JP2019190794A - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】低段側蒸発器にて発揮される冷却能力の減少を招くことなく、成績係数（ＣＯＰ）を向上することのできるエジェクタ式冷凍サイクルを提供する。【解決手段】放熱器１２から流出した冷媒の流れを分岐部１３ａにて分岐し、分岐された一方の冷媒を高段側膨張弁１４ａを介して高段側蒸発器１５へ流入させて蒸発させ、エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入させる。分岐された他方の冷媒を分離器側膨張弁１４ｂ、気液分離器１７、および低段側蒸発器１８を介して低段側蒸発器１８へ流入させて蒸発させ、エジェクタ１６の冷媒吸引口から吸引させる。そして、エンタルピ調整部を構成する分離器側膨張弁１４ｂおよび気液分離器１７によって低段側蒸発器１８へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることで、ノズル部１６ａへ流入する冷媒流量を減少させることなく、低段側冷却能力を増加させる。【選択図】図１

Description

本発明は、異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。

従来、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では、エジェクタのノズル部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エジェクタの冷媒吸引口から吸引する。そして、エジェクタのディフューザ部（昇圧部）にて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させて、昇圧された混合冷媒を圧縮機へ吸入させる。

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の吸入冷媒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、異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。

より具体的には、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルは、凝縮器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部を備えている。そして、分岐部にて分岐された一方の冷媒を高段側減圧部にて減圧させて高段側蒸発器へ流入させる。さらに、高段側蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させる。また、分岐部にて分岐された他方の冷媒を低段側減圧部にて減圧させて低段側蒸発器へ流入させる。さらに、低段側蒸発器から流出した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口から吸引させるサイクル構成になっている。

これにより、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、高段側蒸発器における冷媒蒸発温度と低段側蒸発器における冷媒蒸発温度とを異なる温度帯としている。

特開２０１２−１４９７９０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において、高段側蒸発器にて発揮される冷却能力および低段側蒸発器にて発揮される冷却能力を調整するためには、高段側蒸発器へ流入させる冷媒の流量である高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅと低段側蒸発器へ流入させる冷媒の流量である低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅとの流量比を調整すればよい。

ここで、これらの冷媒の流量は、いずれも質量流量である。このことは、他の冷媒の流量についても同様である。また、蒸発器にて発揮される冷却能力とは、蒸発器の出口側冷媒のエンタルピから蒸発器の入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差Δｈと蒸発器を流通する冷媒の流量Ｇとの積算値Δｈ×Ｇによって定義することができる。なお、蒸発器を流通する冷媒の流量は、蒸発器へ流入させる冷媒の流量と等しい。

つまり、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅに対する低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅの流量比Ｇ＿ｌｅ／Ｇ＿ｈｅを大きくするに伴って、高段側蒸発器にて発揮される冷却能力を減少させることができるとともに、低段側蒸発器にて発揮される冷却能力を増加させることができる。逆に、流量比Ｇ＿ｌｅ／Ｇ＿ｈｅを小さくするに伴って、高段側蒸発器にて発揮される冷却能力を増加させることができるとともに、低段側蒸発器にて発揮される冷却能力を減少させることができる。

また、一般的なエジェクタでは、ノズル部から噴射された噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引することで、ノズル部にて冷媒が減圧される際の速度エネルギの損失を回収している。そして、ディフューザ部にて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換することによって、混合冷媒を昇圧させている。

従って、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部へ流入させる冷媒の流量であるノズル部側流量Ｇｎに対するエジェクタの冷媒吸引口へ吸引させる冷媒の流量である吸引側流量Ｇｅの流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくするに伴って、エジェクタ式冷凍サイクルのＣＯＰ向上効果を得やすくなる。

その理由は、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくするに伴って、ノズル部へ流入する冷媒流量を増加させて、噴射冷媒の流速を増速させることができるからである。これにより、混合冷媒の速度エネルギを増加させて、ディフューザ部における昇圧量ΔＰを増加させることができる。その結果、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくするに伴って、エジェクタ式冷凍サイクルのＣＯＰ向上効果を得やすくなる。

さらに、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルのサイクル構成では、高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅがノズル部側流量Ｇｎと等しくなり、低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅが吸引側流量Ｇｅと等しくなる。このため、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、ＣＯＰを向上させるために、流量比Ｇｅ／Ｇｎ（すなわち、流量比Ｇ＿ｌｅ／Ｇ＿ｈｅ）を小さくすると、低段側蒸発器にて発揮される冷却能力が減少してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、低段側蒸発器にて発揮される冷却能力の減少を招くことなく、成績係数（ＣＯＰ）を向上することのできるエジェクタ式冷凍サイクルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器から流出した冷媒を減圧させる高段側減圧部（１４ａ）と、高段側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる高段側蒸発器（１５）と、放熱器から流出した冷媒を減圧させる低段側減圧部（１４ｃ）と、低段側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる低段側蒸発器（１８）と、放熱器の下流側の冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を高段側蒸発器の冷媒入口側へ流出させるとともに、分岐された他方の冷媒を低段側蒸発器の冷媒入口側へ流出させる分岐部（１３ａ）と、冷媒を減圧させるノズル部（１６ａ）から噴射される高速度の噴射冷媒の吸引作用によって、低段側蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口（１６ｃ）から吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させて圧縮機の吸入口側へ流出させる昇圧部（１６ｄ）を有するエジェクタ（１６）と、を備え、
さらに、低段側蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ調整部（１４ｂ、１７）を備えるエジェクタ式冷凍サイクルである。

これによれば、エンタルピ調整部（１４ｂ、１７）を備えているので、低段側蒸発器（１８）の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算した低段側エンタルピ差Δｈ＿ｌｅを増大させることができる。

