(57)【要約】【課題】ノズル部のノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させて、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮できるエジェクタ式冷凍サイクルを提供する。【解決手段】エジェクタ１５のノズル１５ａ上流側に電気式の可変絞り機構１４を配置して、ノズル部１５ａ入口側冷媒の状態が、予め定めた基準過冷却度ＳＳｃ（１０Ｋ）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下の気液二相状態となるように、減圧膨張させる。これにより、エジェクタ１５の下流側に接続される第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させるために、可変絞り機構１４上流側冷媒のエンタルピを過冷却状態となるまで減少させても、ノズル効率が低下しなので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。【選択図】図１
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【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）にて圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１４、３０、３２）と、
前記減圧手段（１４、３０、３２）にて減圧された冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部（１５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１５ｂ）から吸引するエジェクタ（１５）と、
前記エジェクタ（１５）下流側冷媒の流れを分岐する分岐部（１００）と、
前記分岐部（１００）にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて前記圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、
前記分岐部（１００）にて分岐された他方の冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（１５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、
前記減圧手段（１４、３０、３２）は、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が予め定めた基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、冷媒を減圧膨張させ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】
前記減圧手段は、電気式の可変絞り機構（１４）で構成されてい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】
さらに、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、
前記可変絞り機構（１４）の作動を制御する絞り機構制御手段（２０ｃ）とを備え、
前記絞り機構制御手段（２０ｃ）は、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が前記基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは前記基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、前記可変絞り機構（１４）の作動を制御することを特徴とする請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項４】
前記減圧手段は、機械的機構によって絞り開度が変更される可変絞り機構（３０）で構成されてい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５】
前記可変絞り機構（３０）は、温度式膨張弁であることを特徴とする請求項４に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項６】
前記減圧手段は、固定絞り機構（３２）で構成されてい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７】
さらに、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、
前記圧縮機（１１）の冷媒吐出能力を調整する吐出能力調整手段（１１ａ）と、
前記吐出能力調整手段（１１ａ）の作動を制御する吐出能力制御手段（２０ａ）とを備え、
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が前記基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは前記基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、前記吐出能力調整手段（１１ａ）の作動を制御することを特徴とする請求項６に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項８】
さらに、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、
前記放熱器（１２）の放熱能力を調整する放熱能力調整手段（１２ａ）と、
前記放熱能力調整手段（１２ａ）の作動を制御する放熱能力制御手段（２０ｂ）とを備え、
前記放熱能力制御手段（２０ｂ）は、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が前記基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは前記基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、前記放熱能力調整手段（１２ａ）の作動を制御することを特徴とする請求項６または７に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項９】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３ａ）と、
前記減圧手段（３３ａ）における減圧膨張過程の冷媒を放熱させる冷媒放熱手段（３３）と、
前記減圧手段（３３ａ）にて減圧された冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部（１５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１５ｂ）から吸引するエジェクタ（１５）と、
前記エジェクタ（１５）下流側冷媒の流れを分岐する分岐部（１００）と、
前記分岐部（１００）にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて前記圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、
前記分岐部（１００）にて分岐された他方の冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（１５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、
前記減圧手段（３３ａ）は、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が予め定めた基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、冷媒を減圧膨張させることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項１０】
前記冷媒放熱手段は、前記放熱器（１２）下流側冷媒と前記圧縮機（１１）吸入側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（３３）で構成されており、
前記減圧手段（３３ａ）は、前記内部熱交換器（３３）のうち前記放熱器（１２）下流側冷媒を通過させる高圧側冷媒流路を形成していることを特徴とする請求項９に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項１１】
前記減圧手段は、キャピラリチューブ（３３ａ）であることを特徴とする請求項９または１０に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項１２】
さらに、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、
前記圧縮機（１１）の作動を制御する吐出能力制御手段（２０ａ）とを備え、
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、前記ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が前記基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは前記基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、前記圧縮機（１１）の作動を制御することを特徴とする請求項９ないし１１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１３】
前記基準過冷却度（ＳＳｃ）は、１０Ｋであり、
前記基準乾き度（ＳＧｒ）は、０．２であることを特徴とする請求項１ないし１２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１４】
前記基準過冷却度（ＳＳｃ）は、５Ｋであり、
前記基準乾き度（ＳＧｒ）は、０．１であることを特徴とする請求項１ないし１３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１５】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させるノズル部（３５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（３５ｂ）から吸引するエジェクタ（３５）と、
前記エジェクタ（３５）下流側冷媒の流れを分岐する分岐部（１００）と、
前記分岐部（１００）にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて前記圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、
前記分岐部（１００）にて分岐された他方の冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（３５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、
前記ノズル部（３５ａ）内の冷媒通路（３５ｆ）には、通路断面積を絞って構成された第１、第２絞り部（３５ｇ、３５ｈ）が形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１６】
