(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調対象空間へ送風される送風空気の温度を調節する空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
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）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３）と、
前記分岐部（１３）にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１減圧装置（１４）と、
前記分岐部（１３）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧装置（１７）と、
前記第１減圧装置（１４）にて減圧された冷媒を前記送風空気と熱交換させて蒸発させる室内蒸発器（１５）と、
前記第２減圧装置（１７）にて減圧された冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器（１８）と、
前記放熱器（１２）の出口側から前記分岐部（１３）の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒と前記第１減圧装置（１４）にて減圧された低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（１９）と、
前記内部熱交換器（１９）から流出した低圧側冷媒を減圧させるノズル部（１６１）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（１６ａ）から前記室外熱交換器（１８）下流側冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（１６ａ）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（１６ｃ）を有するエジェクタ（１６）と、
前記第１減圧装置（１４）から流出した冷媒を、前記室内蒸発器（１５）を迂回させて、前記内部熱交換器（１９）の入口側へ導くバイパス通路（２０）と、
前記バイパス通路（２０）を開閉する開閉装置（２１）と、を備え、
前記昇圧部（１６ｃ）の冷媒出口は、前記圧縮機（１１）の吸入口側に接続されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１減圧装置（１４）は、絞り開度を変更可能に構成されており、
さらに、前記第１減圧装置（１４）の作動を制御する第１減圧制御部（４０ｂ）を備え、
前記第１減圧制御部（４０ｂ）は、前記室内蒸発器（１５）における冷媒蒸発温度が、予め定めた基準蒸発温度（ＫＴｅ１）に近づくように、前記第１減圧装置（１４）の絞り開度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
空調対象空間へ送風される送風空気の温度を調節する空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
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）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３）と、
前記分岐部（１３）にて分岐された一方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された第１減圧装置（１４）と、
前記分岐部（１３）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された第２減圧装置（１７）と、
前記第１減圧装置（１４）にて減圧された冷媒を前記送風空気と熱交換させて蒸発させる室内蒸発器（１５）と、
前記第２減圧装置（１７）にて減圧された冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器（１８）と、
前記室内蒸発器（１５）下流側冷媒を減圧させるノズル部（１６１）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（１６ａ）から前記室外熱交換器（１８）下流側冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（１６ａ）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（１６ｃ）を有するエジェクタ（１６）と、
前記第１減圧装置（１４）の作動を制御する第１減圧制御部（４０ｂ）と、
前記第２減圧装置（１７）の作動を制御する第２減圧制御部（４０ｃ）と、を備え、
前記昇圧部（１６ｃ）の冷媒出口は、前記圧縮機（１１）の吸入口側に接続されており、
前記第１減圧制御部（４０ｂ）は、前記室内蒸発器（１５）から流出する冷媒が過熱度を有する気相状態となるように、前記第１減圧装置（１４）の絞り開度を変化させ、
前記第２減圧制御部（４０ｃ）は、前記室外熱交換器（１８）から流出する冷媒が気液二相状態となるように、前記第２減圧装置（１７）の絞り開度を変化させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の熱交換器を備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、それぞれ異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の熱交換器（すなわち、蒸発器）を備える冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献１の冷凍サイクル装置は、車両用空調装置に適用されており、冷媒を蒸発させる熱交換器として、冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内蒸発器、および冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器を備えている。
【０００３】
また、特許文献１の冷凍サイクル装置では、車室内の除湿暖房を行う際に、室内蒸発器および室外熱交換器を冷媒流れに対して並列的に接続する冷媒回路に切り替える。そして、室内蒸発器では、着霜の生じない温度（すなわち、０℃より高い温度）で冷媒を蒸発させ、室外熱交換器では、外気温よりも低い温度（一般的には、室内蒸発器における冷媒蒸発温度よりも低い温度）で冷媒を蒸発させる。
【０００４】
これにより、室内蒸発器にて、送風空気を冷却して除湿するとともに、室外熱交換器にて、冷却された送風空気を再加熱するための熱を冷媒に吸熱させている。
【０００５】
さらに、特許文献１の冷凍サイクル装置は、室内蒸発内の冷媒圧力を所定値以上（具体的には、０℃以上）に維持するための定圧調整弁を備えている。定圧調整弁は、室内蒸発器の冷媒流れ下流側に配置されており、車室内の除湿暖房を行う際に、室内蒸発器から流出した冷媒の圧力を室外熱交換器から流出した冷媒の圧力と同等となるまで減圧させる。そして、定圧調整弁にて減圧された冷媒は、室外熱交換器から流出した冷媒と合流して圧縮機に吸入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２２５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、冬期の低外気温時（例えば、外気温が−１０℃以下となる時）等には、室外熱交換器における冷媒蒸発圧力が大きく低下する。さらに、特許文献１の冷凍サイクル装置のように、室内蒸発器から流出した冷媒の圧力を、定圧調整弁にて室外熱交換器から流出した冷媒の圧力と同等となるまで減圧させるサイクル構成では、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力も大きく低下してしまう。
【０００８】
このように吸入冷媒の圧力が低下してしまうと、吸入冷媒の密度が低下して、圧縮機の体積効率が低下してしまう。その結果、冷凍サイクル装置全体としての成績係数（ＣＯＰ）が低下してしまう。また、吸入冷媒の密度の低下に伴って、圧縮機にて冷媒を断熱圧縮させた際の温度上昇度合が大きくなるので、吐出冷媒の温度が異常上昇して、圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまうこともある。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の熱交換器を備える冷凍サイクル装置の成績係数の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、空調対象空間へ送風される送風空気の温度を調節する空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
