(57)【要約】【課題】冷却能力が低下してしまうことの抑制、および冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を可能とするエジェクタ式冷凍サイクルを提供する。【解決手段】分岐部１４にて分岐された一方の高圧冷媒をエジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入させ、分岐部１４にて分岐された他方の高圧冷媒を可変絞り機構１６へ流入させる。さらに、風下側蒸発器１８に、エジェクタ１５から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発部１８ａの一部を形成するとともに、可変絞り機構１６にて減圧させた冷媒を蒸発させてエジェクタ１５の冷媒吸引口２１ｂ側へ流出させる吸引側蒸発部１８ｂを形成する。そして、流出側蒸発部１８ａにおける流出側蒸発温度Ｔｅ１と吸引側蒸発部１８ｂにおける吸引側蒸発温度Ｔｅ２との温度差ΔＴｅが基準温度差ＫΔＴｅ以下となるように、可変絞り機構１６の絞り開度を調整する。【選択図】図１
2019020063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１４）と、
前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部（１５ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口（２１ｂ）から冷媒を吸引し、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る昇圧部（１５ｂ）を有するエジェクタ（１５）と、
前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部（１６、１６ａ）と、
冷媒を冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風上側蒸発器（１７）と、
冷媒を前記風上側蒸発器を通過後の前記冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風下側蒸発器（１８）と、を備え、
前記風上側蒸発器、および前記風下側蒸発器の少なくとも一部の部位には、前記昇圧部から流出した冷媒を蒸発させて前記圧縮機の吸入側へ流出させる流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）が形成され、
前記風下側蒸発器の残余の部位には、前記吸引側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口側へ流出させる吸引側蒸発部（１８ｂ）が形成され、
前記ノズル部および前記吸引側減圧部の少なくとも一方は、冷媒通路面積を変更可能に構成されており、
前記風下側蒸発器に形成された前記流出側蒸発部における冷媒蒸発温度を流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と定義し、前記風下側蒸発器に形成された前記吸引側蒸発部における冷媒蒸発温度を吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）と定義したときに、
前記ノズル部および前記吸引側減圧部の少なくとも一方は、前記流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と前記吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）との温度差（ΔＴ）が予め定めた基準温度差（ＫΔＴ）以下となるように、前記冷媒通路面積を変化させるものであるエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項２】
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、
前記放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１４）と、
前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部（１５ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口（２１ｂ）から冷媒を吸引し、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る昇圧部（１５ｂ）を有するエジェクタ（１５）と、
前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部（１６、１６ａ）と、
冷媒を冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風上側蒸発器（１７）と、
冷媒を前記風上側蒸発器を通過後の前記冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風下側蒸発器（１８）と、を備え、
前記風上側蒸発器、および前記風下側蒸発器の少なくとも一部の部位には、前記昇圧部から流出した冷媒を蒸発させて前記圧縮機の吸入側へ流出させる流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）が形成され、
前記風下側蒸発器の残余の部位には、前記吸引側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口側へ流出させる吸引側蒸発部（１８ｂ）が形成され、
前記ノズル部および前記吸引側減圧部の少なくとも一方は、冷媒通路面積を変更可能に構成されており、
前記分岐部から前記ノズル部へ流入する冷媒流量をノズル側冷媒流量（Ｇｎ）と定義し、前記分岐部から前記吸引側減圧部へ流入する冷媒流量を吸引側冷媒流量（Ｇｅ）と定義し、前記風下側蒸発器に形成された前記流出側蒸発部の熱交換部の面積を流出側熱交換面積（Ａｅ１）と定義し、前記風下側蒸発器に形成された前記吸引側蒸発部の熱交換部の面積を吸引側熱交換面積（Ａｅ２）と定義し、前記風下側蒸発器に形成された前記流出側蒸発部における冷媒蒸発温度を流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と定義し、前記風下側蒸発器に形成された前記吸引側蒸発部における冷媒蒸発温度を吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）と定義したときに、
前記ノズル部および前記吸引側減圧部の少なくとも一方は、前記ノズル側冷媒流量（Ｇｎ）と前記吸引側冷媒流量（Ｇｅ）との流量比（η）が、予め定めた基準流量比（Ｋη）となるように、前記冷媒通路面積を変化させるものであり、
前記流出側熱交換面積（Ａｅ１）と前記吸引側熱交換面積（Ａｅ２）との面積比（Ａｐ）は、前記ノズル側冷媒流量（Ｇｎ）と前記吸引側冷媒流量（Ｇｅ）との流量比（η）が前記基準流量比（Ｋη）となっている際に、前記流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と前記吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）との温度差（ΔＴｅ）が予め定めた基準温度差（ＫΔＴｅ）以下となるように設定されているエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項３】
前記ノズル部は、冷媒通路面積が固定された固定ノズル部であり、
前記吸引側減圧部は、冷媒通路面積を変更可能に構成された可変絞り機構である請求項１または２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項４】
前記放熱器から流出した冷媒を減圧させて前記分岐部（１４）の入口側へ流出させる高圧側減圧部（１３）を備え、
前記高圧側減圧部は、前記流出側蒸発部の出口側冷媒の過熱度が予め定めた流出側基準過熱度に近づくように絞り開度を調整する可変絞り機構である請求項１ないし３のいずれか１つ記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項５】
前記風上側蒸発器および前記風下側蒸発器は、蒸発器ユニット（２０）として一体化されており、
前記風上側蒸発器は、前記冷媒を流通させる複数本の風上側チューブ（７１）、および前記風上側チューブを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う風上側タンク（７２、７３）を有し、
前記風下側蒸発器は、前記冷媒を流通させる複数本の風下側チューブ（８１）、および前記風下側チューブを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う風下側タンク（８２、８３）を有し、
前記蒸発器ユニットは、前記風上側タンクおよび前記風下側タンクに接合された中央タンクを有し、
