(57)【要約】【課題】エジェクタサイクルにおいて、冷媒量不足を早期に検出する。【解決手段】冷媒温度センサ７１、７２の温度差から蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒の過熱度を検出し、冷媒過熱度が所定値を以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす。これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができる。【選択図】　　　　図１
2004060953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）での吸熱量に関するパラメータを検出し、前記蒸発器（３０）での吸熱量が所定量以上であるか否かを判定し、前記蒸発器（３０）での吸熱量が所定量未満であるときには、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段とを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項２】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）の冷媒出口側における冷媒の過熱度が所定値を以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段とを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項３】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）の冷媒入口側における冷媒温度、及び前記蒸発器（３０）の冷媒出口側における冷媒温度を検出し、これら検出冷媒温度の温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項４】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）の冷媒出口側における冷媒温度、及び前記蒸発器（３０）内の冷媒圧力を検出し、前記冷媒温度と前記冷媒圧力における飽和ガス温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項５】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）の冷媒入口側における冷媒温度、及び前記蒸発器（３０）内を流れる冷媒と熱交換を終えた流体の流体温度を検出し、前記冷媒温度と前記流体温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項６】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）内を流れる冷媒と熱交換を終えた流体の流体温度、及び前記蒸発器（３０）内の冷媒圧力を検出し、前記冷媒温度と前記冷媒圧力における飽和ガス温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項７】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、
低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、
高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して前記圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、
冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を前記蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を前記圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、
前記蒸発器（３０）での吸熱量に関するパラメータを検出し、前記蒸発器（３０）での吸熱量が所定量以上であるか否かを判定し、前記蒸発器（３０）での吸熱量が所定量未満であるときには、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段とを備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項８】
前記冷媒不足判定手段は、冷媒量が規定値未満となったか否を判定するしきい値を、前記放熱器（２０）が設置された箇所の雰囲気温度の上昇に応じて大きくすることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。
【請求項９】
前記冷媒不足判定手段は、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態が、所定時間以上継続したときに冷媒量が規定値未満となったものとみなし、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態が、所定時間以上継続しなかったときは冷媒量が規定値以上であるとみなすことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のエジェクタサイクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機のうち、冷媒を減圧膨張させながら膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させるエジェクタを有するエジェクタサイクルに関するもので、空調装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エジェクタとは、ＪＩＳ　Ｚ　８１２６　番号２．１．２．３等に記載されているように、高速で噴出する作動流体の巻き込み作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであり、このエジェクタを利用したエジェクタサイクルでは、エジェクタ内のノズルにて、高圧冷媒を減圧膨脹させて高速の冷媒流（駆動流）を生成し、この駆動流にて蒸発器内の冷媒を吸引して気液分離器と蒸発器との間で冷媒を循環させる。