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）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３）と、分岐部（１３）にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１減圧装置（１４）と、分岐部（１３）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧装置（１７）と、第１減圧装置（１４）にて減圧された冷媒を送風空気と熱交換させて蒸発させる室内蒸発器（１５）と、第２減圧装置（１７）にて減圧された冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器（１８）と、放熱器（１２）の出口側から分岐部（１３）の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒と第１減圧装置（１４）にて減圧された低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（１９）と、内部熱交換器（１９）から流出した低圧側冷媒を減圧させるノズル部（１６１）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（１６ａ）から室外熱交換器（１８）下流側冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（１６ａ）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（１６ｃ）を有するエジェクタ（１６）と、を備え、
さらに、第１減圧装置（１４）から流出した冷媒を、室内蒸発器（１５）を迂回させて、内部熱交換器（１９）の入口側へ導くバイパス通路（２０）と、バイパス通路（２０）を開閉する開閉装置（２１）と、を備え、
昇圧部（１６ｃ）の冷媒出口側は、圧縮機（１１）の吸入口側に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、開閉装置（２１）がバイパス通路（２０）を閉じた際には、第１減圧装置（１４）にて減圧された冷媒を室内蒸発器（１５）にて蒸発させ、第２減圧装置（１７）にて減圧された冷媒を室外熱交換器（１８）にて蒸発させるので、蒸発器として機能する複数の熱交換器にて異なる温度帯で冷媒を蒸発させることができる。
【００１２】
さらに、エジェクタ（１６）を備えているので、室外熱交換器（１８）から流出した冷媒よりも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、室外熱交換器（１８）から流出した冷媒と同等の圧力の冷媒を圧縮機（１１）へ吸入させるサイクルよりも、圧縮機（１１）吸入冷媒の密度を上昇させることができる。
【００１３】
その結果、異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の熱交換器を備える冷凍サイクル装置（１０）の成績係数（ＣＯＰ）の低下を抑制することができる。また、圧縮機（１１）吐出冷媒の温度の異常上昇についても抑制することができる。
【００１８】
これに加えて、内部熱交換器（１９）を備えているので、室内蒸発器（１５）および室外熱交換器（１８）へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、室内蒸発器（１５）および室外熱交換器（１８）における吸熱量を増大させることができる。その結果、より一層効果的に、冷凍サイクル装置（１０）のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【００１９】
一方、開閉装置（２１）がバイパス通路（２０）を開いた際には、室内蒸発器（１５）にて送風空気を冷却しないサイクル構成を実現することができる。さらに、エジェクタ（１６）を備えているので、冷凍サイクル装置（１０）のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【００２０】
これに加えて、内部熱交換器（１９）を備えているので、室内蒸発器（１５）にて送風空気を冷却しないサイクル構成に切り替えても、内部熱交換器（１９）にて気化させた冷媒をノズル部（１６１）へ流入させることができる。従って、ノズル部（１６１）へ液相冷媒を流入させる場合に対して、噴射冷媒の流速を増速させて、エジェクタ（１６）のエネルギ変換効率を向上させることができる。その結果、より一層効果的に、冷凍サイクル装置（１０）のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明では、空調対象空間へ送風される送風空気の温度を調節する空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
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）から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３）と、分岐部（１３）にて分岐された一方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された第１減圧装置（１４）と、分岐部（１３）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された第２減圧装置（１７）と、第１減圧装置（１４）にて減圧された冷媒を送風空気と熱交換させて蒸発させる室内蒸発器（１５）と、第２減圧装置（１７）にて減圧された冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器（１８）と、室内蒸発器（１５）下流側冷媒を減圧させるノズル部（１６１）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（１６ａ）から室外熱交換器（１８）下流側冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（１６ａ）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（１６ｃ）を有するエジェクタ（１６）と、第１減圧装置（１４）の作動を制御する第１減圧制御部（４０ｂ）と、第２減圧装置（１７）の作動を制御する第２減圧制御部（４０ｃ）と、を備え、
昇圧部（１６ｃ）の冷媒出口は、圧縮機（１１）の吸入口側に接続されており、第１減圧制御部（４０ｂ）は、室内蒸発器（１５）から流出する冷媒が過熱度を有する気相状態となるように、第１減圧装置（１４）の絞り開度を変化させ、第２減圧制御部（４０ｃ）は、室外熱交換器（１８）から流出する冷媒が気液二相状態となるように、第２減圧装置（１７）の絞り開度を変化させることを特徴とする。
【００２２】
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、室内蒸発器（１５）および室外熱交換器（１８）にて異なる温度帯で冷媒を蒸発させることができる。さらに、エジェクタ（１６）を備えているので、冷凍サイクル装置（１０）のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【００２３】
これに加えて、室外熱交換器（１８）から流出する冷媒が気液二相状態となるように、第２減圧制御部（４０ｃ）が第２減圧装置（１７）の絞り開度を変化させるので、室外熱交換器（１８）から流出する冷媒が気相状態となる場合よりも、冷媒が室外熱交換器（１８）を流通する際の圧力損失を低減することができる。従って、圧縮機（１１）の消費動力を低減させて、より一層効果的に、冷凍サイクル装置（１０）のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【００２４】
さらに、室内蒸発器（１５）から流出する冷媒が過熱度を有する気相状態となるように、第１減圧制御部（４０ｂ）が第１減圧装置（１４）の絞り開度を変化させるので、室外熱交換器（１８）から流出する冷媒が気液二相状態となっていても、エジェクタ（１６）の昇圧部（１６ｃ）から流出する冷媒を気相状態とすることができる。従って、圧縮機（１１）の液圧縮を抑制することができる。
【００２５】
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】
【００２６】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。
【図３】第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。
【図５】第２実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。
【図６】第３実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図７】第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの除湿暖房モード時における冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。
【図８】第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの暖房モード時における冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。
【図９】第４実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。
【図１０】第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの除湿暖房モード時における冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態のうち、第３、第４実施形態が特許請求の範囲に記載した発明の実施形態であり、第１、第２実施形態は本発明の前提となる形態である。
（第１実施形態）
図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、エジェクタ１６を備える冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクル１０を、電気自動車の車両用空調装置１に適用している。ここで、電気自動車とは、車両走行用の駆動源としての内燃機関（エンジン）を備えておらず、走行用電動モータから走行用の駆動力を得る車両である。