前記中央タンクの内部空間は、前記昇圧部（１５ｂ）から冷媒を流出させるエジェクタ側出口（２１ｃ）、前記風上側タンク（７２、７３）の内部空間、および前記風下側タンクの内部空間に連通している請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項６】
前記昇圧部は、前記中央タンク、あるいは中央タンクと前記エジェクタとを接続する接続配管（１９）によって形成されている請求項５に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒減圧装置としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。エジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの昇圧作用によって、圧縮機へ吸入される冷媒の圧力を、蒸発器における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができる。これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、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。
【０００３】
例えば、特許文献１には、この種のエジェクタ式冷凍サイクルとして、分岐部、吸引側減圧部、吸引側蒸発部、流出側蒸発部等を備えるものが開示されている。
【０００４】
分岐部は、サイクルの高圧側の冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒をエジェクタのノズル部側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を吸引側減圧部側へ流出させるものである。流出側蒸発部は、エジェクタのディフューザ部から流出した冷媒と冷却対象流体とを熱交換させて冷媒を蒸発させる熱交換部である。吸引側蒸発部は、吸引側減圧部にて減圧させた冷媒と冷却対象流体とを熱交換させて冷媒を蒸発させ、蒸発させた冷媒をエジェクタの冷媒吸引口側へ流出させる熱交換部である。
【０００５】
さらに、特許文献１には、分岐部からノズル部へ流入するノズル側冷媒流量Ｇｎと分岐部から吸引側減圧部へ流入する減圧側冷媒流量Ｇｅとの流量比ηを適切に調整することによって、流出側蒸発部および吸引側蒸発部にて発揮される冷却対象流体の冷却能力が極大値に近づくことも記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、特許文献１と同様のサイクル構成のエジェクタ式冷凍サイクルを構成する際に用いることのできる蒸発器ユニットが開示されている。特許文献２の蒸発器ユニットは、エジェクタ式冷凍サイクルの構成機器のうち、分岐部、エジェクタ、吸引側減圧部（特許文献２では、固定絞り）、風上側蒸発器、風下側蒸発器等を一体化（換言すると、ユニット化）させたものである。
【０００７】
特許文献２の蒸発器ユニットでは、風下側蒸発器を複数の蒸発部に区画している。そして、風上側蒸発器の熱交換部の全部および風下側蒸発器の熱交換部の一部の部位を、エジェクタのディフューザ部にて昇圧された冷媒を蒸発させる流出側蒸発部として利用している。また、風下側熱交換部の熱交換部の残余の部位を、吸引側減圧部にて減圧させた冷媒を蒸発させる吸引側蒸発部として利用している。
【０００８】
さらに、風上側蒸発器の流出側蒸発部を構成する部位の一部と風下側蒸発部の流出側蒸発部を構成する部位とを冷媒流れに対して並列的に接続することによって、冷媒が流出側蒸発部を流通する際に生じる圧力損失を低減させている。これにより、圧縮機の消費動力を低減させて、より一層ＣＯＰを向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−７８３３９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０２５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部の昇圧作用によって、流出側蒸発部における冷媒蒸発温度が吸引側蒸発部の冷媒蒸発温度よりも高くなる。従って、特許文献２の蒸発器ユニットを用いてエジェクタ式冷凍サイクルを構成すると、風下側蒸発器にて冷却された冷却対象流体（例えば、空調対象空間へ送風される送風空気）に、温度分布が生じやすい。
【００１１】
このため、特許文献２の蒸発器ユニットを用いてエジェクタ式冷凍サイクルを構成し、流出側蒸発部および吸引側蒸発部における冷却能力が極大値に近づくように流量比ηを調整すると、冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうおそれがある。
【００１２】
本発明は、上記点に鑑みて、流出側蒸発部および吸引側蒸発部における冷却能力が低下してしまうことの抑制、および冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を可能とす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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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の流れを分岐する分岐部（１４）と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部（１５ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口（２１ｂ）から冷媒を吸引し、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る昇圧部（１５ｂ）を有するエジェクタ（１５）と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部（１６、１６ａ）と、冷媒を冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風上側蒸発器（１７）と、冷媒を風上側蒸発器を通過後の冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風下側蒸発器（１８）と、を備え、
風上側蒸発器、および風下側蒸発器の少なくとも一部の部位には、昇圧部から流出した冷媒を蒸発させて圧縮機の吸入側へ流出させる流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）が形成され、風下側蒸発器の残余の部位には、吸引側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させて冷媒吸引口側へ流出させる吸引側蒸発部（１８ｂ）が形成され、
ノズル部および吸引側減圧部の少なくとも一方は、冷媒通路面積を変更可能に構成されており、
風下側蒸発器に形成された流出側蒸発部における冷媒蒸発温度を流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と定義し、風下側蒸発器に形成された吸引側蒸発部における冷媒蒸発温度を吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）と定義したときに、
ノズル部および吸引側減圧部の少なくとも一方は、流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）との温度差（ΔＴ）が予め定めた基準温度差（ＫΔＴ）以下となるように、冷媒通路面積を変化させるエジェクタ式冷凍サイクルである。
【００１４】
これによれば、温度差（ΔＴ）が基準温度差（ＫΔＴ）以下となるように、ノズル部（１５ａ）および吸引側減圧部（１６、１６ａ）の少なくとも一方が冷媒通路面積を変化させる。従って、流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）との温度差（ΔＴ）の拡大を抑制することができ、冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうことを抑制することができる。
【００１５】
この際、温度差（ΔＴ）が基準温度差（ＫΔＴ）以下となる範囲内で、流量比（η）を調整することができる。従って、流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）および吸引側蒸発部（１８ｂ）における冷却対象流体の冷却能力を、可能な範囲で極大値に近づけることができる。これにより、流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）および吸引側蒸発部（１８ｂ）における冷却能力が低下してしまうことを抑制することができる。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）および吸引側蒸発部（１８ｂ）における冷却能力が低下してしまうことの抑制、および冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を図ることができる。
【００１７】
