JP2016176675A - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍機油が溶け込んだ冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を充分に向上させる。
【解決手段】旋回流発生手段としての旋回空間３０ａ内で冷媒を旋回させ、ノズル３２内のノズル通路１３ａへ流入する冷媒を二相分離状態とすることによって、ノズル通路１３ａを流通する冷媒の沸騰を促進するエジェクタ１３を備えるエジェクタ式冷凍サイク１０に、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒から冷凍機油を分離して、分離された冷凍機油を圧縮機１１の吸入口側へ戻すオイルセパレータ１５を設ける。これにより、旋回空間３０ａへ流入する冷媒の蒸気圧降下を抑制し、ノズル３２内の冷媒通路であるノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率を充分に向上させ、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰを充分に向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。

従来、冷媒減圧手段としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。

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、ノズル内の冷媒通路（ノズル通路）から噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口から吸引し、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（ディフューザ通路）にて昇圧させる。さらに、ディフューザ通路にて昇圧させた冷媒を圧縮機の吸入側へ流出させる。

これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、吸入冷媒の圧力を上昇させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクルでは、通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機の消費動力を低減させてサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

さらに、特許文献１には、ノズル通路へ流入する冷媒に旋回流れを生じさせる旋回流発生手段（旋回空間）を備えるエジェクタが開示されている。この特許文献１のエジェクタでは、旋回空間にて、過冷却液相冷媒を旋回させることによって旋回中心側の冷媒を減圧沸騰させ、旋回中心側に気相冷媒が偏在した二相分離状態の冷媒をノズル通路へ流入させている。

これにより、特許文献１のエジェクタでは、ノズル通路における冷媒の沸騰を促進し、ノズル通路に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を向上させようとしている。そして、このエネルギ変換効率の向上によって、ディフューザ通路における冷媒の昇圧量を増加させて、エジェクタ式冷凍サイクルのＣＯＰをより一層効果的に向上させようとしている。

特開２０１３−１７７８７９号公報

ところで、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、冷媒中に圧縮機を潤滑するための冷凍機油が混入されている。この種の冷凍機油としては、一般的に、液相冷媒に相溶性を有するものが採用されている。

ここで、ラウールの法則から明らかなように、冷凍機油（不揮発性の溶質）が溶け込んだ液相冷媒（溶媒）の蒸気圧は、冷凍機油が溶け込んでいない液相冷媒の蒸気圧よりも降下する。つまり、冷凍機油が溶け込んだ液相冷媒が沸騰を開始する飽和圧力は、冷凍機油が溶け込んでいない液相冷媒が沸騰を開始する飽和圧力よりも低くなる。

従って、液相冷媒に冷凍機油が溶け込んでいると、旋回空間にて液相冷媒を減圧沸騰させることができず、ノズル通路を流通する冷媒の沸騰を充分に促進することができなくなってしまうおそれがある。逆に、ノズル通路を流通する冷媒の沸騰を充分に促進できるように、旋回空間内の冷媒の圧力を低下させてしまうと、ノズル通路にて冷媒を音速以上に加速するために利用可能な冷媒の圧力エネルギが減少してしまうおそれがある。

つまり、冷媒に冷凍機油が溶け込んでいると、ノズル通路におけるエネルギ変換効率を充分に向上させにくくなり、エジェクタ式冷凍サイクルのＣＯＰを充分に向上させることができなくなってしまうおそれがある。

本発明は、上記点に鑑み、冷凍機油が溶け込んだ冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を充分に向上させることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、冷凍機油が混入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を過冷却液相冷媒となるまで放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル（３２、２０ａ）、並びに、ノズル（３２、２０ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（３１ｂ、２０ｅ）および噴射冷媒と冷媒吸引口（３１ｂ、２０ｅ）から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部（１３ｃ、２０ｆ）が形成されたボデー（３０、２０ｂ）を有するエジェクタ（１３、２０）と、放熱器（１２）から流出した冷媒にノズル（３２、２０ａ）の中心軸周りの旋回流れを生じさせてノズル（３２、２０ａ）へ流入させる旋回流発生手段（３０ａ、２０ｄ）と、冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（３１ｂ、２０ｅ）側へ流出させる蒸発器（１４）と、を備え、
さらに、圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒から冷凍機油を分離して、分離された冷凍機油を圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる油分離手段（１５）を備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。

これによれば、旋回流発生手段（３０ａ、２０ｄ）を備えているので、旋回中心側の冷媒を減圧沸騰させることができる。そして、この減圧沸騰によって生じた気相冷媒を、ノズル（３２、２０ａ）内の冷媒通路（ノズル通路）を流通する冷媒に沸騰核として供給することができる。これにより、ノズル（３２、２０ａ）内の冷媒通路を流通する冷媒の沸騰を促進して、ノズル（３２、２０ａ）に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を向上させることができる。

さらに、油分離手段（１５）を備えているので、旋回流発生手段（３０ａ、２０ｄ）へ流入する冷媒から冷凍機油を分離することができる。これにより、旋回流発生手段（３０ａ、２０ｄ）へ流入する冷媒の蒸気圧降下を抑制することができ、ノズル（３２、２０ａ）内の冷媒通路におけるエネルギ変換効率を充分に向上させることができる。

