JP2017053297A - エジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】感温媒体と吸引冷媒の温度差を縮小して、駆動機構から通路形成部材に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力することが可能なエジェクタを提供する。【解決手段】通路形成部材２４０を変位させる駆動機構２５０は、ダイヤフラム２５１、および温度変化に伴って圧力が変化する感温媒体を封入する封入空間２５４をダイヤフラム２５１と共に形成する上蓋部２５３を含んで構成されている。封入空間２５４は、気液混合状態の感温媒体が封入されている。そして、上蓋部２５３は、吸引冷媒の温度が感温媒体に対して伝わるようにボデー２００の内部における吸引部２３１に隣接して配置されると共に、ダイヤフラム２５１に対向する対向部位の一部にダイヤフラム２５１に近づくように窪んだ窪部２５３ｂが設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、流体を減圧すると共に、高速で噴出する作動流体の吸引作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタに関する。

従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される減圧装置として、エジェクタが知られている。この種のエジェクタでは、冷媒を減圧させるノズル部から噴射される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吸引し、昇圧部（ディフューザ部）にて噴射冷媒と吸引冷媒とを混合して昇圧させる構成となっている。このエジェクタを備える冷凍サイクルでは、エジェクタの昇圧部における冷媒昇圧作用を利用して圧縮機の消費動力を低減させることが可能となる。

ここで、冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、ノズル部が固定絞りで構成されていると、冷媒の流量が調整できず、冷凍サイクルの負荷変動に対応した作動を実現することができない。

これに対して、蒸発器から流出した冷媒（吸引冷媒）の温度および圧力に応じて、冷媒を減圧させるノズル通路および冷媒を昇圧させるディフューザ通路の絞り開度（通路断面積）を調整可能とするエジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のエジェクタでは、ノズル通路およびディフューザ通路の絞り開度を調整する調整機構として、各通路を形成する通路形成部材を吸引冷媒の圧力および温度に応じて変位させる駆動機構を備えている。

駆動機構は、吸引冷媒の過熱度が所望の範囲となるように、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を通路形成部材に作用させるように構成されている。具体的には、駆動機構は、圧力に応じて変位する環状のダイヤフラム、温度変化に伴って圧力が変化する感温媒体を封入する封入空間をダイヤフラムと共に形成する環状の蓋部材を含んで構成されている。駆動機構の蓋部材は、吸引冷媒の温度が封入空間に封入された感温媒体に対して伝わるように、吸引冷媒が流通する通路に隣接して配置されている。そして、ダイヤフラムは、封入空間の内圧と吸引冷媒の圧力との圧力差に応じて、通路形成部材を変位させるようになっている。

特開２０１５−４５４９３号公報

ところで、駆動機構から通路形成部材に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力するためには、感温媒体の温度を蒸発器から流通した冷媒の温度に近づけること、すなわち、感温媒体と吸引冷媒の温度差を縮小させることが重要となる。

この点を鑑みて、特許文献１では、吸引冷媒と蓋部材との接触面積を増やすために、蓋部材の上部に、吸引冷媒が流通する空間に向かって突出する感温筒を配置する構成が提案されている。

しかしながら、蓋部材の上部に感温筒を設けたエジェクタを適用した冷凍サイクルを作動させても、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させることができず、駆動機構から通路形成部材に対する出力を安定しないことがあった。

そこで、本発明者らは、感温媒体と吸引冷媒の温度差が生ずる原因について調査した。この結果、封入空間の内部では、感温媒体の気液界面が形成され、熱伝導率が高い液相状態の感温媒体と蓋部材との間に、熱伝導率が低い気相状態の感温媒体が介在し、液相状態の感温媒体が吸引冷媒から離れてしまうことが原因であることが判った。すなわち、感温媒体と吸引冷媒の温度差を縮小するためには、熱伝導率が高い液相状態の感温媒体を吸引冷媒に近づけることが有効となるが、液相状態の感温媒体と蓋部材との間に、気相状態の感温媒体が介在する。この気相状態の感温媒体は、液相状態の感温媒体と蓋部材との間の熱抵抗となってしまうことで、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させることができないことが判った。

本発明は上記点に鑑みて、感温媒体と吸引冷媒の温度差を縮小して、駆動機構から通路形成部材に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力することが可能なエジェクタを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）に適用されるエジェクタを対象としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒流入口（２１１）から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間（２２２）、減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路（２３１）、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路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用空間（２３２）が形成されたボデー（２００）と、
少なくとも一部が減圧用空間の内部及び昇圧用空間の内部に配置され、減圧用空間から離れるに伴って断面積が拡大する形状に形成された通路形成部材（２４０）と、
通路形成部材を変位させる駆動機構（２５０）と、を備え、
ボデーにおける減圧用空間を形成する部位の内周側と通路形成部材の外周側との間には、冷媒流入口から流入した冷媒を減圧させて噴射するノズル通路（２２４）が形成されており、
ボデーにおける昇圧用空間を形成する部位の内周側と通路形成部材の外周側との間には、噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザ通路（２３２ａ）が形成されており、
駆動機構は、
受圧部（２５１ａ）で受ける圧力に応じて変位するダイヤフラム（２５１）と、
温度変化に伴って圧力が変化する感温媒体を封入する封入空間（２５４）をダイヤフラムと共に形成する封入空間形成部（２５３）と、を含んで構成されており、
感温媒体は、気液が混合された状態で封入空間に封入されており、
封入空間形成部は、吸引冷媒の温度が感温媒体に対して伝わるようにボデーの内部における吸引用通路に隣接して配置されると共に、ダイヤフラムに対向する対向部位の一部にダイヤフラムに近づくように窪んだ窪部（２５３ｂ）が設けられていることを特徴としている。

このように、封入空間形成部におけるダイヤフラムに対向する部位の一部に窪部を設ける構成とすれば、窪部における液相状態の感温媒体が吸引冷媒に近づくことで、感温媒体の温度を吸引冷媒の温度に近づけることが可能となる。

従って、本発明のエジェクタによれば、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させることができるので、駆動機構から通路形成部材に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力することが可能となる。

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の一例を示すものである。

第１実施形態に係るエジェクタを備える冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態に係るエジェクタの模式的な断面図である。 第１実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 感温媒体の温度、ダイヤフラムの変位量、液相状態の感温媒体の厚さとの関係を示す特性図である。 第１実施形態に係るエジェクタの内部における冷媒の流れを示す模式的な断面図である。 比較例に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 比較例に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 第１実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 第１実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 第２実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 第２実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 第３実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す斜視図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。

また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。

以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。本実施形態では、図１に示す蒸気圧縮式の冷凍サイクル１０に本発明のエジェクタ１００を適用した例について説明する。

本実施形態の冷凍サイクル１０は、空調対象空間である車室内へ送風する送風空気の温度を調整可能な車両用空調装置に適用されている。冷凍サイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用している。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、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

従って、本実施形態の冷凍サイクル１０は、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。勿論、冷媒としては、ＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。

図１に示すように、冷凍サイクル１０は、主たる構成要素として、圧縮機１１、放熱器１２、エジェクタ１００、蒸発器１３を備えている。

圧縮機１１は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。本実施形態の圧縮機１１は、図示しない電磁クラッチおよびベルトを介して車両走行用のエンジンにより回転駆動されるようになっている。圧縮機１１は、例えば、電磁式容量制御弁に図示しない制御装置からの制御信号が入力されることにより、吐出容量が可変される可変容量型圧縮機で構成される。なお、圧縮機１１は、電動モータにより回転駆動される電動圧縮機で構成してもよい。圧縮機１１を電動圧縮機で構成する場合、電動モータの回転数により吐出容量が可変される。

放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を、室外ファン１２ａにより強制的に送風される車室外空気（外気）と熱交換させることで、高圧冷媒の熱を外気に放出して冷媒を凝縮液化する放熱用熱交換器である。

