JP6582950B2 - エジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、流体を減圧するとともに、高速度で噴射される噴射流体の吸引作用によって流体を吸引するエジェクタに関する。

従来、特許文献１に、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用された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、冷媒を減圧させる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、ボデーに形成された冷媒吸引口から蒸発器出口側冷媒を吸引する。さらに、ディフューザ通路にて、噴射冷媒と吸引冷媒（すなわち、蒸発器出口側冷媒）とを混合させて昇圧させる。

より詳細には、特許文献１のエジェクタでは、ボデーの内部に略円錐形状の弁体部である通路形成部材を配置し、ボデーと通路形成部材の円錐状側面との間に断面円環状の冷媒通路を形成している。そして、この冷媒通路のうち、冷媒流れ最上流側の部位を、ノズル通路として利用し、ノズル通路の冷媒流れ下流側の部位を、ディフューザ通路として利用している。

さらに、特許文献１のエジェクタは、通路形成部材を変位させて冷媒通路の通路断面積を変化させる駆動機構を備えている。これにより、特許文献１のエジェクタでは、適用された冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて、冷媒通路の通路断面積を変化させ、エジェクタを適切に作動させようとしている。

より詳細には、特許文献１の駆動機構は、感温媒体が封入される封入空間を形成する封入空間形成部、および感温媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム（圧力応動部）を有している。そして、吸引冷媒の温度に応じて感温媒体の圧力を変化させることによって、ダイヤフラムに連結された通路形成部材を変位させている。これにより、冷媒通路の通路断面積を冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて変化させている。

さらに、特許文献１のエジェクタでは、駆動機構の封入空間を円環状に形成して、ボデーのうち吸引冷媒を流通させる吸引用通路、およびディフューザ通路に囲まれた部位に配置している。これにより、特許文献１のエジェクタでは、感温媒体の温度を吸引冷媒の温度に速やかに近づけて、冷媒通路の通路断面積を冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて精度良く変化させようとしている。

特開２０１３−１７７８７９号公報

ところが、特許文献１のエジェクタでは、サイクルの起動時のような過渡作動時であっても、感温媒体の温度が吸引冷媒の温度に速やかに近づく。このため、過渡作動時であっても、吸引冷媒の温度変化に応じて冷媒通路の通路断面積が瞬時に変化してしまう。従って、過渡作動時に、例えば、圧縮機の冷媒吐出能力の増加度合に対して、冷媒通路の通路断面積の増加度合が不必要に大きくなってしまうことがある。

このように、エジェクタ内の冷媒通路の通路断面積の増加度合が不必要に大きくなってしまうと、冷凍サイクル装置の過渡作動時に、サイクルを循環する冷媒の循環冷媒流量にハンチング現象が生じ、サイクルの作動が不安定になってしまうおそれがある。しかし、特許文献１のエジェクタは、吸引冷媒の温度変化に対して冷媒通路の通路断面積を変化させる際の応答性を調整するための手段を備えていない。

本発明は、上記点に鑑み、適用された冷凍サイクル装置の負荷変動に応じて、内部に形成された冷媒通路の通路断面積を適切に変更可能なエジェクタ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、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させて噴射するノズル（３２）と、ノズル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冷媒吸引口（３１ｂ）、および噴射冷媒と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（１３ｃ）を有するボデー（３０）と、ノズル（３２）に形成されたノズル通路（１３ａ）内に配置された弁体部（３５）と、弁体部（３５）を変位させてノズル通路の通路断面積を変化させる駆動機構（３７）と、を備え、
駆動機構（３７）は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入される封入空間（３７ａ）を形成する封入空間形成部（３７２、３７６、３７６ａ）、および封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部（３７１）を有し、圧力応動部は、弁体部に連結されており、
封入空間（３７ａ）として、少なくとも吸引冷媒の有する熱を感温媒体に伝達させる感温空間（３７２ａ）、および感温媒体の圧力を圧力応動部に作用させる圧力応答空間（３７１ａ）が形成されており、封入空間形成部は、感温空間を形成する感温空間形成部（３７６、３７６ａ）、および圧力応答空間を形成する応答空間形成部（３７２）を有し、
感温空間と圧力応答空間とを連通させる連通路には、感温媒体が流通する際に流通抵抗を生じさせる絞り部（３７７）が配置されており、
封入空間は、ボデーに配置されており、ボデーのうち、感温空間が配置される部位の最高温度は、圧力応答空間が配置される部位の最低温度よりも低くなっているエジェクタである。

これによれば、感温空間（３７２ａ）内の感温媒体に吸引冷媒の有する熱を伝達させるので、吸引冷媒の温度に応じて、封入空間（３７ａ）内の圧力を変化させることができる。従って、吸引冷媒の温度に応じて、弁体部（３５）を変位させることができる。すなわち、冷凍サイクル装置（１０）の負荷変動に応じて、冷媒通路（１３ａ）の通路断面積を変化させることができる。

さらに、連通路に絞り部（３７７）が配置されているので、吸引冷媒の温度に応じて感温空間（３７２ａ）内の圧力が速やかに変化しても、感温空間（３７２ａ）内の圧力変化よりも、圧力応答空間（３７１ａ）内の圧力変化を遅らせることができる。すなわち、感温空間（３７２ａ）内の圧力変化に対して、弁体部（３５）の変位を遅らせることができる。

その結果、過渡作動時等に、冷媒通路（１３ａ）の通路断面積を増加度合が不必要に大きくなってしまうことを抑制することができる。さらに、絞り部（３７７）の仕様を変更することで、吸引冷媒の温度変化に対して冷媒通路の通路断面積を変化させる際の応答性を調整することもできる。

すなわち、請求項１に記載の発明によれば、過渡作動時にであっても、適用された冷凍サイクル装置（１０）の負荷変動に応じて、内部に形成された冷媒通路（１３ａ）の通路断面積を適切に変更可能に構成されたエジェクタ（１３）を提供することができる。

ここで、「圧力応答空間（３７１ａ）」は、封入空間（３７ａ）のうち絞り部（３７７）の最小通路断面積部よりも圧力応動部（３７１）側の空間と定義してもよい。さらに、「感温空間（３７２ａ）」は、封入空間（３７ａ）のうち絞り部（３７７）の最小通路断面積部よりも圧力応動部（３７１）の反対側の空間と定義してもよい。

また、封入空間は、ボデーに配置されており、ボデーのうち、感温空間が配置される部位の最高温度が、圧力応答空間が配置される部位の最低温度よりも、低くなっている。

これによれば、圧力応答空間（３７１ａ）内の感温媒体の温度帯が、感温空間（３７２ａ）内の感温媒体の温度帯よりも高くなる。従って、圧力応答空間（３７１ａ）内の感温媒体を気相単相とし、感温空間（３７２ａ）内の感温媒体を気液二相とすることができる。このため、圧力応答空間（３７１ａ）内の感温媒体の温度変化に対する圧力変化度合を、感温空間（３７２ａ）内の感温媒体の温度変化に対する圧力変化度合に対して、極めて小さくすることができる。