その結果、本請求項に記載の発明によれば、冷凍機油が溶け込んだ冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクル（）の成績係数（ＣＯＰ）を充分に向上させることができる。

ここで、本請求項における「圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒」は、圧縮機（１１）から吐出された冷媒（例えば、圧縮機（１１）の吐出口から旋回流発生手段（３０ａ、２０ｄ）の入口側へ至る冷媒流路内の冷媒）に限定されず、圧縮機（１１）の内部の高圧冷媒も含まれる意味である。

また、「圧縮機（１１）の吸入口側」は、圧縮機（１１）へ吸入される冷媒の冷媒流路（例えば、昇圧部（１３ｃ、２０ｆ）の出口側から圧縮機（１１）の吸入口へ至る冷媒流路）に限定されず、圧縮機（１１）の内部の圧縮前の低圧冷媒が流通する冷媒流路も含まれる意味である。

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における冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの蒸発器における冷媒蒸発温度の変化を示すグラフである。 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１実施形態）
以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。図１の全体構成図に示す本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置に適用されており、空調対象空間である車室内（室内空間）へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷却対象流体は、送風空気である。

また、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、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。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、この冷凍機油としては、液相冷媒に相溶性を有するものが採用されている。

圧縮機１１は、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。圧縮機１１は、車両走行用の駆動力を出力する図示しない内燃機関（エンジン）とともにエンジンルーム内に配置されている。そして、圧縮機１１は、図示しないプーリ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動される。

より具体的には、本実施形態では、圧縮機１１として、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された斜板式の可変容量型圧縮機を採用している。この圧縮機１１では、吐出容量を変化させるための図示しない吐出容量制御弁を有している。吐出容量制御弁は、後述する空調制御装置５０から出力される制御電流によって、その作動が制御される。

圧縮機１１の吐出口には、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒から冷凍機油を分離するオイルセパレータ１５の入口側が接続されている。オイルセパレータ１５は、圧縮機１１にて圧縮された高圧冷媒から冷凍機油を分離して、分離された冷凍機油を圧縮機１１の吸入口側へ流出させる油分離手段である。

より具体的には、本実施形態では、オイルセパレータ１５として、鉛直方向に延びる筒状部材を有し、その内部に形成された円柱状空間内で圧縮機１１から吐出された冷媒を旋回させ、遠心力の作用によって気相冷媒と冷凍機油とを分離する遠心分離方式のものを採用している。

オイルセパレータ１５の上方側には、冷凍機油が分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口が設けられている。この気相冷媒流出口には、放熱器１２の凝縮部１２ａの冷媒入口側が接続されている。

一方、オイルセパレータ１５の下方側には、気相冷媒から分離された冷凍機油を貯める貯油部、および貯油部に貯められた冷凍機油を流出させる冷凍機油流出口が設けられている。この冷凍機油流出口には、固定絞りであるキャピラリチューブ１５ａを介して圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と冷却ファン１２ｄにより送風される車室外空気（外気）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。

より具体的には、放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧気相冷媒と冷却ファン１２ｄから送風された外気とを熱交換させ、高圧気相冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部１２ａ、凝縮部１２ａから流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄えるレシーバ部１２ｂ、およびレシーバ部１２ｂから流出した液相冷媒と冷却ファン１２ｄから送風される外気とを熱交換させ、液相冷媒を過冷却する過冷却部１２ｃを有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器である。

冷却ファン１２ｄは、空調制御装置５０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。

放熱器１２の過冷却部１２ｃの冷媒出口側には、エジェクタ１３の冷媒流入口３１ａが接続されている。エジェクタ１３は、放熱器１２から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって後述する蒸発器１４から流出した冷媒を吸引（輸送）して循環させる冷媒循環手段（冷媒輸送手段）としての機能も果たす。

さらに、本実施形態のエジェクタ１３は、減圧させた冷媒の気液を分離する気液分離手段としての機能も果たす。つまり、本実施形態のエジェクタ１３は、気液分離機能付きエジェクタ（エジェクタモジュール）として構成されている。

なお、図１における上下の各矢印は、エジェクタ１３を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。従って、他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成機器を車両に搭載した状態における上下の各方向は、これに限定されるものではない。また、図１では、エジェクタ１３の軸方向断面図を図示している。

本実施形態のエジェクタ１３は、図１に示すように、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー３０を備えている。ボデー３０は、角柱状あるいは円柱状の金属あるいは樹脂にて形成されている。このボデー３０には、複数の冷媒流入出口や複数の内部空間等が形成されている。

ボデー３０に形成された複数の冷媒流入出口としては、放熱器１２から流出した冷媒を内部へ流入させる冷媒流入口３１ａ、蒸発器１４から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口３１ｂ、ボデー３０の内部に形成された気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒を蒸発器１４の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒流出口３１ｃ、および気液分離空間３０ｆにて分離された気相冷媒を圧縮機１１の吸入側へ流出させる気相冷媒流出口３１ｄ等が形成されている。