従って、成績係数（ＣＯＰ）を向上させるために、分岐部（１３ａ）から高段側蒸発器（１５）へ流入させる冷媒の流量である高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅに対する分岐部（１３ａ）から低段側蒸発器（１８）へ流入させる冷媒の流量である低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅの流量比Ｇ＿ｌｅ／Ｇ＿ｈｅを小さくしても、低段側蒸発器（１８）にて発揮される低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅの減少を抑制することができる。

すなわち、請求項１に記載の発明によれば、低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅの減少を招くことなく、成績係数（ＣＯＰ）を向上することのできるエジェクタ式冷凍サイクル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。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける流量比の低減効果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エジェクタ効率ηｅと成績係数ＣＯＰとの関係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２実施形態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。 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。 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。

（第１実施形態）
図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、冷蔵車両に搭載された車両用冷凍サイクル装置に適用されている。車両用冷凍サイクル装置は、冷蔵車両において、車室内の空調を行うとともに、車両の荷台に配置された冷蔵庫内を冷却するものである。

エジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用冷凍サイクル装置において、車室内へ送風される室内用送風空気を冷却する機能を果たすとともに、冷蔵庫内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却する機能を果たす。

従って、本実施形態では、車室内空間および冷蔵庫内空間の双方が、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷却対象空間となる。さらに、本実施形態では、車室内と冷蔵庫内の容積が略同等となっており、それぞれの冷却対象空間を冷却するために必要な冷却能力も同等となっている。

ここで、本実施形態における冷却能力は、エジェクタ式冷凍サイクル１０が備える蒸発器の出口側冷媒のエンタルピから蒸発器の入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差Δｈと、当該蒸発器を流通する冷媒流量Ｇとの積算値Δｈ×Ｇによって定義される。

エジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として自然冷媒（具体的には、Ｒ６００ａ）を採用しており、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の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、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、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、ハウジングの内部に、固定容量型の圧縮機構および圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。圧縮機１１は、後述する制御装置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。

圧縮機１１の吐出口には、放熱器１２の冷媒入口側が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒と冷却用送風機１２ａにより送風される車室外空気（外気）とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮用熱交換器である。冷却用送風機１２ａは、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の冷媒出口には、分岐部１３ａの冷媒流入口側が接続されている。分岐部１３ａは、放熱器１２の下流側の冷媒の流れを分岐するものである。分岐部１３ａは、互いに連通する３つの冷媒流入出口を有する三方継手構造のもので、３つの冷媒流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口としたものである。

分岐部１３ａの一方の冷媒流出口には、高段側膨張弁１４ａの入口側が接続されている。また、分岐部１３ａの他方の冷媒流出口には、分離器側膨張弁１４ｂの入口側が接続されている。

高段側膨張弁１４ａは、放熱器１２にて放熱した冷媒のうち、分岐部１３ａにて分岐された一方の冷媒を減圧させる高段側減圧部である。さらに、高段側膨張弁１４ａは、その下流側に流出させる冷媒の流量を調整する高段側流量調整部である。

より具体的には、高段側膨張弁１４ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の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）とを有して構成される電気式の可変絞り機構である。高段側膨張弁１４ａは、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。

分離器側膨張弁１４ｂは、分岐部１３ａにて分岐された他方の冷媒を気液二相状態となるように減圧させる分離器側減圧部である。分離器側膨張弁１４ｂは、その下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する分離器側流量調整部である。分離器側膨張弁１４ｂの基本的構成は、高段側膨張弁１４ａと同様である。

高段側膨張弁１４ａの出口には、高段側蒸発器１５の冷媒入口側が接続されている。高段側蒸発器１５は、高段側膨張弁１４ａにて減圧された低圧冷媒と室内用送風機１５ａから車室内へ送風される室内用送風空気とを熱交換させて、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。室内用送風機１５ａは、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）が制御される電動送風機である。

高段側蒸発器１５の冷媒出口には、合流部１３ｂの一方の冷媒流入口側が接続されている。合流部１３ｂは、高段側蒸発器１５から流出した冷媒の流れと後述する気液分離器１７から流出した気相冷媒の流れとを合流させるものである。合流部１３ｂの基本的構成は、分岐部１３ａと同様である。合流部１３ｂは、３つの冷媒流入出口のうち２つを冷媒流入口とし、残りの１つを冷媒流出口としたものである。

合流部１３ｂの冷媒流出口には、エジェクタ１６のノズル部１６ａの入口側が接続されている。エジェクタ１６は、高段側蒸発器１５から流出した冷媒を、さらに減圧させて噴射するノズル部１６ａを有し、冷媒減圧部としての機能を果たす。さらに、エジェクタ１６は、ノズル部１６ａの冷媒噴射口から噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、外部から冷媒を吸引して循環させる冷媒循環部としての機能を果たす。

これに加えて、エジェクタ１６は、ノズル部１６ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１６ｃから吸引された吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換し、混合冷媒を昇圧させるエネルギ変換部としての機能を果たす。

エジェクタ１６は、ノズル部１６ａおよびボデー部１６ｂを有している。ノズル部１６ａは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る略円筒状の金属（本実施形態では、ステンレス合金）で形成されている。ノズル部１６ａは、内部に形成された冷媒通路にて冷媒を等エントロピ的に減圧させるものである。

ノズル部１６ａの内部に形成された冷媒通路には、通路断面積を最も縮小させる喉部、および喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かうに伴って通路断面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、本実施形態のノズル部１６ａ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１６ａとして、エジェクタ式冷凍サイクル１０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ものが採用されている。もちろん、ノズル部１６ａを先細ノズルで構成してもよい。

ボデー部１６ｂは、略円筒状の金属（本実施形態では、アルミニウム）で形成されている。ボデー部１６ｂは、内部にノズル部１６ａを支持固定する固定部材として機能するとともに、内部に冷媒を流通させる冷媒通路を形成するものである。より具体的には、ノズル部１６ａは、ボデー部１６ｂ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。ボデー部１６ｂは、樹脂にて形成されていてもよい。