従って、封入空間（３７ａ）全体の感温媒体の圧力を、感温空間（３７２ａ）内の感温媒体の圧力と同様に変化させることができる。すなわち、封入空間（３７ａ）全体の感温媒体の圧力を、吸引冷媒の温度変化に対して精度良く変化させることができる。

ここで、「封入空間は、ボデーに配置されており、」とは、ボデー（３０）と別部材で形成された封入空間形成部（３７２、３７６）がボデー（３０）に取り付けられていることによって、封入空間（３７ａ）が間接的にボデー（３０）に固定されていることをのみを意味するものではない。例えば、ボデー（３０）に形成された溝部や穴部等によって、封入空間（３７ａ）がボデー（３０）に直接形成されていることも含む意味である。この場合は、ボデー（３０）のうち、当該溝部あるいは穴部が封入空間形成部となる。
また、請求項４に記載の発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させて噴射するノズル（３２）と、ノズル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冷媒吸引口（３１ｂ）、および噴射冷媒と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（１３ｃ）を有するボデー（３０）と、ノズルに形成されたノズル通路（１３ａ）内に配置された弁体部（３５）と、弁体部（３５）を変位させてノズル通路の通路断面積を変化させる駆動機構（３７）と、を備え、
駆動機構（３７）は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入される封入空間（３７ａ）を形成する封入空間形成部（３７２、３７６、３７６ａ）、および封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部（３７１）を有し、圧力応動部は、弁体部に連結されており、
封入空間として、少なくとも吸引冷媒の有する熱を感温媒体に伝達させる感温空間（３７２ａ）、および感温媒体の圧力を圧力応動部に作用させる圧力応答空間（３７１ａ）が形成されており、封入空間形成部は、感温空間を形成する感温空間形成部（３７６、３７６ａ）、および圧力応答空間を形成する応答空間形成部（３７２）を有し、
感温空間と圧力応答空間とを連通させる連通路には、感温媒体が流通する際に流通抵抗を生じさせる絞り部（３７７）が配置されており、
圧力応答空間は、その内部の感温媒体に、吸引冷媒の有する熱よりもノズルへ流入する高圧冷媒の有する熱が伝達され易い位置に配置されているエジェクタである。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項６に記載の発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させて噴射するノズル（３２）と、ノズル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冷媒吸引口（３１ｂ）、および噴射冷媒と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（１３ｃ）を有するボデー（３０）と、ノズルに形成されたノズル通路（１３ａ）内に配置された弁体部（３５）と、弁体部（３５）を変位させてノズル通路の通路断面積を変化させる駆動機構（３７）と、を備え、
駆動機構（３７）は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入される封入空間（３７ａ）を形成する封入空間形成部（３７２、３７６、３７６ａ）、および封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部（３７１）を有し、圧力応動部は、弁体部に連結されており、
封入空間として、少なくとも吸引冷媒の有する熱を感温媒体に伝達させる感温空間（３７２ａ）、および感温媒体の圧力を圧力応動部に作用させる圧力応答空間（３７１ａ）が形成されており、封入空間形成部は、感温空間を形成する感温空間形成部（３７６、３７６ａ）、および圧力応答空間を形成する応答空間形成部（３７２）を有し、
感温空間と圧力応答空間とを連通させる連通路には、感温媒体が流通する際に流通抵抗を生じさせる絞り部（３７７）が配置されており、
封入空間は、ボデーに配置されており、ボデーのうち、感温空間が配置される部位は、圧力応答空間が配置される部位よりも低くなっているエジェクタである。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

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の軸方向断面図である。 第１実施形態のエジェクタの各構成部材および各冷媒通路を説明するための模式的な拡大断面図である。 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２実施形態のエジェクタの各構成部材および各冷媒通路を説明するための模式的な拡大断面図である。

（第１実施形態）
図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ１３は、図１に示すように、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、すなわちエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用されている。さらに、こ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へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態の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、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として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。この冷媒には、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。

エジェクタ式冷凍サイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、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エンジン（内燃機関）とともにエンジンルーム内に配置されている。さらに、圧縮機１１は、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エンジン駆動式の圧縮機である。

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、後述する制御装置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、放熱器１２の凝縮部１２ａ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、凝縮部１２ａ、レシーバ部１２ｂ、および過冷却部１２ｃを有する、いわゆるサブクール型の凝縮器として構成されている。

凝縮部１２ａ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用の熱交換部である。レシーバ部１２ｂは、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冷媒容器である。過冷却部１２ｃは、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用の熱交換部である。

冷却ファン１２ｄは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（すなわち、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。さらに、エジェクタ１３は、高速度で噴射される噴射冷媒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）としての機能を果たす。

これに加えて、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、気液分離部を一体化（モジュール化）させた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。

エジェクタ１３の具体的構成については、図２、図３を用いて説明する。なお、図２における上下の各矢印は、エジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用空調装置に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、図３は、エジェクタ１３の各構成部材、およびエジェクタ１３の内部に形成された各冷媒通路等を説明するための模式的な一部拡大断面図であって、図２と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付している。

本実施形態のエジェクタ１３は、図２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。

より具体的には、ボデー３０は、エジェクタ１３の外殻を形成するハウジングボデー３１を有している。ボデー３０は、金属製（本実施形態では、アルミニウム合金製）の柱状部材で形成されている。さらに、ハウジングボデー３１の内部には、略円柱状の空間が形成されている。そして、この空間の内部に、ノズル３２、ディフューザボデー３３、ロワーボデー３４等が固定されている。なお、ハウジングボデー３１は、樹脂にて形成されていてもよい。

ハウジングボデー３１には、冷媒流入口３１ａ、冷媒吸引口３１ｂ、液相冷媒流出口３１ｃ、気相冷媒流出口３１ｄといった複数の冷媒流入出口が形成されている。

冷媒流入口３１ａは、放熱器１２から流出した冷媒を流入させる冷媒流入口である。冷媒吸引口３１ｂは、蒸発器１４から流出した冷媒を吸引する冷媒流入口である。液相冷媒流出口３１ｃは、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冷媒流出口である。気相冷媒流出口３１ｄは、気液分離空間３０ｆにて分離された気相冷媒を圧縮機１１の吸入口側へ流出させる冷媒流出口である。

ノズル３２は、図２に示すように、ハウジングボデー３１の内部の上方側に配置されている。ノズル３２は、金属製（本実施形態では、ステンレス製）の円環状部材で形成されている。