ボデー３０の内部に形成された内部空間としては、冷媒流入口３１ａから流入した冷媒を旋回させる旋回空間３０ａ、旋回空間３０ａから流出した冷媒を減圧させる減圧用空間３０ｂ、減圧用空間３０ｂから流出した冷媒を流入させる昇圧用空間３０ｅ、昇圧用空間３０ｅから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間３０ｆ等が形成されている。

旋回空間３０ａおよび気液分離空間３０ｆは、略円柱状の回転体形状に形成されている。減圧用空間３０ｂおよび昇圧用空間３０ｅは、旋回空間３０ａ側から気液分離空間３０ｆ側へ向かって徐々に拡大する略円錐台状の回転体形状に形成されている。これらの空間の中心軸はいずれも同軸上に配置されている。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の１つの直線（中心軸）の周りに回転させた際に形成される立体形状である。

また、ボデー３０の内部には、圧入等の手段によって、ノズル３２が固定されている。ノズル３２は、冷媒流れ方向に先細る略円錐形状の金属製（例えば、ステンレス合金）の筒状部材で形成されている。そして、旋回空間３０ａは、ノズル３２の上方側に配置されており、減圧用空間３０ｂはノズル３２の内部に配置されている。

冷媒流入口３１ａと旋回空間３０ａとを接続する冷媒流入通路３１ｅは、旋回空間３０ａの中心軸方向から見たときに旋回空間３０ａの内壁面の接線方向に延びている。これにより、冷媒流入通路３１ｅから旋回空間３０ａへ流入した冷媒は、旋回空間３０ａの内壁面に沿って流れ、旋回空間３０ａの中心軸周りに旋回する。

ここで、旋回空間３０ａ内で旋回する冷媒には遠心力が作用するので、旋回空間３０ａ内では中心軸側の冷媒圧力が外周側の冷媒圧力よりも低下する。そこで、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０の通常運転時に、旋回空間３０ａ内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する（キャビテーションを生じる）圧力となるまで低下させるように、旋回空間３０ａ等の寸法諸元を設定している。

このような旋回空間３０ａ内の中心軸側の冷媒圧力の調整は、旋回空間３０ａ内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することによって実現することができる。さらに、旋回流速の調整は、例えば、冷媒流入通路の通路断面積と旋回空間３０ａの軸方向垂直断面積との面積比等の寸法諸元を調整すること等によって行うことができる。なお、旋回流速とは、旋回空間３０ａの最外周部近傍における冷媒の旋回方向の流速を意味している。

従って、本実施形態では、ボデー３０およびノズル３２のうち旋回空間３０ａを形成する部位、および旋回空間３０ａが、放熱器１２から流出した冷媒に旋回流れを生じさせて、ノズル３２の内部に形成される冷媒通路（後述するノズル通路１３ａ）へ流入させる旋回流発生手段を構成している。つまり、本実施形態では、エジェクタ１３と旋回流発生手段が一体的に構成されている。

さらに、ボデー３０の内部には、冷媒吸引口３１ｂから吸引された冷媒を、減圧用空間３０ｂの冷媒流れ下流側であって昇圧用空間３０ｅの冷媒流れ上流側へ導く吸引用通路１３ｂが形成されている。

また、減圧用空間３０ｂおよび昇圧用空間３０ｅの内部には、樹脂製の通路形成部材３５が配置されている。通路形成部材３５は、減圧用空間３０ｂから離れるに伴って外周側に広がる略円錐形状に形成されており、通路形成部材３５の中心軸も減圧用空間３０ｂ等の中心軸と同軸上に配置されている。

そして、ボデー３０の減圧用空間３０ｂおよび昇圧用空間３０ｅを形成する部位の内周面と通路形成部材３５の円錐状側面との間には、軸方向垂直断面の形状が円環状（円形状から同軸上に配置された小径の円形状を除いたドーナツ形状）の冷媒通路が形成されている。

この冷媒通路のうち、ノズル３２の減圧用空間３０ｂを形成する部位と通路形成部材３５の円錐状側面の頂部側の部位との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を小さく絞る形状に形成されている。この形状により、この冷媒通路は、冷媒を等エントロピ的に減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路１３ａを形成している。

より具体的には、本実施形態のノズル通路１３ａは、ノズル通路１３ａの入口側から最小通路面積部へ向かって通路断面積を徐々に縮小させ、最小通路面積部からノズル通路１３ａの出口側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。つまり、本実施形態のノズル通路１３ａでは、いわゆるラバールノズルと同様に冷媒通路断面積が変化する。

ボデー３０の昇圧用空間３０ｅを形成する部位と通路形成部材３５の円錐状側面の下流側の部位との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。この形状により、この冷媒通路は、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口３１ｂから吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させるディフューザ部（昇圧部）として機能するディフューザ通路１３ｃを形成している。

また、ボデー３０の内部には、通路形成部材３５を変位させてノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を変化させる駆動手段（駆動機構）としてのエレメント３７が配置されている。より具体的には、エレメント３７は、吸引用通路１３ｂを流通する冷媒（すなわち、蒸発器１４流出冷媒）の温度および圧力に応じて変位するダイヤフラム３７ａを有している。