前記冷媒通路（３５ｆ）は、前記ノズル部（３５ａ）の冷媒入口側から前記第１絞り部（３５ｇ）までの通路断面積が徐々に減少し、前記第１絞り部（３５ｇ）から前記第２絞り部（３５ｈ）までの通路断面積が徐々に増加した後に再び徐々に減少する形状に形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項１７】
前記エジェクタは、前記第１絞り部（３５ｇ）の絞り開度を調整する絞り開度調整手段（３５ｋ、３５ｌ）を有する可変エジェクタ（３５）であることを特徴とする請求項１５または１６に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項１８】
さらに、前記絞り開度調整手段（３５ｋ、３５ｌ）の作動を制御する絞り開度制御手段（２０ｄ）を備え、
前記絞り開度制御手段（２０ｄ）は、前記第２絞り部（３５ｈ）に流入する冷媒が気液二相状態となるように、前記絞り開度調整手段（３５ｋ、３５ｌ）の作動を制御することを特徴とする請求項１７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、エジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１、２に、エジェクタの下流側に冷媒の流れを分岐する分岐部を配置して、分岐された一方の冷媒を第１蒸発器へ流入させ、第１蒸発器の出口側を圧縮機の吸入側へ接続し、さらに、分岐された他方の冷媒を、膨張弁などの減圧装置を介して、第２蒸発器へ流入させ、第２蒸発器の出口側をエジェクタの冷媒吸引口に接続したエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。
【０００３】
この特許文献１のサイクルでは、エジェクタの下流側に配置された気液分離器の内部に分岐部を構成し、第２蒸発器へ液相冷媒を流入させ、また、特許文献２のサイクルでは、三方継手構造のＵ字型の分配器によって分岐部を構成し、第２蒸発器へ気液二相冷媒または液相冷媒を流入させることによって、双方の蒸発器で冷凍能力を発揮できるようにしている。
【０００４】
さらに、特許文献１、２のサイクルでは、エジェクタのディフューザ部の昇圧作用によって昇圧された冷媒を、第１蒸発器を介して圧縮機に吸入させることで、圧縮機の駆動動力を低減させてサイクル効率（ＣＯＰ）の向上を図っている。
【特許文献１】特許第２８１８９６５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１、２のサイクルでは、分岐部と第２蒸発器との間に減圧装置が配置されているため、この減圧装置を通過する際に冷媒の運動エネルギーに損失が生じる。従って、この運動エネルギーが全て失われてしまうと、減圧装置出口側の冷媒の静圧とエジェクタの冷媒吸引口の静圧との圧力差の作用のみによって、減圧装置出口側の冷媒を第２蒸発器へ流入させなければならない。
【０００６】
そのため、減圧装置出口側の冷媒の静圧とエジェクタの冷媒吸引口における冷媒の静圧との圧力差よりも、第２蒸発器の入口・出口間の圧力損失が高くなると、第２蒸発器へ冷媒を流入させることができなくなる。その結果、特許文献１、２のサイクルでは、第２蒸発器で冷凍能力を発揮できなくなることがある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、先に、特願２００６−２９２４３７号（以下、先願例という。）にて、エジェクタの下流側に配置された分岐部で冷媒の流れを分岐し、分岐された一方の冷媒を第１蒸発器へ流入させ、第１蒸発器の出口側を圧縮機の吸入側に接続し、さらに、他方の冷媒を、減圧装置を介することなく直接第２蒸発器へ流入させ、第２蒸発器の出口側をエジェクタの冷媒吸引口へ接続するサイクルを提案している。
【０００８】
この先願例のサイクルでは、特許文献１、２のサイクルと同様に、双方の蒸発器で冷凍能力を発揮できるとともに、圧縮機の駆動動力を低減させてサイクル効率の向上を図ることができる。
【０００９】
さらに、分岐部で分岐された冷媒を、減圧装置等を介することなく第２蒸発器へ直接流入させているので、絞り装置出口側冷媒の静圧とエジェクタの冷媒吸引口における冷媒の静圧との圧力差の作用のみならず、エジェクタから流出した冷媒の動圧の作用によって、エジェクタ下流側の冷媒を第２蒸発器へ流入させることができる。その結果、第２蒸発器において確実に冷凍能力を発揮させることができる。
【００１０】
なお、先願例のサイクルでは、エジェクタから流出した冷媒を直接第２蒸発器へ直接流入させるので、特許文献１、２のサイクルに対して、第２蒸発器へ流入する冷媒の乾き度が高くなりやすい。そのため、第２蒸発器入口側冷媒のエンタルピも高くなり、第２蒸発器で発揮できる冷凍能力が低下しやすくなる。
【００１１】
そこで、先願例のサイクルでは、例えば、内部熱交換器を用いることによって、エジェクタのノズル部上流側冷媒のエンタルピを減少させ、第２蒸発器の冷凍能力の低下を抑制している。
【００１２】
しかしながら、このエンタルピの減少によってノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態になってしまうと、ノズル部において冷媒が沸騰しにくくなり、ノズル効率が低下してしまう。なお、ノズル効率とは、冷媒の圧力エネルギーを運動エネルギーに変換させる際のエネルギー変換効率である。従って、ノズル効率を向上させるためには、飽和液相状態または気液二相状態の冷媒をノズル部へ流入させることが望ましい。
【００１３】
そして、ノズル効率が低下してしまうと、ノズル部から噴射する冷媒流の流速を充分に加速することができず、エジェクタの回収エネルギー量が低下してしまう。そのため、エジェクタのディフューザ部における昇圧量が低下してしまい、圧縮機の駆動動力低減によるサイクル効率向上効果を得にくくなってしまう。
【００１４】
このことを図１１のモリエル線図により詳細に説明する。図１１は、先願例のエジェクタ式冷凍サイクルの作動時における冷媒の状態を概略的に示したものである。まず、図１１の実線は、ノズル部へ流入する冷媒が気液二相状態となるように作動させた場合を示している。圧縮機から吐出された冷媒（図１１のＡG点）は、放熱器等にて気液二相状態になるように放熱されて（図１１のＡG点→ＢG点）、ノズル部へ流入する。
【００１５】
ノズル部に流入した冷媒は、等エントロピ的に膨張し（図１１のＢG点→ＣG点）、第２蒸発器下流側冷媒と混合し（図１１のＣG点→ＤG点）、エジェクタのディフィーザ部にて昇圧され（図１１のＤG点→ＥG点）、分岐部にて分岐される。従って、図１１において、エジェクタの回収エネルギー量はΔＩGで表すことができ、ディフューザ部における昇圧量はΔＰGで表すことができる。
【００１６】
分岐部にて分岐された一方の冷媒は、第１蒸発器にて吸熱作用を発揮して（図１１のＥG点→ＦG点）、再び圧縮機にて昇圧される（図１１のＦG点→ＡG点）。他方の冷媒は、第２蒸発器の圧力損失にて圧力を低下させながら吸熱作用を発揮して（図１１のＥG点→ＧG点）、エジェクタの冷媒吸引口に吸引される（図１１のＧG点→ＤG点）。従って、図１１において、第１、第２蒸発器における冷凍能力の合計値はΔＨG１＋ΔＨG２で表すことができる。
【００１７】
次に、図１１の破線は、ノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態となるように作動させた場合を示している。つまり、圧縮機から吐出された冷媒（図１１のＡL点）は、過冷却状態になるまで冷却されて（図１１のＡL点→ＢL点）、ノズル部へ流入する。なお、図１１の破線において、上述した実線に対応する冷媒の状態を示す符号は、それぞれ添字をＧからＬへ変更して示している。
【００１８】
ノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態（図１１のＢL点）になっている場合は、ノズル部へ流入する冷媒が気液二相状態（図１１のＢG点）になっている場合よりも、ノズル部上流側冷媒のエンタルピが小さくなるので、図１１に示すように、第１、第２蒸発器における冷凍能力の合計値を拡大できる（図１１では、ΔＨG１＋ΔＨG２→ΔＨL１＋ΔＨL２）。
【００１９】
しかしながら、ノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態になっていると、ノズル部のノズル効率が低下してしまうので、冷媒は図１１のＢL→ＣLのように減圧膨張する。このため、エジェクタの回収エネルギー量が減少して（図１１では、ΔＩG→ΔＩL）、ディフューザ部における昇圧量ΔＰが低下してしまう（図１１では、ΔＰG→ΔＰL）。その結果、圧縮機の駆動動力低減によるサイクル効率向上効果を得にくくなってしまう。
【００２０】
つまり、先願例のサイクルでは、ノズル部上流側冷媒のエンタルピを減少させて第１、第２蒸発器における冷凍能力の合計値を増加させたとしても、圧縮機の駆動動力低減によるサイクル効率向上効果を得にくくなってしまうので、却って、サイクル全体としてのサイクル効率を低下させてしまうことがある。
【００２１】
従って、先願例のサイクルを高いサイクル効率を発揮させながら運転するためには、ノズル部のノズル効率の低下を招かないように、第１、第２蒸発器における冷凍能力の合計値を増加させる必要がある。
【００２２】
本発明は上記点に鑑み、エジェクタの下流側に配置された分岐部から複数の蒸発器へ冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ノズル部のノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させて、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１４、３０、３２）と、減圧手段（１４、３０、３２）にて減圧された冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部（１５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１５ｂ）から吸引するエジェクタ（１５）と、エジェクタ（１５）下流側冷媒の流れを分岐する分岐部（１００）と、分岐部（１００）にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、分岐部（１００）にて分岐された他方の冷媒を蒸発させて冷媒吸引口（１５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、減圧手段（１４、３０、３２）は、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が予め定めた基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、冷媒を減圧膨張させるエジェクタ式冷凍サイクルを第１の特徴とする。
【００２４】
これによれば、第１、第２蒸発器（１７、１８）の冷凍能力の合計値を増加させるために、減圧手段（１４、３０、３２）上流側冷媒のエンタルピを過冷却状態となるまで減少させても、予め定めた基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように減圧膨張された冷媒をノズル部（１５ａ）へ流入させることができる。
【００２５】
つまり、飽和液相状態に近い状態の冷媒をノズル部（１５ａ）へ流入させることができるので、ノズル部における冷媒の沸騰が促進されやすくなり、ノズル効率を低下させることがない。その結果、ノズル効率の低下を招くことなく、第１、第２蒸発器（１７、１８）の冷凍能力の合計値を増加させることができる。延いては、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【００２６】