【００２８】
この種の電気自動車では、空調対象空間である車室内の暖房を行うためにエンジン廃熱を利用することができない。そこで、本実施形態の車両用空調装置１は、車室内の暖房（具体的には、除湿暖房）を行うために用いられている。さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置１において、車室内へ送風される送風空気の温度を調節する機能を果たす。
【００２９】
また、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００３０】
図１の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されており、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機である。この圧縮機構としては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。
【００３１】
電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置４０が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。
【００３２】
圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の冷媒流入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されており、圧縮機１１吐出冷媒と送風空気とを熱交換させて、冷媒を放熱させて凝縮させる放熱器である。換言すると、室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と後述する室内蒸発器１５を通過した後の送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【００３３】
室内凝縮器１２の冷媒流出口には、三方継手１３の一つの冷媒流入出口側が接続されている。三方継手１３は、室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部である。つまり、本実施形態の三方継手１３は、３つの冷媒流入口のうち、１つを冷媒流入口として用い、残りの２つを冷媒流出口として用いている。
【００３４】
三方継手１３の一方の冷媒流出口には、三方継手１３にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１減圧装置である室内用膨張弁１４の流入口側が接続されている。室内用膨張弁１４は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構であり、絞り開度を変更する弁体と、この弁体を変位させて絞り開度を変化させる電動アクチュエータ（具体的には、ステッピングモータ）とを有している。室内用膨張弁１４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。
【００３５】
室内用膨張弁１４の流出口には、室内蒸発器１５の冷媒流入口側が接続されている。室内蒸発器１５は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置されており、室内用膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒を室内凝縮器１２通過前の送風空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器である。換言すると、室内蒸発器１５は、低圧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冷却用熱交換器である。
【００３６】
室内蒸発器１５の冷媒流出口には、エジェクタ１６のノズル部１６１の入口側が接続されている。エジェクタ１６は、室内蒸発器１５下流側冷媒を減圧させて噴射し、高速度で噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、冷媒吸引口１６ａから冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口１６ａから吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させるものである。
【００３７】
エジェクタ１６は、図２に示すように、ボデー部１６０、ノズル部１６１、ディフューザボデー１６２等を有している。
【００３８】
ボデー部１６０は、金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の円筒状部材で形成されている。このボデー部１６０は、エジェクタ１６の外殻を形成するとともに、内部にノズル部１６１等を収容するものである。また、ボデー部１６０の円筒状側面には、ボデー部１６０の外部から内部へ冷媒（具体的には、室外熱交換器１８下流側冷媒）を吸引するための冷媒吸引口１６ａが形成されている。
【００３９】
ノズル部１６１は、冷媒流れ方向に向かって徐々に先細る形状の部位を有する金属製（本実施形態では、ステンレス合金製）の略円筒状部材で形成されている。ノズル部１６１は、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させて、冷媒噴射口１６１ａから噴射するものである。
【００４０】
より具体的には、ノズル部１６１内の冷媒通路には、冷媒通路断面積が最も縮小する喉部（最小通路断面積部）１６１ｂが形成されている。従って、この冷媒通路には、喉部１６１ｂへ向かって通路断面積が徐々に縮小する先細部、および喉部１６１ｂから冷媒噴射口１６１ａへ向かって通路断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１６１は、ラバールノズルとして構成されている。
【００４１】
さらに、本実施形態では、ノズル部１６１として、エジェクタ式冷凍サイクル１０の通常作動時に、ノズル部１６１の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。また、ノズル部１６１の外周部は、ボデー部１６０の長手方向一端側の内周部に圧入等の手段によって固定されている。従って、ボデー部１６０とノズル部１６１との固定部（圧入部）から冷媒が漏れることはない。
【００４２】
ディフューザボデー１６２は、金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の円筒状部材で形成されている。ディフューザボデー１６２は、ボデー部１６０の内部に吸引通路１６ｂ、およびディフューザ部１６ｃを形成するものである。
【００４３】
より具体的には、ディフューザボデー１６２は、ボデー部１６０の内部であって、ノズル部１６１の冷媒流れ下流側の部位に、ノズル部１６１に接触しないように、圧入等の手段によって固定されている。換言すると、ディフューザボデー１６２は、ノズル部１６１に対して中心軸方向に間隔を開けて固定されている。このため、ノズル部１６１の冷媒流れ下流側の部位とディフューザボデー１６２の冷媒流れ上流側の部位との間には空間が形成されている。
【００４４】
この空間は、冷媒吸引口１６ａに連通しており、冷媒吸引口１６ａから吸引された冷媒をノズル部１６１の冷媒噴射口１６１ａ側へ導く吸引通路１６ｂを形成している。さらに、吸引通路１６ｂは、ノズル部１６１の冷媒噴射口１６１ａ側の周囲に断面円環状に形成されているとともに、冷媒流れ下流側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。
【００４５】
ディフューザ部１６ｃは、ディフューザボデー１６２の内周側の空間によって形成されている。ディフューザ部１６ｃは、冷媒流れ下流側へ向かって通路断面積が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１６ｃの中心軸は、ノズル部１６１内の冷媒通路の中心軸と同軸上に配置されている。
【００４６】
ディフューザ部１６ｃでは、通路断面積が徐々に拡大しているので、噴射冷媒と冷媒吸引口１６ａから吸引された吸引冷媒とを混合させながら、混合冷媒の流速を減速させて昇圧させることができる。従って、ディフューザ部１６ｃは、混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換することによって、混合冷媒を昇圧させる昇圧部である。
【００４７】
さらに、エジェクタ１６の内部には、ノズル部１６１内の冷媒通路の通路断面積、およびディフューザボデー１６２内の冷媒通路（すなわち、ディフューザ部１６ｃ）の通路断面積を変化させる弁体部１６３、および弁体部１６３を変位させる駆動部１６４が収容されている。
【００４８】
弁体部１６３は、冷媒流れ下流側に向かって外径が拡大する樹脂製の円錐状部材で形成されている。弁体部１６３の中心軸は、ノズル部１６１内の冷媒通路の中心軸、およびディフューザ部１６ｃの中心軸と同軸上に配置されている。そして、弁体部１６３の頂部がノズル部１６１内の冷媒通路内に配置されており、弁体部１６３の裾野部（頂部よりも下流側の部位）がディフューザ部１６ｃ内に配置されている。
【００４９】
このため、ノズル部１６１の冷媒通路は、ノズル部１６１の内周壁面と弁体部１６３の頂部の外周壁面との間に形成される。また、ディフューザ部１６ｃは、ディフューザボデー１６２の内周壁面と弁体部１６３の裾野部の外周壁面との間に断面円環状に形成される。
【００５０】