ダイヤフラム３７ａは、蒸発器１４流出冷媒の温度（過熱度）が上昇するに伴って、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を拡大させる方向（鉛直方向下方側）に変位し、蒸発器１４流出冷媒の温度（過熱度）が低下するに伴って、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を縮小させる方向（鉛直方向上方側）に変位する。このダイヤフラム３７ａの変位は、作動棒３７ｂを介して、通路形成部材３５へ伝達される。

また、通路形成部材３５は、弾性部材であるコイルバネ４０からの荷重を受けている。コイルバネ４０は、通路形成部材３５に対して、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を縮小する側に付勢する荷重をかけている。

このため、通路形成部材３５は、旋回空間３０ａ側の高圧冷媒（ノズル通路１３ａ入口側冷媒）の圧力によって受ける入口側荷重、気液分離空間３０ｆ側の低圧冷媒（ディフューザ通路１３ｃ出口側冷媒）の圧力によって受ける出口側荷重、作動棒３７ａを介してエレメント３７から受けるエレメント荷重、およびコイルバネ４０から受ける弾性部材側荷重が釣り合うように変位する。

より具体的には、通路形成部材３５は、蒸発器１４流出冷媒の温度（過熱度）が上昇するに伴って、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を拡大させるように変位する。一方、蒸発器１４流出冷媒の温度（過熱度）が低下するに伴って、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を縮小させるように変位する。

本実施形態では、このように蒸発器１４流出冷媒の過熱度に応じて通路形成部材３５を変位させることによって、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度ＳＨが予め定めた基準過熱度ＫＳＨに近づくように、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を調整している。

次に、気液分離空間３０ｆは、通路形成部材３５の下方側に配置されている。この気液分離空間３０ｆは、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒を中心軸周りに旋回させて、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式の気液分離手段を構成している。

さらに、この気液分離空間３０ｆの内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。また、気液分離空間３０ｆと液相冷媒流出口３１ｃとを接続する液相冷媒通路には、蒸発器１４へ流入させる冷媒を減圧させる減圧手段としてのオリフィス３１ｉが配置されている。

エジェクタ１３の液相冷媒流出口３１ｃには、蒸発器１４の冷媒流入口側が接続されている。蒸発器１４は、エジェクタ１３にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１４ａから車室内へ送風される送風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。送風ファン１４ａは、空調制御装置５０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。

蒸発器１４の冷媒流出口には、エジェクタ１３の冷媒吸引口３１ｂ側が接続されている。また、エジェクタ１３の気相冷媒流出口３１ｄには、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

さらに、前述の如く、オイルセパレータ１５にて分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ１５ａを介して、圧縮機１１の吸入口側（具体的には、エジェクタ１３の気相冷媒流出口３１ｄから圧縮機１１の吸入口へ至る冷媒通路）へ戻される。

つまり、オイルセパレータ１５は、エジェクタ１３の旋回空間３０ａへ流入する過冷却液相冷媒における冷凍機油濃度を低減させるように接続されている。換言すると、油分離手段は、旋回流発生手段の冷媒流れ上流側に配置されて、旋回流発生手段へ流入する液相冷媒における冷凍機油濃度を低減させるように接続されている。

次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。空調制御装置５０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。この空調制御装置５０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１１、１２ｄ、１４ａ等の作動を制御する。

また、空調制御装置５０には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温センサ、外気温Ｔａｍを検出する外気温センサ、車室内の日射量Ａｓを検出する日射センサ、蒸発器１４における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１吐出冷媒の圧力（吐出冷媒圧力）Ｐｄを検出する吐出冷媒圧力センサ等の空調制御用のセンサ群が接続されており、これらのセンサ群の検出値が入力される。

なお、本実施形態では、蒸発器温度センサとして、蒸発器１４の熱交換フィン温度を検出するものを採用しているが、蒸発器温度センサとして、蒸発器１４のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器１４を流通する冷媒あるいは蒸発器１４出口側冷媒の温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。

さらに、空調制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続されており、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が空調制御装置５０へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車両用空調装置が車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度Ｔｓｅｔを設定する車室内温度設定スイッチ等が設けられている。

なお、本実施形態の空調制御装置５０は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体的に構成されたものであるが、空調制御装置５０のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御対象機器の制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の吐出容量制御弁の作動を制御することによって、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成が吐出能力制御手段５０ａを構成している。もちろん、吐出能力制御手段５０ａを空調制御装置５０に対して、別体の制御装置で構成してもよい。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置では、操作パネルの空調作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、空調制御装置５０が予め記憶している空調制御プログラムを実行する。

この空調制御プログラムでは、上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ１に基づいて算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内温度、Ｔｒは内気温センサによって検出された内気温、Ｔａｍは外気温センサによって検出された外気温、Ａｓは日射センサによって検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

さらに、空調制御プログラムでは、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置５０の出力側に接続された各種制御対象機器の作動状態を決定する。換言すると、各種制御対象機器へ出力される制御信号、制御電圧、制御電流、制御パルス等を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の吐出容量制御弁に出力される制御電流については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０の記憶回路に記憶されている制御マップを参照して、蒸発器１４における冷媒の目標蒸発温度ＴＥＯを決定する。