本実施形態では、放熱器１２としてサブクール型の凝縮器を採用している。具体的には、放熱器１２は、高圧冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部１２１、凝縮部１２１から流出した冷媒の気液を分離して余剰となる冷媒を蓄えるレシーバ１２２、およびレシーバ１２２で分離された液相冷媒を過冷却する過冷却部１２３を有している。放熱器１２の過冷却部１２３における冷媒流出側は、エジェクタ１００の冷媒流入口２１１に接続されている。

エジェクタ１００は、放熱器１２から流出した液相状態の高圧冷媒を減圧する減圧装置として機能すると共に、高速で噴出する冷媒流の吸引作用（巻き込み作用）によって、冷媒の循環を行う流体輸送用の冷媒循環装置としても機能する。なお、エジェクタ１００の具体的構成については後述する。

蒸発器１３は、室内送風機１３ａにより、図示しない車両空調装置の空調ケースに導入された外気、または車室内空気（内気）から吸熱して、その内部を流通する冷媒を蒸発させる吸熱用熱交換器である。蒸発器１３の冷媒流出側は、エジェクタ１００の冷媒吸引口２１２に接続されている。

次に、図示しない制御装置について説明する。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の各種メモリ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ている。制御装置には、乗員による操作パネルからの各種操作信号や各種センサ群からの検出信号等が入力される。制御装置は、入力信号等を用いてメモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算・処理を実行して各種機器の作動を制御する。

次に、図２〜図６を参照して、本実施形態のエジェクタ１００の詳細な構成について説明する。ここで、図２等の図面上に示す上下の各矢印は、エジェクタ１００を車両に搭載した状態における上下方向を示している。また、図２中の一点鎖線ＣＬは、後述する通路形成部材２４０の中心軸の軸線を示している。

本実施形態のエジェクタ１００は、主たる構成要素として、ボデー２００、通路形成部材２４０、通路形成部材２４０を後述するノズル通路２２４、ディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向（図２の上下方向）に変位させる駆動機構２５０を備える。

図２に示すように、本実施形態のエジェクタ１００は、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２００を備えている。本実施形態のボデー２００は、エジェクタ１００の外殻を構成するハウジングボデー２１０の内部に、ノズルボデー２２０、ディフューザボデー２３０等を組み合わせることによって構成されている。

ハウジングボデー２１０は、角柱状等の金属または樹脂で形成された部材で構成されている。ハウジングボデー２１０は、その上端側に冷媒流入口２１１および冷媒吸引口２１２が形成されている。冷媒流入口２１１は、冷凍サイクル１０の高圧側（放熱器１２）から高圧冷媒を流入させる冷媒導入部である。冷媒吸引口２１２は、蒸発器１３から流出した低圧冷媒を吸引する冷媒吸引部である。

また、ハウジングボデー２１０は、その下端側に液相流出口２１３および気相流出口２１４が形成されている。液相流出口２１３は、後述する気液分離空間２６０にて分離された液相冷媒を蒸発器１３の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒導出部である。気相流出口２１４は、気液分離空間２６０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導出部である。

ノズルボデー２２０は、ハウジングボデー２１０の内部における上端側に収容されている。より具体的には、ノズルボデー２２０は、後述する通路形成部材２４０の軸線ＣＬの方向（上下方向）に直交する方向から見たときに、その一部が冷媒流入口２１１と重なり合うように、ハウジングボデー２１０の内部に収容されている。

本実施形態のノズルボデー２２０は、金属で形成された部材で構成されている。ノズルボデー２２０は、その軸方向が通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬに沿うように、ハウジングボデー２１０の内部に圧入等の手段により固定されている。

また、ノズルボデー２２０は、ハウジングボデー２１０の内部空間と適合する大きさに形成された胴部２２０ａ、および胴部２２０ａの下端側に設けられて下方側へ向かって突出する筒状のノズル部２２０ｂを含んで構成されている。

ノズルボデー２２０の胴部２２０ａには、その内部に冷媒流入口２１１から流入した高圧冷媒を旋回させる旋回空間２２１等が形成されている。ノズルボデー２２０のノズル部２２０ｂには、その内部に旋回空間２２１を旋回した冷媒が通過する減圧用空間２２２が形成されている。

旋回空間２２１は、その中心軸が通路形成部材２４０の軸線ＣＬに沿って延びる回転体形状に形成された空間である。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）周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間２２１は、円柱状の形状を有している。勿論、旋回空間２２１は、円錐または円錐台と円柱とを結合させた形状等となっていてもよい。

また、本実施形態の旋回空間２２１は、ハウジングボデー２１０およびノズルボデー２２０の胴部２２０ａに形成された冷媒流入通路２２３を介して冷媒流入口２１１に連通している。

冷媒流入通路２２３は、旋回空間２２１の中心軸の方向から見たとき、旋回空間２２１の内壁面の接線方向に延びるように形成されている。これにより、冷媒流入通路２２３から旋回空間２２１に流入した冷媒は、旋回空間２２１の内壁面に沿って流れ、旋回空間２２１を旋回する。なお、冷媒流入通路２２３は、旋回空間２２１の中心軸の方向から見たとき、旋回空間２２１の接線方向と完全に一致するように形成されている必要はない。すなわち、冷媒流入通路２２３は、旋回空間２２１に流入した冷媒が旋回空間２２１の内壁面に沿って流れる形状に形成されていれば、その他の方向の成分（例えば、旋回空間２２１の中心軸の方向）を含んで構成されていてもよい。

ここで、旋回空間２２１内で旋回する冷媒には遠心力が作用する。このため、旋回空間２２１の内部では、その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、冷凍サイクル１０の作動時に、旋回空間２２１内の中心軸側の冷媒圧力を、飽和液相冷媒となる圧力、または、冷媒が減圧沸騰する（キャビテーションを生ずる）圧力まで低下させるようにしている。

このような旋回空間２２１の中心軸側における冷媒圧力の調整は、旋回空間２２１内で旋回する冷媒の旋回流速を調整することで実現できる。具体的には、旋回流速の調整は、冷媒流入通路２２３における通路断面積と旋回空間２２１における中心軸に直交する方向の断面積との比率の調整等により行うことができる。なお、上述の旋回流速は、旋回空間２２１の最外周部付近における冷媒の旋回方向の流速を意味している。

減圧用空間２２２は、旋回空間２２１を旋回した高圧冷媒が流入するように、旋回空間２２１の下方側に形成されている。本実施形態の減圧用空間２２２は、その中心軸が旋回空間２２１と同軸となるように形成されている。

減圧用空間２２２は、冷媒流れ方向下流側へ向かって流路断面積が連続的に小さくなる円錐台形状の穴（先細部２２２ａ）、および冷媒流れ方向下流側へ向かって流路断面積が連続的に大きくなる円錐台形状の穴（末広部２２２ｂ）を結合させた形状となっている。なお、減圧用空間２２２における先細部２２２ａと末広部２２２ｂとの接続箇所が、流路断面積が最も縮小されたノズル喉部（最小通路面積部）２２２ｃとなっている。

末広部２２２ｂは、減圧用空間２２２の中心軸に直交する方向から見たときに、減圧用空間２２２と後述する通路形成部材２４０の上方側の部位が重なり合っている。このため、末広部２２２ｂは、通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬに対して垂直な断面形状が円環状（ドーナツ状）となっている。

本実施形態では、この通路形状によってノズルボデー２２０の減圧用空間２２２を形成する部位の内周面と、後述する通路形成部材２４０の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路がノズルとして機能するノズル通路２２４を構成している。

続いて、ディフューザボデー２３０は、ハウジングボデー２１０の内部におけるノズルボデー２２０の下方側に収容されている。具体的には、ディフューザボデー２３０は、後述する通路形成部材２４０の軸線ＣＬの方向に直交する方向から見たときに、その一部が冷媒吸引口２１２と重なり合うように、ハウジングボデー２１０の内部に収容されている。

本実施形態のディフューザボデー２３０は、金属で形成された部材で構成されている。ディフューザボデー２３０は、その軸方向が通路形成部材２４０の軸線ＣＬに沿うように、ハウジングボデー２１０の内部に圧入等の手段により固定されている。

