(57)【要約】【課題】負荷変動によらず冷却対象流体を充分に冷却可能なエジェクタ式冷凍サイクルを提供する。【解決手段】圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器１２と、放熱器１２にて冷却された冷媒を減圧させるエジェクタ２０と、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄから流出した冷媒の気液を分離する気液分離器１５と、気液分離器１５とエジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃとを接続する冷媒通路に配置された蒸発器１６とを備え、さらに、エジェクタ２０のノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒をディフューザ部２０ｄから流出させる第１冷媒流路と噴射冷媒を冷媒吸引口２０ｃから流出させる第２冷媒流路とを切り替える開閉弁１４を備え、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替える。【選択図】図１
2015061990.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（１１）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（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル部（２０ａ、１３ａ）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（２０ｃ、３１ｂ）から冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）にて昇圧させるエジェクタ（２０、２５）と、
前記昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）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前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる気液分離手段（１５、３０ｆ）と、
前記気液分離手段（１５、３０ｆ）の液相冷媒流出口と前記冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）とを接続する冷媒通路に配置されて、内部を流通する冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、
サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１４、３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）とを備え、
前記冷媒流路切替手段（１４…３６ｃ）は、前記噴射冷媒を前記昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）から流出させる第１冷媒流路と、前記噴射冷媒を前記冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）から流出させる第２冷媒流路とを切替可能に構成されていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項２】
前記冷媒流路切替手段は、前記昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）の入口側から前記気液分離手段（１５、３０ｆ）の入口側へ至る冷媒通路を開閉する開閉手段（１４…３６ｃ）によって構成されており、
前記開閉手段（１４…３６ｃ）が前記昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）の入口側から前記気液分離手段（１５、３０ｆ）の入口側へ至る冷媒通路を開くことによって、前記第１冷媒流路に切り替えられ、
さらに、前記開閉手段（１４…３６ｃ）が前記昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）の入口側から前記気液分離手段（１５、３０ｆ）の入口側へ至る冷媒通路を閉じることによって、前記第２冷媒流路に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項３】
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）から流出した冷媒を減圧させるノズル部（１３ａ）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（３１ｂ）から冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（３１ｂ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（１３ｃ）にて昇圧させるエジェクタ（２５）と、
前記昇圧部（１３ｃ）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前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる気液分離手段（３０ｆ）と、
前記気液分離手段（３０ｆ）の液相冷媒流出口と前記冷媒吸引口（３１ｂ）とを接続する冷媒通路に配置されて、内部を流通する冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、
前記蒸発器（１６）の冷媒出口側と前記圧縮機（１１）の吸入口側とを接続するバイパス通路（１７）と、
サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１４ａ）とを備え、
前記冷媒流路切替手段（１４ａ）は、前記蒸発器（１６）から流出した冷媒を前記冷媒吸引口（３１ｂ）側へ流出させる第１冷媒流路と、前記蒸発器（１６）から流出した冷媒を前記バイパス通路（１７）を介して前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる第２冷媒流路とを切替可能に構成されていることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項４】
前記冷媒流路切替手段は、前記バイパス通路（１７）を開閉する開閉手段（１４ａ）によって構成されており、
前記開閉手段（１４ａ）が前記バイパス通路（１７）を閉じることによって、前記第１冷媒流路に切り替えられ、
さらに、前記開閉手段（１４ａ）が前記バイパス通路（１７）を開くことによって、前記第２冷媒流路に切り替えられることを特徴とする請求項３に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項５】
前記エジェクタ（２５）および前記気液分離手段（３０ｆ）は一体的に構成されており、
前記昇圧部（１３ｃ）の冷媒流出口が、前記気液分離手段（３０ｆ）内に開口していることを特徴とする請求項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】
前記開閉手段（１４…３６ｃ）の作動を制御する冷媒流路制御手段（２１ｂ）を備え、
前記冷媒流路制御手段（２１ｂ）は、サイクルの熱負荷が予め定めた基準熱負荷以下となった際に、前記第１冷媒流路から前記第２冷媒流路へ切り替わるように前記開閉手段（１４…３６ｃ）の作動を制御することを特徴とする請求項１ないし５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７】
前記ノズル部（１３ａ）は、冷媒通路面積を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒減圧手段として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であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。例えば、特許文献１には、エジェクタから流出した冷媒の気液を分離する気液分離器を備え、この気液分離器にて分離された液相冷媒を蒸発器へ流入させるとともに、気液分離器にて分離された気相冷媒を圧縮機へ吸入させるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。
【０００３】
より詳細には、この特許文献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から噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用（ポンプ作用）によってエジェクタの冷媒吸引口から蒸発器下流側の冷媒を吸引し、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気液分離器へ流入させている。
【０００４】
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、圧縮機の吸入冷媒圧力に相当する気液分離器内の冷媒圧力を、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。従って、圧縮機の吸入冷媒圧力と蒸発器における冷媒蒸発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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１４９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルのように、エジェクタのノズル部から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって蒸発器下流側の冷媒を吸引する構成では、噴射冷媒の流量を低下させた際に、噴射冷媒の流量の低下度合に対して、冷媒吸引口から蒸発器下流側の冷媒を吸引する吸引能力の低下度合が大きくなってしまいやすい。
【０００７】
このため、サイクルの熱負荷が低下した低負荷運転時のように、噴射冷媒の流量が低下してしまうと、エジェクタの吸引能力が大きく低下して、冷媒を蒸発器へ流入させることができなくなってしまうことがある。従って、低負荷運転時には、蒸発器にて冷却対象流体を充分に冷却することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、負荷変動によらず冷却対象流体を充分に冷却可能な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】
【０００９】
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）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル部（２０ａ、１３ａ）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（２０ｃ、３１ｂ）から冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）にて昇圧させるエジェクタ（２０、２５）と、昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）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気液分離手段（１５、３０ｆ）と、気液分離手段（１５、３０ｆ）の液相冷媒流出口と冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）とを接続する冷媒通路に配置されて、内部を流通する冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１４、３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）とを備え、