そして、蒸発器温度センサによって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅと目標蒸発温度ＴＥＯとの偏差（ＴＥＯ−Ｔｅ）に基づいて、フィードバック制御手法を用いて冷媒蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の吐出容量制御弁に出力される制御電流が決定される。

より具体的には、本実施形態の空調制御プログラムでは、吐出能力制御手段５０ａが、蒸発器吹出温度ＴＥＯと冷媒蒸発温度Ｔｅとの温度差が拡大するに伴って、すなわち、エジェクタ式冷凍サイクル１０の熱負荷が高くなるに伴って、サイクルを循環する循環冷媒流量が増加するように、圧縮機１１の吐出容量（冷媒吐出能力）を制御する。

また、送風ファン１４ａの送風能力、すなわち送風ファン１４ａへ出力される制御電圧については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０の記憶回路に記憶されている制御マップを参照して決定する。

より具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域となっている際に、送風ファン１４ａの送風能力が略最大値となるように制御電圧を決定する。さらに、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、送風ファン１４ａの送風能力が略最大値から徐々に減少するように制御電圧を決定する。

そして、空調制御装置５０は、決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。その後、車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種制御対象機器の作動状態決定→制御信号等の出力といった制御ルーチンが繰り返される。

これにより、通常運転時のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１の太実線矢印に示すように冷媒が流れる。そして、図２のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。

より詳細には、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒（図２のａ点）は、放熱器１２の凝縮部１２ａへ流入し、冷却ファン１２ｄから送風された外気と熱交換し、放熱して凝縮する。凝縮部１２ａにて凝縮した冷媒は、レシーバ部１２ｂにて気液分離される。レシーバ部１２ｂにて分離された液相冷媒は、過冷却部１２ｃにて冷却ファン１２ｄから送風された外気と熱交換し、さらに放熱して過冷却液相冷媒となる（図２のａ点→ｂ点）。

放熱器１２の過冷却部１２ｃから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタ１３のノズル通路１３ａにて等エントロピ的に減圧されて噴射される（図２のｂ点→ｃ点）。この際、エジェクタ１３のエレメント３７が、蒸発器１４出口側冷媒（図２のｈ点）の過熱度ＳＨが予め定めた基準過熱度ＫＳＨに近づくように、通路形成部材３５を変位させる。

そして、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器１４から流出した冷媒（図２のｈ点）が、冷媒吸引口３１ｂから吸引される。ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口３１ｂから吸引された吸引冷媒は、ディフューザ通路１３ｃへ流入して合流する（図２のｃ点→ｄ点、ｈ’点→ｄ点）。

ここで、本実施形態の吸引用通路１３ｂは、冷媒流れ方向に向かって通路断面積が徐々に縮小する形状に形成されている。このため、吸引用通路１３ｂを通過する吸引冷媒は、その圧力を低下させながら（図２のｈ点→ｈ’点）、流速を増加させる。これにより、吸引冷媒と噴射冷媒との速度差を縮小し、ディフューザ通路１３ｃにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失（混合損失）を減少させている。

ディフューザ通路１３ｃでは、冷媒通路断面積の拡大により、冷媒の運動エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する（図２のｄ点→ｅ点）。ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒は気液分離空間３０ｆにて気液分離される（図２のｅ点→ｆ点、ｅ点→ｇ点）。

気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒は、エジェクタ１３のオリフィス３１ｉにて減圧されて（図２のｇ点→ｇ’点）、液相冷媒流出口３１ｃから流出する。液相冷媒流出口３１ｃから流出した液相冷媒は、蒸発器１４へ流入し、送風ファン１４ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図２のｇ’点→ｈ点）。これにより、送風空気が冷却される。

一方、気液分離空間３０ｆにて分離された気相冷媒は、圧縮機１１へ吸入され再び圧縮される（図２のｆ点→ａ点）。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、以上の如く作動して、車室内へ送風される送風空気を冷却することができる。

この際、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ１３のディフューザ通路１３ｃにて昇圧された冷媒を圧縮機１１へ吸入させている。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機１１の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

また、本実施形態のエジェクタ１３は、エレメント３７等の作用によって通路形成部材３５を変位させることができるので、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じて、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を調整することができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じて、エジェクタ１３を適切に作動させることができる。

また、本実施形態のエジェクタ１３によれば、旋回流発生手段である旋回空間３０ａにて冷媒を旋回させることで、旋回空間３０ａ内の旋回中心側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、あるいは、冷媒が減圧沸騰する（キャビテーションを生じる）圧力まで低下させることができる。

これにより、旋回中心軸の内周側に柱状の気相冷媒（気柱）が存在するようにして、旋回空間３０ａ内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。

そして、旋回空間３０ａ内で二相分離状態となった冷媒をノズル通路１３ａへ流入させることで、ノズル通路１３ａ内では、円環状の冷媒通路の外周側壁面から冷媒が剥離する際に生じる壁面沸騰、および円環状の冷媒通路の中心軸側の冷媒のキャビテーションによって生じた沸騰核による界面沸騰によって冷媒の沸騰が促進される。