本実施形態のディフューザボデー２３０には、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴２３０ａが形成されると共に、その貫通穴２３０ａの外周側に後述する駆動機構２５０を収容するための溝部２３０ｂが形成されている。なお、貫通穴２３０ａは、その中心軸が旋回空間２２１、および減圧用空間２２２と同軸となるように形成されている。

ディフューザボデー２３０の上面と、これと対向するノズルボデー２２０の下面との間には、冷媒吸引口２１２から流入した冷媒を滞留させる吸引空間２３１ａが形成されている。

本実施形態では、ノズルボデー２２０の下方側の先端部がディフューザボデー２３０の貫通穴２３０ａの内部に位置付けられている。このため、吸引空間２３１ａは、旋回空間２２１および減圧用空間２２２の中心軸の方向から見たとき、断面円環状に形成されている。

また、ディフューザボデー２３０の貫通穴２３０ａのうち、径方向から見たときにディフューザボデー２３０とノズルボデー２２０とが重なり合う範囲では、冷媒通路断面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。

これにより、貫通穴２３０ａの内周面とノズルボデー２２０の下方側の外周面との間には、吸引空間２３１ａと減圧用空間２２２の冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路２３１ｂが形成される。つまり、本実施形態では、吸引空間２３１ａおよび吸引通路２３１ｂによって、中心軸の外周側から内周側へ向かって吸引冷媒が流れる吸引部（吸引用通路）２３１が形成されることになる。さらに、吸引部２３１は、その中心軸に垂直な断面形状が円環状となっている。

また、ディフューザボデー２３０の貫通穴２３０ａのうち、吸引通路２３１ｂの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間２３２が形成されている。この昇圧用空間２３２は、上述したノズル通路２２４から噴射された噴射冷媒と吸引部２３１から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧させる空間である。

本実施形態の昇圧用空間２３２は、冷媒の流れ方向下流側（下方側）に向かって、その径方向の断面積が拡大するように形成されている。なお、昇圧用空間２３２は、下方側に向かって断面積が拡大する円錐台形状（ラッパ状）の空間を構成している。

昇圧用空間２３２の内部には、後述する通路形成部材２４０の下方側の部位が配置されている。そして、昇圧用空間２３２内における通路形成部材２４０の円錐状側面の広がり角度は、昇圧用空間２３２の円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっている。これにより、昇圧用空間２３２の内周面と、後述する通路形成部材２４０の外周面との間に形成される冷媒通路は、その冷媒通路面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。

本実施形態では、昇圧用空間２３２の内周面と、通路形成部材２４０の外周面との間に形成される冷媒通路をディフューザとして機能するディフューザ通路２３２ａとし、噴射冷媒および吸引冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換させている。なお、ディフューザ通路２３２ａは、その中心軸に対して垂直な断面形状は、円環状に形成されている。

続いて、通路形成部材２４０は、ノズルボデー２２０の内周面との間にノズル通路２２４を形成すると共に、ディフューザボデー２３０の内周面との間にディフューザ通路２３２ａを形成する部材である。本実施形態の通路形成部材２４０は、略円錐状の金属または樹脂で構成されている。具体的には、通路形成部材２４０は、減圧用空間２２２から離れるに伴って断面積が拡大する略円錐形状に形成されている。

通路形成部材２４０は、少なくとも一部が減圧用空間２２２、および昇圧用空間２３２の双方に位置するようにハウジングボデー２１０の内部に収容されている。なお、通路形成部材２４０は、その中心軸の軸線ＣＬが減圧用空間２２２、および昇圧用空間２３２と同軸となるように配置されている。

通路形成部材２４０における減圧用空間２２２の内周面と対向する部位は、減圧用空間２２２の内周面との間に環状のノズル通路２２４が形成されるように、減圧用空間２２２の末広部２２２ｂの内周面に沿う曲面を有する。

また、通路形成部材２４０における昇圧用空間２３２の内周面と対向する部位は、昇圧用空間２３２の内周面との間に環状のディフューザ通路２３２ａが形成されるように、昇圧用空間２３２の内周面に沿う曲面を有する。

ここで、前述のように、昇圧用空間２３２が円錐台形状の空間を構成するように形成され、通路形成部材２４０が昇圧用空間２３２の内周面に沿う曲面を有する。このため、ディフューザ通路２３２ａは、通路形成部材２４０の軸線ＣＬに対して交差する方向に拡がるように形成されている。つまり、ディフューザ通路２３２ａは、冷媒流れ上流側から下流側に向けて通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬから遠ざかるような冷媒通路となっている。

また、通路形成部材２４０には、図示しないが、ディフューザ通路２３２ａの冷媒流れ下流側となる部位に、ディフューザ通路２３２ａから流出した冷媒に気液分離用の旋回力を付与する固定翼が配設されている。固定翼は、後述の作動棒２５６ａと干渉しない位置に配設されている。

続いて、駆動機構２５０について説明する。駆動機構２５０は、通路形成部材２４０をノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向、すなわち、通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの方向に変位させて、各通路２２４、２３２ａの冷媒流路面積を変更する駆動部である。

本実施形態の駆動機構２５０は、蒸発器１３から流出した低圧冷媒の過熱度（温度および圧力）が所望の範囲となるように、通路形成部材２４０の変位量を制御するように構成されている。本実施形態の駆動機構２５０は、外部の雰囲気温度の影響を受けないように、ボデー２００内部に収容されている。

本実施形態の駆動機構２５０は、受圧部２５１ａで受ける圧力に応じて変位する圧力応動部材を構成する薄板状のダイヤフラム２５１、およびダイヤフラム２５１を保持する一対の蓋部２５３、２５５を有している。

図３に示すように、一対の蓋部２５３、２５５は、ディフューザボデー２３０の上面に形成された環状の溝部２３０ｂ内に収容可能なように、当該溝部２３０ｂの内側形状に適合する環状の形状（ドーナツ状の形状）に形成されている。本実施形態では、一対の蓋部２５３、２５５のうち、上方側の上蓋部２５３が、ダイヤフラム２５１との間に感温媒体を封入する封入空間２５４を形成する封入空間形成部を構成している。

図４に示すように、ダイヤフラム２５１は、環状に形成されており、受圧部２５１ａ、内周縁部２５１ｂ、および外周縁部２５１ｃを有する。ダイヤフラム２５１は、受圧部２５１ａが内周縁部２５１ｂ、および外周縁部２５１ｃよりも下方側に位置する段付き形状となっている。

受圧部２５１ａは、主に感温媒体の圧力を受ける部位であり、内周縁部２５１ｂと外周縁部２５１ｃとの間に形成される平坦部で構成されている。本実施形態の受圧部２５１ａは、後述するプレート部材２５６ｂと接触する部位が、接触しない部位に比べて厚みが大きくなっている。

ダイヤフラム２５１は、内周縁部２５１ｂ、外周縁部２５１ｃの双方が、一対の蓋部２５３、２５５とで狭持された状態で、一対の蓋部２５３、２５５との間に形成される環状の空間を上下の２つの空間に仕切るように固定されている。

ダイヤフラム２５１により仕切られた２つの空間のうち、上蓋部２５３との間に形成される空間は、蒸発器１３から流出した冷媒の温度変化に応じて圧力が変化する感温媒体が封入される封入空間２５４を構成している。

本実施形態の封入空間２５４は、上蓋部２５３およびダイヤフラム２５１により形成されている。このため、本実施形態では、上蓋部２５３が、感温媒体を封入する封入空間２５４を形成する封入空間形成部を構成している。

封入空間２５４には、主として冷凍サイクル１０を循環する冷媒と同一の冷媒で組成された感温媒体（例えば、Ｒ１３４ａ）が、予め定めた重量となるように封入されている。感温媒体は、気液混合状態で封入空間２５４に封入されている。なお、感温媒体は、例えば、サイクルを循環する冷媒とヘリウムガスとの混合流体を採用してもよい。

