）のエンタルピを不必要に増加させてしまうことがない（図１２のｉ₁₂点）。従って、第２圧縮機構２１ａ吸入冷媒の密度が低下してしまうことを抑制して、第３実施形態に対して、吸引側蒸発器１６における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低下させることもできる。

また、放熱器１２の過冷却部１２ｄから流出した冷媒は、温度式膨張弁１７にて気液二相状態となるまで減圧膨張される（図１２のｂ’₁₂点→ｂ”₁₂点）。従って、第４実施形態と同様に、エジェクタ１３のノズル効率を向上させることができる。

その結果、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、エジェクタ式冷凍サイクル１０の発揮できる冷凍能力を増大させ、さらに、第４実施形態と同様に、ディフューザ部１３ｄにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、ＣＯＰを向上させることができる。

（第７実施形態）
本実施形態では、図１３の全体構成図および図１４のモリエル線図に示すように、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、エジェクタ１３のディフューザ部１３ｄの下流側であって、アキュムレータ１４の上流側に流出側蒸発器６１を配置した例を説明する。

この流出側蒸発器６１の基本的構成は、吸引側蒸発器１６と同様である。さらに、流出側蒸発器６１は、エジェクタ１３から流出した冷媒と送風ファン６１ａから送風された送風空気とを熱交換させることによって、エジェクタ１３流出冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。

従って、本実施形態では、送風ファン６１ａから送風された送風空気も熱交換対象流体となる。送風ファン６１ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。その他の構成は第１実施形態と同様である。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させると、第１実施形態と同様に作動して同様の効果を得られるだけでなく、流出側蒸発器６１において、図１４のモリエル線図に示すように、ｅ₁₄点からｅ’₁₄点へ至る過程で冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることができる。これにより、送風ファン６１ａからの送風空気も冷却できる。

この際、流出側蒸発器６１では、吸引側蒸発器１６における冷媒蒸発温度よりも高い温度で冷媒が蒸発する。つまり、吸引側蒸発器１６および流出側蒸発器６１では、異なる温度帯で冷媒が蒸発する。これにより、本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、例えば、送風ファン６１ａで０℃〜１０℃の低温で食料、飲料などを保存する冷蔵庫内の庫内空気を冷却することもできる。

もちろん、第２〜６実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に流出側蒸発器６１を追加してもよい。

（第８実施形態）
本実施形態では、図１５の全体構成図に示すように、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、バイパス通路２５、開閉弁２６、逆止弁２７および気液分離器２８を追加した例を説明する。

バイパス通路２５は、第１圧縮機構１１ａから吐出された高圧冷媒を、放熱器１２を迂回させて、直接、吸引側蒸発器１６へ導く冷媒流路で、第１圧縮機構１１ａと放熱器１２との間および固定絞り１５と吸引側蒸発器１６との間を接続する冷媒配管によって構成されている。開閉弁２６は、バイパス通路２５を開閉する開閉手段であって、制御装置から出力される制御信号によって開閉作動が制御される電磁弁である。

逆止弁２７は、固定絞り１５とバイパス通路２５の接続部との間に配置されて、固定絞り１５側から吸引側蒸発器１６側へ冷媒が流れることのみを許容している。すなわち、バイパス通路２５から吸引側蒸発器１６側へ流出した冷媒がアキュムレータ１４側（固定絞り１５側）へ流れることを禁止している。気液分離器２８は、吸引側蒸発器１６から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、制御装置が開閉弁２６を閉塞した際には、第１実施形態と同様に作動するので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、第１圧縮機構１１ａから吐出された高圧冷媒を、放熱器１２を迂回させて、吸引側蒸発器１６へ導くバイパス通路２５と、バイパス通路２５を開閉する開閉手段２６と、バイパス通路２５から流出した冷媒が流出側気液分離器１４側へ流れることを禁止する逆止弁２７とを備えているので、吸引側蒸発器１６に着霜が生じた際には、制御装置が開閉弁２６を開くことにより、第１圧縮機１１から吐出された高温冷媒をバイパス通路２５を介して、直接、吸引側蒸発器１６に流入させて除霜することができる。