【０００３】
ところで、膨張弁等の減圧手段により等エンタルピ的に冷媒を減圧する蒸気圧縮式冷凍機（以下、膨張弁サイクルと呼ぶ。）では、図１４に示すように、膨張弁７０を流出した冷媒が蒸発器に流れ込むのに対して、エジェクタサイクルでは、図１５に示すように、エジェクタ４０を流出した冷媒は気液分離器５０に流入し、気液分離器５０にて分離された液相冷媒が蒸発器５０に供給され、気液分離器５０にて分離された気相冷媒が圧縮機１０に吸入される。
【０００４】
つまり、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮機１０→放熱器２０→膨張弁７０→蒸発器３０→圧縮機１０の順に循環する１つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルでは、圧縮機１０→放熱器２０→エジェクタ４０→気液分離器５０→圧縮機１０の順に循環する冷媒流れと、気液分離器５０→蒸発器３０→エジェクタ４０→気液分離器の順に循環する冷媒流れとが存在することとなる。
【０００５】
このため、膨張弁サイクルにおいては、配管に亀裂が発生する等して冷凍機内の冷媒が不足すると、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度が上昇するため、この吸入冷媒温度の上昇に連動して吐出冷媒温度、つまり高圧側冷媒の温度が上昇する。そこで、膨脹弁サイクルでは、吐出冷媒温度を検出し、この検出した冷媒温度が所定温度を超えたときに冷媒が不足しているものともみなして圧縮機を停止させていた。
【０００６】
しかし、エジェクタサイクルでは、圧縮機は気液分離器から冷媒を吸引するので、図１６に示すように、冷媒量が不足して蒸発器にて十分な吸熱能力（冷凍能力）が発揮されない状態にあっても、気液分離器に冷媒が残存している間は、吐出冷媒温度が上昇しない。したがって、冷媒量が不足して蒸発器にて十分な吸熱能力（冷凍能力）が発揮されない状態にあっても、気液分離器に冷媒が残存している間は、冷媒量不足を検出することができない。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを提供し、第２には、冷媒量不足を早期に検出することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）での吸熱量に関するパラメータを検出し、蒸発器（３０）での吸熱量が所定量以上であるか否かを判定し、蒸発器（３０）での吸熱量が所定量未満であるときには、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）の冷媒出口側における冷媒の過熱度が所定値を以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）の冷媒入口側における冷媒温度、及び蒸発器（３０）の冷媒出口側における冷媒温度を検出し、これら検出冷媒温度の温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）の冷媒出口側における冷媒温度、及び蒸発器（３０）内の冷媒圧力を検出し、冷媒温度と冷媒圧力における飽和ガス温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）の冷媒入口側における冷媒温度、及び蒸発器（３０）内を流れる冷媒と熱交換を終えた流体の流体温度を検出し、冷媒温度と流体温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）内を流れる冷媒と熱交換を終えた流体の流体温度、及び蒸発器（３０）内の冷媒圧力を検出し、冷媒温度と冷媒圧力における飽和ガス温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から吐出した高圧冷媒を冷却する放熱器（２０）と、低圧冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３０）と、高圧冷媒を減圧膨張させることにより蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機（１０）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０）と、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を蒸発器（３０）に供給し、気相冷媒を圧縮機（１０）に供給する気液分離器（５０）と、蒸発器（３０）での吸熱量に関するパラメータを検出し、蒸発器（３０）での吸熱量が所定量以上であるか否かを判定し、蒸発器（３０）での吸熱量が所定量未満であるときには、冷媒量が規定値未満となったものとみなす冷媒不足判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、吐出冷媒温度にて冷媒不足を判定する場合に比べて冷媒量不足を早期に検出することができるとともに、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを得ることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、冷媒不足判定手段は、冷媒量が規定値未満となったか否を判定するしきい値を、放熱器（２０）が設置された箇所の雰囲気温度の上昇に応じて大きくすることを特徴とする。