これにより、ノズル通路１３ａの最小通路面積部へ流入する冷媒が、気相と液相が均質に混合した気液混合状態となる。そして、最小通路面積部の近傍で気液混合状態の冷媒の流れに閉塞（チョーキング）が生じ、このチョーキングによって音速に到達した気液混合状態の冷媒が末広部２０ｄにて加速されて噴射される。

このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって、気液混合状態の冷媒を音速以上となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率を向上させることができる。そして、このエネルギ変換効率の向上によって、ディフューザ通路１３ｃにおける冷媒の昇圧量を増加させて、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰのより一層の向上を狙うことができる。

ところが、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０のように、冷媒中に冷凍機油が溶け込んでいると、ラウールの法則から明らかなように、液相冷媒が沸騰を開始する飽和圧力が低くなってしまう蒸気圧降下が生じる。このため、ノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率を充分に向上させにくくなり、エジェクタ式冷凍サイクルのＣＯＰを充分に向上させることができなくなってしまうおそれがある。

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、オイルセパレータ１５を備えているので、エジェクタ１３の旋回空間３０ａへ流入する冷媒から冷凍機油を分離することができる。換言すると、少なくともエジェクタ１３の旋回空間３０ａへ流入する過冷却液相冷媒における冷凍機油濃度を低減させることができる。

これにより、旋回空間３０ａへ流入する冷媒の蒸気圧降下を抑制することができ、ノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率を充分に向上させることができる。その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、冷媒に冷凍機油が溶け込んでいても、ＣＯＰを充分に向上させることができる。

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、空調制御装置５０の吐出能力制御手段５０ａが、蒸発器１４における冷媒蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御している。これによれば、図３に示すように、冷媒蒸発温度Ｔｅを速やかに目標蒸発温度ＴＥＯに近づけることができる。

ここで、図３の実線は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の起動時における冷媒蒸発温度Ｔｅの変化を示している。また、図３の破線は、圧縮機、放熱器、膨張弁、および蒸発器が環状に接続されて、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置の起動時における冷媒蒸発温度Ｔｅの変化を示している。なお、この通常の冷凍サイクル装置も本実施形態のオイルセパレータ１５と同様の油分離手段を備えている。

図３に示すように、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、オイルセパレータ１５を備えているので、起動直後であってもノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率を速やかに向上させることができる。そして、蒸発器１４における冷媒蒸発温度Ｔｅを速やかに低下させることができる。その結果、冷媒蒸発温度Ｔｅと目標蒸発温度ＴＥＯとの偏差（ＴＥＯ−Ｔｅ）を速やかに縮小することができ、圧縮機１１の消費動力をより一層低減することができる。

また、本実施形態のエジェクタ１３では、ボデー３０の内部に気液分離空間３０ｆが形成されていることによって、エジェクタ１３と気液分離手段が一体的に構成されている。これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１３全体としての小型化を図ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、図４の全体構成図に示すように、互いに別の構成部材として構成されたエジェクタ２０および気液分離器２１を備えるエジェクタ式冷凍サイクル１０ａについて説明する。なお、図４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。

より詳細には、本実施形態のエジェクタ２０では、ノズル２０ａとして、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａの通常運転時に、冷媒噴射口から噴射される噴射冷媒の流速が音速以上となるように設定されたラバールノズルが採用されている。もちろん、ノズル２０ａとして、冷媒通路断面積が徐々に縮小する先細ノズルを採用してもよい。

また、ノズル２０ａの冷媒流れ上流側には、ノズル２０ａの軸線方向と同軸上に延びる筒状部２０ｃが設けられている。この筒状部２０ｃの内部には、ノズル２０ａの内部へ流入した冷媒を旋回させる旋回空間２０ｄが形成されている。旋回空間２０ｄは、ノズル２０ａの軸線方向と同軸上に延びる略円柱状の空間である。

さらに、エジェクタ２０の外部から旋回空間２０ｄへ冷媒を流入させる冷媒流入通路は、旋回空間２０ｄの中心軸方向から見たときに旋回空間２０ｄの内壁面の接線方向に延びている。これにより、放熱器１２の過冷却部１２ｃから流出して旋回空間２０ｄへ流入した過冷却液相冷媒は、第１実施形態と同様に、旋回空間２０ｄの内壁面に沿って流れ、旋回空間２０ｄの中心軸周りに旋回する。

従って、本実施形態では、筒状部２０ｃおよび旋回空間２０ｄが、ノズル２０ａへ流入する過冷却液相冷媒をノズル２０ａの軸周りに旋回させる旋回流発生手段を構成している。つまり、本実施形態では、エジェクタ２０（具体的には、ノズル２０ａ）と旋回流発生手段が一体的に構成されている。

ボデー２０ｂは、略円筒状の金属（例えば、アルミニウム）あるいは樹脂で形成されており、内部にノズル２０ａを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ２０の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル２０ａは、ボデー２０ｂの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入にて固定されている。従って、ノズル２０ａとボデー２０ｂとの固定部（圧入部）から冷媒が漏れることはない。