なお、過冷却度とは、冷媒の凝縮圧力に相当する飽和温度からの温度低下量の絶対値を示すものであるから、過冷却度が０に近い方が、冷媒の絶対温度が高くなり、飽和液相状態に近づく。一方、乾き度とは、湿り蒸気中（気液二相冷媒中）の蒸気分（気相冷媒分）の割合を示すものであるから、乾き度が０に近い方が、飽和液相状態に近づく。
【００２７】
また、上記第１の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、減圧手段は、電気式の可変絞り機構（１４）で構成されていてもよい。さらに、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、可変絞り機構（１４）の作動を制御する絞り機構制御手段（２０ｃ）とを備え、絞り機構制御手段（２０ｃ）は、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、可変絞り機構（１４）の作動を制御するようになっていてもよい。
【００２８】
これによれば、より一層、確実に飽和液相状態に近い状態の冷媒をノズル部（１５ａ）へ流入させることができる。
【００２９】
また、上記第１の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、減圧手段は、機械的機構によって絞り開度が変更される可変絞り機構（３０）で構成されていてもよい。さらに、具体的には、可変絞り機構（３０）は、温度式膨張弁であってもよい。
【００３０】
また、上記第１の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、減圧手段は、固定絞り機構（３２）で構成されていてもよい。
【００３１】
さらに、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、圧縮機（１１）の冷媒吐出能力を調整する吐出能力調整手段（１１ａ）と、吐出能力調整手段（１１ａ）の作動を制御する吐出能力制御手段（２０ａ）とを備え、吐出能力制御手段（２０ａ）は、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、吐出能力調整手段（１１ａ）の作動を制御するようになっていてもよい。
【００３２】
さらに、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、放熱器（１２）の放熱能力を調整する放熱能力調整手段（１２ａ）と、放熱能力調整手段（１２ａ）の作動を制御する放熱能力制御手段（２０ｂ）とを備え、放熱能力制御手段（２０ｂ）は、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、放熱能力調整手段（１２ａ）の作動を制御するようになっていてもよい。
【００３３】
これによれば、より一層、確実に飽和液相状態に近い状態の冷媒をノズル部（１５ａ）へ流入させることができる。
【００３４】
また、本発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３ａ）と、減圧手段（３３ａ）における減圧膨張過程の冷媒を放熱させる冷媒放熱手段（３３）と、減圧手段（３３ａ）にて減圧された冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部（１５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（１５ｂ）から吸引するエジェクタ（１５）と、エジェクタ（１５）下流側冷媒の流れを分岐する分岐部（１００）と、分岐部（１００）にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、分岐部（１００）にて分岐された他方の冷媒を蒸発させて冷媒吸引口（１５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、減圧手段（３３ａ）は、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が予め定めた基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、冷媒を減圧膨張させるエジェクタ式冷凍サイクルを第２の特徴とする。
【００３５】
これによれば、第１の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルと同様に、ノズル効率の低下を招くことなく、第１、第２蒸発器（１７、１８）の冷凍能力の合計値を増加させることができる。延いては、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【００３６】
さらに、冷媒放熱手段（３３）が、減圧手段（３３ａ）における減圧膨張過程の冷媒を放熱させるので、例えば、後述する実施形態で説明する図６のモリエル線図のＢ5点→Ｂ’5点に示すように、冷媒の圧力を減圧させると同時に冷媒のエンタルピを減少させることができる。
【００３７】
つまり、減圧手段（３３ａ）上流側冷媒のエンタルピを減少させなくとも、減圧手段（３３ａ）で減圧膨張過程の冷媒を放熱させることで、減圧手段（３３ａ）下流側冷媒のエンタルピを減少させて、第１、第２蒸発器（１７、１８）の冷凍能力の合計値を増加させることができる。
【００３８】
また、上記第２の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、冷媒放熱手段は、放熱器（１２）下流側冷媒と圧縮機（１１）吸入側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（３３）で構成されており、減圧手段（３３ａ）は、内部熱交換器（３３）のうち放熱器（１２）下流側冷媒を通過させる高圧側冷媒流路を形成していてもよい。
【００３９】
これによれば、減圧手段（３３ａ）通過冷媒と圧縮機（１１）吸入冷媒とを熱交換させることができるので、容易に、冷媒放熱手段を構成できる。さらに、減圧手段（３３ａ）を内部熱交換器（３３）の高圧側冷媒流路として、内部熱交換器（３３）に一体化できるので、サイクルの小型化を図ることもできる。
【００４０】
さらに、具体的に、減圧手段は、キャピラリチューブ（３３ａ）であってもよい。キャピラリチューブは、冷媒通路面積を絞る効果と冷媒通路内摩擦力によって、冷媒を減圧するものなので、所定の冷媒通路長さを有する長細形状になっている。
【００４１】
従って、減圧手段（１４、３０、３２）として、キャピラリチューブを採用することで、キャピラリチューブ通過冷媒と圧縮機（１１）吸入側冷媒とを熱交換させる際の熱交換面積を確保しやすくなり、効率的にキャピラリチューブを通過する冷媒を放熱させることができる。
【００４２】
また、上記第２の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、さらに、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段（２１〜２４）と、圧縮機（１１）の作動を制御する吐出能力制御手段（２０ａ）とを備え、吐出能力制御手段（２０ａ）は、ノズル部（１５ａ）へ流入する冷媒の状態が基準過冷却度（ＳＳｃ）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度（ＳＧｒ）以下の気液二相状態となるように、圧縮機（１１）の作動を制御するようになっていてもよい。
【００４３】
これによれば、より一層、確実に飽和液相冷媒に近い状態の冷媒をノズル部（１５ａ）へ流入させることができ、ノズル効率を不必要に低下させることがない。
【００４４】
ところで、本発明者らは、後述する第１実施形態と同様の構成のサイクルにおいて、ノズル部（１５ａ）へ流入させる冷媒の状態とサイクル効率との関係の詳細について調査検討を行い、図１２に示す調査結果を得ている。
【００４５】
図１２の横軸は、冷媒の状態を示す指標として、ノズル部（１５ａ）へ流入させる冷媒の過冷却度と乾き度を採用している。なお、過冷却度０（Ｋ）および乾き度０は飽和液相状態を意味する。また、図１２の縦軸は、先願例のサイクルのサイクル効率に対するサイクル効率（ＣＯＰ）向上率である。従って、ＣＯＰ向上率１以上がサイクル効率の向上を意味する。
【００４６】
図１２から明らかなように、ノズル部（１５ａ）へ流入させる冷媒が、過冷却度１０Ｋ以下の過冷却状態もしくは乾き度０．２以下の気液二相状態となっていれば、先願例のサイクルに対してサイクル効率を向上できる。従って、上記の状態の冷媒は、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒である。
【００４７】
さらに、過冷却度５Ｋ以下の過冷却状態もしくは乾き度０．１以下の気液二相状態となっていれば、先願例のサイクルに対して、３０％以上の大幅なサイクル効率向上が図れる。
【００４８】
従って、上述の第１、第２の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、基準過冷却度（ＳＳｃ）は、１０Ｋであり、基準乾き度（ＳＧｒ）は、０．２とすればよい。さらに、好ましくは、基準過冷却度（ＳＳｃ）は、５Ｋであり、基準乾き度（ＳＧｒ）は、０．１とすればよい。
【００４９】
また、本発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）にて圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）下流側冷媒を減圧膨張させるノズル部（３５ａ）から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口（３５ｂ）から吸引するエジェクタ（３５）と、エジェクタ（３５）下流側冷媒の流れを分岐する分岐部（１００）と、分岐部（１００）にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて圧縮機（１１）吸入側へ流出する第１蒸発器（１７）と、分岐部（１００）にて分岐された他方の冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（３５ｂ）上流側へ流出する第２蒸発器（１８）とを備え、ノズル部（３５ａ）内の冷媒通路（３５ｆ）には、通路断面積を絞って構成された第１、第２絞り部（３５ｇ、３５ｈ）が形成されているエジェクタ式冷凍サイクルを第３の特徴とする。
【００５０】
これによれば、第１、第２蒸発器（１７、１８）の冷凍能力の合計値を増加させるために、ノズル部（３５ａ）上流側冷媒のエンタルピを減少させても、第１絞り部（３５ｇ）にて気液二相状態となるまで減圧膨張させた冷媒を、第２絞り部（３５ｈ）にてさらに減圧膨張させることができる。その結果、第２絞り部（３５ｈ）における冷媒の沸騰が促進され、ノズル部（３５ａ）全体としてのノズル効率が低下しない。
【００５１】
その結果、第１、第２の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルと同様に、ノズル効率の低下を招くことなく、第１、第２蒸発器（１７、１８）の冷凍能力の合計値を増加させることができる。延いては、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【００５２】
また、上記第３の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、具体的に、冷媒通路（３５ｆ）は、ノズル部（３５ａ）の冷媒入口側から第１絞り部（３５ｇ）までの通路断面積が徐々に減少し、第１絞り部（３５ｇ）から第２絞り部（３５ｈ）までの通路断面積が徐々に増加した後に再び徐々に減少する形状に形成されていてもよい。