より具体的には、ノズル３２は、旋回空間形成部３２ａおよびノズル形成部３２ｂを有している。旋回空間形成部３２ａは、その外径がハウジングボデー３１内に形成された略円柱状の空間の内径と同程度の寸法に形成された円環状部である。ノズル形成部３２ｂは、旋回空間形成部３２ａよりも小径に形成された円筒状部である。さらに、旋回空間形成部３２ａおよびノズル形成部３２ｂは互いに同軸上に配置されている。

ノズル３２は、旋回空間形成部３２ａの外周側がハウジングボデー３１の内部に圧入されることによって、ハウジングボデー３１に固定されている。旋回空間形成部３２ａとハウジングボデー３１との間には、図示しないシール部材としてのＯ−リングが配置されており、これらの部材の隙間から冷媒が漏れることはない。

旋回空間形成部３２ａの内部には、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が形成されている。旋回空間形成部３２ａの上方側には、円板状の金属プレート３２ｃが配置されており、この金属プレート３２ｃによって、旋回空間３０ａの上方側の開口部が閉塞されている。

旋回空間３０ａは、略円柱状に形成されており、旋回空間３０ａの中心軸は、後述する通路形成部材３５の中心軸ＣＬと同軸上に配置されている。もちろん、旋回空間３０ａは、円錐台と円柱とを結合させた回転体形状等に形成されていてもよい。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。

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へ流入する冷媒を、旋回空間３０ａの内壁面に沿って流入させるように形成されている。このため、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３１ｅ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を調整すること等によって行うことができる。なお、本実施形態の旋回流速とは、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。

ノズル形成部３２ｂの内部には、旋回空間３０ａから流出した冷媒を減圧させて下流側へ流出させる減圧用空間３０ｂが形成されている。減圧用空間３０ｂは、２つの円錐台形状の空間の頂部側同士を結合させた回転体形状に形成されている。この減圧用空間３０ｂの中心軸も、通路形成部材３５の中心軸ＣＬと同軸上に配置されている。

減圧用空間３０ｂの内部には、円錐状に形成された通路形成部材３５の頂部側が配置されている。通路形成部材３５は、ボデー３０の内部に形成された冷媒通路内に配置された弁体部である。さらに、通路形成部材３５は、中心軸ＣＬ方向に変位することによって、冷媒通路の通路断面積を変化させる機能を果たすものである。

より具体的には、通路形成部材３５は、冷媒に対して耐性を有する樹脂（本実施形態では、ナイロン６またはナイロン６６）にて形成されている。通路形成部材３５の中心軸ＣＬは、減圧用空間３０ｂの中心軸と同軸上に配置されている。このため、通路形成部材３５は、減圧用空間３０ｂから離れるに伴って（すなわち、冷媒流れ下流側へ向かって）、外径が拡大する円錐形状に形成されている。

通路形成部材３５の内部には、底面側から略円錐台状の空間が形成されている。つまり、通路形成部材３５は、杯状に形成されている。さらに、通路形成部材３５の内部空間には、シャフト３５ａが配置されている。シャフト３５ａは、金属製（本実施形態では、ステンレス製）の円柱状部材で形成されている。シャフト３５ａの中心軸は、通路形成部材３５の中心軸ＣＬと同軸上に配置されている。

このシャフト３５ａの一端側は、通路形成部材３５にインサート成形されている。これにより、通路形成部材３５とシャフト３５ａが一体化されている。一方、シャフト３５ａの中央部には、圧入等の手段によってディスク３５ｂが連結されている。ディスク３５ｂは、金属製（本実施形態では、アルミニウム合金製）の円板状部材で形成されている。

ディスク３５ｂは、後述する駆動機構３７の作動棒３７４の下方側の端部と接触している。これにより、ディスク３５ｂには、駆動機構３７から出力された駆動力が伝達される。そして、ディスク３５ｂが、駆動機構３７から出力された駆動力を受けて変位すると、シャフト３５ａおよび通路形成部材３５も、ディスク３５ｂと一体となって変位する。

通路形成部材３５の頂部側（すなわち、鉛直方向上方側）の外周面とノズル３２の減圧用空間３０ｂを形成する部位の内周面との間には、旋回空間３０ａから流出した冷媒が流通する冷媒通路が形成されている。この冷媒通路としては、図３に示すように、先細部１３１および末広部１３２が形成されている。

先細部１３１は、先細部１３１および末広部１３２のうち通路断面積が最も縮小した最小通路面積部３０ｍよりも冷媒流れ上流側に形成されて、最小通路面積部３０ｍに至るまでの通路断面積が徐々に縮小する冷媒通路である。末広部１３２は、最小通路面積部３０ｍから冷媒流れ下流側に形成されて、通路断面積が徐々に拡大する冷媒通路である。

この末広部１３２では、径方向から見たときに減圧用空間３０ｂと通路形成部材３５が重合（オーバーラップ）しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状（すなわち、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）となる。さらに、末広部１３２における通路断面積は、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、このような通路形状によって減圧用空間３０ｂの内周面と通路形成部材３５の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路をラバールノズルとして機能するノズル通路１３ａとしている。そして、このノズル通路１３ａにて、冷媒を減圧させるとともに、冷媒の流速を超音速となるように増速させて噴射している。

また、図２、図３に示すように、ノズル３２のノズル形成部３２ｂの外周側、かつ、旋回空間形成部３２ａの底面側には、通路形成部材３５を変位させる駆動機構３７が配置されている。この駆動機構３７の詳細構成については後述する。

次に、ディフューザボデー３３は、略円筒状の金属部材で形成されている。ディフューザボデー３３は、図２に示すように、ハウジングボデー３１の内部であって、ノズル３２の下方側に配置されている。ディフューザボデー３３の中心部には、表裏（上下）を貫通する貫通穴３３ａが形成されている。この貫通穴３３ａも回転体形状に形成されており、その中心軸が通路形成部材３５の中心軸ＣＬと同軸上に配置されている。

さらに、ディフューザボデー３３は、その外周側がハウジングボデー３１の内部に圧入されることによって、ハウジングボデー３１に固定されている。なお、ディフューザボデー３３とハウジングボデー３１との間には、図示しないシール部材としてのＯ−リングが配置されており、これらの部材の隙間から冷媒が漏れることはない。

ディフューザボデー３３の中心側とノズル３２のノズル形成部３２ｂの外周側との間には、冷媒吸引口３１ｂから吸引された冷媒を減圧用空間３０ｂ（ノズル通路１３ａ）の冷媒流れ下流側へ導く吸引用通路１３ｂが形成されている。本実施形態では、ノズル形成部３２ｂの下方側先端部が、ディフューザボデー３３の貫通穴３３ａの内部まで延びているため、吸引用通路１３ｂは、中心軸周りに環状に形成されている。