冷媒流路切替手段（１４…３６ｃ）は、噴射冷媒を昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）から流出させる第１冷媒流路と、噴射冷媒を冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）から流出させる第２冷媒流路とを切替可能に構成されているエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
【００１０】
これによれば、冷媒流路切替手段（１４…３６ｃ）が、第１冷媒流路に切り替えた際には、圧縮機（１１）→放熱器（１２）→エジェクタのノズル部（２０ａ、１３ａ）→エジェクタの昇圧部（２０ｄ、１３ｃ）→気液分離手段（１５、３０ｆ）→圧縮機（１１）の順で冷媒を循環させるとともに、気液分離手段（１５、３０ｆ）→蒸発器（１６）→エジェクタ（２０、２５）の冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）の順に冷媒を循環させるエジェクタ式冷凍サイクルを構成することができる。
【００１１】
また、冷媒流路切替手段（１４…３６ｃ）が、第２冷媒流路に切り替えた際には、圧縮機（１１）→放熱器（１２）→エジェクタ（２０、２５）のノズル部（２０ａ、１３ａ）→蒸発器（１６）→圧縮機（１１）の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成することができる。
【００１２】
従って、エジェクタ（２０、２５）の吸引能力が大きく低下してしまうおそれがある低負荷運転時であっても、冷媒流路切替手段（１４…３６ｃ）が第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えることで、圧縮機（１１）の冷媒吐出能力によって、エジェクタ（２０、２５）のノズル部（２０ａ、１３ａ）にて減圧された冷媒を蒸発器（１６）へ確実に供給することができる。
【００１３】
つまり、本請求項に記載に発明によれば、低負荷運転時に蒸発器（１６）へ冷媒を供給できなくなってしまうことを抑制でき、負荷変動によらず冷却対象流体を充分に冷却可能なエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００１４】
また、請求項３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）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル部（１３ａ）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（３１ｂ）から冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（３１ｂ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（１３ｃ）にて昇圧させるエジェクタ（２５）と、昇圧部（１３ｃ）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気液分離手段（３０ｆ）と、気液分離手段（３０ｆ）の液相冷媒流出口と冷媒吸引口（３１ｂ）とを接続する冷媒通路に配置されて、内部を流通する冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、蒸発器（１６）の冷媒出口側と圧縮機（１１）の吸入口側とを接続するバイパス通路（１７）と、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１４ａ）とを備え、
冷媒流路切替手段（１４ａ）は、蒸発器（１６）から流出した冷媒を冷媒吸引口（２０ｃ、３１ｂ）側へ流出させる第１冷媒流路と、蒸発器（１６）から流出した冷媒をバイパス通路（１７）を介して圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる第２冷媒流路とを切替可能に構成されているエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
【００１５】
これによれば、冷媒流路切替手段（１４ａ）が、第１冷媒流路に切り替えた際には、圧縮機（１１）→放熱器（１２）→エジェクタのノズル部（１３ａ）→エジェクタの昇圧部（１３ｃ）→気液分離手段（３０ｆ）→圧縮機（１１）の順で冷媒を循環させるとともに、気液分離手段（３０ｆ）→蒸発器（１６）→エジェクタ（２５）の冷媒吸引口（３１ｂ）の順に冷媒を循環させるエジェクタ式冷凍サイクルを構成することができる。
【００１６】
また、冷媒流路切替手段（１４ａ）が、第２冷媒流路に切り替えた際には、圧縮機（１１）→放熱器（１２）→エジェクタ（２５）のノズル部（１３ａ）→エジェクタの昇圧部（１３ｃ）→気液分離手段（３０ｆ）→蒸発器（１６）→バイパス通路（１７）→圧縮機（１１）の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成することができる。
【００１７】
従って、本請求項に記載に発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、低負荷運転時に蒸発器（１６）へ冷媒を供給できなくなってしまうことを抑制でき、負荷変動によらず冷却対象流体を充分に冷却可能なエジェクタ式冷凍サイクルを提供することができる。
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】第２実施形態のエジェクタが第１冷媒流路に切り替えられている際の軸方向断面図である。
【図４】第２実施形態のエジェクタが第２冷媒流路に切り替えられている際の軸方向断面図である。
【図５】第２実施形態のエジェクタの各冷媒通路の機能を説明するための模式的な断面図である。
【図６】第３実施形態のエジェクタが第１冷媒流路に切り替えられている際の軸方向断面図である。
【図７】第３実施形態のエジェクタが第２冷媒流路に切り替えられている際の軸方向断面図である。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、図面を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。図１の全体構成図に示す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。このエジェクタ式冷凍サイクル１０は、冷媒流路を切替可能に構成されており、後述する通常運転モード時の冷媒流路（第１冷媒流路）と低負荷運転モード時の冷媒流路（第２冷媒流路）とを切り替えることができる。
【００２１】
さらに、こ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。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。また、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。
【００２２】
エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。具体的には、本実施形態の圧縮機１１は、１つのハウジング内に固定容量型の圧縮機構、および圧縮機構を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。
【００２３】
この圧縮機構としては、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できる。また、電動モータは、後述する空調制御装置２１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。
【００２４】
また、圧縮機１１は、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であってもよい。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することのできる可変容量型圧縮機、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する固定容量型圧縮機を採用することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
より具体的には、この放熱器１２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部１２ａ、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高圧側気液分離手段であるレシーバ部１２ｂ、およびレシーバ部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部１２ｃを有して構成される、いわゆるサブクール型の凝縮器である。
【００２７】
冷却ファン１２ｄは、空調制御装置２１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。
【００２８】
放熱器１２の過冷却部１２ｃの冷媒出口には、エジェクタ２０のノズル部２０ａの冷媒流入口側が接続されている。エジェクタ２０は、放熱器１２から流出した過冷却状態の高圧液相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とともに、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１６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。
【００２９】
より具体的には、エジェクタ２０は、ノズル部２０ａおよびボデー部２０ｂを有して構成されている。ノズル部２０ａ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（例えば、ステンレス合金）等で形成されており、その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。
【００３０】
ノズル部２０ａ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（最小通路面積部）、冷媒流入口側から喉部へ向かって冷媒通路面積が徐々に縮小する先細部、および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、本実施形態のノズル部２０ａは、ラバールノズルとして構成されている。
【００３１】
また、本実施形態では、ノズル部２０ａ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２０ａを先細ノズルで構成してもよい。
【００３２】
ボデー部２０ｂは、略円筒状の金属（例えば、アルミニウム）あるいは樹脂で形成されており、内部にノズル部２０ａ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２０の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部２０ａは、ボデー部２０ｂ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２０ａとボデー部２０ｂとの固定部（圧入部）から冷媒が漏れることはない。