しかも、吸引側蒸発器１６と第２圧縮機構２１ａとの間に配置されて冷媒の気液を分離する吸引側気液分離器２８を備え、吸引側気液分離器２８の気相冷媒出口は、第２圧縮機構２１ａ吸入口側に接続されているので、除霜時に第１圧縮機構１１ａから吐出された高温冷媒が凝縮しても、吸引側気液分離器２８にて分離された気相冷媒のみを第２圧縮機構２１ａへ供給することができ、第２圧縮機構２１ａの液圧縮の問題を回避できる。

（第９実施形態）
次に、図１６により、本発明の第９実施形態を説明する。本実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを、室内空調用の空調装置に適用している。図１６は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０の全体構成図である。

このエジェクタ式冷凍サイクル４０は、熱交換対象流体である室内送風空気を冷却する冷房運転モードと、室内送風空気を加熱する暖房運転モードを切替可能に構成されている。なお、図１６における実線矢印は、冷房運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０では、第１圧縮機構１１ａの冷媒吐出側に、第１電気式四方弁４１が接続されている。この第１電気式四方弁４１は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される冷媒流路切替手段である。

具体的には、第１電気式四方弁４１は、第１圧縮機１１吐出口側と室外熱交換器４２との間およびアキュムレータ１４の液相冷媒出口側（固定絞り１５側）と利用側熱交換器４４との間を同時に接続する冷媒流路（図１６の実線矢印で示す回路）と、第１圧縮機１１吐出口側と利用側熱交換器４４との間およびアキュムレータ１４の液相冷媒出口側（固定絞り１５側）と室外熱交換器４２との間を同時に接続する冷媒流路（図１６の破線矢印で示す回路）とを切り替える。

図１６の実線矢印で示す冷媒流路のように、冷房運転モードにおける第１圧縮機１１吐出口側には、第１電気式四方弁４１を介して、室外熱交換器４２が接続されている。室外熱交換器４２は、その内部を通過する冷媒と送風ファン４２ａにより送風される室外空気とを熱交換させる熱交換器である。送風ファン４２ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

さらに、冷房運転モードにおける室外熱交換器４２の出口側には、第２電気式四方弁４３が接続されている。この第２電気式四方弁４３は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される冷媒流路切替手段であり、その基本的構成は、第１電気式四方弁４１と同様である。

具体的には、第２電気式四方弁４３は、室外熱交換器４２とエジェクタ１３のノズル部１３ａ入口側との間および利用側熱交換器４４と第２圧縮機２１吸入口側との間を同時に接続する冷媒流路（図１６の実線矢印で示す回路）と、室外熱交換器４２と第２圧縮機２１吸入口側との間および利用側熱交換器４４とエジェクタ１３のノズル部１３ａ入口側との間を同時に接続する冷媒流路（図１６の破線矢印で示す回路）とを切り替える。

利用側熱交換器４４は、その内部を通過する冷媒と送風ファン４４ａにより送風される熱交換対象流体である室内送風空気とを熱交換させる熱交換器である。送風ファン４４ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

なお、本実施形態の固定絞り１５は、アキュムレータ１４の液相冷媒出口側と第１電気式四方弁４１との間に配置されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０では、室内送風空気を冷却する冷房運転モード（冷却運転モード）および室内送風空気を加熱する暖房運転モード（加熱運転モード）を切り替えることができる。

ａ．冷房運転モード
冷房運転モードは、操作パネルの作動スイッチにより冷房運転モードが選択されると実行される。

冷房運転モードでは、制御装置が、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂ、送風ファン４２ａ、４４ａを作動させるとともに、第１圧縮機１１吐出口側と室外熱交換器４２との間およびアキュムレータ１４の液相冷媒出口側と利用側熱交換器４４との間を同時に接続するように第１電気式四方弁４１を切り替え、室外熱交換器４２とエジェクタ１３のノズル部１３ａ入口側との間および利用側熱交換器４４と第２圧縮機２１吸入口側との間を同時に接続するように第２電気式四方弁４３を切り替える。

これにより、図１６の実線矢印に示すように、第１圧縮機１１（→第１電気式四方弁４１）→室外熱交換器４２（→第２電気式四方弁４３）→エジェクタ１３のノズル部１３ａ→アキュムレータ１４の気相冷媒出口→第１圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、アキュムレータ１４の液相冷媒出口→固定絞り１５（→第１電気式四方弁４１）→利用側熱交換器４４（→第２電気式四方弁４３）→第２圧縮機２１→エジェクタ１３の冷媒吸引口１３ｂ→アキュムレータ１４の順に冷媒が循環するサイクルが構成される。