また、ディフューザボデー３３の貫通穴３３ａのうち、吸引用通路１３ｂ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３０ｅが形成されている。昇圧用空間３０ｅは、上述したノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒と吸引用通路１３ｂから吸引された吸引冷媒とを流入させる空間である。

昇圧用空間３０ｅの内部には、通路形成部材３５の下方側が配置されている。ディフューザボデー３３の昇圧用空間３０ｅを形成する部位の内周面と通路形成部材３５の下方側の外周面との間には、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒と吸引用通路１３ｂを介して吸引された吸引冷媒とを流入させる冷媒通路が形成されている。

この冷媒通路は、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。これにより、この冷媒通路では、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ができる。

そこで、本実施形態では、図３に示すように、昇圧用空間３０ｅを形成するディフューザボデー３３の内周面と通路形成部材３５の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路を、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（昇圧部）として機能するディフューザ通路１３ｃとしている。このディフューザ通路１３ｃの中心軸に垂直な断面形状も円環状に形成されている。

さらに、ディフューザボデー３３の底面側であって、かつ、通路形成部材３５の底面側には、第１支持プレート３３１および第２支持プレート３３２が配置されている。第１支持プレート３３１および第２支持プレート３３２は、いずれも金属製（本実施形態では、アルミニウム合金製）の円板状部材で形成されている。

第１支持プレート３３１は、通路形成部材３５の底面とディスク３５ｂの上面との間に配置されている。第１支持プレート３３１は、外周側に配置された複数の第１柱部３３１ａによってディフューザボデー３３の底面に固定されている。従って、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒は、各第１柱部３３１ａの間に形成される通路を介して、後述する気液分離空間３０ｆ側へ流入する。

第１支持プレート３３１の上面と通路形成部材３５の内側面との間には、第１コイルバネ３３３が配置されている。第１コイルバネ３３３は、通路形成部材３５に対して、中心軸ＣＬ方向上方側（ノズル通路１３ａの最小通路面積部３０ｍの通路断面積を縮小させる側）に付勢する荷重をかける第１弾性部材である。

第２支持プレート３３２は、第１支持プレート３３１よりも外径の小さい円板状部材で形成されている。第２支持プレート３３２は、ディスク３５ｂの下面側に配置されている。第２支持プレート３３２は、外周側に配置された複数の第２柱部３３２ａによって第１支持プレート３３１の底面に固定されている。第２柱部３３２ａは、ディスク３５ｂに形成された貫通穴を貫通している。

つまり、ディスク３５ｂは、中心軸ＣＬに垂直な方向から見たときに、第１支持プレート３３１の下面と第２支持プレート３３２の上面との間で、中心軸ＣＬ方向に変位可能に配置されている。

第２支持プレート３３２とシャフト３５ａの他端部に配置されたバネ受け部３５ｃとの間には、第２コイルバネ３３４が配置されている。第２コイルバネ３３４は、通路形成部材３５に対して、中心軸ＣＬ方向下方側（ノズル通路１３ａの最小通路面積部３０ｍの通路断面積を拡大させる側）に付勢する荷重をかける第２弾性部材である。バネ受け部３５ｃは、シャフト３５ａの他端側の端部に形成されたネジ部に螺合されている。

従って、通路形成部材３５、シャフト３５ａ、およびディスク３５ｂは、第１コイルバネ３３３および第２コイルバネ３３４の合計荷重を受けている。さらに、この合計荷重は、バネ受け部３５ｃの位置を変化させることによって調整することができる。

次に、駆動機構３７について説明する。駆動機構３７は、通路形成部材３５を変位させることによって、ノズル通路１３ａの最小通路面積部３０ｍ等の冷媒通路断面積を変化させるものである。

駆動機構３７は、図３に示すように、ダイヤフラム３７１、アッパープレート３７２、ロワープレート３７３、作動棒３７４、プレート３７５、感温筒３７６等を有している。ダイヤフラム３７１、アッパープレート３７２、ロワープレート３７３は、中心軸ＣＬ方向から見たときに、いずれも略円環状に形成されている。

アッパープレート３７２は、ダイヤフラム３７１とともに、封入空間３７ａの一部を形成する封入空間形成部である。アッパープレート３７２は、金属（本実施形態ではアルミニウム合金）で形成された平板円環状部材である。アッパープレート３７２のダイヤフラム３７１側の面には、円環状の凹み部が形成されている。そして、この凹み部の内部に封入空間３７ａの一部が形成されている。

封入空間３７ａは、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された空間である。より詳細には、封入空間３７ａは、エジェクタ式冷凍サイクル１０を循環する冷媒と同等の組成の感温媒体が予め定めた封入密度となるように封入された空間である。

従って、本実施形態の感温媒体としては、Ｒ１３４ａを主成分とする媒体（例えば、Ｒ１３４ａとヘリウムとの混合媒体）を採用することができる。さらに、感温媒体の封入密度は、後述するようにサイクルの通常作動時に通路形成部材３５を適切に変位させることができるように設定されている。

ロワープレート３７３は、ダイヤフラム３７１とともに、導入空間３７ｂを形成する導入空間形成部である。ロワープレート３７３は、アッパープレート３７２と同様の金属部材で形成されている。導入空間３７ｂは、吸引冷媒（具体的には、後述する蒸発器１４から流出した冷媒）を導入させる空間である。導入空間３７ｂは、中心軸ＣＬ周りに円環状に形成されている。

ロワープレート３７３は、アッパープレート３７２の凹み部内に、圧入あるいはかしめ等の手段によって固定されている。この際、ダイヤフラム３７１の外周側縁部および内周側縁部が、アッパープレート３７２とロワープレート３７３との間に挟み込まれる。これにより、ダイヤフラム３７１が、凹み部内に保持固定されるとともに、凹み部内の空間を封入空間３７ａと導入空間３７ｂとに仕切る。

ダイヤフラム３７１は、封入空間３７ａの内圧と吸引用通路１３ｂを流通する吸引冷媒の圧力との圧力差に応じて変位する圧力応動部材である。従って、ダイヤフラム３７１は弾性に富み、かつ耐圧性および気密性に優れる材質で形成されていることが望ましい。

このようなダイヤフラム３７１としては、例えば、基布（ポリエステル）入りのＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）やＨＮＢＲ（水素添加ニトリルゴム）等のゴム製の基材で形成されたものを採用することができる。

さらに、アッパープレート３７２は、凹み部内に、ダイヤフラム３７１およびロワープレート３７３が固定された状態で、ノズル３２の旋回空間形成部３２ａの底面に接触するように、圧入、かしめ、あるいはネジ止め等の手段によって取り付けられている。

