JP2017072291A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求される加熱能力に応じて、充分に高い成績係数を発揮可能な冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】高段側膨張弁１３にて減圧させた中間圧冷媒を気液分離し、分離された気相冷媒をエジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入させ、分離された液相冷媒を低段側膨張弁１６にて低圧冷媒となるまで減圧させて室外熱交換器１７にて蒸発させ、さらに、室外熱交換器１７から流出した冷媒をエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃから吸引させ、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄにて昇圧された冷媒を圧縮機１１へ吸入させるサイクル構成とする。そして、高段側膨張弁１３および低段側膨張弁１６の絞り開度を調整することによって、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを、高い成績係数を発揮させるために適切な値に近づける。【選択図】図１

Description

本発明は、エジェクタを備える冷凍サイクル装置に関する。

従来、二段昇圧式の圧縮機を備えるガスインジェクションサイクルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のガスインジェクションサイクルでは、サイクル内で生成された中間圧冷媒を圧縮機にて昇圧過程の中間圧冷媒に合流させ、冷媒を多段階に昇圧させることで、圧縮機の圧縮効率を向上させている。これにより、ガスインジェクションサイクルでは、サイクルの高圧側冷媒と低圧側冷媒との圧力差（以下、高低圧差という）が比較的大きくなる運転条件であっても、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）の低下を抑制することができる。

このため、ガスインジェクションサイクルは、蒸発器にて冷媒が吸熱した熱を、放熱器にて加熱対象流体に放熱させて、加熱対象流体を加熱するシステムに適用して好適である。例えば、蒸発器として機能する室外熱交換器にて冷媒が外気から吸熱した熱を、放熱器として機能する室内凝縮器にて放熱させて空調対象空間に送風される送風空気を加熱する暖房装置に適用して好適である。

特開平１−１１４６６８号公報

そこで、本発明者らは暖房装置等に適用されるガスインジェクションサイクルについて、更なるＣＯＰの向上のための検討を進めた。その結果、ガスインジェクションサイクルでは、要求される加熱能力に応じて、中間圧冷媒の圧力および放熱器出口側冷媒の乾き度を適切な値に変化させることで、高いＣＯＰを発揮できることが判った。

しかしながら、特許文献１のように、二段昇圧式の圧縮機を備えるガスインジェクションサイクルでは、中間圧冷媒の圧力が、二段昇圧式の圧縮機の低段側圧縮機構の吐出容量と高段側圧縮機構の吐出容量との容量比によって決まってしまう。従って、要求される加熱能力に応じて中間圧冷媒の圧力を変化させることができず、ガスインジェクションサイクルに充分に高いＣＯＰを発揮させることができない。

本発明は、上記点に鑑み、要求される加熱能力に応じて、充分に高い成績係数（ＣＯＰ）を発揮可能な冷凍サイクル装置を提供す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放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧装置（１３）と、高段側減圧装置（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器（１４）と、気液分離器（１４）にて分離された気相冷媒を減圧させるノズル部（１５ａ）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吸引口（１５ｃ）から冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（１５ｃ）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（１５ｄ）を有するエジェクタ（１５）と、気液分離器（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧装置（１６）と、低段側減圧装置（１６）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、を備え、
蒸発器（１７）の冷媒流出口は、冷媒吸引口（１５ｃ）側に接続されており、昇圧部（１５ｄ）の冷媒流出口は、圧縮機（１１）の吸入口側に接続されており、
さらに、高段側減圧装置（１３）および低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方は、冷媒通路断面積を変更可能に構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。

これによれば、エジェクタ（１５）の昇圧部（１５ｄ）の冷媒流出口が、圧縮機（１１）の吸入口側に接続されているので、昇圧部（１５ｄ）にて昇圧された冷媒を圧縮機（１１）へ吸入させることができる。つまり、エジェクタ（１５）および圧縮機（１１）を、それぞれ二段昇圧式の圧縮機を備えるガスインジェクションサイクルの低段側圧縮機構および高段側圧縮機構と同様に機能させるサイクルを構成することができる。

従って、エジェクタ（１５）の昇圧作用によって、ガスインジェクションサイクルよりも圧縮機（１１）の消費動力を低減させることができる。

さらに、高段側減圧装置（１３）および低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方は、冷媒通路断面積を変更可能に構成されているので、冷凍サイクル装置（１０）に要求される加熱能力に応じて、中間圧冷媒の圧力（Ｐｍ）を適切な値に調整することができる。その結果、後述する実施形態に詳細に説明するように、要求される加熱能力に応じて、充分に高いＣＯＰを発揮可能な冷凍サイクル装置（１０）を提供することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、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放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧装置（１３）と、高段側減圧装置（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する第１気液分離器（１４）と、第１気液分離器（１４）にて分離された気相冷媒を減圧させる第１ノズル部（１５ａ）から噴射される高速度の第１噴射冷媒の吸引作用によって第１冷媒吸引口（１５ｃ）から冷媒を吸引し、第１噴射冷媒と第１冷媒吸引口（１５ｃ）から吸引された第１吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第１昇圧部（１５ｄ）を有する第１エジェクタ（１５）と、第１気液分離器（１４）にて分離された液相冷媒を減圧させる第２ノズル部（２５ａ）から噴射される高速度の第２噴射冷媒の吸引作用によって第２冷媒吸引口（２５ｃ）から冷媒を吸引し、第２噴射冷媒と第２冷媒吸引口（２５ｃ）から吸引された第２吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第２昇圧部（２５ｄ）を有する第２エジェクタ（１５）と、第２昇圧部（２５ｄ）から流出した冷媒の気液を分離する第２気液分離器（１４）と、第２気液分離器（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧装置（１６）と、低段側減圧装置（１６）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、を備え、
第２気液分離器（１４）にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口は、第１冷媒吸引口（１５ｃ）側に接続されており、蒸発器（１７）の冷媒流出口は、第２冷媒吸引口（２５ｃ）側に接続されており、第１昇圧部（１５ｄ）の冷媒流出口は、圧縮機（１１）の吸入口側に接続されており、
高段側減圧装置（１３）および第２ノズル部（２５ａ）の少なくとも一方は、冷媒通路断面積を変更可能に構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。