従って、第１圧縮機構１１ａにて圧縮された冷媒は、室外熱交換器４２にて送風ファン４２ａにより送風された外気と熱交換して冷却され、エジェクタ１３のノズル部１３ａにて等エントロピ的に減圧膨張されて噴射される。この噴射冷媒の吸引作用により、冷媒吸引口１３ｂから第２圧縮機構２１ａ吐出冷媒が吸引される。

さらに、ノズル部１３ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１３ｂから吸引された吸引冷媒がエジェクタ１３の混合部１３ｃにて混合され、ディフューザ部１３ｄにて昇圧される。そして、ディフューザ部１３ｄから流出した冷媒は、アキュムレータ１４にて気液分離され、アキュムレータ１４の気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、第１圧縮機構１１ａに吸入されて再び圧縮される。

一方、アキュムレータ１４の液相冷媒出口から流出した液相冷媒は、固定絞り１５にて更に等エンタルピ的に減圧膨張されて、第１電気式四方弁４１を介して、利用側熱交換器４４へ流入し、送風ファン４４ａにより送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。

そして、利用側熱交換器４４から流出した冷媒は、第２圧縮機構２１ａに吸入され、圧縮される。この際、制御装置は、第１実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのＣＯＰが略最大に近づくように、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂの作動を制御する。

つまり、本実施形態の冷房運転モードでは、第１圧縮機構１１ａから吐出された冷媒を室外熱交換器４２にて放熱させるとともに、利用側熱交換器４４にて冷媒を蒸発させる冷媒流路に切り替えている。

より具体的には、室外熱交換器４２を第１実施形態の放熱器１２と同様に機能させて、室外熱交換器４２にて放熱した冷媒をエジェクタ１３のノズル部１３ａへ流入させるとともに、利用側熱交換器４４を第１実施形態の吸引側蒸発器１６と同様に機能させて、アキュムレータ１４で分離された液相冷媒を利用側熱交換器４４にて蒸発させて第２圧縮機構２１ａ吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替えている。

従って、本実施形態の冷房運転モードでは室内送風空気を冷却でき、この際、第１実施形態と同様に、第２圧縮機構２１ａの作用によって、エジェクタ１３の駆動流の流量低下を抑制して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができるとともに、ＣＯＰを向上させることができる。

ｂ．暖房運転モード
暖房運転モードは、操作パネルの作動スイッチにより暖房運転モードが選択されると実行される。

暖房運転モードでは、制御装置が、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂ、送風ファン４２ａ、４４ａを作動させるとともに、第１圧縮機１１吐出口側と利用側熱交換器４４との間およびアキュムレータ１４の液相冷媒出口側と室外熱交換器４２との間を同時に接続するように第１電気式四方弁４１を切り替え、室外熱交換器４２と第２圧縮機２１吸入口側との間および利用側熱交換器４４とエジェクタ１３のノズル部１３ａ入口側との間を同時に接続するように第２電気式四方弁４３を切り替える。

これにより、図１６の破線矢印に示すように、第１圧縮機１１（→第１電気式四方弁４１）→利用側熱交換器４４（→第２電気式四方弁４３）→エジェクタ１３のノズル部１３ａ→アキュムレータ１４の気相冷媒出口→第１圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、アキュムレータ１４の液相冷媒出口→固定絞り１５（→第１電気式四方弁４１）→室外熱交換器４２（→第２電気式四方弁４３）→第２圧縮機２１→エジェクタ１３の冷媒吸引口１３ｂ→アキュムレータ１４の順に冷媒が循環するサイクルが構成される。

従って、第１圧縮機構１１ａにて圧縮された冷媒は、利用側熱交換器４４にて送風ファン４４ａにより送風された室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内送風空気が加熱される。利用側熱交換器４４にて放熱して冷却された冷媒は、エジェクタ１３のノズル部１３ａにて等エントロピ的に減圧膨張されて噴射される。この噴射冷媒の吸引作用により、冷媒吸引口１３ｂから第２圧縮機構２１ａ吐出冷媒が吸引される。