感温筒３７６は、金属（本実施形態ではアルミニウム合金）で形成された有底円筒状部材あるいはタンク状部材である。感温筒３７６の底面側はディフューザボデー３３の上面側に固定されている。さらに、感温筒３７６の少なくとも一部は、吸引用通路１３ｂ内に配置されている。換言すると、感温筒３７６の少なくとも一部は、吸引用通路１３ｂを横切るように配置されている。

さらに、感温筒３７６の内部空間は、アッパープレート３７２とダイヤフラム３７１によって形成された封入空間３７ａに連通している。従って、感温筒３７６の内部に形成される空間は、封入空間３７ａの一部である。さらに、感温筒３７６は、封入空間形成部である。

ここで、前述の如く、封入空間３７ａのうち、アッパープレート３７２とダイヤフラム３７１によって形成された空間では、感温媒体の圧力をダイヤフラム３７１に作用させることができる。従って、アッパープレート３７２とダイヤフラム３７１によって形成された空間は圧力応答空間３７１ａである。また、アッパープレート３７２は応答空間形成部である。

一方、封入空間３７ａのうち、感温筒３７６の内部空間では、感温筒３７６の少なくとも一部が吸引用通路１３ｂ内に配置されているので、吸引冷媒の有する熱を感温媒体に伝達させることができる。従って、感温筒３７６の内部空間は感温空間３７２ａである。また、感温筒３７６は感温空間形成部である。

さらに、アッパープレート３７２とダイヤフラム３７１によって形成された空間（すなわち、圧力応答空間３７１ａ）と、感温筒３７６の内部空間（すなわち、感温空間３７２ａ）は、キャピラリチューブ３７７を介して連通している。キャピラリチューブ３７７は、冷媒が感温空間３７２ａと圧力応答空間３７１ａとの間を流通する際の流通抵抗を生じさせる絞り部を構成している。

また、本実施形態では、応答空間形成部であるアッパープレート３７２が、ノズル３２に接触するように取り付けられている。さらに、ノズル３２には、放熱器１２から流出した高圧冷媒が流通する冷媒流入通路３１ｅが形成されている。このため、圧力応答空間３７１ａは、その内部の感温媒体に、吸引冷媒の有する熱よりも高圧冷媒の有する熱が伝達され易い位置に配置されている。

一方、感温空間形成部である感温筒３７６は、その底面がディフューザボデー３３の上面側に固定され、少なくとも一部が吸引用通路１３ｂ内に配置されている。このため、感温空間３７２ａは、その内部の感温媒体に、高圧冷媒の有する熱よりも吸引冷媒の有する熱が伝達され易い位置に配置されている。

そのため、本実施形態では、ボデー３０のうち感温空間３７２ａの配置される部位の最高温度が、ボデー３０のうち圧力応答空間３７１ａが配置される部位の最低温度よりも、低くなっている。

続いて、ダイヤフラム３７１の下方側には、図３に示すように、ダイヤフラム３７１の変位を通路形成部材３５へ伝達する伝達部材としてのプレート３７５および複数の作動棒３７４が配置されている。プレート３７５は、平板円環状の金属部材で形成されている。プレート３７５は、ダイヤフラム３７１の下方側の面の全周に亘って接触するように配置されている。

複数の作動棒３７４は、プレート３７５の底面に接触するオフセット部とディスク３５ｂの上面に接触する軸部とを有する金属部材である。オフセット部は、軸部よりも中心軸ＣＬ側に形成されている。軸部は、中心軸ＣＬ方向に延びる円柱状に形成されており、ロワープレート３７３およびディフューザボデー３３に形成された貫通穴に挿入されている。この貫通穴と軸部との隙間には、シール部材としてのＯ−リングが配置されており、これらの部材の隙間から冷媒が漏れることはない。

なお、図３では、図示の明確化のため、作動棒３７４のオフセット部を省略して、作動棒３７４を円柱状（棒状）に示している。また、複数の作動棒３７４は、ダイヤフラム３７１の変位を通路形成部材３５へ適切に伝達するために、中心軸ＣＬ周りに等角度間隔で配置されていることが望ましい。具体的には、３本の作動棒３７４を採用して、中心軸ＣＬ周りに１２０°間隔で配置すればよい。

また、前述の如く、通路形成部材３５は、シャフト３５ａおよびディスク３５ｂとともに、第１コイルバネ３３３および第２コイルバネ３３４の合計荷重を受けている。従って、通路形成部材３５は、作動棒３７４から受ける荷重と第１コイルバネ３３３および第２コイルバネ３３４の合計荷重が釣り合うように変位する。

より具体的には、蒸発器１４出口側冷媒の温度（過熱度ＳＨ）が上昇すると、封入空間３７ａに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間３７ａ内の内圧から導入空間３７ｂ内の内圧を差し引いた圧力差が大きくなる。これにより、ダイヤフラム３７１が吸引空間３０ｃ側へ変位して、通路形成部材３５が作動棒３７４から受ける荷重が増加する。

従って、蒸発器１４出口側冷媒の温度（過熱度ＳＨ）が上昇すると、通路形成部材３５は、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を拡大させる方向（図２では、下方側）に変位する。

一方、蒸発器１４出口側冷媒の温度（過熱度ＳＨ）が低下すると、封入空間３７ａに封入された感温媒体の飽和圧力が低下し、封入空間３７ａ内の内圧から導入空間３７ｂ内の内圧を差し引いた圧力差が小さくなる。これにより、ダイヤフラム３７１が封入空間３７ａ側へ変位して、通路形成部材３５が作動棒３７４から受ける荷重が減少する。

従って、蒸発器１４出口側冷媒の温度（過熱度ＳＨ）が低下すると、通路形成部材３５は、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を縮小させる方向（図２では、上方側）に変位する。

つまり、本実施形態の駆動機構３７は、機械的機構で構成されており、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度ＳＨに応じて、ダイヤフラム３７１が通路形成部材３５を変位させる。そして、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、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を調整している。

なお、基準過熱度ＫＳＨは、バネ受け部３５ｃの取付位置を調整して第１コイルバネ３３３および第２コイルバネ３３４の合計荷重を調整することによって、変更することができる。

次に、図２に示すように、ディフューザボデー３３の下方側には、ロワーボデー３４が配置されている。ロワーボデー３４は、円筒状の金属部材で形成されている。ロワーボデー３４は、ボデー３０の内部に、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間３０ｆを形成するものである。

ロワーボデー３４は、ハウジングボデー３１の下方側から内部に圧入されることによって、ハウジングボデー３１に固定されている。ロワーボデー３４の外周側とハウジングボデー３１の内周側との間には、図示しないシール部材としてのＯ−リングが配置されており、これらの部材の隙間から冷媒が漏れることはない。