【００３３】
また、ボデー部２０ｂの外周面のうち、ノズル部２０ａ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２０ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口２０ｃが形成されている。この冷媒吸引口２０ｃは、ノズル部２０ａから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１６から流出した冷媒をエジェクタ２０の内部へ吸引する貫通穴である。
【００３４】
さらに、ボデー部２０ｂの内部には、冷媒吸引口２０ｃから吸引された吸引冷媒をノズル部２０ａの冷媒噴射口側へ導く吸引通路、および冷媒吸引口２０ｃから吸引通路を介してエジェクタ２０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としてのディフューザ部２０ｄが形成されている。
【００３５】
吸引通路は、ノズル部２０ａの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部２０ｂの内周側との間の空間によって形成されており、吸引通路の冷媒通路面積は、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２０ｄ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。
【００３６】
ディフューザ部２０ｄは、吸引通路の出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積を徐々に拡大させる空間によって形成されている。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。
【００３７】
より具体的には、本実施形態のディフューザ部２０ｄを形成するボデー部２０ｂの内周壁面の軸方向断面における断面形状は、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２０ｄ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。
【００３８】
エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄの冷媒出口には、開閉弁１４を介して、気液分離器１５の入口側が接続されている。
【００３９】
気液分離器１５は、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄから流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段である。なお、本実施形態では、気液分離器１５として、分離された液相冷媒を殆ど蓄えることなく液相冷媒流出口から流出させるように比較的内容積の小さいものを採用しているが、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える貯液手段としての機能を有するものを採用してもよい。
【００４０】
開閉弁１４は、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄの出口側と気液分離器１５の入口側とを接続する冷媒通路に配置されて、この冷媒通路を開閉する開閉手段である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、開閉弁１４が、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄの出口側と気液分離器１５の入口側とを接続する冷媒通路を開閉することによって、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替えることができる。
【００４１】
つまり、本実施形態の開閉弁１４は、冷媒流路切替手段を構成している。より詳細には、本実施形態では、後述する通常運転モード時に開閉弁１４を開くことによって、エジェクタ２０のノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒がディフューザ部２０ｄから流出する第１冷媒流路に切り替えられ、低負荷運転モード時に開閉弁１４を閉じることによって、噴射冷媒が冷媒吸引口２０ｃから流出する第２冷媒流路に切り替えられる。
【００４２】
また、本実施形態の開閉弁１４は、非通電時開口型（いわゆるノーマルオープン型）の電磁弁で構成されており、空調制御装置２１から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。
【００４３】
気液分離器１５の気相冷媒流出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。一方、気液分離器１５の液相冷媒流出口には、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃ側が接続されている。
【００４４】
さらに、気液分離器１５の液相冷媒流出口とエジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃとを接続する冷媒通路には、気液分離器１５側からエジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃ側へ向かって順に固定絞り１５ａおよび蒸発器１６が配置されている。固定絞り１５ａは、冷媒を減圧させる減圧手段であり、具体的には、オリフィス、キャピラリチューブあるいはノズル等を採用することができる。
【００４５】
蒸発器１６は、内部へ流入した低圧冷媒と送風ファン１６ａから車室内へ向けて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１６ａは、空調制御装置２１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。
【００４６】
次に、空調制御装置２１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。この空調制御装置２１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、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ１１、１２ｄ、１４、１６ａ等の作動を制御する。
【００４７】
また、空調制御装置２１には、車室内温度Ｔｒを検出する内気温センサ、外気温Ｔａｍを検出する外気温センサ、車室内の日射量Ａｓを検出する日射センサ、蒸発器１６の吹出空気温度（具体的には、蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度センサ、放熱器１２出口側冷媒の温度Ｔｄを検出する出口側温度センサおよび放熱器１２出口側冷媒の圧力Ｐｄを検出する出口側圧力センサ等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。
【００４８】
さらに、空調制御装置２１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空調制御装置２１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。
【００４９】
なお、本実施形態の空調制御装置２１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的に構成されたものであるが、空調制御装置２１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の作動を制御する構成が吐出能力制御手段２１ａを構成しており、開閉弁１４の作動を制御する構成が冷媒流路制御手段２１ｂを構成している。
【００５０】
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。前述の如く、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、通常運転モードでの運転と低負荷運転モードでの運転とを切り替えることができる。
【００５１】
通常運転モードは、エジェクタ２０が充分な吸引能力を発揮可能な通常時に実行される運転モードである。また、低負荷運転モードは、通常時よりもサイクルの熱負荷が低下してエジェクタ２０のノズル部２０ａから噴射される噴射冷媒の流量が低下し、エジェクタ２０の吸引能力が大きく低下してしまうおそれがある低負荷運転時に実行される運転モードである。
【００５２】
さらに、通常運転モードと低負荷運転モードとの切り替えは、予め空調制御装置２１の記憶回路に記憶された空調制御プログラムが実行されることによって行われる。なお、この空調制御プログラムは、操作パネルの空調作動スイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。
【００５３】
空調制御プログラムの制御ルーチンでは、上述した空調制御用のセンサ群の検出信号および各種空調操作スイッチからの操作信号を読み込み、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００５４】
さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよび検出信号に基づいて、圧縮機１１、冷却ファン１２ｄ、開閉弁１４等の各種電気式のアクチュエータの制御状態を決定し、決定した制御状態が得られるように各種電気式のアクチュエータに制御信号を出力する。そして、車室内空調の停止が要求されるまで、再び、検出信号および操作信号の読込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→新たな制御状態の決定→制御信号の出力といったルーチンを繰り返す。
【００５５】
また、各種電気式のアクチュエータの制御状態の決定については、例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の回転数Ｎｃ、具体的には、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、以下のように決定される。なお、圧縮機１１の冷媒吐出能力とは、圧縮機１１の吐出圧力と吐出流量（質量流量）との積算値と定義することができる。
【００５６】
まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置２１の記憶回路に記憶された制御マップを参照して、蒸発器１６の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯが低下するように決定される。
【００５７】
そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎとの偏差（Ｔｅｆｉｎ−ＴＥＯ）に基づいて、フィードバック制御手法を用いて蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【００５８】
送風ファン１６ａの送風能力（具体的には、送風ファン１６ａ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２１の記憶回路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、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で電動モータへ出力する制御電圧を最大として送風空気量を最大量付近に制御し、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域に近づくに伴って送風空気量を減少させる。