【００２３】
これにより、冷媒不足が発生したものと誤検出してしまうことを未然に防止できる。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、冷媒不足判定手段は、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態が、所定時間以上継続したときに冷媒量が規定値未満となったものとみなし、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態が、所定時間以上継続しなかったときは冷媒量が規定値以上であるとみなすことを特徴とする。
【００２５】
これにより、冷媒不足が発生したものと誤検出してしまうことを未然に防止できる。
【００２６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るエジェクタサイクルを車両用空調装置に適用したものであり、図１はフロン（１３４ａ）又は二酸化炭素を冷媒とするエジェクタサイクル１の模式図であり、図２はエジェクタ４０の模式図であり、図３はエジェクタサイクルの全体のマクロ的作動を示すｐ−ｈ線図である。
【００２８】
圧縮機１０は電磁クラッチを介して走行用エンジンから動力を得て冷媒を吸入圧縮する周知の可変容量型の圧縮機であり、放熱器２０は圧縮機１０から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する高圧側熱交換器である。
【００２９】
また、蒸発器３０は室内に吹き出す空気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷媒を蒸発させて室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交換器である。
【００３０】
また、エジェクタ４０は冷媒を減圧膨張させて蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるものである。
【００３１】
そして、エジェクタ４０は、図２に示すように、流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル４１、ノズル４１から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル４１から噴射する冷媒流とを混合する混合部４２、及びノズル４１から噴射する冷媒と蒸発器３０から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３等からなるものである。
【００３２】
このとき、混合部４２においては、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和が保存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、混合部４２においても冷媒の圧力が（静圧）が上昇する。
【００３３】
一方、ディフューザ４３においては、通路断面積を徐々に拡大することにより、冷媒の速度エネルギ（動圧）を圧力エネルギ（静圧）に変換するので、エジェクタ４０においては、混合部４２及びディフューザ４３の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、以下、混合部４２とディフューザ４３とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００３４】
因みに、本実施形態では、ノズル４１から噴出する冷媒の速度を音速以上まで加速するために、通路途中に通路面積が最も縮小した喉部４１ａを有するラバールノズル（流体工学（東京大学出版会）参照）を採用しているが、勿論、先細ノズルを採用してもよいことは言うまでもない。
【００３５】
また、図１中、気液分離器５０はエジェクタ４０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離手段であり、気液分離器５０の気相冷媒流出口は圧縮機１０の吸引側に接続され、液相冷媒流出口は蒸発器３０側の流入側に接続される。
【００３６】
絞り６０は気液分離器５０から流出した液相冷媒を減圧する減圧手段であり、入口冷媒温度センサ７１は蒸発器３０の冷媒入口側における冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段であり、出口冷媒温度センサ７２は蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段である。
【００３７】
そして、両温度センサ７１、７２の検出温度は電子制御装置（ＥＣＵ）７０に入力されており、ＥＣＵ７０は両温度センサ７１、７２の検出温度の温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満となったものとみなして圧縮機１０の吐出容量を最小とした状態で電磁クラッチを遮断する。
【００３８】
なお、本実施形態では、図３に示すように、圧縮機１０にてノズル４１に流入する高圧の冷媒を冷媒の臨界圧力以上まで昇圧している。因みに、図３の●で示される符号は、図１に示す●で示される符号位置における冷媒の状態を示すものである。
【００３９】
次に、エジェクタサイクルの概略作動を述べる。
【００４０】
１．冷媒が規定値のとき（温度センサ７１、７２の検出温度の温度差の絶対値が所定値未満のとき）
圧縮機１０から吐出した冷媒を放熱器２０側に循環させる。これにより、放熱器２０にて冷却された冷媒は、エジェクタ４０のノズル４１にて等エントロピ的に減圧膨張して、音速以上の速度で混合部４２内に流入する。
【００４１】
そして、混合部４２に流入した高速冷媒の巻き込み作用に伴うポンプ作用により、蒸発器３０内で蒸発した冷媒が混合部４２内に吸引されるため、低圧側の冷媒が気液分離器５０→絞り６０→蒸発器３０→エジェクタ４０（昇圧部）→気液分離器５０の順に循環する。