気液分離空間３０ｆは、略円筒状の回転体形状の空間として形成されている。気液分離空間３０ｆの中心軸は、通路形成部材３５の中心軸ＣＬと同軸上に配置されている。気液分離空間３０ｆでは、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒が中心軸周りに旋回することで生じる遠心力の作用によって冷媒の気液を分離している。

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。ロワーボデー３４の軸中心部には、気液分離空間３０ｆに対して同軸上に配置されて、上方側へ向かって延びる円筒状のパイプ３４ａが設けられている。

このため、気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒は、パイプ３４ａの外周側に一時的に滞留して、液相冷媒流出口３１ｃから流出する。また、パイプ３４ａの内部には、気液分離空間３０ｆにて分離された気相冷媒をハウジングボデー３１の気相冷媒流出口３１ｄへ導く気相冷媒流出通路３１ｇが形成されている。

次に、エジェクタ１３の液相冷媒流出口３１ｃには、図１に示すように、蒸発器１４の冷媒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、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。蒸発器１４の出口側には、エジェクタ１３の冷媒吸引口３１ｂが接続されている。さらに、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。

次に、図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、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、制御装置には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、蒸発器温度センサ、吐出圧力センサ等の複数の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。

より具体的には、内気温センサは、車室内温度を検出する内気温検出手段である。外気温センサは、外気温を検出する外気温検出手段である。日射センサは、車室内の日射量を検出する日射量検出手段である。蒸発器温度センサは、蒸発器１４の吹出空気温度（蒸発器温度）を検出する蒸発器温度検出手段である。吐出圧力センサは、放熱器１２出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力検出手段である。

さらに、制御装置の入力側には、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、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制御装置へ入力される。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、本実施形態の制御装置は、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に構成されたものであるが、制御装置のうち、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を構成している。もちろん、吐出能力制御手段を制御装置に対して、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を図４のモリエル線図を用いて説明する。まず、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、制御装置が圧縮機１１の電動モータ、冷却ファン１２ｄ、送風ファン１４ａ等を作動させる。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冷媒（図４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にて気液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４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の減圧用空間３０ｂの内周面と通路形成部材３５の外周面との間に形成されるノズル通路１３ａにて等エントロピ的に減圧されて噴射される（図４のｂ点→ｃ点）。この際、減圧用空間３０ｂの最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積は、蒸発器１４出口側冷媒（図４のｈ点）の過熱度が基準過熱度ＫＳＨに近づくように調整される。

さらに、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４のｈ点）が、冷媒吸引口３１ｂおよび吸引用通路１３ｂを介して吸引される。ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒および吸引用通路１３ｂを介して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４のｃ点→ｄ点、ｈ１点→ｄ点）。

ここで、本実施形態の吸引用通路１３ｂの最下流部は、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４のｈ点→ｈ１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４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４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から蒸発器１４へ至る冷媒流路を流通する際に圧力損失を伴って蒸発器１４へ流入する（図４のｇ点→ｇ１点）。蒸発器１４へ流入した冷媒は、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４のｇ１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気相冷媒流出口３１ｄから流出して、圧縮機１１へ吸入され再び圧縮される（図４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。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、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によれば、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、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く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。

このように二相分離状態となった冷媒がノズル通路１３ａへ流入することで、ノズル通路１３ａの先細部１３１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３０ｍ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３０ｍ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１３２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。

また、本実施形態のエジェクタ１３では、駆動機構３７を備えているので、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じて通路形成部材３５を変位させて、ノズル通路１３ａの通路断面積（最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積）、およびディフューザ通路１３ｃの通路断面積を調整することができる。

これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じて、内部に形成された冷媒通路（具体的には、ノズル通路１３ａ、およびディフューザ通路１３ｃ）の通路断面積を精度良く変化させて、エジェクタ１３を適切に作動させることができる。

より詳細には、本実施形態のエジェクタ１３では、感温筒３７６の少なくとも一部を吸引用通路１３ｂ内に配置することによって、感温空間３７２ａを、その内部の感温媒体に（高圧冷媒の有する熱よりも）吸引冷媒の有する熱が伝達されやすい位置に配置している。一方、駆動機構３７のアッパープレート３７２をノズル３２に接触するように配置することによって、圧力応答空間３７１ａを、その内部の感温媒体に（吸引冷媒の有する熱よりも）高圧冷媒の有する熱が伝達されやすい位置に配置している。

これにより、感温空間３７２ａの配置される部位の最高温度が、圧力応答空間３７１ａの配置される部位の最低温度よりも低くなるようにしている。従って、圧力応答空間３７１ａ内の感温媒体の温度帯を、感温空間３７２ａ内の感温媒体の温度帯よりも高くすることができる。そして、圧力応答空間３７１ａ内の感温媒体を気相単相とし、感温空間３７２ａ内の感温媒体を気液二相とすることができる。

さらに、気相単相の流体（感温媒体）の温度変化に対する圧力変化度合は、気液二相の流体（感温媒体）の温度変化に対する圧力変化度合に対して極めて小さい。従って、封入空間３７ａ全体の感温媒体の圧力を、感温空間３７２ａ内の感温媒体の圧力と同様に変化させることができる。つまり、封入空間３７ａ全体の感温媒体の圧力を、吸引冷媒の温度に応じて速やかに、かつ、精度良く変化させることができる。

その結果、本実施形態のエジェクタ１３では、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じて、内部に形成された冷媒通路の通路断面積を精度良く変化させて、エジェクタ１３を適切に作動させることができる。

ところで、本実施形態のエジェクタ１３では、サイクルの起動時のような過渡作動時であっても、吸引冷媒の温度変化に応じて冷媒通路の通路断面積が瞬時に変化してしまう。従って、過渡作動時に、例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力の増加度合に対して、ノズル通路１３ａの通路断面積等の増加度合が不必要に大きくなってしまう。

このように、ノズル通路１３ａの通路断面積等の増加度合が不必要に大きくなってしまうと、エジェクタ式冷凍サイクル１０の過渡作動時に、サイクルを循環する冷媒の循環冷媒流量にハンチング現象が生じ、サイクルの作動が不安定に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１３によれば、感温空間３７２ａと圧力応答空間３７１ａと感温空間３７２ａとを連通させる連通路をキャピラリチューブ３７７で構成している。

このため、吸引冷媒の温度に応じて感温空間３７２ａ内の圧力が速やかに変化しても、感温空間３７２ａ内の圧力変化よりも、圧力応答空間３７１ａ内の圧力変化を遅らせることができる。従って、感温空間３７２ａ内の圧力変化に対して、通路形成部材３５の変位を遅らせることができる。