これによれば、第２気液分離器（１４）の気相冷媒流出口が第１エジェクタ（１５）の第１冷媒吸引口（１５ｃ）側に接続され、第１エジェクタ（１５）の第１昇圧部（１５ｄ）の冷媒流出口が圧縮機（１１）の吸入口側に接続されている。

従って、第２昇圧部（２５ｄ）および第１昇圧部（１５ｄ）にて昇圧された冷媒を圧縮機（１１）へ吸入させることができる。つまり、第１、第２エジェクタ（１５）および圧縮機（１１）を、それぞれ二段昇圧式の圧縮機を備えるガスインジェクションサイクルの低段側圧縮機構および高段側圧縮機構と同様に機能させるサイクルを構成することができる。

従って、第１、第２エジェクタ（１５）の昇圧作用によって、通常のガスインジェクションサイクルよりも圧縮機（１１）の消費動力を低減させることができる。

さらに、高段側減圧装置（１３）および第２ノズル部（２５ａ）の少なくとも一方は、冷媒通路断面積を変更可能に構成されているので、冷凍サイクル装置（１０）に要求される加熱能力に応じて、中間圧冷媒の圧力（Ｐｍ）を適切な値に調整することができる。その結果、請求項１に記載の発明と同様に、要求される加熱能力に応じて、充分に高いＣＯＰを発揮可能な冷凍サイクル装置（１０ａ）を提供することができる。

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電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける冷媒の状態の変化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における室内凝縮器出口側冷媒の乾き度と加熱能力との関係を示すグラフである。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける室内凝縮器出口側冷媒の乾き度とＣＯＰとの関係を示すグラフである。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにて中間圧冷媒の圧力を変化させた際の冷媒の状態の変化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と従来技術のガスインジェクションサイクルのＣＯＰ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における冷媒の状態の変化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における冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。

（第１実施形態）
図１〜図７を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、エジェクタ１５を備える冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクル１０を、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置に適用している。この車両用空調装置は、車室内の暖房を行う。さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置において、車室内へ送風される送風空気の温度を調節する機能を果たす。従って、送風空気は、エジェクタ式冷凍サイクル１０の加熱対象流体である。

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。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。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、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。

図１の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されており、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機である。この圧縮機構としては、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することができる。

電動モータは、後述する空調制御装置４０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、空調制御装置４０が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。

圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の冷媒流入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、送風空気を流通させるダクト（空調ケース）内に配置されている。室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と送風ファン１２ａから送風された送風空気とを熱交換させて、冷媒の有する熱を送風空気へ放熱させることによって、送風空気を加熱する放熱器である。

送風ファン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）が制御される電動送風機である。室内凝縮器１２の冷媒流出口には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧装置である高段側膨張弁１３の流入口側が接続されている。

高段側膨張弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構であり、絞り開度を変更する弁体、およびこの弁体を変位させて絞り開度を変化させる電動アクチュエータ（具体的には、ステッピングモータ）を有している。高段側膨張弁１３は、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

高段側膨張弁１３の流出口には、気液分離器１４の流入口側が接続されている。気液分離器１４は、高段側膨張弁１３にて減圧された冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える受液器である。

気液分離器１４の気相冷媒流出口には、エジェクタ１５のノズル部１５ａの入口側が接続されている。エジェクタ１５は、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を減圧させて噴射し、高速度で噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、冷媒吸引口１５ｃから冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口１５ｃから吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させるものである。

より具体的には、エジェクタ１５は、ノズル部１５ａおよびボデー部１５ｂを有している。ノズル部１５ａは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る形状の金属製（本実施形態では、ステンレス合金製）の略円筒状部材で形成されている。そして、内部に形成された冷媒通路（絞り通路）にて冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。

ノズル部１５ａの内部に形成された冷媒通路には、通路断面積が最も縮小した喉部（最小通路面積部）が形成され、さらに、この喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かって冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、ノズル部１５ａは、ラバールノズルとして構成されている。

さらに、本実施形態では、ノズル部１５ａとして、エジェクタ式冷凍サイクル１０の通常作動時に、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ものが採用されている。もちろん、ノズル部１５ａを先細ノズルで構成してもよい。

ボデー部１５ｂは、略円筒状の金属（本実施形態では、アルミニウム）で形成されており、内部にノズル部１５ａ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１５の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部１５ａは、ボデー部１５ｂ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、ノズル部１５ａとボデー部１５ｂとの固定部（圧入部）から冷媒が漏れることはない。