そして、駆動部１６４が弁体部１６３を中心軸方向に変位させることによって、ノズル部１６１の通路断面積、およびディフューザ部１６ｃの通路断面積を変化させることができる。つまり、本実施形態の弁体部１６３は、ノズル部１６１内の冷媒通路の通路断面積を変化させる機能と、ディフューザ部１６ｃの通路断面積を変化させる機能とを兼ね備えている。
【００５１】
駆動部１６４は、ディフューザボデー１６２の吸引通路１６ｂ側の面に形成された円環状の溝部１６２ａ、ダイヤフラム１６４ａ、蓋部材１６４ｂ等によって構成されている。ダイヤフラム１６４ａは、薄板状の圧力応動部材である。蓋部材１６４ｂは、溝部１６２ａの開口部を閉塞するための金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の円板状部材である。
【００５２】
ダイヤフラム１６４ａおよび蓋部材１６４ｂは、いずれも軸方向から見たときに、溝部１６２ａと略同等の円環状に形成されている。また、蓋部材１６４ｂの吸引通路１６ｂと反対側の面には、円環状の凹み部が形成されている。
【００５３】
そして、図２に示すように、溝部１６２ａの内部にダイヤフラム１６４ａが配置された状態で、蓋部材１６４ｂが、溝部１６２ａを閉塞するように、圧入、かしめ等の手段によって固定されている。
【００５４】
これにより、ダイヤフラム１６４ａの内周側縁部と外周側縁部は、ディフューザボデー１６２と蓋部材１６４ｂとの間に挟持されている。そして、蓋部材１６４ｂと溝部１６２ａとの間に形成される空間は、ダイヤフラム１６４ａによって上下の２つの空間に仕切られる。
【００５５】
ダイヤフラム１６４ａによって仕切られた２つの空間のうち、吸引通路１６ｂ側の空間（すなわち、蓋部材１６４ｂの凹み部内に形成される空間）は、吸引冷媒である室外熱交換器１８下流側冷媒の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１６ｄである。従って、蓋部材１６４ｂは、ダイヤフラム１６４ａとともに封入空間１６ｄを形成する封入空間形成部材である。
【００５６】
封入空間１６ｄには、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封入されている。従って、本実施形態の感温媒体は、Ｒ１３４ａを主成分とする流体であり、例えば、Ｒ１３４ａとヘリウムとの混合流体等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作動時に弁体部１６３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。
【００５７】
一方、ダイヤフラム１６４ａによって仕切られた２つの空間のうち、吸引通路１６ｂから遠い側の空間（すなわち、溝部１６２ａ内に形成される空間）は、ディフューザボデー１６２に形成された図示しない連通路を介して、吸引冷媒を導入させる導入空間１６ｅである。従って、封入空間１６ｄに封入された感温媒体には、吸引通路１６ｂを流通する吸引冷媒の温度が、蓋部材１６４ｂおよびダイヤフラム１６４ａを介して伝達される。
【００５８】
ダイヤフラム１６４ａは、封入空間１６ｄの内圧と導入空間１６ｅへ流入した室内蒸発器１５出口側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１６４ａ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。
【００５９】
このようなダイヤフラム１６４ａとしては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属薄板や、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。
【００６０】
また、ダイヤフラム１６４ａには、ダイヤフラム１６４ａの変位を弁体部１６３へ伝達するための、複数の作動棒１６４ｃ（本実施形態では、３本）が配置されている。これらの複数の作動棒１６４ｃは、ダイヤフラム１６４ａの変位を弁体部１６３へ適切に伝達するために、弁体部１６３の中心軸周りに等角度間隔（本実施形態では、１８０°間隔）で配置されていることが望ましい。
【００６１】
さらに、弁体部１６３の底面は、支持部材１６６に支持されたコイルバネ１６６ａの荷重を受けている。支持部材１６６は、ディフューザ部１６ｃから流出した冷媒を流出させる複数の冷媒流出口１６６ｂが形成された金属製の円板状部材である。支持部材１６６の外周部は、ボデー部１６０の冷媒流れ最下流側（すなわち、ボデー部１６０の長手方向他端側）の内周部に圧入等の手段によって固定されている。
【００６２】
コイルバネ１６６ａは、弁体部１６３に対して、ノズル部１６１の喉部１６１ｂにおける通路断面積およびディフューザ部１６ｃにおける通路断面積を縮小する側に付勢する荷重を加える弾性部材である。従って、弁体部１６３は、作動棒１６４ｃから受ける荷重とコイルバネ１６６ａから受ける荷重が釣り合うように変位する。
【００６３】
このため、吸引冷媒の圧力が一定の条件下では、吸引冷媒の温度（過熱度）が上昇すると、封入空間１６ｄに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間１６ｄの内圧から導入空間１６ｅの圧力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１６４ａが導入空間１６ｅ側へ変位して、弁体部１６３が作動棒１６４ｃから受ける荷重が増加する。
【００６４】
従って、吸引冷媒の圧力が一定の条件下では、吸引冷媒の温度（過熱度）が上昇すると、弁体部１６３は、喉部１６１ｂにおける通路断面積およびディフューザ部１６ｃにおける通路断面積を拡大させる方向に変位する。逆に、吸引冷媒の温度（過熱度）が低下すると、弁体部１６３は、喉部１６１ｂにおける通路断面積およびディフューザ部１６ｃにおける通路断面積を縮小させる方向に変位する。
【００６５】
このように、吸引冷媒の温度（過熱度）に応じて、弁体部１６３を変位させることによって、室外熱交換器１８出口側冷媒の過熱度を予め定めた基準過熱度に近づけることができる。また、基準過熱度を０に設定すれば、室外熱交換器１８出口側冷媒を気液二相状態とすることもできる。
【００６６】
一方、吸引冷媒の過熱度が一定の条件下では、吸引冷媒の圧力が低下すると、ディフューザ部１６ｃにて昇圧された冷媒の圧力から吸引冷媒の圧力を差し引いた圧力差が大きくなる。この圧力差により、弁体部１６３は、喉部１６１ｂにおける通路断面積およびディフューザ部１６ｃにおける通路断面積を縮小させる方向に変位する。逆に、吸引冷媒の圧力が上昇すると、喉部１６１ｂにおける通路断面積およびディフューザ部１６ｃにおける通路断面積を拡大させる方向に変位する。
【００６７】
さらに、本実施形態の作動棒１６４ｃとディフューザボデー１６２との隙間には、図示しないＯ−リングが配置されており、作動棒１６４ｃが変位してもこの隙間から冷媒が漏れることはない。ディフューザ部１６ｃの冷媒出口には、図１に示すように、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。
【００６８】
また、三方継手１３の他方の冷媒流出口には、三方継手１３にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧装置である室外用膨張弁１７の流入口側が接続されている。室外用膨張弁１７の基本的構成は、室内用膨張弁１４と同様である。従って、室外用膨張弁１７は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構である。さらに、室外用膨張弁１７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。
【００６９】
室外用膨張弁１７の流出口には、室外熱交換器１８の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１８は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されており、室外用膨張弁１７にて減圧された低圧冷媒を図示しない送風ファンから送風された車室外空気（外気）と熱交換させて蒸発させる蒸発器である。換言すると、室外熱交換器１８は、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。
【００７０】
室外熱交換器１８の冷媒流出口には、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ａ側が接続されている。
【００７１】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、エジェクタ式冷凍サイクル１０によって温度調節された送風空気を車室内へ配風する機能を果たすもので、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。室内空調ユニット３０は、図１に示すように、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１５、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。
【００７２】
ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。このケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替手段としての内外気切替装置３３が配置されている。
【００７３】
内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００７４】