その結果、過渡作動時等に、ノズル通路１３ａの通路断面積の増加度合が不必要に大きくなってしまうことを抑制することができる。さらに、絞り部であるキャピラリチューブ３７７の仕様を変更することで、吸引冷媒の温度変化に対して冷媒通路の通路断面積を変化させる際の応答性を調整することもできる。

すなわち、本実施形態のエジェクタ１３によれば、過渡作動時であっても、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じて、内部に形成された冷媒通路（具体的には、ノズル通路１３ａ、およびディフューザ通路１３ｃ）の通路断面積を適切に変更させることができる。

また、本実施形態の駆動機構３７では、感温空間３７２ａが配置される部位は、圧力応答空間３７１ａが配置される部位よりも低くなっている。

従って、圧力応答空間３７１ａ内の感温媒体が凝縮してしまっても、圧力応答空間３７１ａにて凝縮した冷媒を重力の作用によって感温空間３７２ａ側へ流入させやすい。このため、より一層、圧力応答空間３７１ａ内の感温媒体を気相単相とし、感温空間３７２ａ内の感温媒体を気液二相としやすい。

また、本実施形態の駆動機構３７では、ノズル通路１３ａの通路断面積を縮小させる側に付勢する荷重をかける第１コイルバネ３３３、およびノズル通路１３ａの通路断面積を拡大させる側に付勢する荷重をかける第２コイルバネ３３４を有している。

これによれば、通路形成部材３５に荷重をかける弾性部材の合計バネ定数が第１コイルバネ３３３のバネ定数と第２コイルバネ３３４のバネ定数との合算値となる。従って、第１コイルバネ３３３のバネ定数を増大させることなく、通路形成部材３５を含む振動系の固有振動数を高い値に設定することができる。その結果、通路形成部材３５を含む振動系が車両振動に共振してしまうことを抑制することができる。

さらに、駆動機構３７がノズル通路１３ａの通路断面積を拡大させる際に必要な駆動力は、第１コイルバネ３３３による荷重と第２コイルバネによる荷重との差分となる。従って、通路形成部材３５を含む振動系の固有振動数を高い値に設定しても、駆動機構３７がノズル通路１３ａの通路断面積を拡大させる際に必要な駆動力は増大しない。

このため、駆動機構３７の駆動力を増大させるために、封入空間３７ａの内の感温媒体の封入量を増量させる必要もない。その結果、吸引冷媒の温度に応じて、感温媒体の圧力を、より一層、速やかに、かつ、精度良く変化させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対してエジェクタ１３の感温筒の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態の感温筒３７６ａは、図５に示すように、比較的径の細い配管を螺旋状に曲げて、その先端部を閉塞させることによって形成されている。その他のエジェクタ１３および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。なお、図５は、第１実施形態の図４に対応する図面である。

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１３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。さらに、本実施形態では、感温筒３７６ａを螺旋状に形成しているので、感温媒体と吸引冷媒との熱交換面積を増加させることができる。その結果、吸引冷媒の温度に応じて、感温空間内の感温媒体の圧力を、より一層、速やかに、かつ、精度良く変化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）上述の実施形態で説明した圧力応答空間３７１ａおよび感温空間３７２ａは、次のように定義してもよい。例えば、上述の実施形態では、絞り部としてキャピラリチューブ３７７を採用している。従って、キャピラリチューブ３７７よりもダイヤフラム３７１側の空間を圧力応答空間３７１ａと定義し、キャピラリチューブ３７７よりもダイヤフラム３７１の反対側の空間を感温空間３７２ａと定義してもよい。

また、感温空間３７２ａと圧力応答空間３７１ａとを連通させる連通路として通常の冷媒配管を採用し、絞り部として、この冷媒配管に配置されたオリフィスを採用してもよい。この場合は、オリフィスの最小通路断面積部よりもダイヤフラム３７１側を圧力応答空間３７１ａと定義し、オリフィスの最小通路断面積部よりもダイヤフラム３７１の反対側の空間を感温空間３７２ａと定義してもよい。

また、中心軸ＣＬに垂直な断面で、ダイヤフラム３７１の形状に適合する形状に形成された空間を圧力応答空間３７１ａと定義し、これ以外の封入空間３７ａを感温空間３７２ａと定義してもよい。

また、中心軸ＣＬに垂直な断面において、ダイヤフラム３７１を変位させるための圧力応答空間３７１ａの断面積は、感温空間３７２ａの断面積よりも大きくなる。そこで、連通路の両端側の２つの空間のうち、中心軸ＣＬに垂直な断面が大きい方を圧力応答空間３７１ａと定義し、小さい方を感温空間３７２ａと定義してもよい。

（２）上述の実施形態では、封入空間形成部の応答空間形成部としてアッパープレート３７２を採用し、ノズル３２（具体的には、旋回空間形成部３２ａの底面）に接触するように取り付けた例を説明したが、応答空間形成部はこれに限定されない。例えば、応答空間形成部をノズル３２（具体的には、旋回空間形成部３２ａの底面）に形成された溝部あるいは穴部によって構成してもよい。

また、感温空間形成部として感温筒３７６、３７６ａを採用した例を説明したが、感温空間形成部はこれに限定されない。例えば、感温空間形成部をディフューザボデー３３の上面に形成された溝部あるいは穴部によって構成してもよい。さらに、ディフューザボデー３３を介して、ディフューザ通路１３ｃを流通する冷媒と感温空間３７２ａ内の感温媒体との熱交換を抑制するために、ディフューザボデーを樹脂にて形成してもよい。

（３）エジェクタ１３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、気液分離部が一体的に形成されたエジェクタ１３について説明したが、気液分離部はエジェクタに対して別部材で構成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、圧力応動部として、ゴム製のダイヤフラム３７１を採用した例を説明したが、圧力応動部として、金属（例えば、ＳＵＳ３０４等）の薄板で形成されたものを採用してもよい。

また、エジェクタ１３に、ディフューザ通路１３ｃを流れる冷媒の旋回流れを促進する旋回促進手段を追加してもよい。

これによれば、ディフューザ通路１３ｃ内に螺旋状の冷媒流路を形成することができるので、ディフューザ通路１３ｃ内の冷媒流路が短くなってエジェクタ１３の昇圧性能が低下してしまうことを抑制できる。さらに、気液分離空間３０ｆへ流入する冷媒の旋回流れを促進させて、気液分離空間３０ｆにおける気液分離性能を向上させることができる。

このような旋回促進手段としては、通路形成部材３５およびディフューザボデー３３のディフューザ通路を形成する部位に整流板を配置することによって構成してもよいし、当該部位に溝部を設けることによって構成してもよい。