また、ボデー部１５ｂの外周面のうち、ノズル部１５ａ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部１５ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口１５ｃが形成されている。この冷媒吸引口１５ｃは、ノズル部１５ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、後述する室外熱交換器１７から流出した冷媒をエジェクタ１５の内部へ吸引する貫通穴である。

さらに、ボデー部１５ｂの内部には、冷媒吸引口１５ｃから吸引された吸引冷媒をノズル部１５ａの冷媒噴射口側へ導く吸引通路１５ｅ、および吸引通路１５ｅを介してエジェクタ１５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であるディフューザ部１５ｄが形成されている。

吸引通路１５ｅは、ノズル部１５ａの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部１５ｂの内周側との間の空間に形成されており、吸引通路１５ｅの冷媒通路面積は、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、吸引通路１５ｅを流通する吸引冷媒の流速を徐々に増加させて、ディフューザ部１５ｄ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）を低減させている。

ディフューザ部１５ｄは、吸引通路１５ｅの出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積が徐々に拡大するように形成されている。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。

より具体的には、本実施形態のディフューザ部１５ｄを形成するボデー部１５ｂの内周壁面の断面形状は、複数の曲線を組み合わせて形成されている。そして、ディフューザ部１５ｄの冷媒通路断面積の広がり度合が冷媒流れ方向に向かって徐々に大きくなった後に再び小さくなっていることで、冷媒を等エントロピ的に昇圧させることができる。ディフューザ部１５ｄの冷媒流出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

一方、気液分離器１４の液相冷媒流出口には、気液分離器１４から流出した液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧装置である低段側膨張弁１６の流入口側が接続されている。

低段側膨張弁１６の基本的構成は、高段側膨張弁１３と同様である。従って、低段側膨張弁１６は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構である。さらに、低段側膨張弁１６は、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

低段側膨張弁１６の流出口には、室外熱交換器１７の冷媒流入口側が接続されている。室外熱交換器１７は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。室外熱交換器１７は、低段側膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒と外気ファン１７ａから送風された外気とを熱交換させ、冷媒を蒸発させることによって、吸熱作用を発揮させる蒸発器である。

外気ファン１７ａ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）が制御される電動送風機である。室外熱交換器１７の冷媒流出口には、エジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃ側が接続されている。

次に、図２を用いて、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０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ている。そして、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された、圧縮機１１、送風ファン１２ａ、高段側膨張弁１３、低段側膨張弁１６、外気ファン１７ａ等の各種機器の作動を制御する。

空調制御装置４０の入力側には、空調制御用のセンサ群が接続されており、空調制御用のセンサ群によって検出された検出信号が入力される。空調制御用のセンサ群としては、具体的に、内気センサ５１、外気センサ５２、日射センサ５３、室内凝縮器温度センサ５４、室内凝縮器圧力センサ５５、室外熱交換器温度センサ５６等が設けられている。

内気センサ５１は、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出装置である。外気センサ５２は、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出装置である。日射センサ５３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出装置である。室内凝縮器温度センサ５４は、室内凝縮器１２における冷媒凝縮温度（室内凝縮器温度）Ｔｃを検出する室内凝縮器温度検出装置である。室内凝縮器圧力センサ５５は、室内凝縮器１２出口側冷媒の圧力Ｐｃを検出する室内凝縮器圧力検出装置である。室外熱交換器温度センサ５６は、室外熱交換器１７における冷媒蒸発温度（室外熱交換器温度）Ｔｅを検出する室外熱交換器温度検出装置である。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０が接続されており、操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチの操作信号が入力される。操作パネルの各種空調操作スイッチとしては、エジェクタ式冷凍サイクル１０の作動あるいは停止を要求する作動スイッチ、車室内の目標温度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４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御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、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御部を構成している。

例えば、圧縮機１１の作動（冷媒吐出能力）を制御する構成が吐出能力制御部４０ａを構成している。高段側膨張弁１３の作動（絞り開度）を制御する構成が高段側減圧制御部４０ｂを構成している。低段側膨張弁１６の作動（絞り開度）を制御する構成が低段側減圧制御部４０ｃを構成している。

従って、空調制御装置４０のうち、高段側減圧制御部４０ｂおよび低段側減圧制御部４０ｃを構成する制御部は、高段側膨張弁１３および低段側膨張弁１６の少なくとも一方を制御する減圧制御部である。もちろん、吐出能力制御部４０ａ等を空調制御装置４０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車両用空調装置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、予め空調制御装置４０に記憶された空調制御プログラムを実行することによって、車室内の暖房を行う。この空調制御プログラムは、操作パネル６０の作動スイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。

空調制御プログラムのメインルーチンでは、空調制御用のセンサ群５１〜５６等の検出信号および操作パネル６０の操作信号等を読み込む。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、車室内へ吹き出す送風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によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温、Ａｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。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、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御対象機器へ出力する制御信号等）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号）については、外気温Ｔａｍおよび目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定する。具体的には、この制御マップでは、外気温Ｔａｍの低下および目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増加させるように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を決定する。

また、高段側膨張弁１３の絞り開度（高段側膨張弁１３へ出力される制御信号）、および低段側膨張弁１６の絞り開度（低段側膨張弁１６へ出力される制御信号）については、以下のように決定する。