また、ボデー２０ｂの外周面のうち、ノズル２０ａの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル２０ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口２０ｅが形成されている。この冷媒吸引口２０ｅは、ノズル２０ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器１４から流出した冷媒をエジェクタ２０の外部から内部へ吸引する貫通穴である。

さらに、ボデー２０ｂの内部には、冷媒吸引口２０ｅから吸引された吸引冷媒をノズル２０ａの冷媒噴射口側へ導く吸引通路、および冷媒吸引口２０ｅからエジェクタ２０の内部へ流入した吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部としてのディフューザ部２０ｆが形成されている。

ディフューザ部２０ｆは、吸引通路の出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積を徐々に拡大させる空間によって形成されている。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させながら、その流速を減速させて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力を上昇させる機能、すなわち、混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する機能を果たす。

ディフューザ部２０ｆの冷媒出口には、気液分離器２１の冷媒入口側が接続されている。気液分離器２１は、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｆから流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段である。気液分離器２１は、第１実施形態で説明した気液分離空間３０ｆと同様の機能を果たすものである。

さらに、本実施形態では、気液分離器２１として、分離された液相冷媒を殆ど蓄えることなく液相冷媒流出口から流出させるように比較的内容積の小さいものを採用している。もちろん、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える貯液手段としての機能を有するものを採用してもよい。

気液分離器２１の気相冷媒流出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。気液分離器２１の液相冷媒流出口には、固定絞り２２を介して、蒸発器１４の冷媒入口側が接続されている。固定絞り２２は、第１実施形態で説明したオリフィス３１ｉと同様の機能を果たすものである。固定絞り２２としては、具体的には、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａには放熱器１２の過冷却部１２ｃの出口側からエジェクタ２０の入口側へ至る冷媒通路に、冷媒流量調整手段としての電気式の流量調整弁２３が配置されている。流量調整弁２３は、冷媒通路面積を変更可能に構成された弁体、およびこの弁体を変位させて冷媒通路面積を変化させる電動アクチュエータを有して構成されている。

この流量調整弁２３の冷媒通路面積は、エジェクタ２０のノズル２０ａの冷媒通路（絞り通路）の通路断面積に対して充分に大きい。従って、本実施形態の流量調整弁２３では、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく、ノズル２０ａへ流入する冷媒の流量を調整することができる。さらに、流量調整弁２３は、空調制御装置５０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。

また、本実施形態の空調制御装置５０の入力側には、空調制御用のセンサ群として、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段としての過熱度センサ５１が接続されている。より具体的には、本実施形態の過熱度センサ５１は、蒸発器１４の冷媒出口からエジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｅへ至る冷媒通路を流通する冷媒の過熱度を検出する。

なお、過熱度検出手段として、過熱度センサ５１に代えて、蒸発器１４出口側冷媒の温度を検出する蒸発器出口側温度センサ、および蒸発器１４出口側冷媒の圧力を検出する蒸発器出口側圧力センサを採用してもよい。そして、空調制御装置５０が、蒸発器出口側温度センサおよび蒸発器出口側圧力センサの検出値に基づいて、過熱度を算定するようになっていてもよい。

さらに、本実施形態の空調制御装置５０は、過熱度センサ５１の検出値（蒸発器１４出口側冷媒の過熱度ＳＨ）が基準過熱度ＫＳＨに近づくように、流量調整弁２３の作動を制御する。また、本実施形態では、空調制御装置５０のうち、流量調整弁２３の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が過熱度制御手段５０ｂを構成している。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａの構成および作動は、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０と同様である。つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａは、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０と実質的に同等のサイクル構成になっており、第１実施形態と同様に作動する。

従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａによれば、冷媒に冷凍機油が溶け込んでいても、オイルセパレータ１５を備えているので、第１実施形態と同様に、ＣＯＰを充分に向上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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、油分離手段として、遠心分離方式のオイルセパレータ１５を採用した例を説明したが、油分離手段は、これに限定されない。

例えば、圧縮機１１にて圧縮された高圧冷媒を衝突板に衝突させて流速を低下させ、さらに、重力の作用によって気相冷媒よりも比重の高い冷凍機油を下方側に落下させて貯める、衝突方式の気液分離器を採用してもよい。この他にも、高圧冷媒を衝突させる衝突板に加えて、液相冷媒の表面張力によって液相冷媒を付着させる付着板を有して構成される、表面張力式の気液分離器を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、圧縮機１１あるいは放熱器１２と別部材で構成されたオイルセパレータ１５について説明したが、もちろん、油分離手段を圧縮機１１あるいは放熱器１２と一体化させてもよい。

例えば、油分離手段を圧縮機１１の外殻を形成するハウジングの内部に収容することによって、油分離手段と圧縮機１１とを一体的に構成してもよい。また、油分離手段をブラケット等を介して圧縮機１１のハウジングに接合することによって、油分離手段と圧縮機１１とを一体的に構成してもよい。

さらに、放熱器１２として、タンクアンドチューブ型の熱交換器構造のものを採用し、油分離手段をタンクあるいは熱交換部を保護する保護部材であるサイドプレート等に接合することによって、油分離手段と圧縮機１２とを一体的に構成してもよい。