【００４２】
一方、蒸発器３０から吸引された冷媒（吸引流）とノズル４１から吹き出す冷媒（駆動流）とは、混合部４２にて混合しながらディフューザ４３にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５０に戻る。
【００４３】
２．冷媒量が規定値未満とき（温度センサ７１、７２の検出温度の温度差の絶対値が所定値以上のとき）
圧縮機１０の吐出容量を最小とした状態で電磁クラッチを遮断することにより、圧縮機１０（エジェクタサイクル１）を停止させるとともに、ブザーや警告灯等の警告手段により「冷媒が不足している」旨の警告を乗員に対して発する。
【００４４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４５】
図４はエジェクタサイクルにおける冷媒量と吐出冷媒温度及び蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒過熱度との関係を示す試験結果に基づく特性図であり、図５は膨脹弁サイクルにおける冷媒量と吐出冷媒温度との関係を示す試験結果に基づく特性図であり、図６はエジェクタサイクルにおける蒸発器３０の吸熱能力（冷房能力）と蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒過熱度との関係を示す試験結果に基づく特性図である。
【００４６】
図４、５からも明らかなように、膨脹弁サイクルでは、冷媒量が既定値未満となると、吐出冷媒温度及び蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒過熱度（以下、冷媒過熱度と略す。）の両者が、冷媒不足発生とほぼ同時に上昇するのに対して、エジェクタサイクルでは、冷媒量が既定値未満となると、冷媒過熱度は冷媒不足発生とほぼ同時に上昇するものの、吐出冷媒温度は冷媒不足が十分に進行した後、上昇し始める。
【００４７】
また、冷媒過熱度が大きくなって冷媒量が規定値未満となると、図６に示すように、蒸発器３０の吸熱能力（冷房能力）が大きく低下する。
【００４８】
したがって、冷媒量が規定値未満となった否かを判定するにあたっては、冷媒の過熱度が所定値を以上となったときに、又は蒸発器３０の吸熱能力（冷房能力）が所定量未満となったときに冷媒量が規定値未満となったものとみなすことが望ましい。
【００４９】
ところで、蒸発器３０に流入する冷媒は飽和液状態であるので、仮に冷媒不足が発生していないならば、蒸発器３０内の温度は、蒸発器３０の冷媒入口側の冷媒温度のままで一定となる。したがって、蒸発器３０の冷媒入口側における冷媒温度と蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒温度との温度差の絶対値は、冷媒過熱度と略一致する。
【００５０】
したがって、本実施形態のごとく、蒸発器３０の冷媒入口側における冷媒温度、及び蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒温度を検出し、これら検出冷媒温度の温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒量が規定値未満になったものと判定すれば、冷媒量不足を早期に検出することができる。
【００５１】
また、冷媒量不足を早期に検出することができるので、蒸発器３０の吸熱能力（冷房能力）を早期に検出することがきる。
【００５２】
また、冷媒不足が発生すると、冷媒と共に圧縮機１０に戻ってくる冷凍機油量が減少するので、圧縮機１０内において潤滑不足が発生するおそれがあるが、本実施形態では、冷媒量不足を早期に検出することができるので、潤滑油不足及び圧縮機１０の焼き付きを未然に防止することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
第１実施形態では、蒸発器３０の冷媒入口側と冷媒出口側との冷媒温度差に基づいて冷媒過熱度を検出したが、本実施形態は、図７に示すように、蒸発器３０の冷媒出口側における圧力を圧力センサ７３で検出し、蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒温度（出口冷媒温度センサ７２の検出温度）と圧力センサ７３が検出した冷媒圧力における飽和ガス温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒過熱度が所定値以上となって冷媒量が規定値未満となったものとみなすものである。
【００５４】
これにより、冷媒不足を検出するためのセンサ７２、７３を一体化又は同一箇所に設置することができるので、エジェクタサイクルの部品点数の低減又は組み立て工数の低減を図ることができる。
【００５５】
なお、仮に冷媒不足が発生していないならば、蒸発器３０内の温度は、蒸発器３０の冷媒入口側の冷媒温度のままで一定となるので、圧力センサ７３が検出した冷媒圧力における飽和ガス温度は、蒸発器３０の冷媒入口側における冷媒温度と一致する。
【００５６】
因みに、蒸発器３０内の圧力は、冷媒量の如何にかかわらず、冷媒入口側から出口側に掛けて略一定であるので、冷媒圧力を蒸発器３０の冷媒入口側又は蒸発器３０内で検出しても本実施形態を実施することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
第１実施形態では、蒸発器３０の冷媒入口側と冷媒出口側との冷媒温度差に基づいて冷媒過熱度を検出したが、本実施形態は、図８に示すように、蒸発器３０内を流れる冷媒と熱交換を終えた流体の流体温度、つまり蒸発器３０を通過した直後の空気の温度を検出するエバ後センサ７４の検出温度を蒸発器３０の冷媒出口側の冷媒温度とみなして、冷媒過熱度を検出するものである。