【００５９】
開閉弁１４の開閉状態（具体的には、開閉弁１４へ出力される制御電圧）については、上記の如く決定された圧縮機１１の回転数Ｎｃが予め定めた基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、開閉弁１４を閉じるように決定される。つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、圧縮機１１の回転数Ｎｃが予め定めた基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えられる。
【００６０】
この基準回転数ＫＮｃは、エジェクタ式冷凍サイクル１０が第１冷媒流路に切り替えられている際に、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃより高くなっていれば、ノズル部２０ａから噴射される噴射冷媒の流量が低下してしまうことがなく、冷媒吸引口２０ｃから蒸発器１６下流側の冷媒を充分に吸引できる値に決定されている。
【００６１】
ここで、上述した目標吹出温度ＴＡＯは、車室内温度を、乗員の所望の温度に相当する車室内設定温度Ｔｓｅｔに保つために決定される値であるから、本実施形態のように蒸発器１６にて送風空気を冷却するエジェクタ式冷凍サイクル１０では、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、サイクルの熱負荷が増加することになる。
【００６２】
また、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎは、蒸発器１６自体の温度であるから、実質的に、蒸発器１６における冷媒蒸発温度と同等の値となる。さらに、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎは、圧縮機１１の回転数Ｎｃ（冷媒吐出能力）を増加させることによって低下する。
【００６３】
つまり、空調制御装置２１が、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを低下させるように決定することは、サイクルの熱負荷が増加するに伴って、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の回転数Ｎｃ）を増加させるように決定することを意味している。
【００６４】
従って、本実施形態の如く、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、開閉弁１４を閉じることは、サイクルの熱負荷が予め定めた基準熱負荷以下となった際に、第１冷媒流路（通常運転モード）から第２冷媒流路（低負荷運転モード）へ切り替わるように開閉弁１４の作動を制御することを意味している。
【００６５】
そこで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、サイクルの熱負荷が基準熱負荷より高くなって、エジェクタ２０が充分な吸引能力を発揮できる際には、第１冷媒流路（通常運転モード）に切り替え、サイクルの熱負荷が基準熱負荷以下となって、エジェクタ２０の吸引能力が大きく低下してしまうおそれのある低負荷運転時には、第２冷媒流路（低負荷運転モード）に切り替えるようにしている。
【００６６】
次に、各運転モードにおける作動について説明する。
【００６７】
（ａ）通常運転モード
通常運転モードは、開閉弁１４が開いて第１冷媒流路に切り替えられている際に実行される運転モードである。
【００６８】
第１冷媒流路に切り替えられているエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１の実線矢印で示すように、圧縮機１１→放熱器１２→エジェクタ２０のノズル部２０ａ→エジェクタ２０の昇圧部１３ｄ（→開閉弁１４）→気液分離器１５→圧縮機１１の順で冷媒が循環するとともに、気液分離器１５→固定絞り１５ａ→蒸発器１６→エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃの順で冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルが構成される。
【００６９】
このサイクル構成では、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が、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にて放熱した冷媒は、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。
【００７０】
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２０のノズル部２０ａへ流入し、等エンタルピ的に減圧されて噴射される。さらに、通常運転モードでは、開閉弁１４が開いているとともにサイクルの熱負荷が基準熱負荷より高くなっているので、噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器１６から流出した冷媒がエジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃから吸引される。
【００７１】
冷媒吸引口２０ｃから吸引された吸引冷媒は、噴射冷媒とともにエジェクタ２０のディフューザ部２０ｄへ流入する。ディフューザ部２０ｄでは、冷媒通路面積の拡大により、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。ディフューザ部２０ｄの出口部から流出した冷媒は、気液分離器１５へ流入して気液分離される。
【００７２】
気液分離器１５の液相冷媒流出口から流出した液相冷媒は、固定絞り１５ａにて等エンタルピ的に減圧されて、蒸発器１６へ流入する。蒸発器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａ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、車室内へ送風される送風空気が冷却される。さらに、蒸発器１６から流出した冷媒は、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃから吸引される。一方、気液分離器１５から流出した気相冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。
【００７３】
通常運転モードでは、以上の如く作動して、蒸発器１６に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。この際、サイクルの熱負荷が基準熱負荷より高くなっているので、エジェクタ２０の吸引能力が低下してしまうことがなく、気液分離器１５にて分離された低圧冷媒を確実に蒸発器１６へ流入させることができる。
【００７４】
さらに、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄにて昇圧された冷媒を、圧縮機１１に吸入させて、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるので、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００７５】
（ｂ）低負荷運転モード
低負荷運転モードは、開閉弁１４が閉じて第２冷媒流路に切り替えられている際に実行される運転モードである。
【００７６】
第２冷媒流路に切り替えられているエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１の破線矢印で示すように、圧縮機１１→放熱器１２→エジェクタ２０のノズル部２０ａ→エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃ→蒸発器１６→固定絞り１５ａ→気液分離器１５→圧縮機１１の順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。
【００７７】
このサイクル構成では、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が、第１冷媒流路に切り替えられている際と同様に、放熱器１２にて冷却されてエジェクタ２０のノズル部２０ａにて減圧されて噴射される。さらに、第２冷媒流路に切り替えられている際には、開閉弁１４が閉じているので、噴射冷媒はディフューザ部２０ｄから流出することなく、冷媒吸引口２０ｃから蒸発器１６側へ流出する。
【００７８】
蒸発器１６へ流入した冷媒は、第１冷媒流路に切り替えられている際と同様に、送風ファン１６ａ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、車室内へ送風される送風空気が冷却される。さらに、蒸発器１６から流出した冷媒は、第１冷媒流路に切り替えられている場合とは逆に流れて、固定絞り１５ａを介して気液分離器１５へ流入する。気液分離器１５にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。
【００７９】
低負荷運転モードでは、以上の如く作動して、蒸発器１６に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。この際、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下になっていても、エジェクタ２０のノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒を冷媒吸引口１３ｃを介して蒸発器１６へ流入させるので、圧縮機１１の冷媒吐出能力によって、低圧冷媒を確実に蒸発器１６へ流入させることができる。
【００８０】
ここで、第１冷媒流路に切り替えられているエジェクタ式冷凍サイクル１０のように、エジェクタ２０のノズル部２０ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって蒸発器１６下流側の冷媒を吸引するサイクル構成では、噴射冷媒の流量を低下させると、噴射冷媒の流量の低下度合に対して、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃから蒸発器１６の下流側の冷媒を吸引する吸引能力の低下度合が大きくなってしまいやすい。
【００８１】
このため、サイクルの熱負荷が低下して、噴射冷媒の流量が低下してしまうと、エジェクタ２０の吸引能力が大きく低下し、気液分離器１５にて分離された液相冷媒を固定絞り１５ａを介して蒸発器１６へ流入させることができなくなってしまうことがある。従って、サイクルの低負荷時には、蒸発器１６にて冷却対象流体を充分に冷却することができなくなってしまうおそれがある。
【００８２】
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、噴射冷媒の流量が低下してエジェクタ２０の冷媒吸引能力が大きく低下してしまうおそれがある低負荷運転時に、第１冷媒流路（通常運転モード）から第２冷媒流路（低負荷運転モード）へ切り替えている。従って、サイクルの負荷変動によらず、蒸発器１６へ冷媒を流入させることができ、送風空気を充分に冷却することができる。
【００８３】