また、請求項２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の流れを分岐する分岐部（１４）と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部（１５ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口（２１ｂ）から冷媒を吸引し、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る昇圧部（１５ｂ）を有するエジェクタ（１５）と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部（１６、１６ａ）と、冷媒を冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風上側蒸発器（１７）と、冷媒を風上側蒸発器を通過後の冷却対象流体と熱交換させて蒸発させる風下側蒸発器（１８）と、を備え、
風上側蒸発器、および風下側蒸発器の少なくとも一部の部位には、昇圧部から流出した冷媒を蒸発させて圧縮機の吸入側へ流出させる流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）が形成され、風下側蒸発器の残余の部位には、吸引側減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させて冷媒吸引口側へ流出させる吸引側蒸発部（１８ｂ）が形成され、
ノズル部および吸引側減圧部の少なくとも一方は、冷媒通路面積を変更可能に構成されており、
分岐部からノズル部へ流入する冷媒流量をノズル側冷媒流量（Ｇｎ）と定義し、分岐部から吸引側減圧部へ流入する冷媒流量を吸引側冷媒流量（Ｇｅ）と定義し、風下側蒸発器に形成された流出側蒸発部の熱交換部の面積を流出側熱交換面積（Ａｅ１）と定義し、風下側蒸発器に形成された吸引側蒸発部の熱交換部の面積を吸引側熱交換面積（Ａｅ２）と定義し、風下側蒸発器に形成された流出側蒸発部における冷媒蒸発温度を流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と定義し、風下側蒸発器に形成された吸引側蒸発部における冷媒蒸発温度を吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）と定義したときに、
ノズル部および吸引側減圧部の少なくとも一方は、ノズル側冷媒流量（Ｇｎ）と吸引側冷媒流量（Ｇｅ）との流量比（η）が、予め定めた基準流量比（Ｋη）となるように、冷媒通路面積を変化させるものであり、
流出側熱交換面積（Ａｅ１）と吸引側熱交換面積（Ａｅ２）との面積比（Ａｐ）は、ノズル側冷媒流量（Ｇｎ）と吸引側冷媒流量（Ｇｅ）との流量比（η）が基準流量比（Ｋη）となっている際に、流出側蒸発温度（Ｔｅ１）と吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）との温度差（ΔＴｅ）が予め定めた基準温度差（ＫΔＴｅ）以下となるように設定されているエジェクタ式冷凍サイクルである。
【００１８】
これによれば、流量比（η）が基準流量比（Ｋη）となるように、ノズル部（１５ａ）および吸引側減圧部（１６、１６ａ）の少なくとも一方が冷媒通路面積を変化させる。従って、流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）および吸引側蒸発部（１８ｂ）における冷却対象流体の冷却能力を、可能な範囲で極大値に近づけることができる。つまり、流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）および吸引側蒸発部（１８ｂ）における冷却能力が低下してしまうことを抑制することができる。
【００１９】
さらに、流量比（η）が基準流量比（Ｋη）となっている際には、温度差（ΔＴ）が基準温度差（ＫΔＴ）以下となるように面積比（Ａｐ）が設定されている。従って、流量比（η）が基準流量比（Ｋη）となるように、ノズル部（１５ａ）および吸引側減圧部（１６、１６ａ）の少なくとも一方が冷媒通路面積を変化させることで、温度差（ΔＴ）の拡大を抑制することができ、冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうことを抑制することができる。
【００２０】
すなわち、請求項２に記載の発明によれば、流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）および吸引側蒸発部（１８ｂ）における冷却能力が低下してしまうことの抑制、および冷却対象流体の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を図ることができる。
【００２１】
ここで、請求項に記載されたノズル側冷媒流量（Ｇｎ）および吸引側冷媒流量（Ｇｅ）は質量流量である。
【００２２】
また、流出側蒸発温度（Ｔｅ１）としては、風下側蒸発器（１８）に形成された流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）の予め定めた複数の箇所の冷媒蒸発温度の平均値、あるいは、風下側蒸発器に形成された流出側蒸発部（１７ａ、１８ａ、１７ｂ）における最高冷媒蒸発温度と最低冷媒蒸発温度との平均値を採用してもよい。
【００２３】
同様に、吸引側蒸発温度（Ｔｅ２）としては、風下側蒸発器（１８）に形成された吸引側蒸発部（１８ｂ）の予め定めた複数の箇所の冷媒蒸発温度の平均値、あるいは、風下側蒸発器（１８）に形成された吸引側蒸発部（１８ｂ）における最高冷媒蒸発温度と最低冷媒蒸発温度との平均値等を採用してもよい。
【００２４】
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一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。
【図２】第１実施形態の蒸発器ユニットにおける冷媒流れを説明するための説明図である。
【図３】第１実施形態の蒸発器ユニットにおける面積比Ａｐを説明するための説明図である。
【図４】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。
【図５】第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。
【図６】第２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。
【図７】第３実施形態のエジェクタモジュール、集合配管、および蒸発器ユニットの接続状態を説明するための模式的な側面図である。
【図８】第３実施形態のエジェクタモジュール、集合配管、および蒸発器ユニットの接続状態を説明するための模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、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式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置に適用されている。エジェクタ式冷凍サイクル１０は、冷却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、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。
【００２７】
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、サイクルの高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、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。
【００２８】
まず、図１の全体構成図を用いて、エジェクタ式冷凍サイクル１０を構成する各構成機器について説明する。
【００２９】
圧縮機１１は、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されている。本実施形態では、圧縮機１１として、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回転駆動する電動圧縮機を採用している。圧縮機１１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、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。
【００３０】
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側冷媒と冷却ファン１２ｃから送風された車室外空気（外気）と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。
【００３１】
より具体的には、放熱器１２は、凝縮部１２ａおよびレシーバ部１２ｂを有する、いわゆるレシーバ一体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１２ｃから送風された外気とを熱交換させて、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。