ボデー部１６ｂの外周面のうち、ノズル部１６ａ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１６ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口１６ｃが形成されている。冷媒吸引口１６ｃは、ノズル部１６ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、後述する低段側蒸発器１８から流出した冷媒をエジェクタ１６の内部へ吸引する貫通穴である。

ボデー部１６ｂの内部には、吸引通路１６ｅおよびディフューザ部１６ｄが形成されている。吸引通路１６ｅは、冷媒吸引口１６ｃから吸引された吸引冷媒をノズル部１６ａの冷媒噴射口側へ導く冷媒通路である。ディフューザ部１６ｄは、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機能する冷媒通路である。

より詳細には、吸引通路１６ｅは、ノズル部１６ａの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部１６ｂの内周側との間の断面円環状の空間によって形成されている。吸引通路１６ｅの通路断面積は、冷媒流れ下流側へ向かうに伴って縮小している。これにより、吸引通路１６ｅを流通する吸引冷媒の流速を増速させて、ディフューザ部１６ｄにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失（いわゆる、混合損失）を減少させている。

ディフューザ部１６ｄは、吸引通路１６ｅの出口に連続するように配置された円錐台状に広がる冷媒通路である。ディフューザ部１６ｄでは、通路断面積が冷媒流れ下流側に向かうに伴って拡大している。ディフューザ部１６ｄは、このような通路形状によって、混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換する。

本実施形態では、ディフューザ部１６ｄを形成するボデー部１６ｂの内周壁面の軸方向断面形状が、複数の曲線を組み合わせた形状に形成されている。そして、ディフューザ部１６ｄの通路断面積の広がり度合が冷媒流れ方向に向かうに伴って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１６ｄの出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

また、分離器側膨張弁１４ｂの出口には、気液分離器１７の入口側が接続されている。気液分離器１７は、分離器側膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒の気液を分離する気液分離部である。このような気液分離部としては、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ものや、衝突板に衝突させることによって流速を低下させた冷媒の気液を重力の作用によって分離する衝突板方式のもの等を採用することができる。

気液分離器１７の気相冷媒出口は、合流部１３ｂの他方の冷媒流入口側が接続されている。換言すると、気液分離器１７の気相冷媒出口は、エジェクタ１６のノズル部１６ａの入口側に接続されている。また、気液分離器１７の液相冷媒出口は、低段側膨張弁１４ｃの入口側に接続されている。

低段側膨張弁１４ｃは、放熱器１２にて放熱した冷媒のうち、気液分離器１７にて分離された液相冷媒を減圧させる低段側減圧部である。さらに、低段側膨張弁１４ｃは、その下流側に流出させる冷媒の流量を調整する低段側流量調整部である。低段側膨張弁１４ｃの基本的構成は、高段側膨張弁１４ａおよび分離器側膨張弁１４ｂと同様である。

低段側膨張弁１４ｃの出口には、低段側蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。低段側蒸発器１８は、低段側膨張弁１４ｃにて減圧された低圧冷媒と庫内用送風機１８ａから冷蔵庫内を循環送風される庫内用送風空気とを熱交換させて、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。庫内用送風機１８ａは、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）が制御される電動送風機である。

低段側蒸発器１８の冷媒出口には、前述の如く、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃ側が接続されている。

以上の説明から明かなように、分岐部１３ａは、放熱器１２の下流側の冷媒の流れを分岐している。そして、分岐された一方の冷媒を高段側減圧部を介して高段側蒸発器１５の冷媒入口側へ流出させている。さらに、分岐された他方の冷媒を少なくとも低段側減圧部を介して低段側蒸発器１８の冷媒入口側へ流出させている。

また、分離器側膨張弁１４ｂは、分岐部１３ａにて分岐された他方の冷媒を気液二相冷媒となるように減圧させる。従って、気液分離器１７では、冷媒の気液を確実に分離することができる。そして、気液分離器１７の液相冷媒流出口から流出する冷媒のエンタルピを、気液分離器１７へ流入する冷媒のエンタルピよりも確実に低下させることができる。

換言すると、気液分離器１７の液相冷媒流出口から流出して低段側膨張弁１４ｃを介して低段側蒸発器１８へ流入する冷媒のエンタルピを、分岐部１３ａにて分岐される冷媒のエンタルピよりも低下させることができる。従って、本実施形態の分離器側膨張弁１４ｂおよび気液分離器１７は、低段側蒸発器１８へ流入する冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ調整部を構成している。

また、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１から吐出された冷媒の流量を、吐出流量Ｇａと定義する。高段側蒸発器１５へ流入させる冷媒の流量を、高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅと定義する。低段側蒸発器１８へ流入させる冷媒の流量を、低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅと定義する。エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入させる冷媒の流量を、ノズル側流量Ｇｎと定義する。エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃへ吸引させる冷媒の流量を、吸引側流量Ｇｅと定義する。気液分離器１７の気相冷媒出口から流出する冷媒の流量を、気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓと定義する。気液分離器１７の液相冷媒出口から流出する冷媒の流量を、液相冷媒流量Ｇ＿ｌｑと定義する。これらの冷媒の流量は、いずれも質量流量である。

エジェクタ式冷凍サイクル１０では、各流量について、以下数式Ｆ１〜Ｆ４に示す関係が成立している。
Ｇａ＝Ｇ＿ｈｅ＋Ｇ＿ｇａｓ＋Ｇ＿ｌｑ …（Ｆ１）
Ｇｎ＝Ｇ＿ｈｅ＋Ｇ＿ｇａｓ …（Ｆ２）
Ｇｅ＝Ｇ＿ｌｑ …（Ｆ３）
Ｇｅ＝Ｇ＿ｌｅ …（Ｆ４）
つまり、吐出流量Ｇは、高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅ、気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓおよび液相冷媒流量Ｇ＿ｌｑの合計値と等しい。ノズル側流量Ｇｎは、高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅおよび気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓの合計値と等しい。吸引側流量Ｇｅは、液相冷媒流量Ｇ＿ｌｑと等しい。さらに、吸引側流量Ｇｅは、低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅと等しい。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、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。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、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器１１、１２ａ、１４ａ〜１４ｃ、１５ａ、１８ａ等の作動を制御する。