まず、空調制御装置４０は、外気温Ｔａｍ、および目標吹出温度ＴＡＯ、室外熱交換器温度センサ５６によって検出された室外熱交換器温度Ｔｅに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、高段側膨張弁１３における冷媒減圧量と低段側膨張弁１６における冷媒減圧量との合計減圧量Ｐｒｄを決定する。

具体的には、この制御マップでは、外気温Ｔａｍから室外熱交換器温度Ｔｅを減算した偏差（Ｔａｍ−Ｔｅ）が予め定めた基準偏差（本実施形態では、１０℃）となるように、合計減圧量Ｐｒｄを決定する。

さらに、合計減圧量Ｐｒｄおよび目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、高段側膨張弁１３の絞り開度および低段側膨張弁１６の絞り開度を決定する。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、室内凝縮器１２出口側冷媒の目標乾き度ＸＯを決定する。より具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標乾き度ＸＯを上昇させるように決定する。

そして、室内凝縮器温度センサ５４によって検出された室内凝縮器温度Ｔｃ、室内凝縮器圧力センサ５５によって検出された圧力Ｐｃを参照して、室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘが目標乾き度ＸＯに近づくように高段側膨張弁１３の絞り開度を決定する。さらに、決定された高段側膨張弁１３の絞り開度および合計減圧量Ｐｒｄに基づいて、低段側膨張弁１６の絞り開度を決定する。

ここで、室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘを上昇させるためには、高段側膨張弁１３の絞り開度を増加させればよい。このため、この制御マップでは、合計減圧量Ｐｒｄが一定の条件では、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３の絞り開度を増加させ、低段側膨張弁１６の絞り開度を減少させている。従って、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒の圧力Ｐｍが上昇する。

さらに、目標吹出温度ＴＡＯは、車室内を車室内設定温度Ｔｓｅｔに保つためにエジェクタ式冷凍サイクル１０が生じさせる必要のある熱量に相関を有する物理量である。従って、目標吹出温度ＴＡＯが上昇することは、エジェクタ式冷凍サイクル１０に要求される加熱能力（熱負荷）が増加することを意味している。

従って、本実施形態の如く、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、高段側膨張弁１３の絞り開度および低段側膨張弁１６の絞り開度を決定することは、エジェクタ式冷凍サイクル１０に要求される加熱能力に応じて、高段側膨張弁１３の絞り開度および低段側膨張弁１６の絞り開度を決定することを意味している。

また、送風ファン１２ａの送風能力（送風ファン１２ａ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４０に記憶された制御マップを参照して決定される。具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、送風ファン１２ａの送風量を増加させるように決定する。

また、外気ファン１７ａの送風能力（外気ファン１７ａへ出力される制御電圧）については、予め定めた基準送風能力が得られるように決定される。

そして、空調制御装置４０は、上記の如く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の決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。

従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１の実線矢印に示すように冷媒が流れ、図３のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。より具体的には、圧縮機１１から吐出された高温の高圧冷媒（図３のａ３点）が、室内凝縮器１２へ流入して、送風空気と熱交換して放熱する（図３のａ３点→ｂ３点）。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、高段側膨張弁１３へ流入して、等エンタルピ的に減圧されて中間圧冷媒となる（図３のｂ３点→ｃ３点）。この際、高段側膨張弁１３の絞り開度は、室内凝縮器１２出口側冷媒（図３のｂ３点）の乾き度Ｘが目標乾き度ＸＯに近づくように調整される。高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４へ流入して、気液分離される（図３のｃ３点→ｄ３点、ｃ３点→ｅ３点）。

気液分離器１４にて分離された気相冷媒は、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する。エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧されて噴射される（図３のｄ３点→ｆ３点）。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、室外熱交換器１７から流出した冷媒が（図３のｊ３点）が、エジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃから吸引される。

冷媒吸引口１５ｃから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ１５の内部に形成された吸引通路１５ｅの通路断面積が徐々に縮小していることにより、圧力を低下させる（図３のｊ３点→ｋ３点）。

ノズル部１５ａから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口１５ｃから吸引された吸引冷媒は、ディフューザ部１５ｄへ流入する（図３のｆ３点→ｇ３点、ｋ３点→ｇ３点）。ディフューザ部１５ｄでは、冷媒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。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力が上昇する（図３のｇ３点→ｈ３点）。

ディフューザ部１５ｄから流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される（図３のｈ３点→ａ３点）。

一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒は、低段側膨張弁１６へ流入して等エンタルピ的に減圧されて低圧冷媒となる（図３のｅ３点→ｉ３点）。低段側膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１７へ流入して外気と熱交換して吸熱する（図３のｉ３点→ｊ３点）。室外熱交換器１７から流出した冷媒は、エジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃから吸引される。

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、室外熱交換器１７にて冷媒が外気から吸熱した熱を熱源として、室内凝縮器１２にて車室内へ送風される送風空気を加熱することができる。これにより、車両用空調装置では、車室内の暖房を実現することができる。

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄの冷媒流出口が、圧縮機１１の吸入口側に接続されているので、ディフューザ部１５ｄにて昇圧された冷媒を圧縮機１１へ吸入させることができる。つまり、エジェクタ１５および圧縮機１１を、それぞれ従来技術のガスインジェクションサイクルの低段側圧縮機構および高段側圧縮機構と同様に機能させるサイクルを構成することができる。