【００５３】
これによれば、第１絞り部（３５ｇ）にて沸騰核を生成させ、第２絞り部（３５ｈ）にて沸騰させるノズル部（３５ａ）の冷媒通路（３５ｆ）形状を容易に形成できる。
【００５４】
また、上述の第３の特徴のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタは、第１絞り部（３５ｇ）の絞り開度を調整する絞り開度調整手段（３５ｋ、３５ｌ）を有する可変エジェクタ（３５）であってもよい。さらに、絞り開度調整手段（３５ｋ、３５ｌ）の作動を制御する絞り開度制御手段（２０ｄ）を備え、絞り開度制御手段（２０ｄ）は、第２絞り部（３５ｈ）に流入する冷媒が気液二相状態となるように、絞り開度調整手段（３５ｋ、３５ｌ）の作動を制御するようになっていてもよい。
【００５５】
これによれば、より一層、確実に気液二相状態の冷媒を第２絞り部（３５ｈ）へ流入させることができ、ノズル部（１５ａ）全体としてのノズル効率を低下させない。
【００５６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
（第１実施形態）
図１、２により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の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の全体構成図である。まず、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は冷媒を吸入し圧縮して吐出するもので、プーリおよびベルトを介して車両走行用エンジン（図示せず）から駆動力が伝達されて回転駆動される。
【００５８】
本実施形態では圧縮機１１として、外部からの制御信号によって吐出容量を連続的に可変制御できる斜板式可変容量型圧縮機を採用している。さらに、斜板式可変容量型圧縮機では、吐出容量を変更することによって冷媒吐出能力を変更することができる。なお、吐出容量とは冷媒の吸入圧縮を行う作動空間の幾何学的な容積、すなわちピストンストロークの上死点と下死点との間のシリンダ容積である。
【００５９】
具体的には、この斜板式可変容量型圧縮機は、内部に形成されて吸入冷媒と吐出冷媒とを導入させる斜板室（図示せず）、斜板室へ導入させる吸入冷媒と吐出冷媒との割合を調整する電磁式容量制御弁１１ａ、斜板室の圧力に応じて傾斜角度を変位させる斜板（図示せず）を有して構成され、この斜板の傾斜角度に応じてピストンストローク（吐出容量）が変更される。
【００６０】
電磁式容量制御弁１１ａは、本実施形態の吐出能力調整手段を構成しており、後述する空調制御装置２０の制御電流によって弁開度（吸入冷媒と吐出冷媒との割合）が調整される。さらに、斜板式可変容量型圧縮機では、吐出容量を略０％〜１００％の範囲で連続的に変化させることができるので、吐出容量を略０％付近に減少することによって、圧縮機１１を実質的に作動停止状態にすることができる。
【００６１】
そこで、本実施形態では、圧縮機１１をプーリおよびベルトＶを介して車両走行用エンジンに常時連結するクラッチレスの構成としている。もちろん、可変容量型圧縮機であっても電磁クラッチを介して車両走行用エンジンから動力を伝達できるようにしてもよい。
【００６２】
また、圧縮機１１として固定容量型圧縮機を採用する場合は、吐出能力調整手段として電磁クラッチを採用できる。つまり、電磁クラッチにより圧縮機を断続的に作動させて、オンオフ作動の比率を制御する稼働率制御を行うことで冷媒吐出能力を調整できる。さらに、圧縮機１１として電動圧縮機を採用すれば、電動モータが吐出能力調整手段となり、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
【００６３】
圧縮機１１の吐出側には、放熱器１２が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒と冷却ファン１２ａにより送風される外気（車室外空気）とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。
【００６４】
冷却ファン１２ａは、後述する空調制御装置２０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。そして、この冷却ファン１２ａの送風空気量によって放熱器１２の放熱能力が調整される。従って、冷却ファン１２ａは本実施形態の放熱能力調整手段を構成する。
【００６５】
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として、フロン系の冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成している。従って、放熱器１２は冷媒を凝縮させる凝縮器として作用する。
【００６６】
放熱器１２の下流側には、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａが接続されている。内部熱交換器１３は、高圧側冷媒流路１３ａを通過する放熱器１２出口側冷媒と、低圧側冷媒流路１３ｂを通過する圧縮機１１吸入側冷媒とを熱交換させて、放熱器１２出口側冷媒を冷却するものである。これにより、後述する第１、２蒸発器１７、１８における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。
【００６７】
なお、内部熱交換器１３の具体的構成としては種々の構成を採用できる。具体的には、高圧側冷媒流路１３ａと低圧側冷媒流路１３ｂとを形成する冷媒配管同士をろう付け、溶接、圧接、はんだ付け等の接合手段で接合して熱交換させる構成や、高圧側冷媒流路１３ａを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路１３ｂを配置する二重管方式の熱交換器構成を採用できる。
【００６８】
内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａの出口側には、可変絞り機構１４が接続されている。可変絞り機構１４は、高圧液相冷媒を予め定めた所定状態となるように減圧膨張させる減圧手段であるとともに、下流側（具体的には、後述するエジェクタ１５のノズル部１５ａ側）へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段でもある。
【００６９】
可変絞り機構１４は、後述する空調制御装置２０から出力される制御信号によって、絞り通路の開度が調整される電気式の可変絞り機構である。具体的には、ステッピングモータ等で構成された駆動手段を有し、この駆動手段により弁体の変位量を調整して、この弁体により絞り開度（冷媒流量）を調整する。
【００７０】
可変絞り機構１４の下流側には、エジェクタ１５が接続されている。このエジェクタ１５は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴射する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段でもある。
【００７１】
具体的には、エジェクタ１５は、可変絞り機構１４から流出した中間圧の冷媒の通路面積を小さく絞って、さらに冷媒を減圧させるノズル部１５ａと、ノズル部１５ａの冷媒噴射口１５ｅと連通するように配置されて、後述する第２蒸発器１８から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口１５ｂを有している。
【００７２】
さらに、ノズル部１５ａおよび冷媒吸引口１５ｂの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部１５ａから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口１５ｂからの吸引された吸引冷媒とを混合する混合部１５ｃを有し、混合部１５ｃの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部１５ｄを有している。
【００７３】
ディフューザ部１５ｄは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。
【００７４】
エジェクタ１５の下流側（具体的には、ディフューザ部１５ｄの出口側）には、冷媒の流れを分岐して下流側へ分配する冷媒分配器１６が接続されている。この冷媒分配器１６は、略直線形状の管径の異なる配管を接合して構成されたＴ字型の三方継手構造になっている。
【００７５】
より具体的には、冷媒分配器１６は、冷媒を流入させる導入管部１６ａ、冷媒を第１蒸発器１７側へ流出させる第１導出管部１６ｂおよび冷媒を第２蒸発器１８側へ流出させる第２導出管部１６ｃを有している。従って、この冷媒分配器１６内部に分岐部１００が構成される。
【００７６】
さらに、冷媒分配器１６では、導入管部１６ａの冷媒流入方向と第２導出管部１６ｃの冷媒流出方向が同軸上に同一方向に向いており、第１導出管部１６ｂの冷媒流出方向は、導入管部１６ａの冷媒流入方向および第２導出管部１６ｃの冷媒流出方向に対して略垂直方向に向いている。
【００７７】
上述の如く、導入管部１６ａの流入冷媒の流れ方向と第２導出管部１６ｃの流出冷媒の流れ方向が同軸上に同一方向に向いているので、導入管部１６ａへ流入した冷媒は、不必要に流速を低下させることなく第２導出管部１６ｃから流出する。これにより、冷媒分配器１６の分岐部１００において冷媒の流れが分岐される際に、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ流出冷媒の動圧が維持される。
【００７８】
このような冷媒分配器１６は、金属製の配管をろう付け、溶接等の接合手段によって接合することで容易に形成できる。もちろん樹脂製の配管を接着して形成してもよい。さらに、直方体状の金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることで形成してもよい。
【００７９】
なお、図１では、本実施形態のサイクル構成を概略的に示しているが、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ、冷媒分配器１６、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８は、直接あるいは短い配管により近接するように接続することが望ましい。このように接続されることで、より一層、冷媒の流れが分岐される際に、エジェクタ１５流出冷媒の動圧が維持される。
【００８０】
本実施形態では、冷媒分配器１６と第２蒸発器１８が上記のように接続されているので、冷媒分配器１６の第２導出管部１６ｃおよび第２蒸発器１８は、絞り手段を介することなく接続されて、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄ流出冷媒の動圧が第２蒸発器１８の内部に作用するように接続されている。
【００８１】
第１導出管部１６ｂに接続される第１蒸発器１７は、冷媒分配器１６にて分岐された一方の冷媒と送風ファン１７ａによって送風された空気とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。冷却ファン１２ａは、後述する空調制御装置２０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。
【００８２】