制御装置５０の入力側には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、高段側蒸発器温度センサ、低段側蒸発器温度センサといった制御用のセンサ群５１が接続されている。そして、制御装置５０には、制御用のセンサ群５１の検出信号が入力される。

内気温センサは、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサは、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサは、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。高段側蒸発器温度センサは、高段側蒸発器１５における冷媒蒸発温度（高段側蒸発器温度）Ｔｅ＿ｈｅを検出する蒸発器温度検出部である。低段側蒸発器温度センサは、低段側蒸発器１８における高段側蒸発温度（低段側蒸発器温度）Ｔｅ＿ｌｅを検出する低段側蒸発器温度検出部である。

さらに、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操作パネル５２が接続され、この操作パネル５２に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置５０へ入力される。操作パネル５２に設けられた各種操作スイッチとしては、車両用冷凍サイクル装置の作動あるいは停止を要求する作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、庫内温度を設定する庫内温度設定スイッチ等が設けられている。

ここで、本実施形態の制御装置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部が一体に構成されたものである。そして、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部を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の作動を制御する構成が圧縮機制御部を構成している。例えば、高段側膨張弁１４ａおよび低段側膨張弁１４ｃの作動を制御する構成が、高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅと低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅとの流量比、あるいは、ノズル側流量Ｇｎと吸引側流量Ｇｅとの流量比を制御する流量比制御部を構成している。

次に、図２のモリエル線図を用いて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の作動について説明する。まず、操作パネル５２の作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、制御装置５０が各種制御対象機器を作動させる。これにより、圧縮機１１が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。

圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒（図２のａ２点）は、放熱器１２へ流入する。放熱器１２へ流入した冷媒は、冷却用送風機１２ａから送風された外気と熱交換して、放熱して凝縮する（図２のａ２点→ｂ２点）。放熱器１２から流出した冷媒の流れは、分岐部１３ａにて分岐される。

分岐部１３ａにて分岐された一方の冷媒は、高段側膨張弁１４ａへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図２のｂ２点→ｃ２点）。この際、高段側膨張弁１４ａの絞り開度は、高段側蒸発器１５出口側冷媒（図２のｄ２点）の過熱度が予め定めた所定範囲内となるように調整される。

高段側膨張弁１４ａにて減圧された低圧冷媒は、高段側蒸発器１５へ流入する。高段側蒸発器１５へ流入した低圧冷媒は、室内用送風機１５ａから送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する（図２のｃ２点→ｄ２点）。これにより、室内用送風空気が冷却される。ここで、図２のｄ２点とｃ２点とのエンタルピ差は、高段側蒸発器１５の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算した高段側エンタルピ差Δｈ＿ｈｅである。

高段側蒸発器１５から流出した過熱度を有する気相冷媒（図２のｄ２点）は、合流部１３ｂへ流入して、気液分離器１７にて分離された気相冷媒（図２のｊ２点）と合流する（図２のｄ２点→ｅ２点、ｊ２点→ｅ２点）。合流部１３ｂから流出した気相冷媒（図２のｅ２点）は、エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入する。

エジェクタ１６のノズル部１６ａ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２のｅ２点→ｆ２点）。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、低段側蒸発器１８から流出した冷媒（図２のｎ２点）が、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃから吸引される。

冷媒吸引口１６ｃから吸引された冷媒は、エジェクタ１６の内部に形成された吸引通路１６ｅを流通する際に、等エントロピ的に減圧されて僅かに圧力を低下させる（図２のｎ２点→ｏ２点）。ノズル部１６ａから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口１６ｃから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄへ流入する（図２のｆ２→ｇ２点、ｏ２点→ｇ２点）。

ディフューザ部１６ｄ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２のｇ２点→ｈ２点）。ディフューザ部１６ｄ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２のｈ２点→ａ２点）。

一方、分岐部１３ａにて分岐された他方の冷媒は、分離器側膨張弁１４ｂへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図２のｂ２点→ｉ２点）。この際、分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度は、気液分離器１７内の冷媒圧力が高段側蒸発器１５の冷媒出口側の冷媒圧力よりも高い範囲で、高段側蒸発器１５の冷媒出口側の冷媒圧力に近づくように調整される。

このため、本実施形態の分離器側膨張弁１４ｂにおける冷媒の減圧量は、高段側膨張弁１４ａにおける冷媒の減圧量と冷媒が高段側蒸発器１５を流通する際に生じる圧力損失による減圧量との合計値に近づく。

分離器側膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒は、気液二相冷媒となって気液分離器１７へ流入する。気液分離器１７へ流入した冷媒は、気相冷媒と液相冷媒に分離される（図２のｉ２点→ｊ２点、ｉ２点→ｋ２点）。気液分離器１７にて分離された気相冷媒（図２のｊ２点）は、前述の如く、合流部１３ｂへ流入して、高段側蒸発器１５から流出した過熱度を有する気相冷媒（図２のｄ２点）と合流する。

気液分離器１７にて分離された液相冷媒（図２のｋ２点）は、低段側膨張弁１４ｃへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図２のｋ２点→ｍ２点）。この際、低段側膨張弁１４ｃの絞り開度は、低段側蒸発器１８における冷媒蒸発温度が庫内温度設定スイッチによって設定された目標庫内温度に近づくように調整される。