本実施形態の封入空間２５４は、ダイヤフラム２５１の形状に適合する環状の空間を構成しており、通路形成部材２４０と干渉しないように、通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの周りを囲むように形成されている。

封入空間２５４を形成する上蓋部２５３は、ディフューザボデー２３０における吸引部２３１と隣接する位置であって、吸引部２３１およびディフューザ通路２３２ａによって囲まれる位置に配置されている。

これにより、封入空間２５４内の感温媒体には、吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度が伝達され、封入空間２５４の内圧が、吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度に応じた圧力に近づく。なお、本実施形態の上蓋部２５３の詳細については後述する。

一方、ダイヤフラム２５１により仕切られた２つの空間のうち、下蓋部２５５との間に形成される空間は、ディフューザボデー２３０に形成された連通路２３０ｃを介して、蒸発器１３から流出した冷媒を導入させる導入空間２５５ａを構成している。

導入空間２５５ａは、感温媒体の圧力に対抗するように、ダイヤフラム２５１に対して吸引部（吸引用通路）２３１内の吸引冷媒の圧力を作用させる圧力室である。

なお、図示しないが、下蓋部２５５には、ディフューザボデー２３０の連通路２３０ｃから導入空間２５５ａに、吸引部２３１を流れる冷媒を導入する導入穴部、および後述する作動棒２５６ａの上端部を挿入する貫通穴部が形成されている。

従って、封入空間２５４に封入された感温媒体には、上蓋部２５３およびダイヤフラム２５１を介して、蒸発器１３から流出した冷媒、すなわち、吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度が伝達される。本実施形態では、封入空間２５４および上蓋部２５３が吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度を検知する感温部２５２を構成している。

ここで、ダイヤフラム２５１は、封入空間２５４の内圧と導入空間２５５ａへ導入された冷媒の圧力との圧力差に応じて変形すると共に、常に冷媒に接している。このため、ダイヤフラム２５１は、強靭性、耐圧性、ガスバリア性、シール性に優れた材料で構成することが望ましい。

本実施形態では、ダイヤフラム２５１として、例えば、基布（ポリエステル）入りのＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＨＮＢＲ（水素添加ニトリルゴム）等の合成ゴム製の基材を採用している。ダイヤフラム２５１は、ゴム製の基材に対して、感温媒体の封入空間２５４からの漏洩を抑制するバリア膜を一体化させることが望ましい。バリア膜は、封入空間２５４に封入する感温媒体の種類に応じて、当該感温媒体の透過度が低いものを選択することが望ましい。

また、駆動機構２５０は、ダイヤフラム２５１の変位により生ずる荷重を通路形成部材２４０に伝達する荷重伝達部材２５６を有している。荷重伝達部材２５６は、図２に示すように、一端側が通路形成部材２４０に接触するように配設された複数本の作動棒２５６ａと、各作動棒２５６ａの他端側およびダイヤフラム２５１の双方に接触するように配設されたプレート部材２５６ｂとを有している。

各作動棒２５６ａは、ディフューザボデー２３０の貫通穴２３０ａの径方向外側に形成された摺動穴２３０ｄを貫くと共に、一端側が通路形成部材２４０の下方側の外周に接触し、他端側がプレート部材２５６ｂに接触するように配設されている。

ここで、摺動穴２３０ｄは、通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの方向に沿って延びると共に、吸引部２３１とディフューザ通路２３２ａの下流側とを連通するようにディフューザボデー２３０に形成されている。この摺動穴２３０ｄは、作動棒２５６ａを通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの方向に沿って摺動させるために設けられている。

各作動棒２５６ａは、後述するプレート部材２５６ｂの周方向（通路形成部材２４０の中心軸の周方向）に間隔をあけて配置されている。各作動棒２５６ａは、ダイヤフラム２５１の変位が通路形成部材２４０に正確に伝達されるように、後述するプレート部材２５６ｂの周方向に均等に配置することが望ましい。

また、各作動棒２５６ａは、ダイヤフラム２５１の変位が通路形成部材２４０に正確に伝達されるように、ディフューザボデー２３０の周方向に間隔をあけて３本以上配設することが望ましい。より好ましくは、作動棒２５６ａは、ディフューザボデー２３０の周方向に間隔をあけて３本配設することが望ましい。

さらに、作動棒２５６ａと摺動穴２３０ｄとの間に形成される隙間は、Ｏリング等のシール部材によってシールされている。これにより、作動棒２５６ａが変位した際に、この隙間から冷媒が漏れ難いようになっている。

ここで、作動棒２５６ａを通路形成部材２４０やプレート部材２５６ｂに対して溶接等により一体化すると、ダイヤフラム２５１の反りや、感温媒体の圧力のばらつき等が生ずると、作動棒２５６ａの軸が傾いてしまうことが懸念される。作動棒２５６ａの軸が傾くと、吸引部２３１を流通する冷媒の過熱度（温度および圧力）によらず、通路形成部材２４０が変位してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態の作動棒２５６ａは、通路形成部材２４０やプレート部材２５６ｂに接触する上端部が、曲面形状（例えば、半球形状、Ｒ形状）となっている。このように、作動棒２５６ａを通路形成部材２４０やプレート部材２５６ｂに対する接触位置および接触角度を変更可能な構成とすれば、ダイヤフラム２５１の反り等に起因して作動棒２５６ａの軸が傾いてしまうことを抑制できる。

続いて、プレート部材２５６ｂは、ダイヤフラム２５１からの荷重を各作動棒２５６ａに対して均等に伝えるための部材である。プレート部材２５６ｂは、ダイヤフラム２５１における受圧部２５１ａを支持するように、ダイヤフラム２５１と作動棒２５６ａとで狭持されている。本実施形態のプレート部材２５６ｂは、導入空間２５５ａに配置されている。具体的には、プレート部材２５６ｂは、ダイヤフラム２５１の受圧部２５１ａにおける導入空間２５５ａ側の面に接するように配置されている。

本実施形態のプレート部材２５６ｂは、ダイヤフラム２５１の変位により生ずる荷重を作動棒２５６ａに適切に伝達するために、通路形成部材２４０の軸線ＣＬの方向から見たときにダイヤフラム２５１の受圧部２５１ａと重なり合うように環状に形成されている。

また、本実施形態のプレート部材２５６ｂは、ダイヤフラム２５１よりも剛性が高い材料（例えば、金属）で構成されている。ダイヤフラム２５１と作動棒２５６ａとの間に、プレート部材２５６ｂを介在させることで、各作動棒２５６ａの寸法のばらつきやダイヤフラム２５１の反り等が生じていても、ダイヤフラム２５１から通路形成部材２４０へ伝達される力が変化してしまうことを抑制できる。特に、ダイヤフラム２５１をゴム製の基材を含む構成とする場合、プレート部材２５６ｂを、ダイヤフラム２５１から感温媒体が漏洩することを抑制するバリアとしても機能させることができる。

また、駆動機構２５０は、通路形成部材２４０に対して荷重をかけるコイルバネ２５７、および通路形成部材２４０に対して作用するコイルバネ２５７の荷重を調整する荷重調整部２５８を有する。

コイルバネ２５７は、通路形成部材２４０の底面に対してノズル通路２２４、ディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積を縮小する側に荷重をかけるものである。なお、コイルバネ２５７は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材２４０の振動を減衰させる緩衝部材としての機能を果たしている。

また、荷重調整部２５８は、コイルバネ２５７に連結された調整棒２５８ａ、および調整棒２５８ａを上下に変位させる調整ネジ２５８ｂで構成されている。なお、荷重調整部２５８は、コイルバネ２５７により通路形成部材２４０に作用させる荷重を調整することで、通路形成部材２４０の開弁圧を調整して、狙いの過熱度を微調整する手段として機能する。

このように構成される駆動機構２５０は、蒸発器１３から流出した冷媒の温度および圧力に応じて、ダイヤフラム２５１が通路形成部材２４０を変位させることにより、蒸発器１３出口側の冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように調整される。