さらに、ノズル部１３ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１３ｂから吸引された吸引冷媒がエジェクタ１３の混合部１３ｃにて混合され、ディフューザ部１３ｄにて昇圧される。そして、ディフューザ部１３ｄから流出した冷媒は、アキュムレータ１４にて気液分離され、気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、第１圧縮機構１１ａに吸入されて再び圧縮される。

一方、アキュムレータ１４の液相冷媒出口から流出した液相冷媒は、固定絞り１５にて更に等エンタルピ的に減圧膨張されて、第１電気式四方弁４１を介して、室外熱交換器４２へ流入して、送風ファン４２ａにより送風された外気から吸熱して蒸発する。

そして、室外熱交換器４２から流出した冷媒は、第２圧縮機構２１ａに吸入され、冷媒吸引口１４ｂ側へ吐出される。この際、制御装置は、第１実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのＣＯＰが略最大に近づくように、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂの作動を制御する。

つまり、本実施形態の暖房運転モードでは、第１圧縮機１１から吐出された冷媒を利用側熱交換器４４にて放熱させるとともに、室外熱交換器４２にて冷媒を蒸発させる冷媒流路に切り替えている。

より具体的には、利用側熱交換器４４を第１実施形態の放熱器１２と同様に機能させて、利用側熱交換器４４にて放熱した冷媒をエジェクタ１３のノズル部１３ａへ流入させるとともに、室外熱交換器４２を第１実施形態の吸引側蒸発器１６と同様に機能させて、アキュムレータ１４で分離された液相冷媒を室外熱交換器４２にて蒸発させて第２圧縮機構２１ａ吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替えている。

従って、本実施形態の暖房運転モードでは室内送風空気を加熱でき、この際、第１実施形態と同様に、第２圧縮機２１の作用によって、エジェクタ１３の駆動流の流量低下を抑制して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができるとともに、ＣＯＰを向上させることができる。

より詳細には、本実施形態では、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードの冷媒流路および熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段４１、４３と、冷却運転モードおよび加熱運転モードのうち少なくとも一方の運転モード時に、利用側熱交換器４４あるいは室外熱交換器４２にて放熱した冷媒を減圧膨張させるノズル部１３ａから噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって、冷媒を冷媒吸引口１３ｂから吸引して、噴射冷媒と前記冷媒吸引口１３ｂから吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部１３ｄにて昇圧するエジェクタ１３と、冷却運転モードおよび加熱運転モードのうち少なくとも一方の運転モード時に、利用側熱交換器４４あるいは室外熱交換器４２にて蒸発した冷媒を吸引して、圧縮して冷媒吸引口１３ｂ側へ吐出する第２圧縮機構２１ａとを備え、さらに、冷媒流路切替手段４１、４３が、冷却運転モードでは、第１圧縮機構１１ａから吐出された冷媒を室外熱交換器４２にて放熱させるとともに、利用側熱交換器４４にて冷媒を蒸発させる冷媒流路に切り替え、加熱運転モードでは、第１圧縮機構１１ａから吐出された冷媒を利用側熱交換器４４にて放熱させるとともに、室外熱交換器４２にて冷媒を蒸発させる冷媒流路に切り替えるので、冷却運転モードおよび加熱運転モードのうち少なくとも一方の運転モード時にエジェクタ１３の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ１３の吸引能力が低下した場合であっても、第２圧縮機構２１ａによってエジェクタ１３の吸引能力を補助することができる。

そして、具体的に、ディフューザ部１３ｄから流出した冷媒の気液を分離する流出側気液分離器１４を備え、流出側気液分離器１４の気相冷媒出口は、第１圧縮機構１１ａ吸入口側に接続されており、冷媒流路切替手段４１、４３は、冷却運転モードでは、室外熱交換器４２にて放熱した冷媒をノズル部１３ａへ流入させるとともに、流出側気液分離器１４で分離された液相冷媒を利用側熱交換器４４にて蒸発させて第２圧縮機構２１ａ吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、加熱運転モードでは、利用側熱交換器４４にて放熱した冷媒をノズル部１３ａへ流入させるとともに、流出側気液分離器１４で分離された液相冷媒を室外熱交換器４２にて蒸発させて第２圧縮機構２１ａ吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替えるので、冷却運転モードおよび加熱運転モードのいずれの運転モード時に、エジェクタ１３の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ１３の吸引能力が低下しても、第２圧縮機構２１ａによってエジェクタ１３の吸引能力を補助することができる。