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、いずれの冷媒流路に切り替えた際にも、エジェクタ２０のノズル部２０ａにて減圧させた冷媒を蒸発器１６へ流入させることができるので、第２冷媒流路に切り替えられた際のみに用いられる専用の冷媒減圧手段を追加する必要もない。
【００８４】
また、本実施形態では、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、空調制御装置２１が開閉弁１４を閉じるので、低負荷運転時に、確実に第１冷媒流路（通常運転モード）から第２冷媒流路（低負荷運転モード）へ切り替えることができる。従って、低負荷運転時であっても、確実に冷却対象流体を冷却することができる。
【００８５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄの出口側と気液分離器１５の入口側とを接続する冷媒通路に配置された開閉弁１４によって、冷媒流路切替手段を構成した例を説明したが、冷媒流路切替手段は、これに限定されない。例えば、冷媒流路切替手段としては、ディフューザ部２０ｄの入口側から気液分離器１５の入口側へ至る冷媒通路を開閉する開閉手段を採用することができる。
【００８６】
そこで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図２の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、エジェクタ２０、開閉弁１４および気液分離器１５を廃止して、気液分離手段一体型のエジェクタ２５を採用した例を説明する。
【００８７】
換言すると、本実施形態のエジェクタ２５は、冷媒減圧手段および冷媒循環手段（冷媒輸送手段）としての機能を有するだけでなく、ディフューザ部２０ｄの入口側から気液分離器１５の入口側へ至る冷媒通路を開閉する開閉手段（冷媒流路切替手段）および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を有する。つまり、本実施形態のエジェクタ２５は、第１実施形態で説明したエジェクタ２０、開閉弁１４および気液分離器１５を一体的に構成したものである。
【００８８】
なお、図２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。また、図２では、図示の明確化のため空調制御装置２１、並びに、空調制御装置２１と各種電気式のアクチュエータとを接続する電気信号線等の図示を省略している。このことは、以下の図面においても同様である。
【００８９】
エジェクタ２５の具体的構成については、図３〜図５を用いて説明する。なお、図３に、図４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５は、エジェクタ２５の各冷媒通路の機能を説明するための模式的な断面図であって、図３、図４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。
【００９０】
まず、本実施形態のエジェクタ２５は、図３、図４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。具体的には、このボデー３０は、角柱状あるいは円柱状の金属もしくは樹脂等にて形成されてエジェクタ２５の外殻を形成するハウジングボデー３１を有し、このハウジングボデー３１の内部に、ノズルボデー３２、ミドルボデー３３、ロワーボデー３４等を固定して構成されたものである。
【００９１】
ハウジングボデー３１には、放熱器１２から流出した冷媒を内部へ流入させる冷媒流入口３１ａ、第１冷媒流路に切り替えられている際に蒸発器１６から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口３１ｂ、第１冷媒流路に切り替えられている際に後述する気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒を蒸発器１６側へ流出させる液相冷媒流出口３１ｃ、および気液分離空間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気相冷媒流出口３１ｄ等が形成されている。
【００９２】
ノズルボデー３２は、冷媒流れ方向に先細る略円錐形状の金属部材等で形成されており、軸方向が鉛直方向（図３、図４の上下方向）と平行になるように、ハウジングボデー３１の内部に圧入等の手段によって固定されている。ノズルボデー３２の上方側とハウジングボデー３１との間には、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。
【００９３】
旋回空間３０ａは、回転体形状に形成され、図３、図４の一点鎖線で示す中心軸が鉛直方向に延びている。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の１つの直線（中心軸）の周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間３０ａは、略円柱状に形成されている。もちろん、円錐あるいは円錐台と円柱とを結合させた形状等に形成されていてもよい。
【００９４】
さらに、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の内壁面の接線方向に延びている。これにより、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の内壁面に沿って流れ、旋回空間３０ａ内を旋回する。
【００９５】
なお、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の接線方向と完全に一致するように形成されている必要はなく、少なくとも旋回空間３０ａの接線方向の成分を含んでいれば、その他の方向の成分（例えば、旋回空間３０ａの軸方向の成分）を含んで形成されていてもよい。
【００９６】
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、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ようにしている。
【００９７】
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。
【００９８】
また、ノズルボデー３２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。この減圧用空間３０ｂは、円柱状空間とこの円柱状空間の下方側から連続して冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる円錐台形状空間とを結合させた回転体形状に形成されており、減圧用空間３０ｂの中心軸は旋回空間３０ａの中心軸と同軸上に配置されている。
【００９９】
さらに、減圧用空間３０ｂの内部には、減圧用空間３０ｂ内に冷媒通路面積が最も縮小した最小通路面積部３０ｍを形成するとともに、最小通路面積部３０ｍの通路面積を変化させる通路形成部材３５が配置されている。この通路形成部材３５は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に広がる略円錐形状に形成されており、その中心軸が減圧用空間３０ｂの中心軸と同軸上に配置されている。換言すると、通路形成部材３５は、減圧用空間３０ｂから離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されている。
【０１００】
そして、ノズルボデー３２の減圧用空間３０ｂを形成する部位の内周面と通路形成部材３５の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路としては、図５に示すように、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に至るまでの冷媒通路面積が徐々に縮小する先細部１３１、および最小通路面積部３０ｍから冷媒流れ下流側に形成されて冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部１３２が形成される。
【０１０１】
先細部１３１の下流側および末広部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（大径の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。
【０１０２】
さらに、本実施形態では、末広部１３２における冷媒通路面積が、冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大するように、ノズルボデー３２の減圧用空間３０ｂを形成する部位の内周面および通路形成部材３５の外周面が形成されている。
【０１０３】
本実施形態では、この通路形状によって、図５に示すように、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、第１実施形態で説明したノズル部２０ａに形成された冷媒通路と同様に機能するノズル通路１３ａとしている。さらに、このノズル通路１３ａでは、冷媒を減圧させて、気液二相状態の冷媒の流速を二相音速より高い値となるように増速させて噴射している。
【０１０４】
なお、本実施形態における減圧用空間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とは、図５に示すように、通路形成部材３５の外周面から法線方向に延びる線分がノズルボデー３２のうち減圧用空間３０ｂを形成する部位と交わる範囲を含んで形成される冷媒通路である。
【０１０５】
また、ノズル通路１３ａへ流入する冷媒は旋回空間３０ａにて旋回しているので、ノズル通路１３ａを流通する冷媒およびノズル通路１３ａから噴射される噴射冷媒も、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。
【０１０６】
次に、図３、図４に示すミドルボデー３３は、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴が設けられているとともに、この貫通穴の外周側に通路形成部材３５を変位させる駆動手段３７を収容した金属製円板状部材で形成されている。なお、ミドルボデー３３の貫通穴の中心軸は旋回空間３０ａおよび減圧用空間３０ｂの中心軸と同軸上に配置されている。また、ミドルボデー３３は、ハウジングボデー３１の内部であって、かつ、ノズルボデー３２の下方側に圧入等の手段によって固定されている。
【０１０７】
さらに、ミドルボデー３３の上面とこれに対向するハウジングボデー３１の内壁面との間には、冷媒吸引口３１ｂから流入した冷媒を滞留させる流入空間３０ｃが形成されている。本実施形態では、ノズルボデー３２の下方側の先細先端部がミドルボデー３３の貫通穴の内部に位置付けられるため、流入空間３０ｃは、旋回空間３０ａおよび減圧用空間３０ｂの中心軸方向からみたときに、断面円環状に形成される。
【０１０８】
また、冷媒吸引口３１ｂと流入空間３０ｃとを接続する吸引冷媒流入通路は、流入空間３０ｃの中心軸方向から見たときに、流入空間３０ｃの内周壁面の接線方向に延びている。これにより、本実施形態では、冷媒吸引口３１ｂから吸引冷媒流入通路を介して流入空間３０ｃ内へ流入した冷媒を、旋回空間３０ａ内の冷媒と同方向に旋回させるようにしている。
【０１０９】
さらに、ミドルボデー３３の貫通穴のうち、ノズルボデー３２の下方側が挿入される範囲、すなわち軸線に垂直な径方向から見たときにミドルボデー３３とノズルボデー３２が重合する範囲では、ノズルボデー３２の先細先端部の外周形状に適合するように冷媒通路面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。