従って、エジェクタ１５の昇圧作用によって、通常のガスインジェクションサイクルよりも圧縮機１１の消費動力を低減させることができる。さらに、本実施形態の如く、車室内の暖房を行う車両用空調装置に適用される冷凍サイクル装置では、サイクルの高低圧差が比較的大きくなりやすいものの、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、圧縮機１１の昇圧量を低減させて、圧縮機１１の圧縮効率を向上させることができる。

さらに、高段側膨張弁１３および低段側膨張弁１６として、冷媒通路断面積を変更可能に構成された可変絞り機構を採用しているので、エジェクタ式冷凍サイクル１０に要求される加熱能力に応じて、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する中間圧冷媒の圧力Ｐｍを適切な値に調整することができる。従って、要求される加熱能力に応じて、エジェクタ式冷凍サイクル１０に充分に高い成績係数（ＣＯＰ）を発揮させることができる。

このことを、図４〜図７を用いて、より詳細に説明する。図４は、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入させる中間圧冷媒の圧力Ｐｍおよび室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘを変化させた際のエジェクタ式冷凍サイクル１０の加熱能力（暖房能力）αｈの変化を示している。図５は、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入させる中間圧冷媒の圧力Ｐｍおよび室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘを変化させた際のエジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰの変化を示している。

なお、本実施形態では、加熱能力αｈとして、室内凝縮器１２の入口側冷媒のエンタルピから出口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差と、室内凝縮器１２を流通する冷媒の流量との乗算値を採用している。

図４、図５から明らかなように、要求される加熱能力αｈに応じて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍおよび乾き度αを適切な値に変化させることで、エジェクタ式冷凍サイクル１０に高いＣＯＰを発揮させることができる。

より具体的には、比較的低い加熱能力αｈが要求される低能力運転条件（運転条件１）では、図６（ａ）のモリエル線図に示すように、通常の加熱能力αｈが要求される運転条件（図６（ｂ）に示す運転条件２）よりも、乾き度Ｘを低下させて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを低下させることによって、高いＣＯＰを発揮させることができる。

また、比較的高い加熱能力αｈが要求される高能力運転条件（運転条件３）では、図６（ｃ）のモリエル線図に示すように、通常の加熱能力αｈが要求される運転条件（図６（ｂ）に示す運転条件２）よりも、乾き度Ｘを上昇させて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを上昇させることによって、高いＣＯＰを発揮させることができる。

つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、要求される加熱能力αｈの増加に伴って、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを上昇させることで、高いＣＯＰを発揮させることのできる。その理由は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを上昇させることで、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する冷媒の圧力を上昇させることができるからである。

そして、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の圧力を上昇させることで、圧縮機１１吸入冷媒の圧力および密度を上昇させて、圧縮機１１の体積効率を向上させることができる。従って、高い加熱能力αｈが必要とされる高能力運転条件であっても、充分に高いＣＯＰを発揮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、図７に示すように、いずれの乾き度Ｘにおいても、従来技術のガスインジェクションサイクルよりも高いＣＯＰを発揮することができる。なお、図６（ｂ）は、図３で説明したモリエル線図と同等である。さらに、図６では、図示の明確化のため冷媒の状態を示す符号を省略している。

ここで、前述の如く、室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘが目標乾き度ＸＯに近づくように、高段側膨張弁１３の絞り開度および低段側膨張弁１６の絞り開度を変化させると、同時に中間圧冷媒の圧力Ｐｍも変化する。従って、空調制御装置４０が高段側膨張弁１３の絞り開度および低段側膨張弁１６の絞り開度を決定する際の制御態様を以下のように変更してもよい。

すなわち、空調制御装置４０が、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標中間圧力ＰｍＯを上昇させるように決定し、さらに、中間圧冷媒の圧力Ｐｍが目標中間圧力ＰｍＯに近づくように、高段側膨張弁１３および低段側膨張弁１６の作動を制御してもよい。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、図８の全体構成図に示すように、アキュムレータ１８を追加した例を説明する。アキュムレータ１８は、エジェクタ１５から流出した冷媒の気液を分離して、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ものである。なお、図８では、第１実施形態と同一もしくは均等部分に同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、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においても、第１実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル１０に要求される加熱能力に応じて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを適切な値に調整することができ、充分に高いＣＯＰを発揮させることができる。

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、アキュムレータ１８を備えているので、圧縮機１１の液圧縮を防止することができ、圧縮機１１の信頼性を向上させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０に対して、図９の全体構成図に示すように、補助圧縮機２１、および第１、第２三方継手２２ａ、２２ｂを追加した例を説明する。

第１三方継手２２ａは、室外熱交換器１７から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部である。第１三方継手２２ａの一方の冷媒流出口には、エジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃ側が接続されている。また、第１三方継手２２ａの他方の冷媒流出口には、補助圧縮機２１の吸入口側が接続されている。

補助圧縮機２１は、第１三方継手２２ａにて分岐された他方の冷媒を圧縮して、第２三方継手２２ｂの流入口側へ吐出するものである。補助圧縮機２１の基本的構成は、圧縮機１１と同様である。従って、補助圧縮機２１は、空調制御装置４０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動圧縮機である。さらに、空調制御装置４０では、圧縮機１１の冷媒吐出能力と補助圧縮機２１の冷媒吐出能力とを、互いに独立して調整することができる。