その結果、駆動流の流量変動にかかわらず、冷却運転モードおよび加熱運転モードのいずれの運転モード時においても、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。

（第１０実施形態）
本実施形態では、図１７に示すように、第９実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０の第２電気式四方弁４３を廃止して、冷媒流路切替手段として開閉弁５１および電気式三方弁５２を設けるとともに、暖房運転モード時に、冷媒を減圧膨張させる減圧手段として第２固定絞り５３を設けた例を説明する。

なお、図１７は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０の全体構成図であり、図１７における実線矢印は、冷房運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。また、本実施形態では、第２固定絞り５３との相違を明確にするために、固定絞り１５を第１固定絞り１５と表現する。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０では、図１７の実線矢印で示す冷媒流路のように、冷房運転モードにおける室外熱交換器４２の出口側に、３つの冷媒流入出口を有する三方継手５４の１つの流入出口が接続されている。この三方継手５４は、管径の異なる、あるいは、同等の配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる、あるいは、同等の複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。

また、三方継手５４の他の流入出口には、開閉弁５１を介して、エジェクタ１３のノズル部１３入口側が接続されている。この開閉弁５１は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される電磁弁である。さらに、三方継手５４の別の他の流入出口には、第２固定絞り５３を介して、電気式三方弁５２が接続されている。

第２固定絞り５３の基本的構成は、第１固定絞り１５と同様である。また、電気式三方弁５２は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御されて、利用側熱交換器４４と第２圧縮機２１吸入口側との間を接続する冷媒流路（図１７の実線矢印で示す回路）と、利用側熱交換器４４と第２固定絞り５３とを接続する冷媒流路（図１７の破線矢印で示す回路）とを切り替える。

従って、本実施形態では、第１電気式四方弁４１とともに、開閉弁５１および電気式三方弁５２によって、冷媒流路切替手段が構成されている。その他の構成は第９実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０では、室内送風空気を冷却する冷房運転モード（冷却運転モード）および室内送風空気を加熱する暖房運転モード（加熱運転モード）を切り替えることができる。

ａ．冷房運転モード
冷房運転モードは、操作パネルの作動スイッチにより冷房運転モードが選択されると実行される。

冷房運転モードでは、制御装置が、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂ、送風ファン４２ａ、４４ａを作動させるとともに、第１圧縮機１１吐出口側と室外熱交換器４２との間およびアキュムレータ１４の液相冷媒出口側と利用側熱交換器４４との間を同時に接続するように第１電気式四方弁４１を切り替え、利用側熱交換器４４と第２圧縮機２１吸入口側との間を接続するように電気式三方弁５２を切り替え、開閉弁５１を開弁させる。

これにより、図１７の実線矢印に示すように、第１圧縮機１１（→第１電気式四方弁４１）→室外熱交換器４２（→三方継手５４→開閉弁５１）→エジェクタ１３のノズル部１３ａ→アキュムレータ１４の気相冷媒出口→第１圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、アキュムレータ１４の液相冷媒出口→第１固定絞り１５（→第１電気式四方弁４１）→利用側熱交換器４４（→電気式三方弁５２）→第２圧縮機２１→エジェクタ１３の冷媒吸引口１３ｂ→アキュムレータ１４の順に冷媒が循環するサイクルが構成される。

従って、本実施形態の冷房運転モードでは、第９実施形態の冷房運転モードと同様に、第１圧縮機構１１ａから吐出された冷媒を室外熱交換器４２にて放熱させるとともに、利用側熱交換器４４にて冷媒を蒸発させる冷媒流路に切り替えている。

より具体的には、室外熱交換器４２を第１実施形態の放熱器１２と同様に機能させて、室外熱交換器４２にて放熱した冷媒をエジェクタ１３のノズル部１３ａへ流入させるとともに、利用側熱交換器４４を第１実施形態の吸引側蒸発器１６と同様に機能させて、アキュムレータ１４で分離された液相冷媒を利用側熱交換器４４にて蒸発させて第２圧縮機構２１ａ吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替えている。