さらに、第１蒸発器１７の出口側には、アキュムレータ１９が接続されている。アキュムレータ１９は、内部へ流入した気相冷媒と液相冷媒とを分離して、余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ１９の気相冷媒出口には、内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂの入口側が接続され、低圧側冷媒流路１３ｂの出口側には、圧縮機１１の冷媒吸引側が接続されている。
【００８３】
一方、第２導出管部１６ｃに接続される第２蒸発器１８は、冷媒分配器１６にて分岐された他方の冷媒と送風ファン１７ａから送風された送風空気とを熱交換させて、低圧冷媒に吸熱させることで送風空気を冷却する吸熱用熱交換器である。さらに、第２蒸発器１８の出口側はエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂに接続されている。
【００８４】
なお、本実施形態の第１蒸発器１７および第２蒸発器１８は一体構造に組み付けられている。従って、送風ファン１７ａにより送風された送風空気は矢印２００方向に流れ、まず、第１蒸発器１７で冷却され、次に、第２蒸発器１８で冷却されて冷却対象空間（車室内）へ流れ込む。従って、本実施形態では、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８にて同一の冷却対象空間を冷却できるようになっている。
【００８５】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。空調制御装置２０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。空調制御装置２０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、上記した各種アクチュエータ１１ａ、１２ａ、１４、１７ａ等の作動を制御する。
【００８６】
なお、空調制御装置２０は、上記した各アクチュエータを制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、空調制御装置２０のうち、電磁式容量制御弁１１ａ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）を吐出能力制御手段２０ａ、冷却ファン１２ａの作動を制御する構成を放熱能力制御手段２０ｂ、可変絞り機構１４の作動を制御する構成を絞り機構制御手段２０ｃとする。もちろん、各制御手段２０ａ、２０ｂ、２０ｃを別々の制御装置によって構成してもよい。
【００８７】
また、空調制御装置２０には、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａ下流側冷媒の温度Ｔｈを検出する第１温度センサ２１、高圧側冷媒流路１３ａ下流側冷媒の圧力Ｐｈを検出する第１圧力センサ２２、エジェクタ１５のノズル部１５ａ入口側冷媒の温度Ｔｎを検出する第２温度センサ２３、ノズル部１５ａ入口側冷媒の圧力Ｐｎを検出する第２圧力センサ２４等の検出信号が入力される。
【００８８】
さらに、空調制御装置２０には、各センサの検出信号の他に、図示しない操作パネルからの各種操作信号が入力される。操作パネルには、車両用冷凍装置を作動させる作動スイッチ、冷却対象空間の冷却温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられる。
【００８９】
次に、上述の構成の本実施形態の作動を図２のモリエル線図により説明する。なお、図２の実線は本実施形態の冷媒の状態を概略的に示しており、破線は先願例のサイクルにおいてノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態となるように作動させた場合を示している。すなわち、図２の破線は図１１の破線と同等である。また、図２において冷媒の状態を示す符号は、図１１のうち対応する冷媒の状態を示す符号の添字を１に変更して示している。
【００９０】
まず、操作パネルの作動スイッチが投入されて、圧縮機１１に車両走行用エンジンから回転駆動力が伝達されると、圧縮機１１は冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機から吐出された高温高圧状態の気相冷媒（図２のＡ1点）は、放熱器１２へ流入し、冷却ファンから送風された送風空気（外気）と熱交換して放熱する（図２のＡ1点→Ａ’1点）。
【００９１】
放熱器１２から流出した冷媒は、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａへ流入し、低圧側冷媒流路１３ｂを通過する圧縮機１１吸入冷媒と熱交換して、さらに冷却されて過冷却状態となる（図２のＡ’1点→Ｂ1点）。
【００９２】
なお、本実施形態では、先願例のサイクルとの比較のために、Ｂ1点とＢL点の過冷却度が同等となるように冷却されるものとする。高圧側冷媒流路１３ａから流出した冷媒は、可変絞り機構１４へ流入して中間圧に減圧膨張される（図２のＢ1点→Ｂ’1点）。
【００９３】
この際、空調制御装置２０の絞り機構制御手段２０ｃは、Ｂ’1点の冷媒の状態が、予め定めた基準過冷却度ＳＳｃ（具体的には１０Ｋ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度ＳＧｒ（具体的には０．２）以下の気液二相状態となるように、制御信号を出力し、可変絞り機構１４の絞り通路の開度が調整される。
【００９４】
より具体的には、絞り機構制御手段２０ｃは、第１温度センサ２１の検出値Ｔｈおよび第１圧力センサ２２の検出値Ｐｈに基づいて、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａ下流側冷媒の過冷却度を算出する。
【００９５】
そして、この過冷却度および第１圧力センサ２２の検出値Ｐｈと第２圧力センサ２４の検出値Ｐｎとの圧力差から、ノズル部１５ａ入口側冷媒の乾き度を算出する。さらに、算出乾き度が基準乾き度ＳＧｒ（０．２）より大きい場合は、基準乾き度ＳＧｒ以下となるように、可変絞り機構１４へ制御信号を出力する。
【００９６】
一方、算出乾き度が基準乾き度ＳＧｒ以下の場合は、第２温度センサ２３の検出値Ｔｎおよび第２圧力センサの検出値Ｐｎに基づいて、ノズル部１５ａ入口側冷媒の過冷却度を算出し、算出値が基準過冷却度ＳＳｃ（１０Ｋ）より大きい場合は、基準過冷却度ＳＳｃ以下となるように、可変絞り機構１４へ制御信号を出力する。
【００９７】
従って、本実施形態では、第１、第２温度センサ２１、２３および第１、第２圧力センサ２２、２４によって、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の過冷却度あるいは乾き度を検出する冷媒状態検出手段が構成される。
【００９８】
可変絞り機構１４にて、基準過冷却度ＳＳｃ以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ以下の気液二相状態となるまで減圧された冷媒は、エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入する。エジェクタ１５のノズル部１５ａへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧膨張する（図２のＢ’1点→Ｃ1点）。
【００９９】
そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されて、冷媒がノズル部１５ａの冷媒噴射口１５ｅから高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口１５ｂから第２蒸発器１８通過後の冷媒が吸引される。
【０１００】
さらに、ノズル部１５ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１５ｂから吸引された吸引冷媒がエジェクタ１５の混合部１５ｃにて混合され（図２のＣ1点→Ｄ1点）、ディフューザ部１５ｄに流入する。このディフューザ部１５ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する（図２のＤ1点→Ｅ1点）。
【０１０１】
ディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の流れは、冷媒分配器１６の内部の分岐部１００にて分岐され、分岐された一方の冷媒は、第１導出管部１６ｂから第１蒸発器１７へ流入し、送風ファン１７ａの送風空気から吸熱して蒸発しながら、第１蒸発器１７内の圧力損失により徐々に圧力を低下させていく（図２のＥ1点→Ｆ’1点）。
【０１０２】
さらに、第１蒸発器１７から流出した冷媒は、内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂに流入して、高圧側冷媒流路１３ａを通過する高圧冷媒と熱交換して加熱される（図２のＦ’1点→Ｆ1点）。内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂで加熱された冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される（図２のＦ1点→Ａ1点）。
【０１０３】
一方、分岐部１００で分岐された他方の冷媒は、第２導出管部１６ｃから第２蒸発器１１８へ流入し、送風ファン１７ａの送風空気から吸熱して蒸発しながら、第２蒸発器１８内の圧力損失とエジェクタ１５の吸引作用により徐々に圧力を低下させていく（図２のＥ1点→Ｇ1点）。第２蒸発器１８から流出した冷媒は、冷媒吸引口１５ｂからエジェクタ１５内に吸引される（図２のＧ1点→Ｄ1点）。
【０１０４】
以上の如く、本実施形態では、ディフューザ部１５ｄ出口側に配置された冷媒分配器１６にて冷媒の流れを分岐して、冷媒を第１蒸発器１７および第２蒸発器１８に流入させているので、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時に冷却作用を発揮できる。
【０１０５】
この際、エジェクタ１５の吸引作用によって、第２蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を、第１蒸発器１７の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）に対して低下させることができるので、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８の冷媒蒸発温度と送風ファン１７ａの室内送風空気との温度差を確保して、効率的に室内送風空気を冷却できる。
【０１０６】
また、本実施形態では、分岐部１００において、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の動圧が維持されるように冷媒の流れを分岐しているので、第２蒸発器１８の内部にディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の動圧を作用させることができる。
【０１０７】
これにより、第２蒸発器１８へ冷媒を流入させる際に、ディフューザ部１５ｄ下流側冷媒の静圧と冷媒吸引口１５ｂにおける冷媒の静圧との圧力差のみならず、ディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の動圧をも作用させることができるので、第２蒸発器１８へ冷媒を確実に流入させることができる。
【０１０８】
また、第１蒸発器１７下流側に圧縮機１１吸入側を接続しているので、圧縮機１１の吸入作用によって第１蒸発器１７にも確実に冷媒を流入させることができる。従って、双方の蒸発器１７、１８において確実に冷凍能力を発揮させることができる。