例えば、蒸発器１３から流出した冷媒の温度および圧力が高く、冷凍サイクル１０の負荷が高い場合、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積が大きくなるように、ダイヤフラム２５１が通路形成部材２４０を変位させる。これにより、冷凍サイクル１０内を循環する冷媒流量が増加する。

一方、蒸発器１３から流出した冷媒の温度および圧力が低く、冷凍サイクル１０の負荷が低い場合、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積が小さくなるように、ダイヤフラム２５１が通路形成部材２４０を変位させる。これにより、冷凍サイクル１０内を循環する冷媒流量が減少する。

続いて、エジェクタ１００における通路形成部材２４０の下方側の構成について説明する。通路形成部材２４０とハウジングボデー２１０内部の底面との間には、ディフューザ通路２３２ａから流出した混合冷媒の気液分離する気液分離空間２６０が形成されている。この気液分離空間２６０は、略円柱状の空間であり、その中心軸が、旋回空間２２１、減圧用空間２２２、昇圧用空間２３２の中心軸と同軸とるように形成されている。

また、ハウジングボデー２１０の内部空間の底面には、気液分離空間２６０と同軸となるように配置され、通路形成部材２４０側（上方側）に向かって延びる円筒状のパイプ２６１が設けられている。このパイプ２６１の内部には、気液分離空間２６０にて分離された気相冷媒をハウジングボデー２１０に形成された気相流出口２１４へ導く気相側流出通路２６２が形成されている。

また、気液分離空間２６０にて分離された液相冷媒は、パイプ２６１の外周側に貯留される。なお、ハウジングボデー２１０におけるパイプ２６１の外周側の空間は、液相冷媒を貯留する貯液空間２７０を構成している。また、ハウジングボデー２１０における貯液空間２７０に対応する部位には、貯液空間２７０に貯留された液相冷媒を液相流出口２１３へ導く液相側流出通路２７１が形成されている。

続いて、本実施形態の上蓋部２５３の詳細について説明する。本実施形態の上蓋部２５３は、図２に示すように、吸引冷媒の温度が封入空間２５４の感温媒体に対して伝わるように、ボデー２００の内部における吸引部２３１に隣接して配置されている。

ここで、駆動機構２５０は、蒸発器１３から流出した冷媒の過熱度が所望の範囲となるように、通路形成部材２４０の変位量を制御する部材である。そして、駆動機構２５０には、通路形成部材２４０に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力することが要求される。

駆動機構２５０から通路形成部材２４０に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力するためには、感温媒体の温度を蒸発器１３から流通した冷媒（吸引冷媒）の温度に近づけることが重要となる。

そして、本発明者らの知見によれば、感温媒体と吸引冷媒の温度差を縮小するためには、熱伝導率が高い液相状態の感温媒体を吸引冷媒に近づけることが有効となることが判っている。

この点を鑑みて、本実施形態では、上蓋部２５３の形状を工夫することで、封入空間２５４における液相状態の感温媒体を吸引冷媒に近づける構成としている。すなわち、本実施形態では、図３および図４に示すように、上蓋部２５３のうち、ダイヤフラム２５１に対して対向する対向部位の一部にダイヤフラム２５１側に近づくように窪んだ窪部２５３ｂを設けている。なお、説明の便宜上、本実施形態では、上蓋部２５３のうち、ダイヤフラム２５１に対して対向する対向部位における窪部２５３ｂ以外の部位、すなわち、窪部２５３ｂに対して上方側に凸となる部位を突部２５３ａと呼ぶ。

上蓋部２５３は、その周方向の一部が下方側に窪んだ部位を有しており、当該窪んだ部位が窪部２５３ｂを構成している。すなわち、窪部２５３ｂは、上蓋部２５３における周方向に延びる部位のうち、下方側に窪んだ部位で構成されている。

具体的には、本実施形態では、図４に示すように、窪部２５３ｂにおけるダイヤフラム２５１と対向する対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂが、突部２５３ａにおける当該間隔ＬＤｂに対応する間隔ＬＤａよりも大きくなっている。

これにより、ダイヤフラム２５１と窪部２５３ｂとの間に形成される第２封入空間２５４ｂは、ダイヤフラム２５１と突部２５３ａとの間に形成される第１封入空間２５４ａに比べて、容積が小さくなっている。

また、窪部２５３ｂは、図５に示すように、上蓋部２５３の中心Ｃｏと窪部２５３ｂの周方向一端側とを結ぶ線と、中心Ｃｏと窪部２５３ｂの周方向他端側とを結ぶ線とのなす角度θが鋭角（例えば、６０°）となるように、上蓋部２５３に設けられている。

窪部２５３ｂの外側には、吸引冷媒が流通する。このため、窪部２５３ｂは、窪部２５３ｂの外側を流れる吸引冷媒の流通抵抗とならないように、窪部２５３ｂの周方向一端側と他端側との間の外側表面を平坦状に形成することが望ましい。

ところで、吸引冷媒は、吸引部２３１を流通する際に、ボデー２００における吸引部２３１を形成する部位と熱交換して、温度が上昇してしまう可能性がある。このような熱交換は、感温媒体の温度を蒸発器１３から流通した冷媒（吸引冷媒）の温度に近づけることを妨げる要因となることから好ましくない。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、上蓋部２５３における冷媒吸引口２１２に近接する部位に窪部２５３ｂを設ける構成としている。換言すれば、本実施形態では、上蓋部２５３における通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬよりも冷媒吸引口２１２に近い部位に窪部２５３ｂを設ける構成としている。これにより、窪部２５３ｂは、冷媒吸引口２１２から流入した冷媒に晒されることになるので、封入空間２５４の感温媒体の温度を蒸発器１３から流出した冷媒の温度に近づけることが可能となる。

ここで、本発明者らは、窪部２５３ｂにおける感温媒体と吸引冷媒との熱交換効率を向上させる方法として、液相状態の感温媒体を窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃと接触させることが有効となると考えた。

そこで、本実施形態では、第２封入空間２５４ｂを熱伝導率が高い液相状態の感温媒体で満たされるように、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定している。

本実施形態では、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに最も接近する位置に変位した際に、第２封入空間２５４ｂが液相状態の感温媒体で満たされるように、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定している。

ここで、封入空間２５４における液相状態の感温媒体の厚さＨｒは、封入空間２５４における感温媒体の温度Ｔｓ、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒに応じて変化する。このため、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂは、封入空間２５４における感温媒体の温度Ｔｓ、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒを加味して設定することが望ましい。

以下、封入空間２５４における感温媒体の温度Ｔｓ、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒ、封入空間２５４における液相状態の感温媒体の厚さＨｒとの相関性について、図６を参照して説明する。

図６は、封入空間２５４における感温媒体の温度Ｔｓ、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒ、封入空間２５４における液相状態の感温媒体の厚さＨｒの関係を示す特性図である。ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒは、封入空間２５４の容積が最も小さくなる状態、すなわち、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３に最も近づいた状態からの位置の変化量を示している。

図６では、ｘ軸が感温媒体の温度Ｔｓ、ｙ軸がダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒ、ｚ軸が液相状態の感温媒体の厚さＨｒを示している。なお、図６に示すデータは、感温媒体の温度Ｔｓ、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒ、および液相状態の感温媒体の厚さＨｒの相関特性を説明するためのデータであり、図中に示す数値は一例である。

まず、図６のプロットＡは、感温媒体の温度Ｔｓがゼロ［℃］、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒがゼロ［μｍ］となる際に、液相状態の感温媒体の厚さＨｒが約１０５［μｍ］となることを示している。また、図６のプロットＢは、感温媒体の温度Ｔｓがゼロ［℃］、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが８００［μｍ］となる際に、液相状態の感温媒体の厚さＨｒが９５［μｍ］程度となることを示している。

続いて、図６のプロットＣは、感温媒体の温度Ｔｓが３４［℃］、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒがゼロ［μｍ］となる際に、液相状態の感温媒体の厚さＨｒが５［μｍ］程度となることを示している。また、図６のプロットＤは、感温媒体の温度Ｔｓが３４［℃］、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが８００［μｍ］となる際に、液相状態の感温媒体の厚さＨｒが２５［μｍ］程度となることを示している。