低段側膨張弁１４ｃにて減圧された低圧冷媒は、低段側蒸発器１８へ流入する。低段側蒸発器１８へ流入した低圧冷媒は、庫内用送風機１８ａから循環送風された庫内用送風空気から吸熱して蒸発する（図２のｍ２点→ｎ２点）。これにより、庫内用送風空気が冷却される。ここで、図２のｎ２点とｍ２点とのエンタルピ差は、低段側蒸発器１８の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算した低段側エンタルピ差Δｈ＿ｌｅである。

低段側蒸発器１８から流出した冷媒は、前述の如く、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃから吸引される（図２のｎ２点→ｏ２点→ｇ２点）。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、以上の如く作動するので、車室内へ送風される室内用送風空気、および冷蔵庫内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。この際、低段側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）が、高段側蒸発器１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも低くなるので、車室内および冷蔵庫内を異なる温度帯で冷却することができる。

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄにて昇圧された冷媒（図２のｈ２点）を圧縮機１１に吸入させるので、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。

ところで、ディフューザ部１６ｄにおける昇圧量ΔＰを増加させるためには、ノズル部側流量Ｇｎに対する吸引側流量Ｇｅの流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくすればよい。その理由は、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくするに伴って、ノズル部１６ａへ流入する冷媒流量を増加させて、噴射冷媒の流速を増速させることができるからである。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくするに伴って、ＣＯＰを向上させやすい。

ところが、前述の数式Ｆ１、Ｆ２から明かなように、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくすることは、流量比Ｇ＿ｌｅ／（Ｇ＿ｈｅ＋Ｇ＿ｇａｓ）を小さくすることと同義である。

このため、従って、ＣＯＰを向上させるために、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくすると、低段側蒸発器１８へ流入する冷媒の低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅが減少してしまいやすい。つまり、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくすると、低段側蒸発器にて発揮される低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅが減少してしまうおそれがある。

さらに、本実施形態の車両用冷凍サイクル装置では、前述の如く、車室内を冷却するために必要な冷却能力と冷蔵庫内を冷却するために必要な冷却能力が同等となる。従って、低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅを、高段側蒸発器にて発揮される高段側冷却能力Δｈ＿ｈｅ×Ｇ＿ｈｅに近づける必要がある。

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によれば、分離器側膨張弁１４ｂおよび気液分離器１７によって構成されるエンタルピ調整部を備えているので、低段側蒸発器１８の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算した低段側エンタルピ差Δｈ＿ｌｅを増大させることができる。

より具体的には、従来技術のエンタルピ調整部を備えていないエジェクタ式冷凍サイクル（以下、比較用サイクルと記載する。）の低段側蒸発器におけるエンタルピ差よりも、図２の＋Δｈに相当する分のエンタルピ差を増大させることができる。

従って、ＣＯＰを向上させるために、流量比Ｇｅ／Ｇｎを小さくして、低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅが減少してしまっても、低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅが減少してしまうことを抑制することができる。換言すると、流量比Ｇｅ／Ｇｎを１に近づけなくても低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅを高段側冷却能力Δｈ＿ｈｅ×Ｇ＿ｈｅに近づけることができる。

本発明者らの検討によれば、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、流量比Ｇｅ／Ｇｎを０．７９１とすれば、比較用サイクルにて流量比Ｇｅ／Ｇｎを１としたときと同様に、低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅと高段側冷却能力Δｈ＿ｈｅ×Ｇ＿ｈｅとを近づけることができると確認されている。

また、数式Ｆ２に示すように、ノズル部側流量Ｇｎが高段側冷媒流量Ｇ＿ｈｅと気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓとの合計値となる。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、比較用サイクルのノズル部側流量よりも、ノズル部側流量Ｇｎを気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓの分だけ増加させることができる。

その結果、流量比Ｇ＿ｌｅ／（Ｇ＿ｈｅ＋Ｇ＿ｇａｓ）を小さくすることができ、より一層、ディフューザ部１６ｄにおける昇圧量ΔＰを増加させて、ＣＯＰを向上させることができる。

ここで、本発明者らの検討によれば、図４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、流量比Ｇｅ／Ｇｎを１とし、エジェクタ効率ηｅが０．５となるエジェクタ１６を採用した際に、比較用サイクルよりも３％程度のＣＯＰの向上が図れることが確認されている。エジェクタ効率ηｅは、エジェクタのエネルギ変換効率であって、エジェクタ式冷凍サイクル１０の運転条件やエジェクタ１６の寸法諸元等によって決定される値である。

すなわち、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、低段側蒸発器１８にて発揮される冷却能力の減少を招くことなく、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式冷凍サイクル１０では、分離器側膨張弁１４ｂおよび気液分離器１７によって、エンタルピ調整部を構成している。さらに、分岐部１３ａの一方の冷媒流出口に、高段側膨張弁１４ａの入口側を接続し、高段側蒸発器１５の冷媒出口に、ノズル部１６ａの入口側を接続している。

さらに、分岐部１３ａの他方の冷媒流出口に、分離器側膨張弁１４ｂの入口側を接続し。気液分離器１７の気相冷媒出口に、ノズル部１６ａの入口側を接続するとともに、気液分離器１７の液相冷媒出口に、低段側膨張弁１４ｃの入口側を接続している。従って、簡素なサイクル構成で、上述したＣＯＰ向上効果を得ることができる。

また、本実施形態の分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度は、気液分離器１７内の冷媒の圧力が高段側蒸発器１５の冷媒出口側の冷媒圧力に近づくように調整される。