内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機（ブロワ）３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、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。
【００７５】
送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１５および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器１５は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。また、ケーシング３１内には、室内蒸発器１５を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路３５が形成されている。
【００７６】
室内蒸発器１５の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。エアミックスドア３４は、室内蒸発器１５通過後の冷風のうち、室内凝縮器１２側へ導く風量と冷風バイパス通路３５側へ導く風量との風量割合を調整する風量割合調整手段である。
【００７７】
エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００７８】
室内凝縮器１２の送風空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気（温風）および冷風バイパス通路３５を通過した送風空気（冷風）を混合させる混合空間が設けられている。従って、エアミックスドア３４が、風量割合を調整することで、混合空間にて混合された送風空気（空調風）の温度が調整される。
【００７９】
さらに、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、混合空間へ流入した送風空気（空調風）を、車室内へ吹き出すフェイス開口穴、フット開口穴、デフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。
【００８０】
フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足下に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出す開口穴である。これらのフェイス開口穴、フット開口穴およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側には、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。
【００８１】
また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。
【００８２】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、開口穴モードを切り替える開口穴モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００８３】
吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。フェイスモードは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足下に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、主にフット吹出口から乗員の足下に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。
【００８４】
さらに、乗員が操作パネル６０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
【００８５】
次に、図３を用いて、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された、圧縮機１１、室内用膨張弁１４、室外用膨張弁１７、送風機３２等の各種機器の作動を制御する。
【００８６】
空調制御装置４０の入力側には、空調制御用のセンサ群が接続されており、空調制御用のセンサ群によって検出された検出信号が入力される。空調制御用のセンサ群としては、具体的に、内気センサ５１、外気センサ５２、日射センサ５３、室内蒸発器温度センサ５４、室外熱交換器温度センサ５５、送風空気温度センサ５６等が設けられている。
【００８７】
内気センサ５１は、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出装置である。外気センサ５２は、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出装置である。日射センサ５３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出装置である。室内蒸発器温度センサ５４は、室内蒸発器１５における室内器冷媒蒸発温度（室内蒸発器温度）Ｔｅ１を検出する室内蒸発器温度検出装置である。室外熱交換器温度センサ５５は、室外熱交換器１８における室外器冷媒蒸発温度（室外熱交換器温度）Ｔｅ２を検出する室外熱交換器温度検出装置である。送風空気温度センサ５６は、混合空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する送風空気温度検出装置である。
【００８８】
さらに、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０が接続されており、操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチの操作信号が入力される。
【００８９】
操作パネル６０の各種空調操作スイッチとしては、オートスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ等が設けられている。オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御運転を設定あるいは解除するスイッチである。風量設定スイッチは、送風機３２の風量をマニュアル設定するスイッチである。温度設定スイッチは、車室内の目標温度である車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定するスイッチである。吹出モード切替スイッチは、吹出モードをマニュアル設定するスイッチである。
【００９０】
なお、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御部を構成している。
【００９１】
例えば、本実施形態では、圧縮機１１の作動（冷媒吐出能力）を制御する構成が吐出能力制御部４０ａを構成している。また、室内用膨張弁の作動を制御する構成が第１減圧制御部４０ｂを構成している。また、室外用膨張弁の作動を制御する構成が第２減圧制御部４０ｃを構成している。もちろん、吐出能力制御部４０ａ等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置で構成してもよい。
【００９２】
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、予め空調制御装置４０に記憶された空調制御プログラムを実行することによって、車室内の除湿暖房を行う。この空調制御プログラムは、操作パネル６０のオートスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。
【００９３】
空調制御プログラムのメインルーチンでは、空調制御用のセンサ群５１〜５６等の検出信号および操作パネル６０の操作信号等を読み込む。そして、読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００９４】
目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ１によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温、Ａｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００９５】
さらに、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御対象機器へ出力する制御信号）を決定する。
【００９６】
例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号）については、外気温Ｔａｍおよび目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。具体的には、この制御マップでは、外気温Ｔａｍの低下および目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増加させるように決定する。
【００９７】
また、室外用膨張弁１７の絞り開度（室外用膨張弁１７へ出力される制御信号）については、外気温Ｔａｍから室外熱交換器温度センサ５５によって検出された室外熱交換器温度Ｔｅ２を減算した偏差（Ｔａｍ−Ｔｅ２）が予め定めた基準偏差（本実施形態では、１０℃）となるように決定される。
【００９８】
また、室内用膨張弁１４の絞り開度（室内用膨張弁１４へ出力される制御信号）については、室内蒸発器温度センサ５４によって検出された室内蒸発器温度Ｔｅ１が、予め定めた基準蒸発温度ＫＴｅ１（本実施形態では、１５℃）に近づくように決定される。