【０１１０】
これにより、貫通穴の内周面とノズルボデー３２の下方側の先細先端部の外周面との間には、流入空間３０ｃと減圧用空間３０ｂの冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路３０ｄが形成される。つまり、本実施形態では、冷媒吸引口３１ｂと流入空間３０ｃとを接続する吸引冷媒流入通路、流入空間３０ｃおよび吸引通路３０ｄによって、外部から冷媒を吸引する吸引用通路１３ｂが形成されている。
【０１１１】
この吸引通路３０ｄの中心軸垂直断面も円環状に形成されており、吸引通路３０ｄを流れる冷媒も、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。さらに、吸引用通路１３ｂの冷媒出口（具体的には、吸引通路３０ｄの冷媒出口）は、ノズル通路１３ａの冷媒出口（冷媒噴射口）の外周側に、円環状に開口している。
【０１１２】
また、ミドルボデー３３の貫通穴のうち、吸引通路３０ｄ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、減圧用空間３０ｂ（具体的には、ノズル通路１３ａ）から噴射された噴射冷媒と吸引用通路１３ｂから吸引された吸引冷媒とを流入させる空間である。
【０１１３】
昇圧用空間３０ｅの内部には、前述した通路形成部材３５の下方部が配置されている。さらに、昇圧用空間３０ｅ内の通路形成部材３５の円錐状側面の広がり角度は、昇圧用空間３０ｅの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、この冷媒通路の冷媒通路面積は冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する。
【０１１４】
本実施形態では、このように冷媒通路面積を拡大させることによって、図５に示すように、昇圧用空間３０ｅを形成するミドルボデー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、第１実施形態で説明したディフューザ部２０ｄと同様に機能するディフューザ通路１３ｃとしている。そして、ディフューザ通路１３ｃにて、噴射冷媒と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いる。
【０１１５】
また、図３、図４に示すように、通路形成部材３５の円錐状側面には溝部が形成されており、この溝部には、リング状部材３６ａが配置されている。より具体的には、溝部は、通路形成部材３５を軸方向上方側から見たときに円環状に形成されており、リング状部材３６ａは、リング状（円筒状）に形成されて、溝部に軸方向に摺動変位可能に嵌め込まれている。なお、このリング状部材３６ａの中心軸も、旋回空間３０ａや通路形成部材３５等の中心軸と同軸上に配置されている。
【０１１６】
さらに、リング状部材３６ａには、連結棒３６ｂを介して、エジェクタ２５の下方側に配置された電動式の駆動装置３６ｃが連結されている。この駆動装置３６ｃは、リング状部材３６ａを軸方向に変位させるもので、具体的には、リニアソレノイド、ステッピングモータ等を採用できる。また、駆動装置３６ｃは、空調制御装置２１から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。
【０１１７】
より具体的には、駆動装置３６ｃがリング状部材３６ａを軸方向下方側へ変位させることによって、図３に示すように、ディフューザ通路１３ｃの入口側と出口側が連通する。また、駆動装置３６ｃがリング状部材３６ａを軸方向上方側へ変位させて、リング状部材３６ａの上端部をミドルボデー３３のうち昇圧用空間３０ｅを形成する部位の内周面に当接させると、図４に示すように、ディフューザ通路１３ｃが遮断される。
【０１１８】
つまり、本実施形態では、駆動装置３６ｃがリング状部材３６ａを変位させることによって、冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態のリング状部材３６ａ、連結棒３６ｂおよび駆動装置３６ｃは、冷媒流路切替手段を構成している。
【０１１９】
そして、図３に示すように、リング状部材３６ａがディフューザ通路１３ｃを開くことによって、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒がディフューザ通路１３ｃから流出する第１冷媒流路に切り替えられ、図４に示すように、リング状部材３６ａがディフューザ通路１３ｃを閉じることによって、噴射冷媒が冷媒吸引口３１ｂから流出する第２冷媒流路に切り替えられる。
【０１２０】
また、図３、図５から明らかなように、リング状部材３６ａの上端面は、駆動装置３６ｃがリング状部材３６ａを軸方向下方側へ変位させた際にも、ディフューザ通路１３ｃ内に露出している。
【０１２１】
従って、駆動装置３６ｃがリング状部材３６ａを軸方向下方側へ変位させた際に、リング状部材３６ａの上端面と通路形成部材３５の円錐状側面との境界部分に段差等が形成されることなく、リング状部材３６ａの上端面が通路形成部材３５の円錐状側面の一部を形成する形状となっていることが望ましい。
【０１２２】
次に、ミドルボデー３３の内部に配置されて、通路形成部材３５を変位させる駆動手段３７について説明する。この駆動手段３７は、圧力応動部材である円形薄板状のダイヤフラム３７ａを有して構成されている。より具体的には、図３に示すように、ダイヤフラム３７ａはミドルボデー３３の外周側に形成された円柱状の空間を上下の２つの空間に仕切るように、溶接等の手段によって固定されている。
【０１２３】
ダイヤフラム３７ａによって仕切られた２つの空間のうち上方側（流入空間３０ｃ側）の空間は、蒸発器１６流出冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間３７ｂを構成している。この封入空間３７ｂには、エジェクタ式冷凍サイクル１０を循環する冷媒と同一組成の感温媒体が予め定めた密度となるように封入されている。従って、本実施形態における感温媒体は、Ｒ１３４ａを主成分とする媒体となる。
【０１２４】
一方、ダイヤフラム３７ａによって仕切られた２つの空間のうち下方側の空間は、図示しない連通路を介して、蒸発器１６流出冷媒を導入させる導入空間３７ｃを構成している。従って、封入空間３７ｂに封入された感温媒体には、流入空間３０ｃと封入空間３７ｂとを仕切る蓋部材３７ｄおよびダイヤフラム３７ａ等を介して、蒸発器１６流出冷媒の温度が伝達される。
【０１２５】
ここで、図３〜図５から明らかなように、本実施形態のミドルボデー３３の上方側には吸引用通路１３ｂが配置され、ミドルボデー３３の下方側にはディフューザ通路１３ｃが配置されている。従って、駆動手段３７の少なくとも一部は、中心軸の径方向から見たときに吸引用通路１３ｂおよびディフューザ通路１３ｃによって上下方向から挟まれる位置に配置されることになる。
【０１２６】
より詳細には、駆動手段３７の封入空間３７ｂは、旋回空間３０ａや通路形成部材３５等の中心軸方向から見たときに、吸引用通路１３ｂおよびディフューザ通路１３ｃと重合する位置であって、吸引用通路１３ｂおよびディフューザ通路１３ｃによって囲まれる位置に配置されている。これにより、封入空間３７ｂに蒸発器１６流出冷媒の温度が伝達され、封入空間３７ｂの内圧は、蒸発器１６流出冷媒の温度に応じた圧力となる。
【０１２７】
さらに、ダイヤフラム３７ａは、封入空間３７ｂの内圧と導入空間３７ｃへ流入した蒸発器１６流出冷媒の圧力との差圧に応じて変形する。このため、ダイヤフラム３７ａは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属薄板にて形成されることが望ましい。
【０１２８】
また、ダイヤフラム３７ａの中心部には、円柱状の作動棒３７ｅの上端側が溶接等の手段によって接合され、作動棒３７ｅの下端側には通路形成部材３５の最下方側（底部）の外周側が固定されている。これにより、ダイヤフラム３７ａと通路形成部材３５が連結され、ダイヤフラム３７ａの変位に伴って通路形成部材３５が変位し、ノズル通路１３ａの冷媒通路面積（最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積）が調整される。
【０１２９】
具体的には、蒸発器１６流出冷媒の温度（過熱度）が上昇すると、封入空間３７ｂに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間３７ｂの内圧から導入空間３７ｃの圧力を差し引いた差圧が大きくなる。これにより、ダイヤフラム３７ａ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（鉛直方向下方側）に通路形成部材３５を変位させる。
【０１３０】
一方、蒸発器１６流出冷媒の温度（過熱度）が低下すると、封入空間３７ｂに封入された感温媒体の飽和圧力が低下して、封入空間３７ｂの内圧から導入空間３７ｃの圧力を差し引いた差圧が小さくなる。これにより、ダイヤフラム３７ａ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（鉛直方向上方側）に通路形成部材３５を変位させる。
【０１３１】
このように蒸発器１６流出冷媒の過熱度に応じてダイヤフラム３７ａが、通路形成部材３５を上下方向に変位させることによって、蒸発器１６流出冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を調整することができる。なお、作動棒３７ｅとミドルボデー３３との隙間は、図示しないＯ−リング等のシール部材によってシールされており、作動棒３７ｅが変位してもこの隙間から冷媒が漏れることはない。
【０１３２】
また、通路形成部材３５の底面は、ロワーボデー３４に固定されたコイルバネ４０の荷重を受けている。コイルバネ４０は、通路形成部材３５に対して、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を縮小する側（図３では、上方側）に付勢する荷重をかけており、この荷重を調整することで、通路形成部材３５の開弁圧を変更して、狙いの過熱度を変更することもできる。
【０１３３】
さらに、本実施形態では、ミドルボデー３３の外周側に複数（具体的には、２つ）の円柱状の空間を設け、この空間の内部にそれぞれ円形薄板状のダイヤフラム３７ａを固定して２つの駆動手段３７を構成しているが、駆動手段３７の数はこれに限定されない。なお、駆動手段３７を複数箇所に設ける場合は、それぞれ中心軸に対して等角度間隔で配置されていることが望ましい。
【０１３４】
また、軸方向からみたときに円環状に形成される空間内に、円環状の薄板で形成されたダイヤフラムを固定し、複数の作動棒でこのダイヤフラムと通路形成部材３５とを連結する構成としてもよい。
【０１３５】
次に、ロワーボデー３４は、円柱状の金属部材等で形成されており、ハウジングボデー３１の底面側を閉塞するように、圧入あるいはネジ止め等の手段によって固定されている。そして、ハウジングボデー３１の内部空間のうち、ロワーボデー３４の上面側とミドルボデー３３の底面側との間には、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が形成されている。
【０１３６】
従って、本実施形態のディフューザ通路１３ｃの最下流部（冷媒流出口）は、気液分離空間３０ｆ内に開口している。また、気液分離空間３０ｆは、略円柱状の回転体形状の空間として形成されており、第１実施形態で説明した気液分離器１５と同様の機能を果たす気液分離手段を構成している。また、気液分離空間３０ｆの中心軸も、旋回空間３０ａ、減圧用空間３０ｂ、および通路形成部材３５等の中心軸と同軸上に配置されている。