【０１０９】
さらに、本実施形態では、絞り機構制御手段２０ｃが可変絞り機構１４の作動を制御して、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の状態が基準過冷却度ＳＳｃ（１０℃）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下の気液二相状態となるまで、冷媒を減圧膨張させている。
【０１１０】
これにより、前述の図１２で説明したように、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒をノズル部１５ａへ流入させることができる。従って、図２に示すように、本実施形態のエジェクタ１５の回収エネルギー量ΔＩ1は、先願例の回収エネルギー量ΔＩLよりも多くなる。その結果、ディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰ1も先願例のサイクルの昇圧量ΔＰLよりも多くなる。
【０１１１】
つまり、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させるために、内部熱交換器１３によって可変絞り機構１４上流側冷媒を冷却して、過冷却状態となるまでエンタルピを低下させても、ノズル効率の低下を招くことがない。
【０１１２】
さらに、図２に示すように、本実施形態における第１、第２蒸発器１７、１８における冷凍能力の合計値ΔＨ1１＋ΔＨ1２は、上述の回収エネルギー量の増加によって、先願例の冷凍能力の合計値ΔＨL１＋ΔＨL２に対して、同等以上となる。
【０１１３】
その結果、本実施形態では、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができ、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、基準過冷却度ＳＳｃを１０Ｋとし、基準乾き度ＳＧｒを０．２としているが、冷媒状態検出手段を構成する各センサ２１〜２４が充分な検出能力を有している場合は、基準過冷却度ＳＳｃを５Ｋとし、基準乾き度ＳＧｒを０．１としてもよい。これにより、より一層、サイクル効率を向上できる。
【０１１５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、電気式の可変絞り機構１４を採用した例を説明したが、本実施形態では、図３の全体構成図に示すように、機械式の可変絞り機構３０を採用した例を説明する。なお、図３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。これは以下の実施形態でも同様である。
【０１１６】
可変絞り機構３０は、高圧液相冷媒を中間圧に減圧する減圧手段であるとともに、エジェクタ１５のノズル部１５ａ側へ流出させる冷媒流量を調整する流量調整手段でもある。さらに、本実施形態では、具体的に、可変絞り機構３０として機械的機構によって絞り開度が変更される温度式膨張弁を採用している。従って、絞り機構制御手段２０ｃも廃止している。
【０１１７】
可変絞り機構３０は、第１蒸発器１７下流側に配置された感温部３０ａを有しており、第１蒸発器１７下流側冷媒の温度と圧力とに基づいて第１蒸発器１７下流側冷媒の過熱度を検出し、第１蒸発器１７下流側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度（冷媒流量）を調整する。従って、例えば、第１蒸発器１７下流側冷媒の過熱度が増加すると弁開度を拡大させ、一方、過熱度が低下すると弁開度を縮小させる。
【０１１８】
さらに、本実施形態の可変絞り機構３０は、弁開度が最大開度となった際に、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が基準過冷却度ＳＳｃ（１０℃）以下になるように最大開度が調整されている。また、弁開度が最小開度となった際に、完全に閉弁することなく、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の乾き度が基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下になるように最小開度が調整されている。
【０１１９】
つまり、本実施形態の可変絞り機構３０は、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の状態が、少なくとも基準過冷却度ＳＳｃ（１０℃）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下の気液二相状態となる範囲で冷媒を減圧膨張させる。
【０１２０】
さらに、本実施形態では、可変絞り機構３０によって、第１蒸発器１７下流側冷媒の過熱度が所定値となるように調整されるので、アキュムレータ１９を廃止して、放熱器１２下流側にレシーバ３１を配置している。
【０１２１】
レシーバ３１は、高圧側の冷媒の気液を分離して、余剰冷媒を蓄える気液分離器である。このレシーバ３１の液相冷媒出口に、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａが接続されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１２２】
従って、本実施形態を作動させても、基本的に第１実施形態と同様に図２のように作動し、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時にかつ確実に冷却作用を発揮できる。さらに、可変絞り機構３０が、上述の如く冷媒を減圧膨張させるので、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒をノズル部１５ａへ流入させることができる。
【０１２３】
その結果、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができるので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１２４】
（第３実施形態）
第１、第２実施形態では、可変絞り機構１４、３０を採用した例を説明したが、本実施形態では、図４の全体構成図に示すように、固定絞り機構３２を採用している。この固定絞り機構３２としては、具体的にキャピラリチューブ、オリフィス等を採用できる。従って、絞り機構制御手段２０ｃも廃止している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１２５】
次に本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、吐出能力制御手段２０ａが電磁式容量制御弁１１ａの作動を制御して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整することによって、基本的に第１実施形態と同様に作動する。
【０１２６】
具体的には、吐出能力制御手段２０ａは、第１実施形態と同様に、冷媒状態検出手段を構成する第１、第２温度センサ２１、２３および第１、第２圧力センサ２２、２４の検出値に基づいて、ノズル部１５ａ入口側冷媒の過冷却度および乾き度を算出して、ノズル部１５ａ入口側冷媒の状態が基準過冷却度ＳＳｃ（１０℃）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下の気液二相状態となるように、冷媒吐出能力を調整する。
【０１２７】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させても、第１実施形態と同様に、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時にかつ確実に冷却作用を発揮できる。さらに、吐出能力制御手段２０ａが電磁式容量制御弁１１ａの作動を制御して、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒をノズル部１５ａへ流入させることができる。
【０１２８】
その結果、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができるので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１２９】
（第４実施形態）
第３実施形態では、吐出能力制御手段２０ａが電磁式容量制御弁１１ａの作動を制御する例を説明したが、本実施形態では、放熱能力制御手段２０ｂが冷却ファン１２ａの作動を制御する例を説明する。従って、本実施形態の全体構成は第３実施形態と同様（図４）である。
【０１３０】
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、放熱能力制御手段２０ｂが冷却ファン１２ａの作動を制御して、放熱器１２の放熱能力を調整することによって、基本的に第１実施形態と同様に作動する。
【０１３１】
具体的には、放熱能力制御手段２０ｂは、第１実施形態と同様に、冷媒状態検出手段を構成する第１、第２温度センサ２１、２３および第１、第２圧力センサ２２、２４の検出値に基づいて、ノズル部１５ａ入口側冷媒の過冷却度および乾き度を算出して、ノズル部１５ａ入口側冷媒の状態が基準過冷却度ＳＳｃ（１０℃）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下の気液二相状態となるように、放熱能力を調整する。
【０１３２】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させても、第１実施形態と同様に、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時にかつ確実に冷却作用を発揮できる。さらに、放熱能力制御手段２０ｂが冷却ファン１２ａの作動を制御して、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒をノズル部１５ａへ流入させることができる。
【０１３３】
その結果、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができるので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１３４】
なお、本実施形態では、放熱器１２の放熱能力の調整のみによって、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の状態が上述した状態となるようにしているが、第３実施形態で説明した圧縮機１１の冷媒吐出能力の調整を同時に行ってもよい。
【０１３５】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の内部熱交換器１３に対して、図５の全体構成図に示すように、絞り機構一体型の絞り内部熱交換器３３を採用している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１３６】
内部熱交換器３３は、第１実施形態と同様に、高圧側冷媒流路を通過する放熱器１２下流側冷媒と、低圧側冷媒流路を通過する圧縮機１１吸入側冷媒とを熱交換させて、放熱器１２下流側冷媒を放熱させるものである。従って、第１、２蒸発器１７、１８における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。
【０１３７】