【００９９】
また、送風機３２の送風能力（送風機３２へ出力される制御電圧）については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、送風機３２の送風量を増加させるように決定する。
【０１００】
また、エアミックスドア３４の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、フィードバック制御手法を用いて、送風空気温度センサ５６によって検出された送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定される。
【０１０１】
そして、空調制御装置４０は、上記の如く決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。その後、車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種制御対象機器の作動状態の決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。
【０１０２】
従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１の黒塗り矢印に示すように冷媒が流れ、図４のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。すなわち、圧縮機１１から吐出された冷媒（図４のａ４点）が、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器１５にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱する（図４のａ４点→ｂ４点）。これにより、室内蒸発器１５通過後の送風空気が加熱される。
【０１０３】
室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れは、三方継手１３にて分岐される。三方継手１３にて分岐された一方の冷媒は、室内用膨張弁１４にて減圧される（図４のｂ４点→ｃ４点）。室内用膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１５へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図４のｃ４点→ｄ４点）。
【０１０４】
これにより、送風空気が冷却されて除湿される。この際、本実施形態の室内蒸発器１５では、送風空気が基準蒸発温度ＫＴｅ１（具体的には、１５℃）程度に冷却される。ここで、本発明者らの検討によれば、内外気切替装置３３を介して車室内から吸入される内気については、１５℃程度に冷却することで、車両窓ガラスの防曇のために充分な除湿ができることが判っている。
【０１０５】
室内蒸発器１５から流出した冷媒は、エジェクタ１６のノズル部１６１へ流入して等エントロピ的に減圧されて噴射される（図４のｄ４点→ｅ４点）。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、室外熱交換器１８下流側冷媒（図４のｉ４点）が、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ａから吸引される。
【０１０６】
冷媒吸引口１６ａから吸引された吸引冷媒は、吸引通路１６ｂの通路断面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に縮小していることにより、等エントロピ的に減圧されて、その流速を増速させる（図４のｉ４点→ｊ４点）。本実施形態では、このように吸引冷媒の流速を増速させて、噴射冷媒との速度差を縮小することにより、ディフューザ部１６ｃにて吸引冷媒と噴射冷媒とを合流させる際のエネルギ損失（混合損失）を減少させている。
【０１０７】
ディフューザ部１６ｃでは、噴射冷媒と吸引冷媒が混合される。さらに、通路断面積の拡大により、混合冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されて、混合冷媒の圧力が上昇する（図４のｆ４点→ｇ４点）。ディフューザ部１６ｃから流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される（図４のｇ４点→ａ４点）。
【０１０８】
一方、三方継手１３にて分岐された他方の冷媒は、室外用膨張弁１７へ流入して等エンタルピ的に減圧される（図４のｂ４点→ｈ４点）。この際、室外用膨張弁１７の絞り開度は、室外熱交換器１８における冷媒蒸発温度が外気温Ｔａｍより低くなるように調整されており、室外用膨張弁１７にて減圧された冷媒の圧力は、室内用膨張弁１４にて減圧された冷媒の圧力よりも低くなる。
【０１０９】
室外用膨張弁１７にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１８へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する（図４のｆ４点→ｇ４点）。室外熱交換器１８から流出した冷媒は、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ａから吸引される。
【０１１０】
本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く作動して、車室内へ送風される送風空気を室内蒸発器１５にて冷却して除湿する。さらに、室内凝縮器１２にて除湿された送風空気を再加熱する。そして、再加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１１１】
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、室内用膨張弁１４にて減圧された冷媒を室内蒸発器１５にて蒸発させるとともに、室外用膨張弁１７にて減圧された冷媒を室外熱交換器１８にて蒸発させるので、蒸発器として機能する複数の熱交換器にて異なる温度帯で冷媒を蒸発させることができる。
【０１１２】
この際、室内蒸発器１５における冷媒蒸発温度を０℃以上（具体的には、１５℃程度）としているので、室内蒸発器１５の着霜を抑制しながら、送風空気を冷却して除湿することができる。また、室外熱交換器１８における冷媒蒸発温度を外気温よりも低い温度（具体的には、外気温よりも１０℃低い温度）としているので、外気から送風空気を加熱するための熱を確実に吸熱することができる。
【０１１３】
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｃ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、室外熱交換器１８から流出した冷媒と同等の圧力の冷媒を圧縮機１１に吸入させる冷凍サイクル装置よりも、圧縮機１１吸入冷媒の密度を上昇させることができる。
【０１１４】
その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、異なる温度帯で冷媒を蒸発させる複数の熱交換器を備える冷凍サイクル装置の成績係数（ＣＯＰ）の低下を抑制することができる。さらに、圧縮機１１吐出冷媒の温度の異常上昇についても抑制することができる。
【０１１５】
また、本実施形態のエジェクタ１６では、駆動部１６４が、吸引冷媒の圧力の低下に伴ってノズル部１６１の通路断面積を縮小させるように、弁体部１６３を変位させる。これによれば、従来技術の定圧調整弁等と同様に、室外熱交換器１８における冷媒蒸発温度が低下しても、室内蒸発器１５における冷媒蒸発温度を基準蒸発温度ＫＴｅ１以上に維持することができる。
【０１１６】
このことは、空調装置に適用される冷凍サイクル装置において、室内蒸発器１５における冷媒蒸発温度を着霜の生じない温度以上に維持しやすい点で極めて有効である。
【０１１７】
ここで、室内蒸発器１５の着霜を防止するためには、基準蒸発温度ＫＴｅ１を０℃よりも高い温度とすればよい。これに対して、本実施形態では、基準蒸発温度ＫＴｅ１を１５℃としているので、エジェクタ１６のノズル部１６１へ流入する冷媒の圧力を上昇させることができる。その結果、エジェクタ１６の昇圧能力を向上させて、より一層効果的に、冷凍サイクル装置のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１１８】
また、本実施形態のエジェクタ１６では、駆動部１６４が弁体部１６３の変位させることによって、ノズル部１６１の通路断面積およびディフューザ部１６ｃの通路断面積の双方を変化させることができる。これにより、外気温Ｔａｍ等の変化に応じて、ノズル部１６１の通路断面積およびディフューザ部１６ｃの通路断面積の双方を変化させて、エジェクタ１６を適切に作動させることができる。
【０１１９】
（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、エジェクタ２６の構成を変更した例を説明する。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。
【０１２０】
より具体的には、本実施形態のエジェクタ２６は、弁体部として、ノズル部１６１内の冷媒通路内に配置されたニードル弁１６３ａを有している。ニードル弁１６３ａは、冷媒流れ上流側から下流側に向かって先細る略円錐形状に形成されている。従って、本実施形態のニードル弁１６３ａは、ノズル部１６１の通路断面積を変化させる機能を有し、ディフューザ部１６ｃの通路断面積を変化させる機能は有していない。
【０１２１】
また、本実施形態の駆動部１６４は、ノズル部１６１の吸引通路１６ｂ側の面に形成された円環状の溝部１６１ｃ、ダイヤフラム１６４ａ、蓋部材１６４ｂ等によって構成されている。