【０１３７】
さらに、ディフューザ通路１３ｃから流出して気液分離空間３０ｆへ流入する冷媒は、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。従って、この気液分離空間３０ｆ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気液分離手段として機能する。
【０１３８】
また、気液分離空間３０ｆの内容積は、第１実施形態で説明した気液分離器１５と同程度の内容積に形成されている。従って、気液分離空間３０ｆでは、分離された液相冷媒を殆ど蓄えることなく液相冷媒流出口３１ｃから流出させる。
【０１３９】
ロワーボデー３４の中心部には、気液分離空間３０ｆに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。従って、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貯留されることになる。
【０１４０】
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３４ｂが形成されている。なお、前述したリング状部材３６ａと駆動装置３６ｃとを連結させる連結棒３６ｂは、気相冷媒流出通路３４ｂの一部を上下方向に貫通するように配置されて、リング状部材３６ａと駆動装置３６ｃとを連結している。
【０１４１】
さらに、パイプ３４ａの上端部には、前述したコイルバネ４０が固定されている。なお、このコイルバネ４０は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材３５の振動を減衰させる振動緩衝部材としての機能も果たしている。また、パイプ３４ａの根本部（最下方部）には、液相冷媒中の冷凍機油を気相冷媒流出通路３４ｂを介して圧縮機１１内へ戻すオイル戻し穴３４ｃが形成されている。
【０１４２】
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。前述の如く、本実施形態のエジェクタ２５は、第１実施形態で説明したエジェクタ２０、開閉弁１４および気液分離器１５を一体的に構成したものと同等の機能を発揮するので、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４３】
より詳細には、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の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃより高くなっている際には、リング状部材３６ａがディフューザ通路１３ｃを開くことによって、第１冷媒流路（通常運転モード）に切り替えられるので、図２〜図５の実線矢印で示すように、第１実施形態の通常運転モード時と同様に冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルが構成される。
【０１４４】
また、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下になっている際には、リング状部材３６ａがディフューザ通路１３ｃを閉じることによって、第２冷媒流路（低負荷運転モード）に切り替えられるので、図２〜図５の破線矢印で示すように、第１実施形態の低負荷運転モード時と同様に冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。
【０１４５】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第１実施形態と同様に、サイクルの負荷変動によらず、蒸発器１６へ冷媒を流入させることができ、送風空気を充分に冷却することができる。
【０１４６】
また、本実施形態のエジェクタ２５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。
【０１４７】
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に近づく。
【０１４８】
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（従来技術のノズル効率に相当）を向上させることができる。
【０１４９】
また、本実施形態のエジェクタ２５のボデー３０には、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が形成されているので、エジェクタ２５とは別に気液分離手段を設ける場合に対して、気液分離空間３０ｆの容積を効果的に小さくすることができる。
【０１５０】
つまり、本実施形態の気液分離空間３０ｆでは、断面円環状に形成されたディフューザ通路１３ｃから流出する冷媒が既に旋回方向の速度成分を有しているので気液分離空間３０ｆ内で冷媒の旋回流れを発生させるための空間を設ける必要がない。従って、エジェクタ２５とは別に気液分離手段を設ける場合に対して、気液分離空間３０ｆの容積を効果的に小さくすることができる。
【０１５１】
また、本実施形態のエジェクタ２５によれば、駆動手段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、ノズル通路１３ａおよびディフューザ通路１３ｃの冷媒通路面積を変更することができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０の負荷変動に応じてエジェクタ２５を適切に作動させることができる。
【０１５２】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態に対して、エジェクタ２５の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のエジェクタ２５では、図６、図７に示すように、通路形成部材３５を、互いに別部材で形成されたサブ弁体部３５ａおよび本体部３５ｂによって構成し、サブ弁体部３５ａと本体部３５ｂとの間に、コイルバネ３５ｃを配置している。
【０１５３】
サブ弁体部３５ａは略円錐状に形成されて、本体部３５ｂの上方側に配置されている。さらに、本体部３５ｂは略円錐台状に形成されており、図６に示すように、コイルバネ３５ｃを圧縮してサブ弁体部３５ａの底面と本体部３５ｂの上面とを当接させると、サブ弁体部３５ａの外周面と本体部３５ｂの外周面が滑らかに連続して、第１実施形態と同様の略円錐形状の通路形成部材３５が形成される。
【０１５４】
また、サブ弁体部３５ａの底面には、連結棒３６ｂを介して、駆動装置３６ｃが連結されている。従って、本実施形態の駆動装置３６ｃは、サブ弁体部３５ａを軸方向に変位させる機能を果たす。
【０１５５】
そして、駆動装置３６ｃがサブ弁体部３５ａを軸方向下方側へ変位させると、図６に示すように、コイルバネ３５ｃが圧縮されて、サブ弁体部３５ａの底面と本体部３５ｂの上面が当接する。これにより、本体部３５ｂは、その上方側に配置されたコイルバネ３５ｃから鉛直方向下方側へ付勢する荷重を受けるとともに、その下方側に配置されたコイルバネ４０から鉛直方向上方側へ付勢する荷重を受ける。
【０１５６】
この際、本実施形態では、本体部３５ｂがコイルバネ３５ｃから受ける荷重とコイルバネ４０から受ける荷重が概ね相殺されるように、コイルバネ３５ｃおよびコイルバネ４０の諸元を決定している。従って、駆動装置３６ｃがサブ弁体部３５ａを軸方向下方側へ変位させると、サブ弁体部３５ａおよび本体部３５ｂは、第２実施形態の通路形成部材３５と同様に、駆動手段３７から受ける荷重によって変位することになる。
【０１５７】
つまり、本実施形態では、駆動装置３６ｃがサブ弁体部３５ａを軸方向下方側へ変位させると、ディフューザ通路１３ｃの入口側と気液分離空間３０ｆの入口側が連通した状態で、サブ弁体部３５ａと本体部３５ｂが一体となって、第２実施形態の通路形成部材３５と同様に変位する。
【０１５８】
一方、駆動装置３６ｃがサブ弁体部３５ａを軸方向上方側へ変位させると、図７に示すように、サブ弁体部３５ａの底面と本体部３５ｂの上面が離れる。これにより、本体部３５ｂがコイルバネ３５ｃから受ける荷重が低下するので、本体部３５ｂは、コイルバネ４０から受ける鉛直方向上方側へ付勢する荷重によって上方側へ変位する。
【０１５９】
これにより、略円錐台状に形成された本体部３５ｃの最下方側（底部）の外周側が、ミドルボデー３３の底面に当接し、ディフューザ通路１３ｃの出口側が閉塞される。
【０１６０】
つまり、本実施形態では、駆動装置３６ｃがサブ弁体部３５ａを変位させることによって、冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態のサブ弁体部３５ａ、本体部３５ｂ、連結棒３６ｂおよび駆動装置３６ｃは、冷媒流路切替手段を構成している。
【０１６１】
そして、図６に示すように、サブ弁体部３５ａと本体部３５ｂが一体となって変位して本体部３５ｂがディフューザ通路１３ｃを開くことによって、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒がディフューザ通路１３ｃから流出する第１冷媒流路に切り替えられ、図７に示すように、本体部３５ｂがディフューザ通路１３ｃを閉じることによって、噴射冷媒が冷媒吸引口３１ｂから流出する第２冷媒流路に切り替えられる。
【０１６２】
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２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によれば、第２実施形態と同様に、サイクルの負荷変動によらず、蒸発器１６へ冷媒を流入させることができ、送風空気を充分に冷却することができる。
【０１６３】
（第４実施形態）
本実施形態では、上述の実施形態に対して、冷媒流路切替手段の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０には、図８に示すように、第２実施形態に対して、蒸発器１６の冷媒出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するバイパス通路１７が追加されている。そして、このバイパス通路１７を開閉する開閉弁１４ａ（開閉手段）によって冷媒流路切替手段を構成している。
【０１６４】
このため、本実施形態のエジェクタ２５では、冷媒流路切替手段を構成するリング状部材３６ａ、連結棒３６ｂ、駆動装置３６ｃ等が廃止されている。また、本実施形態の開閉弁１４ａは、非通電時閉塞型（いわゆるノーマルクローズ型）の電磁弁で構成されており、空調制御装置２１から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成は、第２実施形態と同様である。
【０１６５】
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。本実施形態では、空調制御装置２１（冷媒流路制御手段２１ｂ）が、開閉弁１４ａへ出力させる制御電圧を決定する際に、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、開閉弁１４を開くように決定される。
【０１６６】
ここで、第１実施形態で説明したように、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃよりも高くなっている際には、エジェクタ２５が蒸発器１６から流出した冷媒を充分に吸引できるので、蒸発器１６の入口側冷媒圧力（エジェクタ２５の液相冷媒流出口３１ｃ側の冷媒圧力）から蒸発器１６の出口側冷媒圧力（エジェクタ２５の冷媒吸引口３１ｂ側の冷媒圧力）を減算した圧力差は充分に大きくなっている。