さらに、内部熱交換器３３の高圧側冷媒流路は、減圧手段であるキャピラリチューブ３３ａによって形成されており、低圧側冷媒流路は、圧縮機１１吸入側冷媒が通過する低圧側冷媒配管３３ｂによって形成されている。従って、内部熱交換器３３は、キャピラリチューブ３３ａを通過する減圧膨張過程の放熱器１２出口側冷媒を放熱させる冷媒放熱手段を構成する。
【０１３８】
なお、内部熱交換器３３の具体的な構成としては、キャピラリチューブ３３ａと低圧側冷媒配管３３ｂとを、溶接、圧接、はんだ付け等の接合手段で接合して熱交換させる構成や、低圧側冷媒配管３３ｂの内側にキャピラリチューブ３３ａを配置する二重管方式の熱交換器構成を採用できる。
【０１３９】
ここで、キャピラリチューブ３３ａは、冷媒通路面積を絞る効果と冷媒通路内摩擦力によって、冷媒を減圧するものなので、所定の冷媒通路長さを有する長細形状になっている。従って、減圧手段としてキャピラリチューブ３３ａを採用することで、キャピラリチューブ３３ａと低圧側冷媒配管３３ｂとの熱交換面積を確保しやすくなり、効率的にキャピラリチューブ３３ａ通過冷媒を放熱させることができる。
【０１４０】
次に、上述の構成の本実施形態の作動を図６のモリエル線図により説明する。なお、図６の実線は本実施形態の冷媒の状態を概略的に示しており、破線は先願例のサイクルにおいてノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態となるように作動させた場合を示している。すなわち、図６の破線は図１１の破線と同等である。また、図６において冷媒の状態を示す符号は、図１１のうち対応する冷媒の状態を示す符号の添字を５に変更して示している。
【０１４１】
第１実施形態と同様に、圧縮機１１に駆動力が伝達され、圧縮機から吐出された高温高圧状態の気相冷媒（図６のＡ5点）は、放熱器１２へ流入して放熱する（図６のＡ5点→Ｂ5点）。この際、放熱器１２出口側冷媒（図６のＢ5点）の状態は飽和液相状態に近づくように制御される。
【０１４２】
具体的には、例えば、サイクルの冷媒負荷の変動に応じて、放熱能力制御手段２０ｂが冷却ファン１２ａの回転数を変化させることによって送風空気量を調整する。この冷却ファン１２ａの回転数制御は、放熱器１２出口冷媒の状態を厳密に飽和液相状態にする制御ではない。従って、サイクルの運転状態によって、放熱器１２出口冷媒の状態が、飽和液相状態から気液二相側あるいは過冷却側の状態に変動することもある。
【０１４３】
放熱器１２出口側の飽和液相状態の近い状態の冷媒は、内部熱交換器３３のキャピラリチューブ３３ａへ流入して中間圧に減圧されるともに、その減圧膨張過程で低圧側冷媒配管３３ｂを通過する圧縮機１１吸入冷媒と熱交換して、さらに冷却されてエンタルピを低下させる（図６のＢ5点→Ｂ’5点）。
【０１４４】
さらに、本実施形態では、キャピラリチューブ３３ａ上流側冷媒Ｂ5点の状態が飽和液相状態になっている場合に、キャピラリチューブ３３ａ出口側冷媒Ｂ’5点の状態が基準過冷却度ＳＳｃ（具体的には１０Ｋ）以下の過冷却状態もしくは予め定めた基準乾き度ＳＧｒ（具体的には０．２）以下の気液二相状態となるように、内部熱交換器３３の熱交換量が調整されている。
【０１４５】
キャピラリチューブ３３ａから流出した冷媒は、第１実施形態と全く同様に、ノズル部１５ａで等エントロピ的に減圧膨張して、混合部１５ｃ→ディフューザ部１５ｄの順に通過して分岐部１００にて分岐される（図６のＢ’5点→Ｃ5点→Ｄ5点→Ｅ5点）。
【０１４６】
さらに、分岐部１００にて分岐された一方の冷媒は、第１蒸発器、内部熱交換器３３の低圧側冷媒配管３３ｂを通過して圧縮機１１に吸入されて圧縮される（図６のＥ5点→Ｆ’5点→Ｆ5点→Ａ5点）。一方、分岐部１００で分岐された他方の冷媒は、第２蒸発器１８を通過してエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂへ吸引される（図６のＥ5点→Ｇ5点→Ｄ5点）。
【０１４７】
本実施形態では、以上の如く作動するので、第１実施形態と同様に、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時にかつ確実に冷却作用を発揮できる。さらに、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒をノズル部１５ａへ流入させることができる。
【０１４８】
従って、図６に示すように、本実施形態のエジェクタ１５の回収エネルギー量ΔＩ5は、先願例の回収エネルギー量ΔＩLよりも多くなる。その結果、ディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰ5も先願例のサイクルの昇圧量ΔＰLよりも多くなる。
【０１４９】
さらに、図６に示すように、本実施形態における第１、第２蒸発器１７、１８における冷凍能力の合計値ΔＨ5１＋ΔＨ5２は、上述の回収エネルギー量の増加によって、先願例の冷凍能力の合計値ΔＨL１＋ΔＨL２に対して、同等以上となる。
【０１５０】
その結果、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができるので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１５１】
さらに、本実施形態では、絞り機構一体型の内部熱交換器３３を採用しているので、図６に示すように、キャピラリチューブ３３ａの入口側および出口側の冷媒の状態を飽和液相状態に近い状態にしても、キャピラリチューブ３３ａを通過する冷媒の状態を気液二相状態にできる。
【０１５２】
その結果、キャピラリチューブ３３ａの減圧膨張過程（図６のＢ5点→Ｂ’5点）の冷媒の相変化による大幅な密度変化を抑制できるので、キャピラリチューブ３３ａの減圧能力および流量制御能力を安定させることができる。
【０１５３】
（第６実施形態）
第５実施形態では、放熱能力制御手段２０ｂが冷却ファン１２ａの作動を制御して、放熱器１２出口側冷媒の状態を飽和液相状態に近づけるように調整する例を説明したが、本実施形態では、吐出能力制御手段２０ａが電磁式容量制御弁１１ａの作動を制御する例を説明する。従って、本実施形態の全体構成は第５実施形態と同様（図５）である。
【０１５４】
本実施形態エジェクタ式冷凍サイクル１０は、吐出能力制御手段２０ａが電磁式容量制御弁１１ａの作動を制御して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整することによって、基本的に第５実施形態と同様に作動する。
【０１５５】
具体的には、吐出能力制御手段２０ａは、第１実施形態と同様に、冷媒状態検出手段を構成する第１、第２温度センサ２１、２３および第１、第２圧力センサ２２、２４の検出値に基づいて、ノズル部１５ａ入口側冷媒の過冷却度および乾き度を算出して、ノズル部１５ａ入口側冷媒の状態が基準過冷却度ＳＳｃ（１０℃）以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ（０．２）以下の気液二相状態となるように、放熱能力を調整する。
【０１５６】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させても、第５実施形態と同様に、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時にかつ確実に冷却作用を発揮できる。さらに、吐出能力制御手段２０ａが電磁式容量制御弁１１ａの作動を制御して、ノズル効率の低下を招くことなく、各蒸発器の冷凍能力の合計値を増加させることができる状態の冷媒をノズル部１５ａへ流入させることができる。
【０１５７】
その結果、第５実施形態と同様に、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができるので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１５８】
さらに、本実施形態では、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を、より一層拡大するために、放熱器１２出口冷媒の状態が過冷却状態となるまでエンタルピを低下させても、ノズル部１５ａへ流入する冷媒の状態が上述した状態となるので、ノズル効率を低下させることはない。
【０１５９】
（第７実施形態）
第１実施形態では、エジェクタ１５のノズル部１５ａ上流側に可変絞り機構１４を配置した例を説明したが、本実施形態では、図７の全体構成図に示すように、可変エジェクタ３５を採用して、可変絞り機構１４および絞り機構制御手段２０ｃを廃止している。可変エジェクタ３５の詳細については、図８の拡大断面図により説明する。図８は、可変エジェクタ３５の軸方向断面図であってノズル部３５ａ周辺を拡大したものである。
【０１６０】
可変エジェクタ３５は、内部熱交換器１３から流出した高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部３５ａを有して構成される。ノズル部３５ａは冷媒噴射口３５ｅ側が尖った略円筒状の形状になっており、その内部には高圧冷媒を通過させる冷媒通路３５ｆが、ノズル部３５ａと同軸上に形成されている。さらに、冷媒通路３５ｆには、軸方向から見た通路断面積を絞ることによって第１、第２絞り部３５ｇ、３５ｈが形成されている。
【０１６１】
より具体的には、冷媒通路３５ｆは、ノズル部１５ａの冷媒入口３５ｉ側から第１絞り部３５ｇまでの通路断面積が徐々に減少し、第１絞り部３５ｇから第２絞り部３５ｈまでの通路断面積が徐々に増加した後に再び徐々に減少し、さらに、第２絞り部３５ｈから冷媒噴射口３５ｅまでの通路断面積が徐々に増加する形状になっている。
【０１６２】
つまり、ノズル部３５ａは、いわゆる二段膨張ノズルになっており、第１絞り部３５ｇは、第２絞り部３５ｈに対して、冷媒の流れ方向上流側に配置される。さらに、第１絞り部３５ｇと第２絞り部３５ｇｈの間には、軸方向から見た通路断面積が第１、第２絞り部３５ｇ、３５ｈよりも大きい圧力回復空間３５ｊが形成されている。
【０１６３】
さらに、可変エジェクタ３５は、冷媒通路３５ｆの内部に配置されて、第１、第２絞り部３５ｇ、３５ｈの絞り開度および冷媒噴射口３５ｅの開度を調整するニードル弁３５ｋ、このニードル弁３５ｋをノズル部３５ａの軸方向に変位させる電動アクチュエータ３５ｌを有している。従って、本実施形態では、ニードル弁３５ｋおよび電動アクチュエータ３５ｌによって絞り開度調整手段が構成される。
【０１６４】
なお、電動アクチュエータ３５ｌとしては、例えば、ステッピングモータのようなモータアクチュエータ、あるいは電磁ソレノイド機構等を採用できる。さらに、電動アクチュエータ３５ｌは、空調制御装置２０の絞り開度制御手段２０ｄから出力される制御信号によって駆動制御される。
【０１６５】
さらに、可変エジェクタ３５は、図７に示すように、第１実施形態のエジェクタ１５と同様に、第２蒸発器１８から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口３５ｂ、ノズル部３５ａから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口３５ｂからの吸引された吸引冷媒とを混合する混合部３５ｃ、昇圧部をなすディフューザ部３５ｄを有して構成されている。
【０１６６】
また、本実施形態では、ノズル部３５ａ上流側に減圧手段を配置していないので、２温度センサ２３および第２圧力センサ２４を廃止している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１６７】