図６の各プロットＡ〜Ｄに示す数値を見ると、液相状態の感温媒体の厚さＨｒは、感温媒体の温度Ｔｓが同一となる場合、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒの増加に伴って小さくなる特性があることが判る。

また、図６の各プロットＡ〜Ｄに示す数値を見ると、液相状態の感温媒体の厚さＨｒは、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが同一となる場合、感温媒体の温度Ｔｓが上昇するに伴って小さくなる特性があることが判る。

これらの特性を鑑みると、液相状態の感温媒体の厚さＨｒは、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが大きく、感温媒体の温度Ｔｓの温度が高いときに、小さくなる傾向があることが判る。このため、液相状態の感温媒体の厚さＨｒの最小値は、感温媒体の温度Ｔｓの常用域での最大値、およびダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒの常用域での最大値に対応する液相状態の感温媒体の厚さＨｒとして推定することが可能となる。

従って、感温媒体の温度Ｔｓおよびダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒそれぞれの常用域での最大値に対応する液相状態の感温媒体の厚さＨｒを基準に、上蓋部２５３とダイヤフラム２５１との間隔を設定することで、液相状態の感温媒体の厚さＨｒを調整可能となる。

例えば、車両用空調装置においては、感温媒体の温度Ｔｓの常用域が約０〜２０［℃］となり、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒの常用域が約０〜５００［μｍ］となると想定される。この想定では、感温媒体の温度Ｔｓが約２０［℃］、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが約５００［μｍ］となる際、液相状態の感温媒体の厚さＨｒが最小の厚さとなると推定される。

図６のプロットＥは、感温媒体の温度Ｔｓが約２２［℃］、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが約５００［μｍ］となる際の液相状態の感温媒体の厚さＨｒが６０［μｍ］程度となることを示している。

この例においては、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔を、６０［μｍ］＋αを基準に設定することで、ダイヤフラム２５１の変位量Ｆｒが最も小さくなる際に、第２封入空間２５４ｂを液相状態の感温媒体で満たすことが可能となる。

次に、上記構成に基づく、本実施形態の作動について説明する。乗員により空調作動スイッチ等が投入されると、制御装置からの制御信号により圧縮機１１の電磁クラッチが通電され、電磁クラッチ等を介して、圧縮機１１に車両走行用のエンジンから回転駆動力が伝達される。そして、制御装置から圧縮機１１の電磁式容量制御弁に対して制御信号が入力され、圧縮機１１の吐出容量が所望の量に調整されて、圧縮機１１がエジェクタ１００の気相流出口２１４から吸入した気相冷媒を圧縮して吐出する。

圧縮機１１から吐出された高温高圧の気相冷媒は、放熱器１２の凝縮部１２１に流入し、外気により冷却されて凝縮液化した後、レシーバ１２２にて気液が分離される。その後、レシーバ１２２にて分離された液相冷媒は、過冷却部１２３に流入して過冷却される。

放熱器１２の過冷却部１２３から流出した液相冷媒は、エジェクタ１００の冷媒流入口２１１に流入する。エジェクタ１００の冷媒流入口２１１に流入した高圧冷媒は、図７に示すように、冷媒流入通路２２３を介してエジェクタ１００内部の旋回空間２２１に流入する。そして、旋回空間２２１に流入した高圧冷媒は、旋回空間２２１の内壁面に沿って流れ、旋回空間２２１を旋回する旋回流となる。このような旋回流は、遠心力の作用によって、旋回中心付近の圧力を冷媒が減圧沸騰する圧力まで低下させることで、旋回中心側がガス単相、その周りが液単相の二層分離状態に近づく。

そして、旋回空間２２１を旋回する冷媒は、気液混相状態の冷媒として、旋回空間２２１の中心軸と同軸となる減圧用空間２２２に流入し、ノズル通路２２４にて減圧膨脹される。この減圧膨脹時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されることで、気液混相状態の冷媒は、ノズル通路２２４から高速度となって噴出される。

この点について詳述すると、まず、ノズル通路２２４では、ノズル部２２０ｂの先細部２２２ａの内壁面側から冷媒が剥離する際に壁面沸騰が生ずる。また、ノズル通路２２４では、その中心側の冷媒のキャビテーションによる沸騰核によって界面沸騰が生ずる。このようにノズル通路２２４では冷媒の沸騰が促進されることから、ノズル通路２２４に流入した冷媒は、気相と液相が均質に混合した気液混相状態に近づく。

そして、ノズル部２２０ｂのノズル喉部２２２ｃ付近で気液混相状態となった冷媒の流れに閉塞（チョーキング）が生じ、このチョーキングにより音速に到達した気液混合状態の冷媒が、ノズル部２２０ｂの末広部２２２ｂにて加速されて噴出される。

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層状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路２２４におけるエネルギ変換効率（ノズル効率に相当）の向上を図ることができる。

また、ノズル通路２２４から噴出される冷媒の吸引作用により、蒸発器１３流出冷媒が冷媒吸引口２１２を介して吸引部２３１に吸引される。そして、吸引部２３１に吸引された低圧冷媒およびノズル通路２２４から噴出された噴出冷媒との混合冷媒が、冷媒流れ下流側に向かって冷媒流路面積が拡大するディフューザ通路２３２ａに流入し、速度エネルギが圧力エネルギに変換されることで昇圧される。

なお、本実施形態のエジェクタ１００の通路形成部材２４０は、減圧用空間２２２から離れるに伴って断面積が拡大する略円錐形状に形成されている。このため、ディフューザ通路２３２ａの形状を減圧用空間２２２から離れるに伴って外周側へ拡がる形状とすることができる。これにより、通路形成部材２４０の軸線ＣＬの方向への寸法の拡大を抑制して、エジェクタ１００全体としての体格の大型化を抑制可能となる。

ディフューザ通路２３２ａから流出した冷媒は、図示しない固定翼に流入して旋回力が付与される。このため、気液分離空間２６０では、遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。

気液分離空間２６０にて分離された気相冷媒は、気相側流出通路２６２および気相流出口２１４を介して、圧縮機１１の吸入側に吸入され、再び圧縮される。この際、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力は、エジェクタ１００のディフューザ通路２３２ａにて昇圧されているので、圧縮機１１の駆動力を低減することが可能となる。

また、気液分離空間２６０にて分離された液相冷媒は、貯液空間２７０に貯留され、エジェクタ１００の冷媒吸引作用により、液相側流出通路２７１および液相流出口２１３を介して、蒸発器１３に流入する。

蒸発器１３では、低圧の液相冷媒が、空調ケース内を流れる空気から吸熱して蒸発気化する。そして、蒸発器１３から流出した気相冷媒は、エジェクタ１００の冷媒吸引口２１２を介して吸引部２３１に吸引され、ディフューザ通路２３２ａに流入する。

以上説明した本実施形態のエジェクタ１００は、通路形成部材２４０を変位させる駆動機構２５０を備えている。このため、冷凍サイクル１０の負荷に応じて通路形成部材２４０を変位させて、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積を調整可能となっている。

本実施形態では、駆動機構２５０のダイヤフラム２５１および感温部２５２を通路形成部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの周りを囲むように環状に形成している。これによれば、ダイヤフラム２５１における冷媒の圧力を受ける面積を充分に確保できるので、吸引部２３１を流通する冷媒の圧力変化に応じて、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａを適切に変化させることができる。

ここで、図８、図９は、本実施形態の比較例として、駆動機構２５０の上蓋部２５３におけるダイヤフラム２５１と対向する対向壁面が平坦形状に構成された駆動機構を示している。

具体的には、図８は、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面から最も遠い位置に変位した際の封入空間２５４における感温媒体の状態を示している。また、図９は、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面から最も接近した位置に変位した際の封入空間２５４における感温媒体の状態を示している。なお、図８、図９では、比較例に係る駆動機構および本実施形態の駆動機構２５０の各構成要素の対応関係を明確にするために、比較例に係る駆動機構の各構成要素に対して、本実施形態の駆動機構２５０と同一の符号を付している。