これにより、本実施形態の冷房運転モードでは、第９実施形態と同様に、室内送風空気を冷却できる。

ｂ．暖房運転モード
暖房運転モードは、操作パネルの作動スイッチにより暖房運転モードが選択されると実行される。

暖房運転モードでは、制御装置が、第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂ、送風ファン４２ａ、４４ａを作動させるとともに、第１圧縮機１１吐出口側と利用側熱交換器４４との間およびアキュムレータ１４の液相冷媒出口側と室外熱交換器４２との間を同時に接続するように第１電気式四方弁４１を切り替え、利用側熱交換器４４と第２固定絞り５３とを接続するように電気式三方弁５２を切り替え、開閉弁５１を開弁させる。

これにより、図１７の破線矢印に示すように、第１圧縮機１１（→第１電気式四方弁４１）→利用側熱交換器４４（→電気式三方弁５２）→第２固定絞り５３（→三方継手５４）→室外熱交換器４２（→第１電気式四方弁４１）→第１固定絞り１５→アキュムレータ１４→第１圧縮機１１順に冷媒が循環するサイクルが構成される。

従って、本実施形態の暖房運転モードでは、第１圧縮機１１から吐出された冷媒を利用側熱交換器４４にて放熱させるとともに、室外熱交換器４２にて冷媒を蒸発させる冷媒流路に切り替えている。

より具体的には、利用側熱交換器４４にて放熱した冷媒を第２固定絞り５３へ流入させるとともに、アキュムレータ１４で分離された液相冷媒を室外熱交換器４２にて蒸発させる冷媒流路に切り替えている。これにより、本実施形態の暖房運転モードでは室内送風空気を加熱できる。

以上の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル４０では、冷房運転モード時において、第９実施形態と同様に、第２圧縮機２１の作用によって、エジェクタ１３の駆動流の流量低下を抑制して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができるとともに、ＣＯＰを向上させることができる。

より詳細には、本実施形態では、第９実施形態と同様の冷媒流路切替手段４１、５１、５２と、エジェクタ１３と、第２圧縮機構２１ａとを備えているので、冷却運転モードおよび加熱運転モードのうち少なくとも一方の運転モード時にエジェクタ１３の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ１３の吸引能力が低下した場合であっても、第２圧縮機構２１ａによってエジェクタ１３の吸引能力を補助することができる。

さらに、具体的に、ディフューザ部１３ｄから流出した冷媒の気液を分離する流出側気液分離器１４と、加熱運転モード時に、冷媒を減圧膨張させる減圧手段５２とを備え、流出側気液分離器１４の気相冷媒出口は、第１圧縮機構１１ａ吸入口側に接続されており、冷媒流路切替手段４１、５１、５２は、冷却運転モードでは、室外熱交換器４２にて放熱した冷媒をノズル部１３ａへ流入させるとともに、流出側気液分離器１４で分離された液相冷媒を利用側熱交換器４４にて蒸発させて第２圧縮機構２１ａ吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、加熱運転モードでは、利用側熱交換器４４にて放熱した冷媒を減圧手段５２へ流入させるとともに、流出側気液分離器１４で分離された液相冷媒を室外熱交換器４２にて蒸発させて流出側気液分離器１４へ導く冷媒流路に切り替えるので、冷却運転モード時に、エジェクタ１３の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ１３の吸引能力が低下した場合であっても、第２圧縮機構２１ａによってエジェクタ１３の吸引能力を補助することができる。

その結果、駆動流の流量変動にかかわらず、冷却運転モード時に、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。

（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）上述の各実施形態では、第１、第２圧縮機１１、２１として、それぞれ別体で構成された圧縮機を採用した例を説明したが、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａおよび第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂを一体的に構成してもよい。

例えば、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａおよび第１、第２電動モータ１１ｂ、２１ｂを同一のハウジング内に収容して一体的に構成してもよい。この場合には、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａの回転軸を共通化して、共通する駆動源から供給される駆動力によって双方の圧縮機構を駆動するようにしてもよい。

これにより、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａを小型化して、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることができる。

（２）上述の各実施形態では、第１、第２圧縮機１１、２１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、第１、第２圧縮機１１、２１の形式はこれに限定されない。

例えば、エンジン等を駆動源として、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を採用してもよい。この場合は、吐出容量変更手段が、吐出能力変更手段となる。また、電磁クラッチの断続により駆動源との接続を断続的に変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を使用してもよい。この場合は、電磁クラッチが、吐出能力変更手段となる。