第２三方継手２２ｂは、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の流れと、補助圧縮機２１から吐出された冷媒の流れを合流させて、圧縮機１１の吸入口側へ流出させるものである。第２三方継手２２ｂの基本的構成は、第１三方継手２２ａと同様である。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成は、第１実施形態と同様である。

また、本実施形態の空調制御装置４０は、予め記憶された制御マップを参照して、目標乾き度ＸＯ（目標中間圧力ＰｍＯ）の上昇に伴って、補助圧縮機２１の冷媒吐出能力を増加させるように決定する。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルでは、図９の実線矢印に示すように冷媒が流れ、図１０のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。

なお、図１０のモリエル線図における各符号は、第１実施形態で説明した図３のモリエル線図に対して、サイクル構成上同等あるいは対応する箇所の冷媒の状態を示すものについては、同一のアルファベットを用い、添字（数字）を変更して示している。このことは、以下のモリエル線図についても同様である。

より具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、第１三方継手２２ａにて分岐された他方の冷媒が、補助圧縮機２１に吸入されて圧縮される（図１０のｊ１０点→ｍ１０点）。補助圧縮機２１から吐出された冷媒は、第２三方継手２２ｂにて、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄから流出した冷媒と合流する（図１０のｍ１０点→ｎ１０点、ｈ１０点→ｎ１０点）。第２三方継手２２ｂから流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて圧縮される（図１０のｎ１０点→ａ１０点）。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０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においても、第１実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル１０に要求される加熱能力に応じて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍを適切な値に調整することができ、充分に高いＣＯＰを発揮させることができる。

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、補助圧縮機２１を備えているので、エジェクタ１５へ吸引される吸引冷媒の流量を低減させることができる。これにより、ディフューザ部１５ｄにおける昇圧量を増加させることができ、より一層、ＣＯＰを向上させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図１１の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル１０ａについて説明する。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に対して、低段側膨張弁１６が廃止されており、さらに、第２エジェクタ２５、第２気液分離器２６等が追加されている。

なお、以下の説明では、説明の明確化のために、第１実施形態で説明した気液分離器１４を第１気液分離器１４と記載し、エジェクタ１５を第１エジェクタ１５と記載する。さらに、第１エジェクタ１５の各構成についても、「第１」を付して記載する。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａの第１気液分離器１４の液相冷媒流出口には、第２エジェクタ２５の第２ノズル部２５ａの入口側が接続されている。第２エジェクタ２５は、第１エジェクタ１５と同様の機能を発揮するものである。従って、第２エジェクタ２５は、第２ノズル部２５ａ、第２ボデー部２５ｂを有し、第２ボデー部２５ｂには、第２冷媒吸引口２５ｃ、および第２ディフューザ部２５ｄが形成されている。

さらに、第２エジェクタ２５の第２ノズル部２５ａは、冷媒通路断面積を変更可能に構成された可変ノズルである。

より詳細には、第２ノズル部２５ａは、第２ノズル部２５ａの冷媒通路内に配置されて、喉部の通路断面積を変化させるニードル弁、およびニードル弁を第２ノズル部２５ａの軸方向に変位させる駆動装置としての電動アクチュエータ（ステッピングモータ）を有している。この電動アクチュータは、空調制御装置４０から出力させる制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

従って、本実施形態では、空調制御装置４０のうち、第２ノズル部２５ａの作動（冷媒通路断面積）を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、減圧制御部を構成している。第２ディフューザ部２５ｄの冷媒流出口には、第２気液分離器２６の流入口側が接続されている。第２気液分離器２６は、第２エジェクタ２５から流出した冷媒の気液を分離するものである。

第２気液分離器２６の気相冷媒流出口には、第１エジェクタ１５の第１冷媒吸引口１５ｃ側が接続されている。第２気液分離器２６の液相冷媒流出口には、固定絞り２７を介して、室外熱交換器１７の冷媒流入口側が接続されている。この固定絞り２７としては、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。室外熱交換器１７の冷媒流出口には、第２エジェクタ２５の冷媒吸引口２５ｃ側が接続されている。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａの構成は、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０と同様である。

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。本実施形態の空調制御装置４０は、第２ノズル部２５ａの冷媒通路断面積を、第１実施形態で説明した低段側膨張弁１６の絞り開度と同様に変化させる。

つまり、本実施形態の空調制御装置４０では、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａに要求される加熱能力に応じて、室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘが目標乾き度ＸＯに近づくように、高段側膨張弁１３の絞り開度および第２ノズル部２５ａの冷媒通路断面積を制御する。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａの作動は、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０と同様である。

従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａでは、図１１の実線矢印に示すように冷媒が流れ、図１２のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。より具体的には、本実施形態では、第１気液分離器１４にて分離された気相冷媒（図１２のｄ１２点）が、第１エジェクタ１５の第１ノズル部１５ａへ流入し、等エントロピ的に減圧されて第１噴射冷媒として噴射される（図１２のｄ１２点→ｆ１２点）。

これにより、第２気液分離器２６にて分離された気相冷媒が（図１２のｒ１２点）が、第１エジェクタ１５の第１冷媒吸引口１５ｃから吸引される。第１冷媒吸引口１５ｃから吸引された第１吸引冷媒は、第１吸引通路１５ｅにて等エントロピ的に減圧されて（図１２のｒ１２点→ｔ１２点）、第１ディフューザ部１５ｄへ流入する。