比較例に係る駆動機構では、図８に示すように、ダイヤフラム２５１が下方側に変位した際、液相状態の感温媒体の厚さＨｒｈが、上蓋部２５３とダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｃよりも小さくなる（Ｈｒｈ＜ＬＤｃ）。なお、液相状態の感温媒体の厚さＨｒｈは、感温媒体の気液界面ＧＬＩとダイヤフラム２５１との間隔に相当する。

また、比較例に係る駆動機構では、図９に示すように、ダイヤフラム２５１が上方側に変位した際、液相状態の感温媒体の厚さＨｒｌが、ダイヤフラム２５１が下方側に変位した際の液相状態の感温媒体の厚さＨｒｌよりも大きくなる（Ｈｒｌ＞Ｈｒｈ）。

しかし、依然として、液相状態の感温媒体の厚さＨｒｌは、上蓋部２５３とダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｃよりも小さくなる（Ｈｒｌ＜ＬＤｃ）。なお、液相状態の感温媒体の厚さＨｒｌは、感温媒体の気液界面ＧＬＩとダイヤフラム２５１との間隔に相当する。

このように、比較例に係る駆動機構では、ダイヤフラム２５１が上下に変位した際、封入空間２５４において、熱伝導率の高い液相状態の感温媒体と上蓋部２５３との間に、熱伝導率の低い気相状態の感温媒体が介在してしまう。この気相状態の感温媒体は、液相状態の感温媒体と蓋部材との間の熱抵抗となってしまう。このため、比較例に係る駆動機構では、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させることが難しい。

特に、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面から最も遠い位置に変位した際には、液相状態の感温媒体と上蓋部２５３との間隔が最も大きくなることから、感温媒体の温度を吸引冷媒の温度に近づけることが難しくなる。

これに対して、本実施形態では、上蓋部２５３のうち、ダイヤフラム２５１に対して対向する対向部位の一部にダイヤフラム２５１側に近づくように窪んだ窪部２５３ｂを設けている。これによれば、窪部２５３ｂにおける液相状態の感温媒体が吸引冷媒に近づくことで、感温媒体の温度を吸引冷媒の温度に近づけることが可能となる。

ここで、図１０は、本実施形態の駆動機構２５０において、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面２５３ｃから最も遠い位置に変位した際の封入空間２５４における感温媒体の状態を示している。

本実施形態に係る駆動機構２５０では、図１０に示すように、ダイヤフラム２５１が下方側に変位した際、窪部２５３ｂにおける液相状態の感温媒体の厚さＨｒｈが、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｃに近づいた状態となる。すなわち、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂにおける対向壁面２５３ｃから最も遠い位置に変位した際においても、液相状態の感温媒体の気液界面ＧＬＩを窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに近づけることが可能となる。これにより、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させることが可能となる。

従って、本実施形態のエジェクタ１００によれば、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させて、駆動機構２５０から通路形成部材２４０に対して、吸引冷媒の温度および圧力に応じた荷重を安定して出力することが可能となる。

さらに、本実施形態では、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに最も接近する位置に変位した際に、第２封入空間２５４ｂが液相状態の感温媒体で満たされるように、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定している。

ここで、図１１は、本実施形態の駆動機構２５０において、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面２５３ｃから最も近い位置に変位した際の封入空間２５４における感温媒体の状態を示している。

本実施形態に係る駆動機構２５０では、図１１に示すように、ダイヤフラム２５１が上方側に変位した際、窪部２５３ｂにおける液相状態の感温媒体の厚さＨｒｈが、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｃと同様の長さとなる。すなわち、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂにおける対向壁面２５３ｃから最も近接した位置に変位した際において、液相状態の感温媒体の気液界面ＧＬＩが窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに密着した状態となる。

これによれば、液相状態の感温媒体と窪部２５３ｂとの間に気相状態の感温媒体が介在しないので、液相状態の感温媒体を吸引冷媒と効率よく熱交換させることができ、感温媒体と吸引冷媒の温度差をより一層近づけることが可能となる。

また、本実施形態では、上蓋部２５３における冷媒吸引口２１２に近接する部位に窪部２５３ｂを設ける構成としている。これによれば、窪部２５３ｂが、冷媒吸引口２１２から流入した冷媒に晒されることになるので、第２封入空間２５４ｂの感温媒体の温度を蒸発器１３から流出した冷媒の温度に近づけることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１２、図１３を参照して説明する。本実施形態では、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに最も遠い位置に変位した際の液相状態の感温媒体の厚みを基準に、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定している点が第１実施形態と相違している。

本実施形態では、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃから最も遠い位置に変位した際に、第２封入空間２５４ｂが液相状態の感温媒体で満たされるように、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定している。

図１２は、本実施形態の駆動機構２５０において、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面２５３ｃから最も遠い位置に変位した際の封入空間２５４における感温媒体の状態を示している。

図１２に示すように、本実施形態では、ダイヤフラム２５１が下方側に変位した際、窪部２５３ｂにおける液相状態の感温媒体の厚さＨｒｈが、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｃと同様の長さとなっている。これにより、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂにおける対向壁面２５３ｃから最も遠い位置に変位した際において、液相状態の感温媒体の気液界面ＧＬＩが窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに密着させることが可能となる。

また、図１３は、本実施形態の駆動機構２５０において、ダイヤフラム２５１が上蓋部２５３における対向壁面２５３ｃから最も接近する位置に変位した際の封入空間２５４における感温媒体の状態を示している。

図１３に示すように、本実施形態では、ダイヤフラム２５１が上方側に変位した際、窪部２５３ｂにおける液相状態の感温媒体の厚さＨｒｈが、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｃよりも大きくなる。これにより、ダイヤフラム２５１が上下に変位した際に、液相状態の感温媒体が窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに密着した状態が維持される。

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１００は、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施形態では、ダイヤフラム２５１が窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃから最も遠い位置に変位した際に、第２封入空間２５４ｂが液相状態の感温媒体で満たされるように、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定している。これによれば、窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃとダイヤフラム２５１との間隔が大きくなったとしても、液相状態の感温媒体と窪部２５３ｂとの間に気相状態の感温媒体が介在しない構成となる。このため、液相状態の感温媒体を吸引冷媒と効率よく熱交換させることができ、感温媒体と吸引冷媒の温度差をより一層近づけることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１４〜図１６を参照して説明する。本実施形態では、上蓋部２５３の周方向における窪部２５３ｂの占める範囲を拡大している点が第１実施形態と相違している
図１４、図１５に示すように、本実施形態では、上蓋部２５３の周方向における窪部２５３ｂが占める範囲を、突部２５３ａが占める範囲と同程度の範囲としている。すなわち、窪部２５３ｂは、図１６に示すように、上蓋部２５３の中心Ｃｏと窪部２５３ｂの周方向一端側とを結ぶ線と、中心Ｃｏと窪部２５３ｂの周方向他端側とを結ぶ線とが実質的に同じ（例えば、θ＝１８０°）となるように、上蓋部２５３に設けられている。

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１００は、第１実施形態で説明した効果を奏する。

特に、本実施形態では、上蓋部２５３の周方向における窪部２５３ｂの占める範囲を拡大させる構成としている。これによれば、上蓋部２５３において、液相状態の感温媒体の気液界面ＧＬＩを窪部２５３ｂの対向壁面２５３ｃに近づけることが可能な領域を拡大させることができるので、感温媒体と吸引冷媒の温度差を充分に縮小させることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態の如く、ダイヤフラム２５１が上下に変位した際に、第２封入空間２５４ｂが液相状態の感温媒体で満たされるように、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂを設定することが望ましいが、これに限定されない。例えば、ダイヤフラム２５１が上下に変位した際に、第２封入空間２５４ｂが液相状態の感温媒体で満たされないように、窪部２５３ｂとダイヤフラム２５１との間隔ＬＤｂが設定されていてもよい。