【０１６７】
従って、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃよりも高くなっている際に、開閉弁１４ａがバイパス通路１７を閉じることによって、蒸発器１６から流出した冷媒を冷媒吸引口３１ｂ側へ流出させる第１冷媒流路（通常運転モード）に切り替えることができる。
【０１６８】
一方、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下になっている際には、エジェクタ２５の吸引能力が低下しているので、蒸発器１６の入口側冷媒圧力（エジェクタ２５の液相冷媒流出口３１ｃ側の冷媒圧力）から蒸発器１６の出口側冷媒圧力（エジェクタ２５の冷媒吸引口３１ｂ側の冷媒圧力）を減算した圧力差は極めて小さくなっている。
【０１６９】
従って、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下になっている際に、開閉弁１４ａがバイパス通路１７を開くことによって、圧縮機１１の吸入負圧によって蒸発器１６から流出した冷媒を圧縮機１１の吸入口側へ流出させる第２冷媒流路（低負荷運転モード）に切り替えることができる。その他の作動は、第１実施形態と同様である。以下に、各運転モードについて説明する。
【０１７０】
（ａ）通常運転モード
通常運転モードは、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃより高くなっており、すなわち、サイクルの熱負荷が基準熱負荷よりも高くなっており、開閉弁１４ａが閉じて第１冷媒流路に切り替えられている際に実行される運転モードである。
【０１７１】
第１冷媒流路に切り替えられているエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図８の実線矢印で示すように、圧縮機１１→放熱器１２→エジェクタ２５のノズル通路→エジェクタ２０のディフューザ通路→エジェクタ２５の気液分離空間３０ｆ→圧縮機１１の順で冷媒が循環するとともに、エジェクタ２５の気液分離空間３０ｆ→固定絞り１５ａ→蒸発器１６→エジェクタ２５の冷媒吸引口３１ｂの順で冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルが構成される。
【０１７２】
つまり、第１実施形態で説明した通常運転モードと同様のエジェクタ式冷凍サイクルを構成して、同様に作動させることができる。
【０１７３】
（ｂ）低負荷運転モード
低負荷運転モードは、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下になっており、すなわち、サイクルの熱負荷が基準熱負荷以下になっており、開閉弁１４ａが開いて第２冷媒流路に切り替えられている際に実行される運転モードである。
【０１７４】
第２冷媒流路に切り替えられているエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図８の破線矢印で示すように、圧縮機１１→放熱器１２→エジェクタ２５のノズル通路→エジェクタ２０のディフューザ通路→エジェクタ２５の気液分離空間３０ｆ→固定絞り１５ａ→蒸発器１６→バイパス通路１７→圧縮機１１の順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。従って、第１実施形態で説明した低負荷運転モードと同様通常運転モードと同様に作動させることができる。
【０１７５】
つまり、第１実施形態で説明した通常運転モードと同様の冷凍サイクルを構成して、同様に作動させることができる。
【０１７６】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第２実施形態と同様に、サイクルの負荷変動によらず、蒸発器１６へ冷媒を流入させることができ、送風空気を充分に冷却することができる。
【０１７７】
なお、開閉弁１４ａが第２冷媒流路に切り替える低負荷運転モード時には、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下になっており、エジェクタ２５の液相冷媒流出口３１ｃ側の冷媒圧力とエジェクタ２５の冷媒吸引口３１ｂ側の冷媒圧力が同等となるだけでなく、エジェクタ２５の冷媒吸引口３１ｂ側の冷媒圧力とエジェクタ２５の気相冷媒流出口３１ｄ側の冷媒圧力も同等となる。
【０１７８】
このため、低負荷運転モード時には、圧縮機１１の吸入負圧によって気相冷媒流出口３１ｄから流出した気相冷媒も圧縮機１１の吸入口側へ流出してしまうので、蒸発器１６から流出する冷媒流量が低下してしまうおそれがある。そこで、エジェクタ２５の気相冷媒流出口３１ｄを開閉する開閉手段を設け、低負荷運転モード時に気相冷媒流出口３１ｄを閉塞させるようにしてもよい。
【０１７９】
（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。
【０１８０】
（１）上述の実施形態では、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下となった際に、サイクルの熱負荷が基準熱負荷以下となったものとして、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替える例を説明したが、サイクルの熱負荷の判定はこれに限定されない。
【０１８１】
例えば、ディフューザ部２０ｄ（ディフューザ通路１３ｃ）出口側の冷媒圧力から冷媒吸引口２０ｃ（冷媒吸引口３１ｂ）側の冷媒圧力を減算した圧力差が、予め定めた基準圧力差以下となった際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えるようにしてもよい。
【０１８２】
また、圧縮機１１の冷媒吐出圧力が予め定めた基準吐出圧力以下となった際、あるいは、圧縮機１１の冷媒吐出温度が予め定めた基準吐出温度以下となった際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えるようにしてもよい。さらに、外気温が予め定めた基準外気温以下となった際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えるようにしてもよい。
【０１８３】
（２）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。
【０１８４】
具体的には、上述の実施形態では、冷媒流路切替手段として開閉弁１４、１４ａを採用した例を説明したが、冷媒流路切替手段はこれに限定されない。例えば、ディフューザ部２０ｄ（ディフューザ通路１３ｃ）出口側の冷媒圧力から冷媒吸引口２０ｃ（冷媒吸引口３１ｂ）側の冷媒圧力を減算した圧力差が、予め定めた基準圧力差以下となった際に開く機械的機構で構成された差圧弁等を用いて、冷媒流路切替手段を構成してもよい。
【０１８５】
さらに、第４実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０においては、開閉弁１４ａに替えて、バイパス通路の入口部に、蒸発器１６から流出した冷媒を冷媒吸引口３１ｂ側へ導く冷媒流路と圧縮機１１の吸入口側へ導く冷媒流路とを切り替える三方弁を採用してもよい。
【０１８６】
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）を採用してもよい。
【０１８７】
また、上述の実施形態では、エジェクタ２０のノズル部２０ａおよびボデー部２０ｂといった構成部材、並びに、エジェクタ２５のボデー３０および通路形成部材３５といった構成部材を金属で形成した例を説明したが、それぞれの構成部材の機能を発揮可能であれば材質は限定されない。従って、これらの構成部材を樹脂等にて形成してもよい。
【０１８８】
また、上述の第１実施形態のエジェクタ２０には、ノズル部２０ａへ流入する冷媒に旋回流れを生じさせる旋回空間が形成されていないが、第２〜第４実施形態のエジェクタ２５と同様に、旋回空間を形成する旋回空間形成部材を設けてもよい。
【０１８９】
また、上述の第１実施形態では、エジェクタ２０として、最小通路面積部の冷媒通路面積が変化しない固定ノズル部を有するものを採用した例を説明したが、最小通路面積部の冷媒通路面積を変更可能に構成された可変ノズル部を有するものを採用してもよい。このような可変ノズル部としては、可変ノズル部の通路内にニードル状あるいは円錐状の弁体を配置し、この弁体を電気式アクチュエータ等によって変位させて、冷媒通路面積を調整するもの等を採用することができる。
【０１９０】
また、上述の第２〜第４実施形態では、通路形成部材３５を変位させる駆動手段３７として、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間３７ｂおよび封入空間３７ｂ内の感温媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム３７ａを有して構成されたものを採用した例を説明したが、駆動手段はこれに限定されない。
【０１９１】
例えば、感温媒体として温度によって体積変化するサーモワックスを採用してもよいし、駆動手段として形状記憶合金性の弾性部材を有して構成されたものを採用してもよいし、さらに、駆動手段として電動モータやソレノイド等の電気的機構によって通路形成部材３５を変位させるものを採用してもよい。
【０１９２】
また、上述の各実施形態では、気液分離器１５の液相冷媒流出口と蒸発器１６との間、並びに、エジェクタ２５の液相冷媒流出口３１ｃと蒸発器１６との間に固定絞り１５ａを配置した例を説明したが、固定絞り１５ａを廃止してもよい。また、気液分離器１５の液相冷媒流出口、あるいは、エジェクタ２５の液相冷媒流出口３１ｃに冷媒を減圧させる減圧手段（例えば、オリフィス等）を配置してもよい。
【０１９３】
（３）第４実施形態では、第２、第３実施形態と同様に、気液分離手段一体型のエジェクタ２５を採用した例を説明したが、第１実施形態と同様に、別部材として構成されたエジェクタ２０および気液分離器１５を採用してもよい。
【０１９４】
（４）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。
【０１９５】
また、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１６を送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、蒸発器１６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室内側熱交換器として用いるヒートポンプサイクルを構成してもよい。
【０１９６】
（５）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、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。
【符号の説明】
【０１９７】
１０            エジェクタ式冷凍サイクル
２０、２５      エジェクタ
２０ａ、１３ａ  ノズル部、ノズル通路
２０ｃ、３１ｂ  冷媒吸引口
２０ｄ、１３ｃ  ディフューザ部、ディフューザ通路（昇圧部）
１５、３０ｆ    気液分離器、気液分離手段
１４、１４ａ    開閉弁
３５ａ、３６ａ  サブ弁体部、リング状部材
３６ｂ          連結棒
３６ｃ          駆動装置
【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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