【００３２】
冷却ファン１２ｃは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（すなわち、送風能力）が制御される電動送風機である。
【００３３】
放熱器１２のレシーバ部１２ｂの冷媒出口には、温度式膨張弁１３の入口側が接続されている。温度式膨張弁１３は、レシーバ部１２ｂ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とともに、サイクルを循環する循環冷媒流量を調整する高圧側減圧部である。
【００３４】
温度式膨張弁１３は、後述する蒸発器ユニット３０の流出側蒸発部１７ａ、１８ａ、１７ｂの出口側冷媒（より具体的には、流出側蒸発部から流出した冷媒）の過熱度が予め定めた流出側基準過熱度（本実施形態では、３℃）に近づくように絞り開度（すなわち、冷媒通路面積）を変化させる可変絞り機構である。
【００３５】
このような温度式膨張弁１３としては、蒸発器ユニット３０の流出側蒸発部の出口側冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材（ダイヤフラム）を有する感温部を備え、変形部材の変形に応じて弁開度（すなわち、冷媒流量）を調整する機械的機構で構成されたものを採用することができる。
【００３６】
温度式膨張弁１３の出口には、エジェクタモジュール２０のボデー部２１に設けられたモジュール入口２１ａ側が接続されている。エジェクタモジュール２０は、図１の一点鎖線で囲まれたサイクル構成機器を一体化（換言すると、モジュール化）させたものである。より具体的には、エジェクタモジュール２０は、分岐部１４、エジェクタ１５、可変絞り機構１６等を一体化させたものである。
【００３７】
エジェクタモジュール２０のボデー部２１は、金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の複数の構成部材を組み合わせることによって形成されている。ボデー部２１は、エジェクタモジュール２０（すなわち、図１の一点鎖線で囲まれたサイクル構成機器全体）の外殻を形成するとともに、エジェクタ２５、可変絞り機構２６等の一部を構成している。ボデー部２１は、樹脂にて形成されていてもよい。
【００３８】
ボデー部２１の内部には、複数の冷媒通路および内部空間が形成されている。さらに、ボデー部２１の外表面には、モジュール入口２１ａ、冷媒吸引口２１ｂ、エジェクタ側出口２１ｃ、絞り側出口２１ｄ、低圧入口２１ｅ、モジュール出口２１ｆといった複数の冷媒出入口が開口している。
【００３９】
モジュール入口２１ａは、温度式膨張弁１３から流出した冷媒をエジェクタモジュール２０の内部へ流入させる冷媒入口である。モジュール入口２１ａは、分岐部１４の流入口側に連通している。
【００４０】
分岐部１４は、放熱器１２から流出した冷媒（より具体的には、温度式膨張弁１３から流出した冷媒）の流れを分岐する部位である。分岐部１４では、分岐された一方の冷媒をエジェクタ１５のノズル部１５ａ側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を可変絞り機構１６の入口側へ流出させる。分岐部１４は、エジェクタモジュール２０のボデー部２１の内部に形成された複数の冷媒通路が接続されることによって形成されている。
【００４１】
エジェクタ１５は、分岐部１４にて分岐された一方の冷媒を減圧させて噴射するノズル部１５ａを有し、冷媒減圧装置としての機能を果たす。さらに、エジェクタ１５は、ノズル部１５ａ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装置としての機能を果たす。より具体的には、エジェクタ１５は、後述する蒸発器ユニット３０の吸引側蒸発部１８ｂから流出した冷媒を吸引する。
【００４２】
これに加えて、エジェクタ１５は、ノズル部１５ａから噴射された噴射冷媒とボデー部２１に形成された冷媒吸引口２１ｂ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て、混合冷媒を昇圧させるエネルギ変換装置としての機能を果たす。
【００４３】
具体的には、エジェクタ１５は、ノズル部１５ａ、およびディフューザ部１５ｂを有している。ノズル部１５ａ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て噴射するものである。ノズル部１５ａは、冷媒の流れ方向に向かって先細る略円筒状の金属（本実施形態では、ステンレス合金または真鍮）で形成されている。ノズル部１５ａは、圧入等の手段によりボデー部２１に固定されている。
【００４４】
ノズル部１５ａは、最小冷媒通路面積が変化せず一定となっている固定ノズル部である。ノズル部１５ａの内部に形成された冷媒通路には、冷媒通路面積が最も縮小した喉部が形成され、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設けられている。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。
【００４５】
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１５ａを先細ノズルで構成してもよい。
【００４６】
ディフューザ部１５ｂは、混合冷媒を昇圧させる昇圧部である。ディフューザ部１５ｂの内部に形成された冷媒通路は、通路断面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する略円錐台形状に形成されている。ディフューザ部１５ｂでは、このような通路形状によって、内部を流通する冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換することができる。
【００４７】
ボデー部２１には、ディフューザ部１５ｂにて昇圧された冷媒を流出させるエジェクタ側出口２１ｃが形成されている。本実施形態のディフューザ部１５ｂは、ボデー部２１に一体的に形成されている。もちろん、ディフューザ部１５ｂをボデー部２１と別部材で形成し、圧入等の手段によってボデー部２１に固定してもよい。
【００４８】
可変絞り機構１６は、分岐部１４にて分岐された他方の冷媒を減圧させるとともに、分岐部１４から可変絞り機構１６へ流入する冷媒流量である吸引側冷媒流量Ｇｅを調整する吸引側減圧部である。吸引側冷媒流量Ｇｅは、吸引側蒸発部１８ｂへ流入する冷媒流量である。
【００４９】
可変絞り機構１６の基本的構成は、温度式膨張弁１３と同等である。可変絞り機構１６は、蒸発器ユニット３０の吸引側蒸発部１８ｂの出口側冷媒の過熱度が予め定めた吸引側基準過熱度（本実施形態では、０℃）に近づくように絞り開度（すなわち、冷媒通路面積）を変化させる。
【００５０】
ここで、前述の如く、本実施形態では、エジェクタ１５のノズル部１５ａとして固定ノズル部を採用している。従って、可変絞り機構１６が吸引側冷媒流量Ｇｅを調整することによって、分岐部１４からエジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する冷媒流量であるノズル側冷媒流量Ｇｎも調整される。
【００５１】
つまり、可変絞り機構１６は、ノズル側冷媒流量Ｇｎと吸引側冷媒流量Ｇｅとの流量比η（η＝Ｇｅ／（Ｇｎ＋Ｇｅ））を調整する流量比調整部としての機能を兼ね備えている。なお、ノズル側冷媒流量Ｇｎおよび吸引側冷媒流量Ｇｅは、いずれも質量流量である。
【００５２】
さらに、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、吸引側蒸発部１８ｂの出口側冷媒の過熱度が吸引側基準過熱度に近づくように、可変絞り機構１６が絞り開度を調整すると、流量比ηが予め定めた基準流量比Ｋηに近づく。基準流量比Ｋηは、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける送風空気の冷却能力が、可能な範囲で極大値に近づく値に決定されていることが望ましい。
【００５３】
ボデー部２１には、可変絞り機構１６を通過した冷媒を流出させる絞り側出口２１ｄが形成されている。さらに、ボデー部２１には、蒸発器ユニット３０の流出側蒸発部の冷媒出口から流出した冷媒を流入させる低圧入口２１ｅ、および低圧入口２１ｅへ流入した冷媒を圧縮機１１の吸入口側へ流出させるモジュール出口２１ｆが形成されている。
【００５４】
次に、蒸発器ユニット３０について説明する。蒸発器ユニット３０は、図１の二点鎖線で囲まれた風上側蒸発器１７、風下側蒸発器１８等を一体化させたものである。風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８は、いずれもエジェクタ式冷凍サイクル１０において、送風機３０ａから車室内へ送風された送風空気と冷媒とを熱交換させ、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する吸熱用熱交換器である。
【００５５】