【０１２２】
そして、本実施形態の駆動部１６４も、第１実施形態と同様に、吸引冷媒の圧力が一定の条件下では、吸引冷媒の温度（過熱度）の上昇に伴って、喉部１６１ｂにおける通路断面積を拡大させる方向にニードル弁１６３ａを変位させる。逆に、吸引冷媒の温度（過熱度）の低下に伴って、喉部１６１ｂにおける通路断面積を縮小させる方向にニードル弁１６３ａを変位させる。
【０１２３】
さらに、吸引冷媒の過熱度が一定の条件下では、吸引冷媒の圧力の低下に伴って、喉部１６１ｂにおける通路断面積を縮小させる方向にニードル弁１６３ａを変位させる。逆に、吸引冷媒の圧力の上昇に伴って、喉部１６１ｂにおける通路断面積を拡大させる方向にニードル弁１６３ａを変位させる。
【０１２４】
また、本実施形態では、コイルバネ１６６ａを支持する支持部材１６６が廃止されており、コイルバネ１６６ａは、ボデー部１６０内のノズル部１６１の冷媒流れ上流側の空間に収容されている。そして、第１実施形態と同様に、ニードル弁１６３ａに対して、喉部１６１ｂにおける通路断面積を縮小する側に付勢する荷重を加えている。
【０１２５】
その他のエジェクタ２６および車両用空調装置１の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１においても、第１実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現することができる。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０においても、第１実施形態と同様に、複数の熱交換器を備える冷凍サイクル装置のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１２６】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図６の全体構成図に示すように、エジェクタ式冷凍サイクル１０の構成を変更した例を説明する。より具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、第１実施形態に対して、内部熱交換器１９、バイパス通路２０、および三方弁２１が追加されている。さらに、除湿暖房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路とを切り替え可能に構成されている。
【０１２７】
内部熱交換器１９は、室内凝縮器１２の冷媒流出口から三方継手１３の冷媒流入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧側冷媒と室内用膨張弁１４にて減圧された低圧側冷媒とを熱交換させる熱交換器である。
【０１２８】
このような内部熱交換器１９としては、室内凝縮器１２から流出した高圧側冷媒を流通させる高圧側冷媒通路を形成する外側管の内側に、室内蒸発器１５から流出した低圧側冷媒を流通させる低圧側冷媒通路を形成する内側管を配置した二重管方式の熱交換器等を採用することができる。
【０１２９】
バイパス通路２０は、室内用膨張弁１４にて減圧された低圧側冷媒を、室内蒸発器１５を迂回させて、内部熱交換器１９の低圧側冷媒通路の入口側へ導く冷媒配管である。
【０１３０】
三方弁２１は、バイパス通路２０の最上流部に配置されて、室内用膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒を室内蒸発器１５の冷媒流入口側へ流出させる冷媒回路と、室内用膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒をバイパス通路２０側へ流出させる冷媒回路とを切り替えるものである。
【０１３１】
つまり、本実施形態の三方弁２１は、バイパス通路２０を開閉する開閉装置である。三方弁２１は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０および車両用空調装置１の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１３２】
次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、除湿暖房モードと送風空気の除湿を行わない暖房モードとを切り替えることができる。除湿暖房モードと暖房モードとの切り替えは、乗員が操作パネル６０に設けられた切替スイッチを操作することによって行われる。
【０１３３】
切替スイッチによって、除湿暖房モードが選択された際には、空調制御装置４０が、室内用膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒が室内蒸発器１５へ流入するように、三方弁２１の作動を制御する。これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、図６の黒塗り矢印に示すように冷媒が流れ、図７のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。
【０１３４】
なお、図７のモリエル線図における各符号は、第１実施形態で説明した図４のモリエル線図に対して、サイクル構成上同等あるいは対応する箇所の冷媒の状態を示すものについては、同一のアルファベットを用い、添字（数字）を変更して示している。このことは、以下のモリエル線図についても同様である。
【０１３５】
より具体的には、除湿暖房モードでは、内部熱交換器１９にて、室内凝縮器１２から流出した高圧側冷媒と室内蒸発器１５から流出した低圧側冷媒が熱交換する。これにより、室内凝縮器１２から流出した高圧側冷媒はエンタルピを減少させ（図７のｂ７点→ｂα７点）、室内蒸発器１５から流出した低圧側冷媒はエンタルピを増加させる（図７のｄ７点→ｄα７点）。
【０１３６】
その他の作動は、第１実施形態と同様である。従って、三方弁２１がバイパス通路２０を閉じる除湿暖房モードでは、第１実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１３７】
さらに、除湿暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０では、第１実施形態と同様に、室内蒸発器１５および室外熱交換器１８にて異なる温度帯で冷媒を蒸発させることができる。さらに、エジェクタ１６を備えているので、圧縮機１１吸入冷媒の密度を上昇させて、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１３８】
これに加えて、内部熱交換器１９を備えているので、室内蒸発器１５および室外熱交換器１８へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、室外熱交換器１８における吸熱量を増大させることができる。その結果、より一層効果的に、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１３９】
また、切替スイッチによって、暖房モードが選択された際には、空調制御装置４０が、室内用膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒が室内蒸発器１５を迂回して内部熱交換器１９へ流入するように、三方弁２１の作動を制御する。これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、図６の白抜き矢印に示すように冷媒が流れ、図８のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。
【０１４０】
より具体的には、暖房モードでは、内部熱交換器１９にて、室内凝縮器１２から流出した高圧側冷媒と室内用膨張弁１４にて減圧された冷媒が熱交換する。これにより、室内凝縮器１２から流出した高圧側冷媒はエンタルピを減少させ（図８のｂ８点→ｂα８点）、室内用膨張弁１４にて減圧された冷媒はエンタルピを増加させて（図８のｃ８点→ｄα８点）、乾き度を上昇させる。
【０１４１】
その他の作動は、第１実施形態と同様である。従って、三方弁２１がバイパス通路２０を開く暖房モードでは、室内凝縮器１２にて送風空気を加熱することによって、車室内の暖房を実現することができる。
【０１４２】
さらに、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０では、室内蒸発器１５にて送風空気を冷却しないサイクル構成を実現することができる。さらに、エジェクタ１６を備えているので、除湿暖房モードと同様に、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１４３】
これに加えて、内部熱交換器１９を備えているので、室内蒸発器１５にて送風空気を冷却しないサイクル構成に切り替えても、内部熱交換器１９にて気化させた気相冷媒あるいは比較的乾き度の高い冷媒をノズル部１６１へ流入させることができる。
【０１４４】
従って、ノズル部１６１へ液相冷媒を流入させる場合に対して、噴射冷媒の流速を増速させて、エジェクタ１６のエネルギ変換効率を向上させることができる。その結果、暖房モードにおいて、より一層効果的に、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１４５】
なお、図８に示すモリエル線図では、暖房モード時にノズル部１６１へ流入する冷媒を気相冷媒としているが、ノズル部１６１へ流入する冷媒が比較的乾き度の高い気液二相冷媒となっていても、同様のＣＯＰ向上効果を得ることができる。