さらに、第１、第２圧縮機１１、２１に、同一の形式の圧縮機構を採用してもよいし、異なる形式の圧縮機構を採用してもよい。

（３）上述の各実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル１０、４０を冷凍機および空調装置に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、エジェクタ式冷凍サイクル１０を、その他の定置用の冷凍サイクル装置、車両用空調装置等に適用してもよい。また、エジェクタ式冷凍サイクル２０の加熱運転モード時に熱交換対象流体である水を加熱する給湯装置等に適用してもよい。

（４）上述の各実施形態では、エジェクタ１３としてノズル部１３ａの絞り通路面積が固定された固定式のエジェクタ１３を採用しているが、ノズル部の絞り通路面積を変更可能に構成された可変エジェクタを採用してもよい。同様に、固定絞り１５、第２固定絞り５３として可変絞り機構を採用してもよい。

（５）上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を用いてもよい。さらに、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルとして構成してもよい。

例えば、第１実施形態のように高圧側減圧手段を設けていないエジェクタ式冷凍サイクルを超臨界冷凍サイクルとして構成すれば、高圧側冷媒圧力が高くなり、エジェクタ１３のノズル部１３ａ入口側圧力とノズル部１３ａ出口側圧力との間の圧力差が大きくなる。これにより、ノズル部１３ａ入口側冷媒のエンタルピとノズル部１３ａ出口側冷媒のエンタルピとの差が増加して回収エネルギ量を増加させることができる。

さらに、超臨界冷凍サイクルを構成する場合には、高圧側減圧手段として、高圧側冷媒圧力を、放熱器１２の出口側の高圧側冷媒温度に基づいてＣＯＰが略最大となるように決定される目標高圧に調整する圧力制御弁を採用してもよい。

このような圧力制御弁としては、具体的に、放熱器１２出口側に設けられた感温部を有し、この感温部の内部に放熱器１２出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生させ、感温部の内圧と放熱器１２出口側の冷媒圧力とのバランスで弁開度を機械的機構により調整する構成を採用できる。
（６）上述の実施形態では、特許文献１のように、エジェクタ１３のディフューザ部１３ｄ下流側にアキュムレータ１４を配置したエジェクタ式冷凍サイクルについて説明したが、エジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成は、これに限定されない。吸引側蒸発器の出口側とエジェクタの冷媒吸引口との間に第２圧縮機構２１ａを配置することで、他のサイクル構成であってもエジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。

さらに、上述の実施形態では、第１、第２圧縮機構１１ａ、２１ａのみを備えるエジェクタ式冷凍サイクル１０、４０について説明したが、さらに、追加の圧縮機構を設けてもよい。例えば、第１実施形態の吸引側蒸発器１６に対して、並列的に追加の蒸発器を配置して、この蒸発器から流出した冷媒のみを吸入して圧縮するように追加の圧縮機構を設けてもよい。

（７）上述の第１〜７実施形態では、吸引側蒸発器１６を利用側熱交換器として、放熱器１２を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、逆に、吸引側熱交換器１６を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器１２を空気あるいは水等の被加熱冷媒を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルとしてもよい。

（８）上述の第７〜９実施形態では、高圧側減圧手段として温度式膨張弁１７を採用しているが、絞り開度（弁開度）を外部からの電気的制御信号によって調整可能な電気式膨張弁を採用してもよい。さらに、減圧手段として可変絞り機構を採用することなく、固定絞り１５と同様の構成の固定絞り機構を採用してもよい。

また、高圧側減圧手段および低圧側減圧手段（固定絞り１５）として、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機を採用してもよい。このような膨張機としては、具体的に、スクロール型、ベーン型、ローリングピストン型といった容積型圧縮機構を採用できる。

そして、容積型圧縮機構を圧縮機構として用いる場合の冷媒流れに対して逆流させるように冷媒を流すことで、冷媒を体積膨張させて減圧させながら、機械的エネルギを出力させることができる。例えば、膨張機として回転式の容積型圧縮機構を採用すれば、機械的エネルギとして回転エネルギを出力させることができる。

さらに、膨張機から出力された機械的エネルギを、例えば、第１、第２圧縮機構の補助動力源として利用すれば、エジェクタ式冷凍サイクル１０全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。また、膨張機から出力された機械的エネルギを、外部機器の動力源として利用してもよい。