風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８の熱交換部は、第１流出側蒸発部１７ａ、第２流出側蒸発部１８ａ、第３流出側蒸発部１７ｂ、および吸引側蒸発部１８ｂといった複数の熱交換部に区画されている。
【００５６】
具体的には、第１流出側蒸発部１７ａ、第２流出側蒸発部１８ａ、第３流出側蒸発部１７ｂは、エジェクタモジュール２０のエジェクタ側出口２１ｃから流出した冷媒を蒸発させる熱交換部である。吸引側蒸発部１８ｂは、エジェクタモジュール２０の絞り側出口２１ｄから流出した冷媒を蒸発させてエジェクタモジュール２０の冷媒吸引口２１ｂ側へ流出させる熱交換部である。
【００５７】
ここで、第１流出側蒸発部１７ａ、第２流出側蒸発部１８ａ、第３流出側蒸発部１７ｂは、いずれもエジェクタ側出口２１ｃから流出した冷媒を蒸発させる熱交換部であるから、これら３つの熱交換部をまとめて説明する際には、単に流出側蒸発部と記載する。
【００５８】
より具体的には、風上側蒸発器１７には、第１流出側蒸発部１７ａ、および第３流出側蒸発部１７ｂが設けられている。第１流出側蒸発部１７ａは、エジェクタ側出口２１ｃから流出した冷媒の一部を蒸発させる熱交換部である。
【００５９】
第３流出側蒸発部１７ｂは、第１流出側蒸発部１７ａから流出した冷媒と風下側蒸発器１８に設けられた第２流出側蒸発部１８ａから流出した冷媒とを合流させた冷媒を蒸発させる熱交換部である。第３流出側蒸発部１７ｂの冷媒出口には、エジェクタモジュール２０の低圧入口２１ｅ側が接続されている。
【００６０】
風下側蒸発器１８には、第２流出側蒸発部１８ａ、および吸引側蒸発部１８ｂが設けられている。第２流出側蒸発部１８ａは、エジェクタ側出口２１ｃから流出した残余の冷媒を蒸発させる熱交換部である。吸引側蒸発部１８ｂは、絞り側出口２１ｄから流出した冷媒を蒸発させる熱交換部である。吸引側蒸発部１８ｂの冷媒出口には、エジェクタモジュール２０冷媒吸引口２１ｂ側が接続されている。
【００６１】
つまり、本実施形態では、風下側蒸発器１８の全ての部位、および風下側蒸発器１８の一部の部位に、エジェクタ側出口２１ｃから流出した冷媒を蒸発させて圧縮機１１の吸入側へ流出させる流出側蒸発部が形成されている。また、風下側蒸発器１８の残余の部位に、絞り側出口２１ｄから流出した冷媒を蒸発させて冷媒吸引口２１ｂ側へ流出させる吸引側蒸発部が形成されている。
【００６２】
風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８は、送風空気の空気流れに対して直列的に配置されており、風下側蒸発器１８は、風上側蒸発器１７に対して送風空気の空気流れの風下側に配置されている。このため、風下側蒸発器１８では、風上側蒸発器１７を通過後の送風空気と冷媒とを熱交換させる。
【００６３】
このため、送風空気の流れ方向から見たときに、第１流出側蒸発部１７ａおよび第２流出側蒸発部１８ａは、少なくとも一部同士が重合するように配置されている。また、第３流出側蒸発部１７ｂおよび吸引側蒸発部１８ｂは、少なくとも一部同士が重合するように配置されている。
【００６４】
送風機３０ａは、空調制御装置４０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。
【００６５】
次に、図２を用いて、風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８の一体化について説明する。風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。そして、風上側蒸発器１７の構成部材と風下側蒸発器１８の構成部材を、同時にろう付け接合することによって、風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８が一体化されている。
【００６６】
より具体的には、風上側蒸発器１７は、複数本の風上側チューブ７１、一対の風上側タンク７２、７３等を有している。複数本の風上側チューブ７１は、冷媒を流通させる冷媒チューブである。風上側チューブ７１は、断面形状が扁平形状に形成された扁平チューブである。風上側チューブ７１は、伝熱性に優れる金属（本実施形態では、アルミニウム合金）で形成されている。
【００６７】
それぞれの風上側チューブ７１は、外表面の平坦面（扁平面）同士が互いに平行となるように、一定の間隔を開けて積層配置されている。これにより、隣り合う風上側チューブ７１同士の間には、送風空気が流通する空気通路が形成される。つまり、風上側蒸発器１７では、複数の風上側チューブ７１が積層配置されることによって、冷媒と送風空気とを熱交換させる熱交換部（熱交換コア部）が形成されている。
【００６８】
さらに、隣り合う風上側チューブ７１同士の間に形成される空気通路には、冷媒と送風空気との熱交換を促進するフィン７４が配置されている。フィン７４は、風上側チューブ７１と同じ材質の薄板材を波状に曲げ成形することによって形成されたコルゲートフィンである。なお、図２、図３では、図示の明確化のため、風上側チューブ７１、風下側チューブ８１、およびフィン７４の一部のみを図示している。
【００６９】
一対の風上側タンク７２、７３は、複数の風上側チューブ７１の両端部に接続されて風上側チューブ７１を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う冷媒タンクである。風上側タンク７２、７３は、風上側チューブ７１と同じ材質で形成されている。以下の説明では、風下側タンクのうち鉛直方向上方側に配置されるものを風上側上タンク７２と記載し、鉛直方向下方側に配置されるものを風上側下タンク７３と記載する。
【００７０】
風上側タンク７２、７３は、風上側チューブ７１と同じ材質の有底筒状部材で形成されている。風上側タンク７２、７３は、風上側チューブ７１の積層方向に延びる形状に形成されている。また、風上側タンク７２、７３の内部空間には、内部空間を区画する複数のセパレータが配置されている。
【００７１】
風下側蒸発器１８の基本的構成は、風上側蒸発器１７と同様である。従って、風下側蒸発器１８は、複数の風下側チューブ８１、一対の風下側タンク（具体的には、鉛直方向上方側に配置される風下側上タンク８２、鉛直方向下方側に配置される風下側下タンク８３）、フィン７４等を有している。風下側タンク８２、８３の内部空間には、この内部空間を区画する複数のセパレータが配置されている。
【００７２】
さらに、蒸発器ユニット３０は、中央タンク３０ｂを有している。中央タンク３０ｂは、風上側タンク７２、７３および風下側タンク８２、８３と同じ材質の有底筒状部材で形成されている。本実施形態の中央タンク３０ｂは、風上側タンク７２、７３および風下側タンク８２、８３と同一方向に延びる形状に形成されている。
【００７３】
中央タンク３０ｂの一端部は、エジェクタモジュール２０のエジェクタ側出口２１ｃ側に接続されている。つまり、中央タンク３０ｂの内部空間は、エジェクタモジュール２０のエジェクタ側出口２１ｃに連通している。従って、エジェクタ側出口２１ｃから流出した冷媒は、中央タンク３０ｂの内部空間へ流入する。
【００７４】
中央タンク３０ｂは、風上側上タンク７２と風下側上タンク８２との間に配置されている。中央タンク３０ｂと風上側上タンク７２は、側面同士が互いに接合されており、当該接合部において互いの内部空間同士が連通している。また、中央タンク３０ｂと風下側上タンク８２は、側面同士が互いに接合されており、当該接合部において互いの内部空間同士が連通している。
【００７５】
次に、以上の如く一体化された蒸発器ユニット３０内に形成される冷媒流路を説明する。エジェクタモジュール２０のエジェクタ側出口２１ｃから流出した冷媒は、図２の太実線矢印に示すように、中央タンク３０ｂの内部空間内へ流入する。
【００７６】
中央タンク３０ｂの内部空間は、風上側上タンク７２の内部空間および風下側上タンク８２の内部空間の双方に連通している。このため、中央タンク３０ｂの内部空間へ流入した冷媒の流れは、風上側上タンク７２の内部空間へ流入する冷媒流れと、風下側上タンク８２の内部空間へ流入する冷媒流れとに分流される。
【００７７】
風上側蒸発器１７の風上側上タンク７２内へ流入した冷媒は、第１流出側蒸発部１７ａを構成する風上側チューブ７１群を上方側から下方側へ流れて、風上側下タンク７３内へ流入する。一方、風下側蒸発器１８の風下側上タンク８２内へ流入した冷媒は、第２流出側蒸発部１８ａを構成する風下側チューブ８１群を上方側から下方側へ流れて、風下側下タンク８３内へ流入する。
【００７８】
第１流出側蒸発部１７ａを構成する風上側チューブ７１群から流出した冷媒と第２流出側蒸発部１８ａを構成する風下側チューブ８１群から流出した冷媒は、風上側蒸発器１７の風上側下タンク７３で合流する。
【００７９】
風上側下タンク７３内で合流した冷媒は、第３流出側蒸発部１７ｂを構成する風上側チューブ７１群を下方側から上方側へ流れて、風上側上タンク７２内へ流入する。第３流出側蒸発部１７ｂから風上側上タンク７２内へ流入した冷媒は、風上側上タンク７２から流出して、エジェクタモジュール２０の低圧入口２１ｅへ流入する。
【００８０】