第１ディフューザ部１５ｄでは、第１噴射冷媒と第１吸引冷媒が混合し、混合冷媒が昇圧される（図１２のｆ１２点→ｇ１２点→ｈ１２点、ｔ１２点→ｇ１２点→ｈ１２点）。第１ディフューザ部１５ｄから流出した冷媒は、第１実施形態と同様に、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される（図１２のｈ１２点→ａ１２点）。

一方、第１気液分離器１４にて分離された液相冷媒（図１２のｅ１２点）は、第２エジェクタ２５の第２ノズル部２５ａへ流入し、等エントロピ的に減圧されて第２噴射冷媒として噴射される（図１２のｅ１２点→ｏ１２点）。そして、この第２噴射冷媒の吸引作用によって、室外熱交換器１７から流出した冷媒が（図１２のｊ１２点）が、第２エジェクタ２５の第２冷媒吸引口２５ｃから吸引される。

第２エジェクタ２５の第２冷媒吸引口２５ｃから吸引された第２吸引冷媒は、第２エジェクタ２５の第２吸引通路２５ｅを通過する際に、等エントロピ的に減圧される（図１２のｊ１２点→ｋ１２点）。さらに、第２ノズル部２５ａから噴射された第２噴射冷媒および第２冷媒吸引口２５ｃから吸引された第２吸引冷媒は、第２エジェクタ２５の第２ディフューザ部２５ｄへ流入する（図１２のｏ１２点→ｐ１２点、ｋ１２点→ｐ１２点）。

第２ディフューザ部２５ｄでは、冷媒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。これにより、第２噴射冷媒と第２吸引冷媒との混合冷媒の圧力が上昇する（図１２のｐ１２点→ｑ１２点）。第２ディフューザ部２５ｄから流出した冷媒は、第２気液分離器２６へ流入して気液分離される（図１２のｑ１２点→ｒ１２点、ｑ１２点→ｓ１２点）。

第２気液分離器２６にて分離された気相冷媒は、第１エジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃから吸引される。

第２気液分離器２６にて分離された液相冷媒は、固定絞り２７にて等エンタルピ的に減圧されて低圧冷媒となる（図１２のｓ１２点→ｏ１２点）。固定絞り２７にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１７へ流入して外気と熱交換して吸熱する（図１２のｉ１２点→ｊ１２点）。室外熱交換器１７から流出した冷媒は、第２エジェクタ２５の第２冷媒吸引口２５ｃから吸引される。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａは、以上の如く作動して、室外熱交換器１７にて冷媒が外気から吸熱した熱を熱源として、室内凝縮器１２にて車室内へ送風される送風空気を加熱することができる。これにより、車両用空調装置では、車室内の暖房を実現することができる。

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａでは、第２気液分離器２６の気相冷媒流出口が第１エジェクタ１５の第１冷媒吸引口１５ｃ側に接続され、第１エジェクタ１５の第１ディフューザ部１５ｄの冷媒流出口が、圧縮機１１の吸入口側に接続されている。

従って、第２ディフューザ部２５ｄおよび第１ディフューザ部１５ｄの双方で昇圧された冷媒を圧縮機１１へ吸入させることができる。つまり、第１、第２エジェクタ１５、２５および圧縮機１１を、それぞれ二段昇圧式の圧縮機を備えるガスインジェクションサイクルの低段側圧縮機構および高段側圧縮機構と同様に機能させるサイクルを構成することができる。

従って、第１、第２エジェクタ１５、２５の昇圧作用によって、通常のガスインジェクションサイクルよりも圧縮機１１の消費動力を低減させることができる。

さらに、高段側膨張弁１３および第２エジェクタ２５として、絞り回路（冷媒通路断面積）を変更可能に構成されたものを採用しているので、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａに要求される加熱能力に応じて、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する中間圧冷媒の圧力Ｐｍを適切な値に調整することができる。

その結果、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０と同様に、要求される加熱能力に応じて、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａに充分に高いＣＯＰを発揮させることができる。

もちろん、本実施形態においても、空調制御装置４０が、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標中間圧力ＰｍＯを上昇させるように決定し、さらに、中間圧冷媒の圧力Ｐｍが目標中間圧力ＰｍＯに近づくように、高段側膨張弁１３および第２エジェクタ２５の作動を制御してもよい。

（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、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａを電気自動車の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、走行用電動モータとエンジンの双方から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両や、エンジン廃熱の少ないディーゼル車両等に適用してもよい。

もちろん、エジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａを定置型の暖房装置等に適用してもよい。さらに、加熱対象流体として水を加熱するヒートポンプ式給湯機等に適用してもよい。

（２）上述の第１〜第３実施形態では、高段側膨張弁１３および低段側膨張弁１６として電気式の可変絞り機構を採用した例を説明したが、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル１０の高段側減圧装置および低段側減圧装置はこれに限定されない。

室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度Ｘ（あるいは、中間圧冷媒の圧力Ｐｍ）が目標乾き度ＸＯ（あるいは、目標中間圧力ＰｍＯ）に近づくように制御可能であれば、例えば、高段側減圧装置および低段側減圧装置のいずれか一方を可変絞り機構とし、他方を固定絞りとしてもよい。