【０１４６】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の制御態様を変更した例を説明する。より具体的には、本実施形態の空調制御装置４０には、図９に示すように、空調制御用のセンサ群として、室内蒸発器１５出口側冷媒の圧力Ｐｅ１を検出する室内蒸発器圧力センサ５７、室外熱交換器１８出口側冷媒の圧力Ｐｅ２を検出する室外熱交換器圧力センサ５８が接続されている。
【０１４７】
その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０および車両用空調装置１の構成は第１実施形態と同様である。
【０１４８】
さらに、本実施形態の空調制御装置４０の空調制御プログラムでは、室外用膨張弁１７の絞り開度（室外用膨張弁１７へ出力される制御信号）については、室外熱交換器温度Ｔｅ２および室外熱交換器１８出口側冷媒の圧力Ｐｅ２に基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。
【０１４９】
具体的には、この制御マップでは、室外熱交換器１８から流出する冷媒が気液二相状態となる範囲で、室外熱交換器温度Ｔｅ２から外気温Ｔａｍを減算した偏差が基準偏差（本実施形態では、１０℃）となるように決定される。
【０１５０】
また、室内用膨張弁１４の絞り開度（室内用膨張弁１４へ出力される制御信号）については、室内蒸発器温度Ｔｅ１および室内蒸発器１５出口側冷媒の圧力Ｐｅ１に基づいて、フィードバック制御手法により、室内蒸発器１５から流出する冷媒が過熱度を有する気相状態となる範囲で、室内蒸発器温度Ｔｅ１が、基準蒸発温度ＫＴｅ１（本実施形態では、１５℃）となるように決定される。
【０１５１】
その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０および車両用空調装置１の作動は第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１０のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。
【０１５２】
より具体的には、室内用膨張弁１４にて減圧された冷媒（図１０のｃ１０点）は、室内蒸発器１５にて送風空気から吸熱して、過熱度を有する気相冷媒となるまでエンタルピを増加させる（図１０のｃ１０点→ｄ１０点）。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。また、室外用膨張弁１７にて減圧された冷媒（図１０のｈ１０点）は、室外熱交換器１８にて外気から吸熱して気液二相状態となる（図１０のｈ１０点→ｉ１０点）。
【０１５３】
その他の作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１では、第１実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現することができる。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０においても、第１実施形態と同様に、複数の熱交換器を備える冷凍サイクル装置のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１５４】
これに加えて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、室外熱交換器１８から流出する冷媒が気液二相状態となるように、室外用膨張弁１７の絞り開度を変化させる。これにより、室外熱交換器１８から流出する冷媒が気相状態となる場合よりも、冷媒が室外熱交換器１８を流通する際の圧力損失を低減することができる。従って、圧縮機１１の消費動力を低減させて、より一層効果的に、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰの低下を抑制することができる。
【０１５５】
さらに、室内蒸発器１５から流出する冷媒が過熱度を有する気相状態となるように、室内用膨張弁１４の絞り開度を変化させる。これにより、室外熱交換器１８から流出する冷媒が気液二相状態となっていても、エジェクタ１６の冷媒流出口から流出する冷媒を気相状態とすることができる。従って、圧縮機１１の液圧縮を抑制することができ、圧縮機１１の信頼性を向上させることができる。
【０１５６】
（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。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態で説明したエジェクタ２６を、第３、第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用してもよい。
【０１５７】
（１）上述の実施形態では、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル１０を電気自動車の車両用空調装置１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、走行用電動モータとエンジンの双方から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両や、エンジン廃熱の少ないディーゼル車両等に適用してもよい。もちろん、エジェクタ式冷凍サイクル１０を定置型の暖房装置等に適用してもよい。
【０１５８】
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０に、冷媒回路を切り替える切替装置や冷房用の減圧装置を追加して車室内の冷房を実現するようにしてもよい。具体的には、冷房運転時には、圧縮機１１→室外熱交換器１８→冷房用の減圧装置→室内蒸発器１５→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替えるようにすればよい。
【０１５９】
（２）上述の実施形態では、エジェクタ１６の駆動部１６４として、感温媒体の圧力に応じて変位する圧力応動部材であるダイヤフラム１６４ａ、ダイヤフラム１６４ａとともに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材である蓋部材１６４ｂを有する機械的機構を採用した例を説明したが、駆動部はこれに限定されない。例えば、電気モータやソレノイド等の電気的機構を採用して、弁体部１６３（ニードル弁１６３ａ）を変位させてもよい。
【０１６０】
また、上述の実施形態では、軽量化のためにエジェクタ１６の内部で変位する弁体部１６３（ニードル弁１６３ａ）を樹脂で形成した例を説明したが、もちろん、弁体部１６３（ニードル弁１６３ａ）を金属で形成してもよい。さらに、ボデー部１６０、ノズル部１６１、ディフューザボデー１６２等については、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。つまり、これらの構成部材を樹脂にて形成してもよい。
【０１６１】
（３）上述の実施形態では、基準蒸発温度ＫＴｅ１を１５℃とした例を説明したが、基準蒸発温度ＫＴｅ１はこれに限定されない。室内蒸発器１５にて送風空気の除湿が可能であり、さらに、室内蒸発器１５の着霜を抑制可能な温度を適宜設定することができる。
【０１６２】
（４）上述の第３実施形態では、バイパス通路２０を開閉する開閉装置として三方弁２１を採用した例を説明したが、開閉装置はこれに限定されない。例えば、開閉装置としてバイパス通路２０を開閉する開閉弁（ソレノイドバルブ）を採用してもよい。このような構成であっても、開閉弁が開いて冷媒が流通する際のバイパス通路の通路抵抗を、室内蒸発器１５の通路抵抗よりも充分低くしておくことで、冷媒回路を切り替えることができる。
【０１６３】
（５）上述の第４実施形態では、室内用膨張弁１４および室外用膨張弁１７の作動を制御するために、室内蒸発器温度センサ５４、室外熱交換器温度センサ５５、室内蒸発器圧力センサ５７、室外熱交換器圧力センサ５８の検出信号を用いた例を説明したが、検出信号はこれに限定されない。
【０１６４】
例えば、室内蒸発器１５出口側冷媒の過熱度を検出する過熱度センサを追加して、この過熱度センサの検出信号に基づいて、室内用膨張弁１４の作動を制御してもよい。また、室外熱交換器１８出口側冷媒の乾き度を検出する乾き度センサを追加して、この乾き度センサの検出信号に基づいて、室外用膨張弁１７の作動を制御してもよい。
【０１６５】
（６）上述の実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａあるいはＲ１２３４ｙｆ等を採用可能であることを説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｄ等を採用することができる。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
１０  エジェクタ式冷凍サイクル
１１  圧縮機
１２  室内凝縮器（放熱器）
１３  分岐部
１４  室内用膨張弁（第１減圧装置）
１５  室内蒸発器
１６  エジェクタ
１７  室外用膨張弁（第２減圧装置）
１８  室外熱交換器
１９  内部熱交換器
２０  バイパス通路
２１  三方弁（開閉装置）
【図１】
0006582843.tif 000002
【図２】
0006582843.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006582843.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006582843.tif 000008
【図８】
0006582843.tif 000009
【図９】
0006582843.tif 000010
【図１０】
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