一方、エジェクタモジュール２０の絞り側出口２１ｄから流出した冷媒は、図２の太破線矢印に示すように、風下側蒸発器１８の風下側上タンク８２内へ流入する。そして、吸引側蒸発部１８ｂを構成する風下側チューブ８１群を流れて、再び風下側上タンク８２内へ流入する。
【００８１】
より詳細には、本実施形態では、風下側タンク８２、８３内のセパレータの配置によって、風下側蒸発器１８の風下側上タンク８２内へ流入した冷媒が、吸引側蒸発部１８ｂにて、「Ｗ」の字を描くように、３回流れ方向を転向させて、再び風下側上タンク８２内へ流入する。吸引側蒸発部１８ｂから風下側上タンク８２内へ流入した冷媒は、風下側上タンク８２から流出して、エジェクタモジュール２０の冷媒吸引口２１ｂへ流入する。
【００８２】
ここで、上記の如く、風下側蒸発器１８の熱交換部は、図３の破線に示すように、第２流出側蒸発部１８ａおよび吸引側蒸発部１８ｂに区画されている。そこで、本実施形態では、図３の点ハッチングで示す第２流出側蒸発部１８ａの熱交換部の面積を流出側熱交換面積Ａｅ１と定義し、図３の斜線ハッチングで示す吸引側蒸発部１８ｂの熱交換部の面積を吸引側熱交換面積Ａｅ２と定義する。本実施形態では、熱交換部の面積として、送風空気の流れ方向から風下側蒸発器１８を見たときの投影面積を採用している。
【００８３】
また、第２流出側蒸発部１８ａにおける冷媒蒸発温度を流出側蒸発温度Ｔｅ１と定義し、吸引側蒸発部１８ｂにおける冷媒蒸発温度を吸引側蒸発温度Ｔｅ２と定義する。本実施形態では、流出側蒸発温度Ｔｅ１としては、第２流出側蒸発部１８ａの複数の箇所の冷媒蒸発温度の平均値を採用している。また、吸引側蒸発温度Ｔｅ２としては、吸引側蒸発部１８ｂの複数の箇所の冷媒蒸発温度の平均値を採用している。
【００８４】
さらに、本実施形態では、流出側熱交換面積Ａｅ１と吸引側熱交換面積Ａｅ２との面積比Ａｐ（Ａｐ＝Ａｅ２／（Ａｅ１＋Ａｅ２）は、前述の流量比ηが基準流量比Ｋηとなっている際に、流出側蒸発温度Ｔｅ１と吸引側蒸発温度Ｔｅ２との温度差ΔＴｅ（ΔＴｅ＝Ｔｅ１−Ｔｅ２）が、基準温度差ＫΔＴｅ（本実施形態では、５℃）以下となるように設定されている。基準温度差ＫΔＴｅは、蒸発器ユニット３０から吹き出される送風空気の温度分布によって乗員が不快感を覚えない程度の値に設定すればよい。
【００８５】
次に、図４を用いて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の電気制御部について説明する。空調制御装置４０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。空調制御装置４０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、１２ｃ、３０ａ等の作動を制御する。
【００８６】
空調制御装置４０の入力側には、内気温センサ４１、外気温センサ４２、日射センサ４３、高圧センサ４４、流出側蒸発部温度センサ４５、吸引側蒸発部温度センサ４６といった空調制御用のセンサ群が接続されている。そして、空調制御装置４０には、これらの空調制御用のセンサ群の検出値が入力される。
【００８７】
内気温センサ４１は、車室内温度を検出する車室内温度検出部である。外気温センサ４２は外気温を検出する外気温検出部である。日射センサ４３は車室内に照射される日射量を検出する日射量検出部である。高圧センサ４４は、圧縮機１１の吐出口側から温度式膨張弁１３の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒の圧力を検出する高圧検出部である。
【００８８】
また、流出側蒸発部温度センサ４５は、流出側蒸発温度Ｔｅ１を検出する流出側蒸発温度検出部である。吸引側蒸発部温度センサ４６は、吸引側蒸発温度Ｔｅ２を検出する吸引側蒸発温度検出部である。
【００８９】
流出側蒸発部温度センサ４５は、風下側蒸発器１８の第２流出側蒸発部１８ａを形成する複数の箇所のフィン７４の温度を検出する複数の温度センサによって構成されている。吸引側蒸発部温度センサ４６は、吸引側蒸発部１８ｂを形成する複数の箇所のフィン７４の温度を検出する複数の温度センサによって構成されている。
【００９０】
さらに、空調制御装置４０の入力側には、操作パネル５０が接続され、この操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が空調制御装置４０へ入力される。操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチとしては、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。
【００９１】
空調制御装置４０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が、空調制御装置４０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、吐出能力制御部４０ａを構成している。
【００９２】
次に、上記構成における本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の作動を説明する。まず、操作パネル５０の空調作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、空調制御装置４０が、ＲＯＭに予め記憶している空調制御プログラムを実行する。この空調制御プログラムにおける各制御ステップは、空調制御装置４０が有する機能実現部を構成している。
【００９３】
この空調制御プログラムでは、上述した空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネル５０からの操作信号に基づいて、車室内へ送風される送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを決定する。
【００９４】
この目標吹出温度ＴＡＯは、エジェクタ式冷凍サイクル１０の熱負荷に相関を有する値である。そして、目標吹出温度ＴＡＯ（すなわち、熱負荷）に応じて、圧縮機１１、冷却ファン１２ｃ、送風機３０ａ等の作動を制御する。これにより、圧縮機１１が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。
【００９５】
圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒は、放熱器１２へ流入する。放熱器１２へ流入した冷媒は、凝縮部１２ａにて冷却ファン１２ｃから送風された外気と熱交換して凝縮する。凝縮部１２ａにて冷却された冷媒は、レシーバ部１２ｂにて気液分離される。
【００９６】
レシーバ部１２ｂにて分離された液相冷媒は、温度式膨張弁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。この際、温度式膨張弁１３の弁開度は、蒸発器ユニット３０の流出側蒸発部（より具体的には、第３流出側蒸発部１７ｂ）の出口側冷媒の過熱度が流出側基準過熱度に近づくように調整される。
【００９７】
温度式膨張弁１３にて減圧された冷媒は、エジェクタモジュール２０のモジュール入口２１ａへ流入する。エジェクタモジュール２０の内部へ流入した冷媒は、分岐部１４にて分岐される。分岐された一方の冷媒は、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入して等エントロピ的に減圧されて噴射される。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、風下側蒸発器１８の吸引側蒸発部１８ｂから流出した冷媒が、冷媒吸引口２１ｂから吸引される。
【００９８】
ノズル部１５ａから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口２１ｂから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｂへ流入して合流する。ディフューザ部１５ｂ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。
【００９９】
ディフューザ部１５ｂから流出した冷媒は、エジェクタモジュール２０のエジェクタ側出口２１ｃから流出して、蒸発器ユニット３０の中央タンク３０ｂの内部空間へ流入する。中央タンク３０ｂへ流入した冷媒は、互いに並列的に接続された風上側蒸発器１７の第１流出側蒸発部１７ａおよび風下側蒸発器１８の第２流出側蒸発部１８ａへ流入する。
【０１００】
中央タンク３０ｂから風上側蒸発器１７の第１流出側蒸発部１７ａへ流入した冷媒は、送風機３０ａから送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。中央タンク３０ｂから風下側蒸発器１８の第２流出側蒸発部１８ａへ流入した冷媒は、第１流出側蒸発部１７ａ通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、第１流出側蒸発部１７ａ通過後の送風空気がさらに冷却される。
【０１０１】