このことは、第４実施形態においても同様である。すなわち、高段側減圧装置および第２ノズル部のいずれか一方の冷媒通路断面積を可変とし、他方を固定としてもよい。

（３）上述の実施形態では、高段側膨張弁１３、低段側膨張弁１６および第２エジェクタ２５の制御するために、室内凝縮器温度センサ５４、室内凝縮器圧力センサ５５等の検出信号を用いた例を説明したが、検出信号はこれに限定されない。例えば、室内凝縮器１２出口側冷媒の乾き度を検出する乾き度センサを追加して、この乾き度センサの検出信号に基づいて、高段側膨張弁１３、低段側膨張弁１６および第２エジェクタ２５の作動を制御してもよい。

（４）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、Ｒ４０７Ｃ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｄ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。

（５）また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態で説明したアキュムレータ１８を、第３、第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａに適用してもよい。また、第３実施形態で説明した補助圧縮機２１を、第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａに適用してもよい。

１０、１０ａ エジェクタ式冷凍サイクル
１１ 圧縮機
１２ 室内凝縮器（放熱器）
１３ 高段側膨張弁（高段側減圧装置）
１４ 気液分離器（第１気液分離器）
１５ エジェクタ（第１エジェクタ）
１６ 低段側膨張弁（低段側減圧装置）
１７ 室外熱交換器（蒸発器）
２５ 第２エジェクタ
２６ 第２気液分離器

Claims (5)

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）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧装置（１３）と、
   前記高段側減圧装置（１３）にて減圧された前記中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器（１４）と、
   前記気液分離器（１４）にて分離された気相冷媒を減圧させるノズル部（１５ａ）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吸引口（１５ｃ）から冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（１５ｃ）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（１５ｄ）を有するエジェクタ（１５）と、
   前記気液分離器（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧装置（１６）と、
   前記低段側減圧装置（１６）にて減圧された前記低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、を備え、
   前記蒸発器（１７）の冷媒流出口は、前記冷媒吸引口（１５ｃ）側に接続されており、
   前記昇圧部（１５ｄ）の冷媒流出口は、前記圧縮機（１１）の吸入口側に接続されており、
   前記高段側減圧装置（１３）および前記低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方は、冷媒通路断面積を変更可能に構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記高段側減圧装置（１３）および前記低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方の作動を制御する減圧制御部（４０ｂ、４０ｃ）を備え、
   前記減圧制御部（４０ｂ、４０ｃ）は、前記放熱器（１２）から流出した冷媒の乾き度（Ｘ）が、サイクルに要求される熱負荷に応じて決定される目標乾き度（ＸＯ）に近づくように、前記高段側減圧装置（１３）および前記低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方の作動を制御することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記高段側減圧装置（１３）および前記低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方の作動を制御する減圧制御部（４０ｂ、４０ｃ）を備え、
   前記減圧制御部（４０ｂ、４０ｃ）は、前記中間圧冷媒の圧力（Ｐｍ）が、サイクルに要求される熱負荷に応じて決定される目標中間圧力（ＰｍＯ）に近づくように、前記高段側減圧装置（１３）および前記低段側減圧装置（１６）の少なくとも一方の作動を制御することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. さらに、前記蒸発器（１７）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（２２ａ）と、
   前記分岐部（２２ａ）にて分岐された一方の冷媒を吸入して圧縮し、前記圧縮機（１１）の吸入口側へ吐出する補助圧縮機（１１）を備え、
   前記分岐部（２２ａ）にて分岐された他方の冷媒が前記冷媒吸引口（１５ｃ）側に導かれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
5. 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放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧装置（１３）と、
   前記高段側減圧装置（１３）にて減圧された前記中間圧冷媒の気液を分離する第１気液分離器（１４）と、
   前記第１気液分離器（１４）にて分離された気相冷媒を減圧させる第１ノズル部（１５ａ）から噴射される高速度の第１噴射冷媒の吸引作用によって第１冷媒吸引口（１５ｃ）から冷媒を吸引し、前記第１噴射冷媒と前記第１冷媒吸引口（１５ｃ）から吸引された第１吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第１昇圧部（１５ｄ）を有する第１エジェクタ（１５）と、
   前記第１気液分離器（１４）にて分離された液相冷媒を減圧させる第２ノズル部（２５ａ）から噴射される高速度の第２噴射冷媒の吸引作用によって第２冷媒吸引口（２５ｃ）から冷媒を吸引し、前記第２噴射冷媒と前記第２冷媒吸引口（２５ｃ）から吸引された第２吸引冷媒とを混合させて昇圧させる第２昇圧部（２５ｄ）を有する第２エジェクタ（１５）と、
   前記第２昇圧部（２５ｄ）から流出した冷媒の気液を分離する第２気液分離器（１４）と、
   前記第２気液分離器（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧装置（１６）と、
   前記低段側減圧装置（１６）にて減圧された前記低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、を備え、
   前記第２気液分離器（１４）にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口は、前記第１冷媒吸引口（１５ｃ）側に接続されており、
   前記蒸発器（１７）の冷媒流出口は、前記第２冷媒吸引口（２５ｃ）側に接続されており、
   前記第１昇圧部（１５ｄ）の冷媒流出口は、前記圧縮機（１１）の吸入口側に接続されており、
   前記高段側減圧装置（１３）および前記第２ノズル部（２５ａ）の少なくとも一方は、冷媒通路断面積を変更可能に構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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