これによれば、合流部１３ｂから気液分離器１７側への冷媒の逆流等を招くことなく、合流部１３ｂにて、高段側蒸発器１５から流出した過熱度を有する気相冷媒の流れと気液分離器１７の気相冷媒出口から流出した気相冷媒の流れとを適切に混合させてノズル部１６ａへ供給することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図５の全体構成図に示すように、エジェクタ式冷凍サイクル１０のサイクル構成を変更した例を説明する。なお、図５では、図示の明確化のため、制御装置５０、制御用のセンサ群５１、操作パネル５２等を省略している。また、図５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、以下の図面でも同様である。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の放熱器１２の冷媒出口には、高段側膨張弁１４ａの入口側が接続されている。高段側膨張弁１４ａの出口には、分岐部１３ａの冷媒流入口側が接続されている。分岐部１３ａの一方の冷媒流出口には、高段側蒸発器１５の冷媒入口側が接続されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、図６のモリエル線図を用いて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の作動について説明する。なお、図６では、第１実施形態で説明した図２のモリエル線図に対してサイクル構成上同等の箇所の冷媒の状態を、図２と同一の符号（アルファベット）で示し、添字（数字）のみを図番に合わせて変更している。このことは、以下で説明する他のモリエル線図においても同様である。

圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒（図６のａ６点）は、第１実施形態と同様に、放熱器１２へ流入して凝縮する（図６のａ６点→ｂ６点）。放熱器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１４ａへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図２のｂ６点→ｃ６点）。この際、高段側膨張弁１４ａの絞り開度は、高段側蒸発器１５出口側冷媒（図６のｄ６点）の過熱度が予め定めた所定範囲内となるように調整される。

高段側膨張弁１４ａから流出した低圧冷媒の流れは、分岐部１３ａにて分岐される。分岐部１３ａにて分岐された一方の冷媒は、高段側蒸発器１５へ流入して、第１実施形態と同様に、室内用送風空気から吸熱して蒸発する（図６のｃ６点→ｄ６点）。これにより、室内送風空気が冷却される。

分岐部１３ａにて分岐された他方の冷媒は、分離器側膨張弁１４ｂへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図６のｂ６点→ｉ６点）。この際、分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度は、第１実施形態と同様に、気液分離器１７内の冷媒圧力が高段側蒸発器１５の冷媒出口側の冷媒圧力よりも高い範囲で、高段側蒸発器１５の冷媒出口側の冷媒圧力に近づくように調整される。以降の作動は、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実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、低段側蒸発器１８にて発揮される冷却能力の減少を招くことなく、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰ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実施形態に対して、図７の全体構成図に示すように、サイクル構成を変更したエジェクタ式冷凍サイクル１０ａについて説明する。

具体的には、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａの気液分離器１７の気相冷媒出口には、エジェクタ１６のノズル部１６ａの入口側が接続されている。エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄの出口には、合流部１３ｂの他方の冷媒流入口側が接続されている。合流部１３ｂ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。その他の構成は、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１０ａでは、各流量について、第１実施形態で説明した、数式Ｆ１、Ｆ３、Ｆ４は成立するものの、数式Ｆ２は成立しない。そして、数式Ｆ２に代えて、以下数式Ｆ５に示す関係が成立している。
Ｇｎ＝Ｇ＿ｇａｓ …（Ｆ５）
つまり、ノズル側流量Ｇｎは、気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓと等しい。

次に、図８のモリエル線図を用いて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａの作動について説明する。

圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒（図８のａ８点）は、第１実施形態と同様に、放熱器１２へ流入して凝縮する（図８のａ８点→ｂ８点）。放熱器１２から流出した冷媒の流れは、分岐部１３ａにて分岐され、分岐された一方の冷媒は、第１実施形態と同様に、高段側膨張弁１４ａを介して、高段側蒸発器１５へ流入して蒸発する（図８のｂ８点→ｃ８点→ｄ８点）。これにより、室内送風空気が冷却される。

高段側蒸発器１５から流出した冷媒は、合流部１３ｂへ流入して、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄから流出した冷媒を合流する（図８のｄ８点→ｅ８点、ｈ８点→ｅ８点）。合流部１３ｂ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８のｅ８点→ａ８点）。

また、分岐された他方の冷媒は、第１実施形態と同様に、分離器側膨張弁１４ｂにて減圧され、気液分離器１７にて気液分離される（図８のｂ８点→ｉ８点→ｊ８点、ｂ８点→ｉ８点→ｋ８点）。この際、分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度は、ＣＯＰが極大値（ピーク値）に近づくように調整される。

ここで、気液分離器１７へ流入する冷媒は、分離器側膨張弁１４ｂにて等エンタルピ的に減圧された冷媒なので、圧力の低下に伴って乾き度が高くなる。このため、気液分離器１７へ流入する冷媒の圧力の低下に伴って、気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓが増加し、液相冷媒流量Ｇ＿ｌｑが減少する。さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａではく、気液分離器１７の気相冷媒出口に、エジェクタ１６のノズル部１６ａの入口側が接続されている。

従って、気液分離器１７へ流入する冷媒の圧力の低下に伴って、気相冷媒流量Ｇ＿ｇａｓ（すなわち、ノズル側流量Ｇｎ）を増加させて、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄにおける昇圧量ΔＰを増加させやすい。その一方で、気液分離器１７へ流入する冷媒の圧力の低下に伴って、液相冷媒流量Ｇ＿ｌｑ（すなわち、低段側冷媒流量Ｇ＿ｌｅ）が減少するので、低段側冷却能力Δｈ＿ｌｅ×Ｇ＿ｌｅが減少しやすい。

このため、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａでは、気液分離器１７へ流入する冷媒の圧力の変化に対して、ＣＯＰが極大値（ピーク値）に有するように変化する。そこで、本実施形態では、ＣＯＰが極大値（ピーク値）に近づくように分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度を調整している。

気液分離器１７にて分離された気相冷媒（図８のｊ８点）は、エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入する。エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入した冷媒は、第１実施形態と同様に、等エントロピ的に減圧されて噴射される（図８のｊ８点→ｆ８点）。これにより、低段側蒸発器１８から流出した冷媒（図８のｎ８点）が、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃから吸引される（図８のｎ８点→ｏ８点）。