第１流出側蒸発部１７ａおよび第２流出側蒸発部１８ａから流出した冷媒は、合流して風上側蒸発器１７の第３流出側蒸発部１７ｂへ流入する。第３流出側蒸発部１７ｂへ流入した冷媒は、送風機３０ａから送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。
【０１０２】
第３流出側蒸発部１７ｂから流出した冷媒は、エジェクタモジュール２０の低圧入口２１ｅへ流入する。低圧入口２１ｅへ流入した冷媒は、モジュール出口２１ｆから流出する。モジュール出口２１ｆ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。
【０１０３】
一方、分岐部１４にて分岐された他方の冷媒は、可変絞り機構１６にて等エンタルピ的に減圧されて低圧冷媒となる。この際、可変絞り機構１６の弁開度は、蒸発器ユニット３０の吸引側蒸発部１８ｂの出口側冷媒の過熱度が吸引側基準過熱度に近づくように調整される。これにより、流量比ηが基準流量比Ｋηに近づく。
【０１０４】
可変絞り機構１６にて減圧された低圧冷媒は、風下側蒸発器１８の吸引側蒸発部１８ｂへ流入する。吸引側蒸発部１８ｂへ流入した冷媒は、第１流出側蒸発部１７ａの一部および第３流出側蒸発部１７ｂ通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、第１流出側蒸発部１７ａの一部および第３流出側蒸発部１７ｂ通過後の送風空気がさらに冷却される。吸引側蒸発部１８ｂから流出した冷媒は、冷媒吸引口２１ｂから吸引される。
【０１０５】
以上の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、蒸発器ユニット３０にて送風空気を冷却することができる。そして、冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を実現することができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、流出側蒸発部から流出した冷媒、すなわちエジェクタ１５のディフューザ部１５ｂ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。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、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ＣＯＰを向上させることができる。
【０１０７】
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、複数のサイクル構成機器を一体化させたエジェクタモジュール２０および蒸発器ユニット３０を採用しているので、これらのサイクル構成機器をエジェクタ式冷凍サイクル１０として組み付ける際の組付性を向上させることができる。換言すると、エジェクタ式冷凍サイクル１０の生産性を向上させることができる。
【０１０８】
ところで、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１５ｂの昇圧作用によって、流出側蒸発部における冷媒蒸発温度が吸引側蒸発部１８ｂにおける冷媒蒸発温度よりも高くなる。このため、蒸発器ユニット３０にて冷却された送風空気には、温度分布が生じやすい。より具体的には、風下側蒸発器１８の流出側蒸発部１８ａにて冷却され送風空気の温度が、風下側蒸発器１８の吸引側蒸発部１８ｂにて冷却された送風空気の温度よりも高くなる。
【０１０９】
これに対して、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、流量比ηが基準流量比Ｋηとなるように、可変絞り機構１６が絞り開度を変化させる。従って、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける送風空気の冷却能力を、可能な範囲で極大値に近づけることができる。つまり、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける冷却能力が低下してしまうことを抑制することができる。
【０１１０】
さらに、流量比ηが基準流量比Ｋηとなっている際には、温度差ΔＴが基準温度差ＫΔＴ以下となるように面積比Ａｐが設定されている。従って、流量比ηが基準流量比Ｋηとなるように、可変絞り機構１６が絞り開度を変化させることで、温度差ΔＴの拡大を抑制することができ、送風空気の温度分布が拡大してしまうことを抑制することができる。
【０１１１】
換言すると、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、温度差ΔＴが基準温度差ＫΔＴ以下となるように、可変絞り機構１６が絞り開度を変化させる。従って、温度差ΔＴの拡大を抑制することができ、送風空気の温度分布が拡大してしまうことを抑制することができる。
【０１１２】
この際、温度差ΔＴが基準温度差ＫΔＴ以下となる範囲内で、流量比ηを調整しておくことで、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける冷却能力を、可能な範囲で極大値に近づけることができる。これにより、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける冷却能力が低下してしまうことを抑制することができる。
【０１１３】
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、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける送風空気の冷却能力が低下してしまうことの抑制、および送風空気の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を図ることができる。
【０１１４】
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０のエジェクタモジュール２０では、ノズル部１５ａとして固定ノズル部を採用し、吸引側減圧部として可変絞り機構１６を採用している。これによれば、可変絞り機構１６の絞り開度（冷媒通路面積）を調整することによって、容易に流量比ηを調整することができる。
【０１１５】
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、高圧側減圧部としての温度式膨張弁１３を備えている。これによれば、流出側蒸発部の出口側冷媒の過熱度を流出側基準過熱度に近づくように調整することができる。従って、サイクルの負荷変動によらず圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができ、圧縮機１１の液圧縮を防止することができる。
【０１１６】
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の蒸発器ユニット３０では、風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８を、タンクアンドチューブ型の熱交換器で構成している。これによれば、風上側タンク７２、７３、および風下側タンク８２、８２内に配置されるセパレータの位置によって、熱交換部を区画することができるとともに、熱交換部の面積を容易に調整することができる。
【０１１７】
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の蒸発器ユニット３０では、中央タンク３０ｂを有している。そして、中央タンク３０ｂの内部空間は、エジェクタ側出口２１ｃ、風上側上タンク７２の内部空間、および風下側上タンク８２の内部空間に連通している。
【０１１８】
従って、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｂから流出した冷媒を、中央タンク３０ｂの内部空間を介して風上側蒸発器１７の第１流出側蒸発部１７ａおよび風下側蒸発器１８の第２流出側蒸発部１８ａへ供給することができる。
【０１１９】
これによれば、中央タンク３０ｂと風上側上タンク７２との連通部の通路面積、および中央タンク３０ｂと風下側上タンク８２との連通部の通路面積を確保しやすい。従って、ディフューザ部１５ｂから流出した冷媒を第１流出側蒸発部１７ａ側および第２流出側蒸発部１８ａ側へ流入させる際の圧力損失を低減させることができ、サイクルのＣＯＰをより一層向上させることができる。
【０１２０】
（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に示すように、吸引側減圧部として電気式膨張弁１６ａを採用している。電気式膨張弁１６ａは、絞り開度を変化させる弁体、および弁体を変位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）を有する電気式の可変絞り装置である。なお、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。
【０１２１】