また、ハウジングボデー３１の気液分離空間３０ｆの底面を形成する部位に、気液分離空間３０ｆと気相冷媒流出通路３１ｇとを連通させるオイル戻し穴を形成してもよい。そして、このオイル戻し穴を介して、液相冷媒に溶け込んだ冷凍機油を、圧縮機１１の吸入側へ戻すようにすればよい。

（４）エジェクタ式冷凍サイクル１０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、エンジン駆動式の可変容量型圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１として、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を採用してもよい。さらに、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、ＨＦＯ系冷媒（Ｒ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｄ）、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、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。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。

（５）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、本発明に係るエジェクタ１３を備えるエジェクタ式冷凍サイクル１０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。

１３ エジェクタ
３０ ボデー
３２ ノズル
３５ 通路形成部材（弁体部）
３７ 駆動機構
３７１ ダイヤフラム（圧力応動部）
３７１ａ 圧力応答空間
３７２ アッパープレート（封入空間形成部の応答空間形成部）
３７２ａ 感温空間
３７６、３７６ａ 感温筒（封入空間形成部の応答空間形成部）
３７７ キャピラリチューブ（絞り部）

Claims (9)

1. 蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
   冷媒を減圧させて噴射するノズル（３２）と、
   前記ノズル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冷媒吸引口（３１ｂ）、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（１３ｃ）を有するボデー（３０）と、
   前記ノズルに形成されたノズル通路（１３ａ）内に配置された弁体部（３５）と、
   前記弁体部（３５）を変位させて前記ノズル通路の通路断面積を変化させる駆動機構（３７）と、を備え、
   前記駆動機構（３７）は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入される封入空間（３７ａ）を形成する封入空間形成部（３７２、３７６、３７６ａ）、および前記封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部（３７１）を有し、
   前記圧力応動部は、前記弁体部に連結されており、
   前記封入空間として、少なくとも前記吸引冷媒の有する熱を前記感温媒体に伝達させる感温空間（３７２ａ）、および前記感温媒体の圧力を前記圧力応動部に作用させる圧力応答空間（３７１ａ）が形成されており、
   前記封入空間形成部は、前記感温空間を形成する感温空間形成部（３７６、３７６ａ）、および前記圧力応答空間を形成する応答空間形成部（３７２）を有し、
   前記感温空間と前記圧力応答空間とを連通させる連通路には、前記感温媒体が流通する際に流通抵抗を生じさせる絞り部（３７７）が配置されており、
   前記封入空間は、前記ボデーに配置されており、
   前記ボデーのうち、前記感温空間が配置される部位の最高温度は、前記圧力応答空間が配置される部位の最低温度よりも低くなっているエジェクタ。
2. 前記圧力応答空間は、その内部の前記感温媒体に、前記吸引冷媒の有する熱よりも前記ノズルへ流入する高圧冷媒の有する熱が伝達され易い位置に配置されている請求項１に記載のエジェクタ。
3. 前記封入空間は、前記ボデーに配置されており、
   前記ボデーのうち、前記感温空間が配置される部位は、前記圧力応答空間が配置される部位よりも低くなっている請求項１または２に記載のエジェクタ。
4. 蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
   冷媒を減圧させて噴射するノズル（３２）と、
   前記ノズル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冷媒吸引口（３１ｂ）、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（１３ｃ）を有するボデー（３０）と、
   前記ノズルに形成されたノズル通路（１３ａ）内に配置された弁体部（３５）と、
   前記弁体部（３５）を変位させて前記ノズル通路の通路断面積を変化させる駆動機構（３７）と、を備え、
   前記駆動機構（３７）は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入される封入空間（３７ａ）を形成する封入空間形成部（３７２、３７６、３７６ａ）、および前記封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部（３７１）を有し、
   前記圧力応動部は、前記弁体部に連結されており、
   前記封入空間として、少なくとも前記吸引冷媒の有する熱を前記感温媒体に伝達させる感温空間（３７２ａ）、および前記感温媒体の圧力を前記圧力応動部に作用させる圧力応答空間（３７１ａ）が形成されており、
   前記封入空間形成部は、前記感温空間を形成する感温空間形成部（３７６、３７６ａ）、および前記圧力応答空間を形成する応答空間形成部（３７２）を有し、
   前記感温空間と前記圧力応答空間とを連通させる連通路には、前記感温媒体が流通する際に流通抵抗を生じさせる絞り部（３７７）が配置されており、
   前記圧力応答空間は、その内部の前記感温媒体に、前記吸引冷媒の有する熱よりも前記ノズルへ流入する高圧冷媒の有する熱が伝達され易い位置に配置されているエジェクタ。
5. 前記封入空間は、前記ボデーに配置されており、
   前記ボデーのうち、前記感温空間が配置される部位は、前記圧力応答空間が配置される部位よりも低くなっている請求項４に記載のエジェクタ。
6. 蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
   冷媒を減圧させて噴射するノズル（３２）と、
   前記ノズル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冷媒吸引口（３１ｂ）、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（１３ｃ）を有するボデー（３０）と、
   前記ノズルに形成されたノズル通路（１３ａ）内に配置された弁体部（３５）と、
   前記弁体部（３５）を変位させて前記ノズル通路の通路断面積を変化させる駆動機構（３７）と、を備え、
   前記駆動機構（３７）は、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入される封入空間（３７ａ）を形成する封入空間形成部（３７２、３７６、３７６ａ）、および前記封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部（３７１）を有し、
   前記圧力応動部は、前記弁体部に連結されており、
   前記封入空間として、少なくとも前記吸引冷媒の有する熱を前記感温媒体に伝達させる感温空間（３７２ａ）、および前記感温媒体の圧力を前記圧力応動部に作用させる圧力応答空間（３７１ａ）が形成されており、
   前記封入空間形成部は、前記感温空間を形成する感温空間形成部（３７６、３７６ａ）、および前記圧力応答空間を形成する応答空間形成部（３７２）を有し、
   前記感温空間と前記圧力応答空間とを連通させる連通路には、前記感温媒体が流通する際に流通抵抗を生じさせる絞り部（３７７）が配置されており、
   前記封入空間は、前記ボデーに配置されており、
   前記ボデーのうち、前記感温空間が配置される部位は、前記圧力応答空間が配置される部位よりも低くなっているエジェクタ。
7. 前記感温空間は、その内部の前記感温媒体に、前記ノズルへ流入する高圧冷媒の有する熱よりも前記吸引冷媒の有する熱が伝達され易い位置に配置されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ。
8. 前記感温空間形成部の少なくとも一部は、前記吸引冷媒が流通する吸引用通路（１３ｂ）内に配置されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタ。
9. 前記応答空間形成部は、前記ボデーのうち前記ノズルへ流入する高圧冷媒が流通する冷媒流入通路（３１ｅ）を形成する部材に配置されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載のエジェクタ。

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