（２）上述の各実施形態の如く、窪部２５３ｂは、上蓋部２５３における冷媒吸引口２１２に近接する部位に設けることが望ましいが、これに限定されない。例えば、上蓋部２５３における冷媒吸引口２１２から離れた部位に窪部２５３ｂを設けるようにしてもよい。

（３）上述の各実施形態の如く、窪部２５３ｂは、窪部２５３ｂの外側を流れる吸引冷媒の流通抵抗とならないように、窪部２５３ｂの周方向一端側と他端側との間の外側表面を平坦状に形成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、窪部２５３ｂの周方向一端側と他端側との間の外側表面が曲面状に形成されていてもよい。

（４）上述の各実施形態では、窪部２５３ｂが窪部２５３ｂの外側を流れる吸引冷媒の流通抵抗とならないように、窪部２５３ｂの周方向一端側と他端側との間の外側表面を平坦状に形成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、窪部２５３ｂの周方向一端側と他端側との間の外側表面が曲面状に形成されていてもよい。

（５）上述の各実施形態では、窪部２５３ｂを上蓋部２５３の一箇所に設ける例について説明したが、これに限定されず、例えば、窪部２５３ｂを上蓋部２５３の複数箇所に設けるようにしてもよい。

（６）上述の各実施形態では、窪部２５３ｂを上蓋部２５３の一箇所に設ける例について説明したが、これに限定されず、例えば、窪部２５３ｂを上蓋部２５３の複数箇所に設けるようにしてもよい。

（７）上述の各実施形態では、ダイヤフラム２５１を一対の蓋部２５３、２５５で狭持する例について説明したが、これに限らず、例えば、ダイヤフラム２５１を上蓋部２５３とディフューザボデー２３０の溝部２３０ｂとで狭持する構成としてもよい。

（８）上述の各実施形態では、ボデー２００を、ハウジングボデー２１０、ノズルボデー２２０等の複数の構成部材の組み合わせにより構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ボデー２００を構成する複数の構成部材の一部が一体成形物として構成されていてもよい。

（９）上述の各実施形態では、通路形成部材２４０として、軸方向の断面形状が二等辺三角形となるものを採用しているが、これに限定されない。通路形成部材２４０は、例えば、軸方向の断面形状が、頂点を挟む二辺が内周側に凸となる形状や二辺が外周側に凸となる形状、あるいは断面形状が半円形状となるものを採用してもよい。

（１０）上述の各実施形態の如く、ダイヤフラム２５１の変位を適切に通路形成部材２４０へ伝達するためには、荷重伝達部材２５６を構成する作動棒２５６ａを３本配設することが望ましいが、これに限定されない。２本または４本以上の作動棒２５６ａによりダイヤフラム２５１の変位を通路形成部材２４０へ伝達する構成としてもよい。

（１１）上述の各実施形態で説明したように、ダイヤフラム２５１をゴム製の基材で構成するほうが望ましいが、これに限定されず、例えば、ステンレス等によりダイヤフラム２５１を構成してもよい。

（１２）上述の実施形態の如く、駆動機構２５０にコイルバネ２５７や荷重調整部２５８を追加することが望ましいが、コイルバネ２５７や荷重調整部２５８は必須ではなく、省略されていてもよい。

（１３）上述の実施形態の如く、エジェクタ１００の内部に気液分離空間２６０や貯液空間２７０を形成することが望ましいが、これに限らず、エジェクタ１００の外部に気液分離器や貯液器等を設けるようにしてもよい。

（１４）上述の実施形態では、ノズルボデー２２０に旋回空間２２１を形成する例について説明したが、これに限らず、例えば、ハウジングボデー２１０に旋回空間２２１を形成してもよい。

（１５）上述の実施形態の如く、ノズル通路２２４におけるエネルギ変換効率の向上を図るためには、ボデー２００の内部に旋回空間２２１を形成することが望ましいが、これに限定されず、ボデー２００の内部に旋回空間２２１を形成しなくてもよい。

（１６）上述の実施形態では、ボデー２００、通路形成部材２４０、駆動機構２５０等を構成する要素の殆どを金属材料で構成する例について説明したが、これに限定されない。耐圧性や耐熱性等が問題とならない範囲で、各構成要素を金属材料以外（例えば、樹脂）により構成してもよい。

（１７）上述の実施形態では、放熱器１２としてサブクール型の凝縮器を採用する例について説明したが、これに限定されず、例えば、レシーバ１２２や過冷却部１２３が設けられていない放熱器を採用してもよい。

（１８）上述の実施形態では、車両用空調装置の冷凍サイクル１０に本発明のエジェクタ１００を適用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、据置型空調装置等に用いられるヒートポンプサイクルや、空調装置以外の熱機器に適用される冷凍サイクルに本発明のエジェクタ１００を適用してもよい。

（１９）上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（２０）上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（２１）上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

１０ 冷凍サイクル
２００ ボデー
２２４ ノズル通路
２３１ 吸引部（吸引用通路）
２３２ａ ディフューザ通路
２４０ 通路形成部材
２５０ 駆動機構
２５１ ダイヤフラム
２５３ 上蓋部（封入空間形成部）
２５３ｂ 窪部
２５４ 封入空間

Claims (4)

1. 蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）に適用されるエジェクタであって、
   冷媒流入口（２１１）から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間（２２２）、前記減圧用空間の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路（２３１）、および前記減圧用空間から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路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用空間（２３２）が形成されたボデー（２００）と、
   少なくとも一部が前記減圧用空間の内部及び前記昇圧用空間の内部に配置され、前記減圧用空間から離れるに伴って断面積が拡大する形状に形成された通路形成部材（２４０）と、
   前記通路形成部材を変位させる駆動機構（２５０）と、を備え、
   前記ボデーにおける前記減圧用空間を形成する部位の内周側と前記通路形成部材の外周側との間には、前記冷媒流入口から流入した冷媒を減圧させて噴射するノズル通路（２２４）が形成されており、
   前記ボデーにおける前記昇圧用空間を形成する部位の内周側と前記通路形成部材の外周側との間には、前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させるディフューザ通路（２３２ａ）が形成されており、
   前記駆動機構は、
   受圧部（２５１ａ）で受ける圧力に応じて変位するダイヤフラム（２５１）と、
   温度変化に伴って圧力が変化する感温媒体を封入する封入空間（２５４）を前記ダイヤフラムと共に形成する封入空間形成部（２５３）と、を含んで構成されており、
   前記感温媒体は、気液が混合された状態で前記封入空間に封入されており、
   前記封入空間形成部は、前記吸引冷媒の温度が前記感温媒体に対して伝わるように前記ボデーの内部における前記吸引用通路に隣接して配置されると共に、前記ダイヤフラムに対向する対向部位の一部に前記ダイヤフラムに近づくように窪んだ窪部（２５３ｂ）が設けられていることを特徴とするエジェクタ。
2. 前記ボデーには、前記吸引冷媒を前記吸引用通路に導く冷媒吸引口（２１２）が形成されており、
   前記窪部は、前記封入空間形成部における前記冷媒吸引口に近接する部位に設けら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。
3. 前記窪部は、前記ダイヤフラムが前記封入空間形成部における前記対向部位に対して最も接近する位置に変位した際に、前記窪部における前記ダイヤフラムに対向する対向壁面（２５３ｃ）と前記ダイヤフラムとの間に形成される空間（２５４ｂ）が液相状態の前記感温媒体で満たされるように、前記対向壁面と前記ダイヤフラムとの間隔（ＬＤｂ）が設定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。
4. 前記窪部は、前記ダイヤフラムが前記封入空間形成部における前記対向部位に対して最も遠い位置に変位した際に、前記窪部における前記ダイヤフラムに対向する対向壁面（２５３ｃ）と前記ダイヤフラムとの間に形成される空間（２５４ｂ）が液相状態の前記感温媒体で満たされるように、前記対向壁面と前記ダイヤフラムとの間隔（ＬＤｂ）が設定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。

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