電気式膨張弁１６ａ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。従って、本実施形態の空調制御装置４０の出力側には、図６に示すように、電気式膨張弁１６ａが接続されている。また、本実施形態では、空調制御装置４０のうち電気式膨張弁１６ａの作動を制御する構成が、絞り開度制御部４０ｂを構成している。
【０１２２】
さらに、本実施形態では、空調制御装置４０が、フィードバック制御手法等を用いて、流出側蒸発温度Ｔｅ１と吸引側蒸発温度Ｔｅ２との温度差ΔＴｅの絶対値が、基準温度差ＫΔＴｅ以下となるように、電気式膨張弁１６ａの作動を制御する。
【０１２３】
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、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける送風空気の冷却能力が低下してしまうことの抑制、および送風空気の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を図ることができる。
【０１２４】
（第３実施形態）
本実施形態では、図７、図８に示すように、エジェクタモジュール２０と蒸発器ユニット３０とを接続する接続配管１９の一部によって、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｂを形成した例を説明する。つまり、本実施形態では、ディフューザ部１５ｂを、エジェクタモジュール２０のボデー部２１と別部材で形成した例を説明する。
【０１２５】
接続配管１９は、金属製の複数の冷媒配管、あるいはプレート部材をろう付け等の接合手段によって一体化させたものである。接続配管１９は、複数の接続通路を有している。具体的には、複数の接続通路の一つとして、エジェクタモジュール２０のエジェクタ１５の出口側と蒸発器ユニット３０と中央タンク３０ｂの一端部側とを接続するエジェクタ用接続通路１９ａが設けられている。
【０１２６】
さらに、エジェクタ用接続通路１９ａの冷媒流れ上流側の部位には、通路断面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する部位が形成されている。そこで、本実施形態では、エジェクタ用接続通路１９ａの冷媒流れ上流側の部位を、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｂとして用いている。
【０１２７】
また、その他の接続通路としては、エジェクタモジュール２０の絞り側出口２１ｄと風下側蒸発器１８の風下側上タンク８２に形成される吸引側蒸発部１８ｂの入口側とを接続する冷媒通路が設けられている。風下側上タンク８２に形成される吸引側蒸発部１８ｂの出口とエジェクタモジュール２０の冷媒吸引口２１ｂ側とを接続する冷媒通路が設けられている。風上側蒸発器１７の風上側上タンク７２に形成される流出側蒸発部の出口とエジェクタモジュール２０の低圧入口２１ｅとを接続する冷媒通路が設けられている。
【０１２８】
各接続通路は曲がった形状に形成されている。より具体的には、本実施形態では、図７、図８に示すように、ノズル部１５ａの中心軸方向と、風上側タンク７２、７３、風下側タンク８２、８３、および中央タンク３０ｂの長手方向がなす角度が、約９０°となっている。
【０１２９】
従って、接続配管１９は、エジェクタモジュール２０の各冷媒出口から流出した冷媒の流れ方向を蒸発器ユニット３０の各冷媒入口側へ向けて転向させる機能を果たす。さらに、蒸発器ユニット３０の各冷媒出口から流出した冷媒の流れ方向をエジェクタモジュール２０の各冷媒入口側へ向けて転向させる機能を果たす。
【０１３０】
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、流出側蒸発部および吸引側蒸発部１８ｂにおける送風空気の冷却能力が低下してしまうことの抑制、および送風空気の温度分布が拡大してしまうことの抑制の両立を図ることができる。
【０１３１】
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ用接続通路１９ａによってディフューザ部１５ｂを形成している。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０全体としての体格の大型化を招くことなく、ディフューザ部１５ｂの流路長を充分に確保することができる。これにより、エジェクタ１５の昇圧能力を安定化させやすい。
【０１３２】
（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。
【０１３３】
（１）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、定置型の空調装置、冷蔵冷凍装置等に適用してもよい。
【０１３４】
（２）上述の実施形態では、吸引側減圧部として可変絞り機構１６を採用したが、エジェクタ１５のノズル部１５ａとして、最小冷媒通路面積を変更可能な可変ノズル部を採用してもよい。さらに、ノズル部１５ａとして、可変ノズル部を採用した場合には、吸引側減圧部として最小冷媒通路面積が変化しない固定絞りを採用してもよい。
【０１３５】
また、上述の実施形態では、高圧側減圧部として温度式膨張弁１３を採用した例を説明したが、高圧側減圧部はこれに限定されない。例えば、高圧側減圧部として電気式の膨張弁を採用してもよい。この場合は、蒸発器ユニット３０から流出した冷媒の過熱度が流出側基準過熱度となるように、空調制御装置４０が高圧側減圧部の作動（絞り開度）を制御してもよい。
【０１３６】
さらに、高圧側減圧部を廃止してもよい。これによれば、負荷変動によらず、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ確実に液相状態の冷媒を流入させることができるので、エジェクタ１５のエネルギ変換効率を安定させることができる。この場合は、蒸発器ユニット３０から流出した冷媒の気液を分離し、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アキュムレータを追加してもよい。
【０１３７】
（３）上述の第３実施形態では、接続配管１９のエジェクタ用接続通路１９ａの冷媒流れ上流側の部位によって、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｂを形成した例を説明したが、ディフューザ部１５ｂはこれに限定されない。例えば、中央タンク３０ｂの冷媒流れ上流側の部位によって、ディフューザ部１５ｂを形成してもよい。
【０１３８】
（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。
【０１３９】
例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達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を採用してもよい。さらに、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可能な可変容量型圧縮機、あるいは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可能な固定容量型圧縮機を採用することができる。
【０１４０】
また、上述の実施形態では、放熱器１２として、レシーバ一体型の凝縮器を採用した例を説明したが、さらに、レシーバ部１２ｂから流出した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。この他にも、凝縮部１２ａのみを有する放熱器１２を採用してもよい。
【０１４１】
また、上述の実施形態では、分岐部１４、エジェクタ１５、可変絞り機構１６等を一体化させたエジェクタモジュール２０を採用した例を説明したが、分岐部１４、エジェクタ１５、可変絞り機構１６を別体で構成してもよい。あるいは、エジェクタモジュール２０と蒸発器ユニット３０とを専用配管等を介して一体化させてもよい。
【０１４２】
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、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用してもよい。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。
【符号の説明】
【０１４３】
１０            エジェクタ式冷凍サイクル
１１            圧縮機
１２            放熱器
１４            分岐部
１５            エジェクタ
１６、１６ａ    可変絞り機構、電気式膨張弁（吸引側減圧部）
１７            風上側蒸発器
１７ａ、１７ｂ  第１流出側蒸発部、第３流出側蒸発部（流出側蒸発部）
１８            風下側蒸発器
１８ａ          第２流出側蒸発部（流出側蒸発部）
１８ｂ          吸引側蒸発部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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