さらに、噴射冷媒と吸引冷媒は、第１実施形態と同様に、ディフューザ部１６ｄにて昇圧されて、合流部１３ｂの他方の冷媒流入口へ流入する（図８のｆ８点→ｇ８点→ｈ８点、図８のｏ８点→ｇ８点→ｈ８点）。

気液分離器１７にて分離された液相冷媒（図８のｋ８点）は、第１実施形態と同様に、低段側膨張弁１４ｃを介して、低段側蒸発器１８へ流入して蒸発する（図８のｍ８点→ｎ８点）。これにより、庫内用送風空気が冷却される。以降の作動は、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１０ａにおいても、第１実施形態と同様に、低段側蒸発器１８にて発揮される冷却能力の減少を招くことなく、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａのＣＯＰを向上させることができる。

ここで、図８では、分離器側膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒の圧力（図８のｉ８点）が、高段側膨張弁１４ａにて減圧された冷媒の圧力（図８のｃ８点）よりも低くなっている例を示しているが、両者の関係はこれに限定されない。

つまり、分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度が、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａのＣＯＰが極大値に近づくように調整されていれば、分離器側膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒の圧力（図８のｉ８点）が、高段側膨張弁１４ａにて減圧された冷媒の圧力（図８のｃ８点）以上となっていてもよい。

（第４実施形態）
本実施形態では、第３実施形態に対して、図９の全体構成図に示すように、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａのサイクル構成を変更した例を説明する。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の放熱器１２の冷媒出口には、高段側膨張弁１４ａの入口側が接続されている。高段側膨張弁１４ａの出口には、分岐部１３ａの冷媒流入口側が接続されている。分岐部１３ａの一方の冷媒流出口には、高段側蒸発器１５の冷媒入口側が接続されている。その他の構成は、第３実施形態と同様である。

次に、図１０のモリエル線図を用いて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の作動について説明する。

圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒（図１０のａ１０点）は、第３実施形態と同様に、放熱器１２にて凝縮する（図１０のａ１０点→ｂ１０点）。放熱器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１４ａへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図１０のｂ１０点→ｃ１０点）。この際、高段側膨張弁１４ａの絞り開度は、高段側蒸発器１出口側冷媒（図１０のｄ１０点）の過熱度が予め定めた所定範囲内となるように調整される。

高段側膨張弁１４ａから流出した低圧冷媒の流れは、分岐部１３ａにて分岐される。分岐部１３ａにて分岐された一方の冷媒は、高段側蒸発器１５へ流入して、第３実施形態と同様に、室内用送風空気から吸熱して蒸発する（図１０のｃ１０点→ｄ１０点）。これにより、室内送風空気が冷却される。

分岐部１３ａにて分岐された他方の冷媒は、分離器側膨張弁１４ｂへ流入して等エンタルピ的に減圧される（図１０のｂ１０点→ｉ１０点）。この際、分離器側膨張弁１４ｂの絞り開度は、第３実施形態と同様に、ＣＯＰが極大値（ピーク値）に近づくように調整される。以降の作動は、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１０ａにおいても、第３実施形態と同様に、低段側蒸発器１８にて発揮される冷却能力の減少を招くことなく、エジェクタ式冷凍サイクル１０ａのＣＯＰを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、分離器側膨張弁１４ｂおよび気液分離器１７によってエンタルピ調整部を構成した例を説明したが、エンタルピ調整部は、これに限定されない。例えば、低段側蒸発器１８へ流入する冷媒と、これよりも低温の冷媒とを熱交換させて、低段側蒸発器１８へ流入する冷媒のエンタルピを低下させる内部熱交換器をエンタルピ調整部として採用してもよい。

（２）上述の各実施形態では、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル１０を冷蔵車両用の冷凍サイクル装置に適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の適用はこれに限定されない。

例えば、車両用に適用する場合は、高段側蒸発器１５にて車両前席側へ送風される前席用送風空気を冷却し、低段側蒸発器１８にて車両後席側へ送風される後席用送風空気を冷却する、いわゆるデュアルエアコンシステムに適用してもよい。

さらに、車両用に限定されることなく、据え置き型の冷蔵冷凍装置、ショーケース、空調装置等に適用してもよい。この際、複数の冷却対象空間のうち、最も温度を低くしたい低温側の冷却対象空間を低段側蒸発器１８にて冷却し、低温側の冷却対象空間よりも高い温度帯で冷却される冷却対象空間を高段側蒸発器１５にて冷却するようにしてもよい。

（３）エジェクタ式冷凍サイクル１０を構成する構成機器は、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、圧縮機１１として、プーリ、ベルト等を介してエンジン（内燃機関）から伝達された回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。この種のエンジン駆動式の圧縮機としては、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、電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機等を採用することができる。

また、放熱器１２として、圧縮機１１吐出冷媒と外気とを熱交換させて圧縮機１１吐出冷媒を凝縮させる凝縮部、この凝縮部から流出した冷媒の気液を分離するモジュレータ部、およびモジュレータ部から流出した液相冷媒と外気とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却部を有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器を採用してもよい。

また、高段側膨張弁１４ａとして、高段側蒸発器１５の出口側の冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材（具体的には、ダイヤフラム）を有する感温部と、変形部材の変形に連動して絞り開度を変化させる機械的機構とを備える温度式膨張弁を採用してもよい。

分離器側膨張弁１４ｂあるいは低段側膨張弁１４ｃのいずれか一方に低段側蒸発器の出口側の冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように絞り開度を調整する温度式膨張弁を採用し、他方を絞り開度の固定された固定絞り（具体的には、オリフィス、キャピラリチューブ）を採用してもよい。

さらに、高段側膨張弁１４ａ、分離器側膨張弁１４ｂおよび低段側膨張弁１４ｃのいずれか１に可変絞り機構を採用し、残りのものを固定絞りとしてもよい。

また、上述の実施形態では、エジェクタ１６としてノズル部１６ａの喉部（最小通路面積部）の通路断面積が変化しない固定ノズル部を有する固定エジェクタを採用した例を説明したが、エジェクタ１６として、喉部の通路断面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。