（２）上述の第２実施形態では、気液分離器２１にて、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｆから流出した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を減圧手段を介して蒸発器１４の冷媒流入口側へ流出させ、分離された気相冷媒を圧縮機１１の吸入口側へ流出させる構成について説明したが、本発明に係る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。

例えば、放熱器１２から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部を設け、分岐部にて分岐された一方の冷媒をエジェクタ２０のノズル２１へ流入させ、分岐された他方の冷媒を固定絞り（減圧手段）および蒸発器１４を介して、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｅ側へ流出させるサイクル構成であってもよい。

すなわち、冷凍機油が混入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を過冷却液相冷媒となるまで放熱させる放熱器と、
前記放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部と、
前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル、並びに、前記ノズルから噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口および前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部が形成されたボデーを有するエジェクタと、
前記放熱器から流出した冷媒に前記ノズルの中心軸周りの旋回流れを生じさせて前記ノズルへ流入させる旋回流発生手段と、
前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる減圧手段と、
前記減圧手段にて減圧された冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口側へ流出させる蒸発器と、
前記圧縮機にて圧縮された高圧冷媒から前記冷凍機油を分離して、分離された前記冷凍機油を前記圧縮機の吸入口側へ流出させる油分離手段と、を備えるエジェクタ式冷凍サイクルであってもよい。

（３）エジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａを構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。

例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、エンジン駆動式の圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１として、固定容量型圧縮機構と電動モータとを備え、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機を採用してもよい。電動圧縮機では、電動モータの回転数を調整することによって、冷媒吐出能力を制御することができる。

また、上述の実施形態では、放熱器１２として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部１２ａのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。さらに、通常の放熱器とともに、この放熱器にて放熱した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える受液器（レシーバ）を一体化させたレシーバ一体型の凝縮器を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａあるいはＲ１２３４ｙｆ等を採用可能であることを説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｙｆｘｆ、Ｒ４０７Ｃ等を採用することができる。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。

また、上述の第２実施形態では、エジェクタ２０として、最小通路面積部の通路断面積が変化しない固定ノズルを有するものを採用した例を説明したが、エジェクタ２０として、最小通路面積部の通路断面積を変更可能に構成された可変ノズルを有するものを採用してもよい。

このような可変ノズルとしては、ノズル内の冷媒通路（ノズル通路）内にディフューザ部側からノズル側へ向かって先細るニードル状あるいは円錐状の弁体を配置し、この弁体を電気式のアクチュエータ等によって変位させることによって、通路断面積を調整する構成とすればよい。

また、エジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａに、放熱器１２から流出した高圧側冷媒と圧縮機１１へ吸入される低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を追加してもよい。

（４）上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａを、車両用空調装置に適用した例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａの適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。

また、上述の実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａの放熱器１２を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器１４を送風空気を冷却する利用側熱交換器としている。これに対して、蒸発器１４を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として用い、放熱器１２を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する利用側熱交換器として用いてもよい。

１１ 圧縮機
１２ 放熱器
１３、２０ エジェクタ
３２、２０ａ ノズル
３１ｂ、２０ｅ 冷媒吸引口
１３ｃ、２０ｅ ディフューザ通路、ディフューザ部（昇圧部）
３０ａ、２０ｄ 旋回空間（旋回流発生手段）
１４ 蒸発器
１５ オイルセパレータ（油分離手段)

Claims (4)

1. 冷凍機油が混入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を過冷却液相冷媒となるまで放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル（３２、２０ａ）、並びに、前記ノズル（３２、２０ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引する冷媒吸引口（３１ｂ、２０ｅ）および前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（３１ｂ、２０ｅ）から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部（１３ｃ、２０ｆ）が形成されたボデー（３０、２０ｂ）を有するエジェクタ（１３、２０）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒に前記ノズル（３２、２０ａ）の中心軸周りの旋回流れを生じさせて前記ノズル（３２、２０ａ）へ流入させる旋回流発生手段（３０ａ、２０ｄ）と、
   冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（３１ｂ、２０ｅ）側へ流出させる蒸発器（１４）と、
   前記圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒から前記冷凍機油を分離して、分離された前記冷凍機油を前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる油分離手段（１５）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. 前記ボデー（３０）には、前記昇圧部（１３ｃ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間（３０ｆ）が形成されており、
   前記気液分離空間（３０ｆ）にて分離された液相冷媒を、前記蒸発器（１４）の流入口側へ流出させ、
   前記気液分離空間（３０ｆ）にて分離された気相冷媒を、前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させ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. さらに、前記エジェクタ（２０）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段（２１）を備え、
   前記気液分離手段（２１）にて分離された液相冷媒を、前記蒸発器（１４）の流入口側へ流出させ、
   前記気液分離手段（２１）にて分離された気相冷媒を、前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させ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。
4. 前記圧縮機（１１）の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段（５０ａ）を備え、
   前記吐出能力制御手段（５０ａ）は、前記蒸発器（１４）における冷媒蒸発温度（Ｔｅ）が目標蒸発温度（ＴＥＯ）に近づくように、前記圧縮機（１１）の冷媒吐出能力を制御す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式冷凍サイクル。

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