例えば、外部機器として発電機を採用すれば、電気エネルギを得ることができる。また、外部機器としてフライホイールを採用すれば、膨張機から出力された機械的エネルギを運動エネルギとして蓄えることができる。また、外部機器として発条装置（ぜんまいばね）を採用すれば、膨張機２０から出力された機械的エネルギを弾性エネルギとして蓄えることもできる。

（９）第１〜第７実施形に対して、第８実施形態と同様の吸引側気液分離器２８を追加してもよい。これにより、吸引側気液分離器２８にて分離された気相冷媒のみを第２圧縮機構２１ａへ供給することができ、第２圧縮機構２１ａの液圧縮の問題を確実に回避できる。

（１０）上述の各実施形態の内部熱交換器３０〜３２では、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向について言及していないが、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が同一方向となる並向流としてもよいし、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が異なる方向となる対向流としてもよい。

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実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 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２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 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。 第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第４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４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第５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５実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第６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６実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第７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７実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第８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９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１０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。 従来技術のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。

符号の説明

１１、１２ 第１、第２圧縮機
１１ａ、２１ａ 第１、第２圧縮機構
１１ｂ、２１ｂ 第１、第２電動モータ
１２ 放熱器
１２ｂ 凝縮部
１２ｃ 気液分離部
１２ｄ 過冷却部
１３ エジェクタ
１３ａ ノズル部
１３ｂ 冷媒吸引口
１３ｄ ディフューザ部
１４ アキュムレータ
１６ 吸引側蒸発器
１７ 電気式膨張弁
３０、３１、３２ 内部熱交換器
６１ 流出側蒸発器

Claims (13)

1. 冷媒を圧縮して吐出する第１圧縮機構（１１ａ）と、
   前記第１圧縮機構（１１ａ）から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部（１３ａ）から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口（１３ｂ）から吸引して、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（１３ｂ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部（１３ｄ）にて昇圧するエジェクタ（１３）と、
   冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（１３ｂ）側へ流出させる吸引側蒸発器（１６）と、
   前記吸引側蒸発器（１６）出口側冷媒を吸引して、圧縮して吐出する第２圧縮機構（２１ａ）とを備えることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 前記ディフューザ部（１３ｄ）から流出した冷媒の気液を分離する流出側気液分離器（１４）を備え、
   前記流出側気液分離器（１４）の液相冷媒出口は、前記吸引側蒸発器（１６）入口側に接続されており、
   前記流出側気液分離器（１４）の気相冷媒出口は、前記第１圧縮機構（１１ａ）吸入口側に接続され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. 前記放熱器（１２）から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（３０、３１、３２）を備えることを特徴とする請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. 前記サイクルの低圧側冷媒は、前記第１圧縮機構（１１ａ）へ吸入される冷媒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. 前記サイクルの低圧側冷媒は、前記第２圧縮機構（２１ａ）へ吸入される冷媒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。
6. 前記サイクルの低圧側冷媒は、前記流出側気液分離器（１４）内部の冷媒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。
7. 前記放熱器（１２）出口側から前記ノズル部（１３ａ）入口側へ至る冷媒通路に配置されて、前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段（１７）を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
8. 前記高圧側減圧手段（１７）は、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機であ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. 前記放熱器（１２）は、冷媒を凝縮させる凝縮部（１２ｂ）、前記凝縮部（１２ｂ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部（１２ｃ）、および、前記気液分離部（１２ｃ）から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部（１２ｄ）を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
10. 前記第１圧縮機構（１１ａ）の冷媒吐出能力を変更する第１吐出能力変更手段（１１ｂ）と、
    前記第２圧縮機構（２１ａ）の冷媒吐出能力を変更する第２吐出能力変更手段（２１ｂ）とを備え、
    前記第１吐出能力変更手段（１１ｂ）および前記第２吐出能力変更手段（２１ｂ）は、それぞれ独立して前記第１圧縮機構（１１ａ）および前記第２圧縮機構（２１ａ）の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
11. 前記第１圧縮機構（１１ａ）および前記第２圧縮機構（２１ａ）は、同一のハウジング内に収容されて、一体的に構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
12. 前記ディフューザ部（１３ｄ）から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（６１）を備えることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
13. 前記第１圧縮機構（１１ａ）は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧させることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。

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