また、上述の実施形態では、高段側蒸発器１５および低段側蒸発器１８を備えるエジェクタ式冷凍サイクル１０、１０ａについて説明したが、さらに蒸発器を備えていてもよい。

例えば、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０において、分岐部１３ａにて分岐された他方の冷媒を更に分岐する補助分岐部と、補助分岐部と圧縮機１１の吸入口とを接続するバイパス通路を設け、このバイパス通路に補助減圧部と補助蒸発器とを配置してもよい。

例えば、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０において、高段側膨張弁１４ａにて減圧された冷媒の流れを分岐する第１補助分岐部と、第１補助分岐部と圧縮機１１の吸入口とを接続する第１バイパス通路を設け、この第１バイパス通路に補助高段側蒸発器と補助エジェクタとを配置する。

さらに、低段側膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒の流れを分岐する第２補助分岐部と、第２補助分岐部と補助エジェクタの冷媒吸引口とを接続する第２バイパス通路を設け、この第２バイパス通路に補助低段側蒸発器を配置する構成としてもよい。

（４）上述の実施形態では、冷媒としてＲ６００ａを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、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。

１０、１０ａ エジェクタ式冷凍サイクル
１１ 圧縮機
１２ 放熱器
１３ａ 分岐部
１４ａ 高段側膨張弁（高段側減圧部）
１４ｂ 分離器側膨張弁（分離部側減圧部：エンタルピ調整部）
１４ｃ 低段側膨張弁（低段側減圧部）
１５ 高段側蒸発器
１６ エジェクタ
１７ 気液分離器（気液分離部：エンタルピ調整部）
１８ 低段側蒸発器

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器にて放熱した冷媒を減圧させる高段側減圧部（１４ａ）と、
   前記高段側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる高段側蒸発器（１５）と、
   前記放熱器にて放熱した冷媒を減圧させる低段側減圧部（１４ｃ）と、
   前記低段側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる低段側蒸発器（１８）と、
   前記放熱器の下流側の冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を前記高段側蒸発器の冷媒入口側へ流出させるとともに、分岐された他方の冷媒を前記低段側蒸発器の冷媒入口側へ流出させる分岐部（１３ａ）と、
   冷媒を減圧させるノズル部（１６ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、前記低段側蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口（１６ｃ）から吸引し、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の混合冷媒を昇圧させて前記圧縮機の吸入口側へ流出させる昇圧部（１６ｄ）を有するエジェクタ（１６）と、を備え、
   さらに、前記低段側蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ調整部（１４ｂ、１７）を備えるエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 前記エンタルピ調整部は、冷媒の気液を分離する気液分離部（１７）および前記気液分離部へ流入する冷媒を減圧させる分離器側減圧部（１４ｂ）を有し、
   前記放熱器の冷媒出口は、前記分岐部の流入口側に接続されており、
   前記分岐部の一方の流出口は、前記高段側減圧部の入口側に接続されており、
   前記高段側蒸発器の冷媒出口は、前記ノズル部の入口側に接続されており、
   前記分岐部の他方の流出口は、前記分離器側減圧部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の気相冷媒出口は、前記ノズル部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の液相冷媒出口は、前記低段側減圧部の入口側に接続されている請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
3. 前記エンタルピ調整部は、冷媒の気液を分離する気液分離部（１７）および前記気液分離部へ流入する冷媒を減圧させる分離器側減圧部（１４ｂ）を有し、
   前記放熱器の冷媒出口は、前記高段側減圧部の入口側に接続されており、
   前記高段側減圧部の出口は、前記分岐部の流入口側に接続されており、
   前記分岐部の一方の流出口は、前記高段側蒸発器の冷媒入口側に接続されており、
   前記高段側蒸発器の冷媒出口は、前記ノズル部の入口側に接続されており、
   前記分岐部の他方の流出口は、前記分離器側減圧部（１４ｂ）の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の気相冷媒出口は、前記ノズル部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の液相冷媒出口は、前記低段側減圧部の入口側に接続されている請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. 前記分離器側減圧部は、前記気液分離部内の冷媒の圧力が前記高段側蒸発器（１５）の出口側の冷媒の圧力に近づくように絞り開度を調整するものである請求項２または３に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 前記エンタルピ調整部は、冷媒の気液を分離する気液分離部（１７）および前記気液分離部へ流入する冷媒を減圧させる分離器側減圧部（１４ｂ）を有し、
   前記放熱器の冷媒出口は、前記分岐部の流入口側に接続されており、
   前記分岐部の一方の流出口は、前記高段側減圧部の入口側に接続されており、
   前記高段側蒸発器の冷媒出口は、前記圧縮機の吸入口側に接続されており、
   前記分岐部の他方の流出口は、前記分離器側減圧部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の気相冷媒出口は、前記ノズル部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の液相冷媒出口は、前記低段側減圧部の入口側に接続されている請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
6. 前記エンタルピ調整部は、冷媒の気液を分離する気液分離部（１７）および前記気液分離部へ流入する冷媒を減圧させる分離器側減圧部（１４ｂ）を有し、
   前記放熱器の冷媒出口は、前記高段側減圧部の入口側に接続されており、
   前記高段側減圧部の出口は、前記分岐部の流入口側に接続されており、
   前記分岐部の一方の流出口は、前記高段側蒸発器の冷媒入口側に接続されており、
   前記高段側蒸発器の冷媒出口は、前記圧縮機の吸入口側に接続されており、
   前記分岐部の他方の流出口は、前記分離器側減圧部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の気相冷媒出口は、前記ノズル部の入口側に接続されており、
   前記気液分離部の液相冷媒出口は、前記低段側減圧部の入口側に接続されている請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。

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