次に、上述の構成の本実施形態の作動を図９のモリエル線図によって説明する。なお、図９の実線は本実施形態の冷媒の状態を概略的に示しており、破線は先願例のサイクルにおいてノズル部へ流入する冷媒が過冷却状態となるように作動させた場合を示している。すなわち、図９の破線は図１１の破線と同等である。また、図９において冷媒の状態を示す符号は、図１１のうち対応する冷媒の状態を示す符号の添字を７に変更して示している。
【０１６８】
第１実施形態と同様に、圧縮機１１に駆動力が伝達され、圧縮機から吐出された高温高圧状態の気相冷媒（図９のＡ7点）は、放熱器１２へ流入して放熱して（図９のＡ7点→Ｂ7点）、この際、第５実施形態と同様に、放熱器１２出口側冷媒（図９のＢ7点）の状態は飽和液相状態に近づくように制御される。
【０１６９】
放熱器１２出口側の飽和液相状態の近い状態の冷媒は、可変エジェクタ３５のノズル部３５ａへ流入する。可変エジェクタ３５のノズル部３５ａへ流入した冷媒は、まず、第１絞り部３５ｇにて減圧膨張される（図９のＢ7点→Ｂ’7点）。
【０１７０】
この際、空調制御装置２０の絞り開度制御手段２０ｄは、Ｂ’7点の冷媒の状態が、予め定めた気液二相状態となるように制御信号を出力し、この制御信号によって電動アクチュエータ３５ｌがニードル弁３５ｋを変位させて第１絞り部３５ｇの絞り開度を調整する。
【０１７１】
より具体的には、絞り開度制御手段２０ｄは、第１温度センサ２１の検出値Ｔｈおよび第１圧力センサ２２の検出値Ｐｈに基づいて、内部熱交換器１３の高圧側冷媒流路１３ａ下流側冷媒の過冷却度を算出する。そして、この過冷却度から第１絞り部３５ｇ下流側の圧力回復空間３５ｊにおける冷媒の状態が予め定めた気液二相状態となる目標絞り開度を決定して、目標絞り開度となるように電動アクチュエータ３５ｌへ制御信号を出力する。
【０１７２】
第１絞り部３５ｇで減圧膨張された冷媒は、圧力回復空間３５ｊで圧力を回復して（図９のＢ’7点→Ｂ’’7点）、第２絞り部３５ｈから冷媒噴射口３５ｅへ至る冷媒通路３５ｆで、再度、減圧膨張される（図９のＢ’’7点→Ｃ7点）。
【０１７３】
ここで、本実施形態のノズル部３５ａでは、第１絞り部３５ｇの開度が調整されると、第２絞り部３５ｈの絞り開度および冷媒噴射口３５ｅの開度も調整される。従って、第２絞り部３５ｈへ流入した冷媒が等エントロピ的に減圧膨張されるように第２絞り部３５ｈから冷媒噴射口３５ｅへ至る冷媒通路３５ｆの寸法・形状が設計されている。
【０１７４】
ノズル部３５ａから噴射した冷媒は、混合部３５ｃ→ディフューザ部３５ｄの順に通過して分岐部１００にて分岐される（図９のＣ7点→Ｄ7点→Ｅ7点）。
【０１７５】
さらに、分岐部１００にて分岐された一方の冷媒は、第１蒸発器１７で吸熱作用を発揮し、内部熱交換器１３の低圧側冷媒流路１３ｂを通過して、圧縮機１１に吸入される（図９のＥ7点→Ｆ’7点→Ｆ7点→Ａ7点）。一方、分岐部１００で分岐された他方の冷媒は、第２蒸発器１８で吸熱作用を発揮して、可変エジェクタ３５の冷媒吸引口３５ｂへ吸引される（図９のＥ7点→Ｇ7点→Ｄ7点）。
【０１７６】
本実施形態では、以上の如く作動するので、第１実施形態と同様に、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８で同時にかつ確実に冷却作用を発揮できる。
【０１７７】
さらに、可変エジェクタ３５のノズル部３５ａを二段膨張ノズルとして、第１絞り部３５ｇで気液二相状態となるまで減圧膨張された冷媒を、第２絞り部３５ｈから冷媒噴射口３５ｅへ至る冷媒通路３５ｆで、再度、減圧膨張させているので、第２絞り部３５ｈ下流側でのノズル効率が低下しない。つまり、ノズル部３５ａ全体としてのノズル効率を低下させることがない。
【０１７８】
従って、図９に示すように、本実施形態のエジェクタ１５の回収エネルギー量ΔＩ7は、先願例の回収エネルギー量ΔＩLよりも多くなる。その結果、ディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰ7も先願例のサイクルの昇圧量ΔＰLよりも多くなる。
【０１７９】
さらに、図９に示すように、本実施形態における第１、第２蒸発器１７、１８における冷凍能力の合計値ΔＨ7１＋ΔＨ7２は、上述の回収エネルギー量の増加によって、先願例の冷凍能力の合計値ΔＨL１＋ΔＨL２に対して、同等以上となる。
【０１８０】
その結果、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の駆動動力を低減させることができるとともに、第１、第２蒸発器１７、１８の冷凍能力の合計値を増加させることができるので、サイクル全体として高いサイクル効率を発揮させることができる。
【０１８１】
（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、以下のように種々変形可能である。
【０１８２】
（１）上述の実施形態では、本発明の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ているが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、家庭用冷蔵庫、自動販売機用冷却装置、冷蔵機能付きショーケース等に適用してもよい。また、冷媒としてＨＣ系冷媒を採用してもよい。
【０１８３】
さらに、負荷変動の少ない冷凍・冷蔵装置等に適用する場合は、上述の実施形態のように、可変絞り機構１４の絞り開度等の調整を廃してもよい。この場合は、例えば、第３〜第６実施形態の構成で、通常運転時にノズル部１５ａ入口側冷媒の状態が基準過冷却度ＳＳｃ以下の過冷却状態もしくは基準乾き度ＳＧｒ以下の気液二相状態となるように、予め固定絞り機構３２、キャピラリチューブ３３ａの減圧能力を調整しておけばよい。
【０１８４】
（２）上述の実施形態では、放熱能力調整手段を冷却ファン１２ａによって構成しているが、放熱能力調整手段はこれに限定されない。例えば、放熱能力調整手段として、放熱器１２通過途中の冷媒を放熱器１２下流側へバイパスさせるバイパス通路を設けて放熱能力を調整してもよい。さらに、冷却ファン１２ａの送風空気の流れを遮断する遮断機構を設けて放熱能力を調整してもよい。
【０１８５】
（３）上述の実施形態では、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８を一体構造に組み付けているが、その具体的手段として、例えば、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８の構成部品をアルミニウムで構成して、ろう付けにより一体構造に接合してもよい。
【０１８６】
さらに、ボルト締め等の機械的係合手段によって１０ｍｍ以下の間隔を開けて一体的に結合する構成でもよい。また、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８として、フィンアンドチューブタイプの熱交換器を採用し、第１蒸発器１７と第２蒸発器１８のフィンを共通化し、フィンと接触するチューブ構成で分割する構成として一体化してもよい。
【０１８７】
（４）上述の実施形態では、第１蒸発器１７および第２蒸発器１８によって同一の冷却対象空間を冷却しているが、双方の蒸発器１７、１８によって異なる冷却対象空間を冷却してもよい。また、第１蒸発器１７を廃止して第２蒸発器１８のみで冷却するようにしてもよい。
【０１８８】
（５）上述の実施形態では、Ｔ字型の三方継手構造の冷媒分配器１６を採用しているが、冷媒分配器はこれに限定されない。例えば、Ｙ字型の三方継手構造の冷媒分配器を採用してもよい。
【０１８９】
この場合は、冷媒を流入させる導入管部、冷媒を流出させる第１、第２導出管部を設け、第１導出管部における冷媒の流出方向および第２導出管部における冷媒の流出方向を、導入管部における冷媒の流入方向に対して対象方向に向けるとともに、鋭角に交わるようにすれば、エジェクタ１５流出冷媒の動圧を維持できる。
【０１９０】
（６）上述の第７実施形態では、ノズル部３５ａの冷媒通路３５ｆのうち、第２絞り部３５ｈから冷媒噴射口３５ｅまでの通路断面積が徐々に増加する形状になっているが、第２絞り部３５ｈから冷媒噴射口３５ｅまでの通路断面積を変化しない形状としてもよい。
【０１９１】
さらに、可変エジェクタ３５のノズル部３５ａでは、第１絞り部３５ｇの開度が調整されると、第２絞り部３５ｈの絞り開度および冷媒噴射口３５ｅの開度も調整されるが、図１０に示すように、ニードル弁３５ｋ’の軸方向長さを変更して、第１絞り部３５ｇの絞り開度調整と同時に、第２絞り部３５ｈの絞り開度のみを調整するようにしてもよい。
【０１９２】
（７）上述の実施形態では、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、第１蒸発器１７、第２蒸発器１８を室内側熱交換器として車室内の冷却用に適用しているが、第１蒸発器１７、第２蒸発器１８を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、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構成するヒートポンプサイクルに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【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１実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図３】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４】第３実施形態および第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。
【図５】第５実施形態および第６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６】第５実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図７】第７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８】第７実施形態のエジェクタのノズル部周辺の拡大断面図である。
【図９】第７実施形態の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１０】他の実施形態のエジェクタのノズル部周辺の拡大断面図である。
【図１１】先願例のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１２】冷媒の状態とサイクル効率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１９４】
１１…圧縮機、１１ａ…電磁式容量制御弁、
１２…放熱器、１２ａ…冷却ファン、１４、３０…可変絞り機構、
１５…エジェクタ、１５ａ…ノズル部、１５ｂ…冷媒吸引口、
１７…第１蒸発器、１８…第２蒸発器、
２０…空調制御装置、２０ａ…吐出能力制御手段、２０ｂ…放熱能力制御手段、
２０ｃ…絞り機構制御手段、２０ｄ…絞り開度制御手段、
２１…第１温度センサ、２２…第１圧力センサ、
２３…第２温度センサ、２４…第２圧力センサ、
３２…固定絞り機構、３３…内部熱交換器、３３ａ…キャピラリチューブ、
３５…可変エジェクタ、３５ａ…ノズル部、３５ｂ…冷媒吸引口、
３５ｆ…冷媒通路、３５ｇ…第１絞り部、３５ｈ…第２絞り部、
３５ｋ…ニードル弁、３５ｌ…電動アクチュエータ、１００…分岐部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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