【００５８】
具体的には、エバ後センサ７４の検出温度と入口冷媒温度センサ７１の検出温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒過熱度が所定値以上となって冷媒量が規定値未満となったものとみなすものである。
【００５９】
これにより、空調装置用に設置された既存のエバ後センサ７４を有効利用することができるので、エジェクタサイクルの部品点数の低減又は組み立て工数の低減を図ることができる。
【００６０】
（第４実施形態）
本実施形態は、第３実施形態の変形例であり、具体的には、図９に示すように、入口冷媒温度センサ７１に代えて圧力センサ７３にて蒸発器３０内の圧力を検出し、圧力センサ７３が検出した冷媒圧力における飽和ガス温度と入口冷媒温度センサ７１の検出温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、冷媒過熱度が所定値以上となって冷媒量が規定値未満となったものとみなすものである。
【００６１】
（第５実施形態）
上述の実施形態では、冷媒過熱度に基づいて冷媒不足を判定したが、本実施形態は、図６に示すように、蒸発器３０の吸熱能力（冷房能力）と冷媒過熱度とが相関関係を有することから、蒸発器３０での吸熱量に関するパラメータを検出し、蒸発器３０での吸熱量が所定量以上であるか否かを判定し、蒸発器３０での吸熱量が所定量未満であるときには、冷媒量が規定値未満となったものとみなすものである。
【００６２】
具体的には、図１０に示すように、蒸発器（３０）内を流れる冷媒と熱交換する前の流体の流体温度、つまり蒸発器３０に流入する空気の温度を検出するエバ前センサ７４の検出温度とエバ後センサ７４の検出温度との温度差の絶対値が所定値以上となったときに、図１１に示すように、冷媒量が規定値未満となったものとみなすものである。
【００６３】
なお、エバ前センサ７４として、既存の空調センサである内気温度センサ及び外気温度センサを用いてもよい。つまり、内気循環モード時は、内気温度センサの検出温度を蒸発器３０に流入する空気の温度とみなし、外気循環モード時は、外気温度センサの検出温度を蒸発器３０に流入する空気の温度とみなすものである。
【００６４】
（第６実施形態）
本実施形態は、図１２に示すように、冷媒量が規定値未満となったか否を判定するしきい値を、放熱器２０が設置された箇所の雰囲気温度、つまり外気温度の上昇に応じて大きくするものである。
【００６５】
これにより、空調負荷（熱負荷）が大きく変動して冷媒過熱度又はエバ前センサ７４の検出温度とエバ後センサ７４の検出温度との温度差の絶対値が大きく変動した際に、冷媒不足が発生したものと誤検出してしまうことを未然に防止できる。
【００６６】
なお、冷媒量が規定値未満となったか否を判定するしきい値とは、第１〜４実施形態では所定の冷媒過熱度であり、第５実施形態では所定の吸熱量（冷房能力）である。
【００６７】
（第７実施形態）
本実施形態は、図１３に示すように、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態が、所定時間以上継続したときに冷媒量が規定値未満となったものとみなし、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態が、所定時間以上継続しなかったときは冷媒量が規定値以上であるとみなすものである。
【００６８】
ここで、冷媒量が規定値未満となったものとみなすことできる状態とは、第１〜４実施形態では所定の冷媒過熱度が所定値以上となった状態であり、第５実施形態では所定の吸熱量（冷房能力）が所定量未満となった状態である。
【００６９】
これにより、クールダウン（急速冷房時）等の空調負荷（熱負荷）が大きく変動して冷媒過熱度又はエバ前センサ７４の検出温度とエバ後センサ７４の検出温度との温度差の絶対値が大きく変動した際に、冷媒不足が発生したものと誤検出してしまうことを未然に防止できる。
【００７０】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば据え置き型の空調装置やヒートポンプ式の給湯器又は冷蔵庫等にも適用することができる。
【００７１】
また、上述の実施形態では、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上まで上昇させたが、本発明はこれに限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るエジェクタの模式図である。
【図３】エジェクタサイクルの全体のマクロ的作動を示すｐ−ｈ線図である。
【図４】エジェクタサイクルにおける冷媒量と吐出冷媒温度及び蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒過熱度との関係を示す試験結果に基づく特性図である。
【図５】膨脹弁サイクルにおける冷媒量と吐出冷媒温度との関係を示す試験結果に基づく特性図である。
【図６】エジェクタサイクルにおける蒸発器３０の吸熱能力（冷房能力）と蒸発器３０の冷媒出口側における冷媒過熱度との関係を示す試験結果に基づく特性図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１１】吸入温度と温度差との関係を示すグラフである。
【図１２】外気温度と冷媒過熱度との関係を示す図である。
【図１３】起動開始からの時間と冷媒過熱度との関係を示す図である。
【図１４】従来の技術に係る膨脹弁サイクルの模式図である。
【図１５】従来の技術に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図１６】問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機、２０…放熱器、３０…蒸発器、４０…エジェクタ、
５０…気液分離器、６０…絞り、７０…電子制御装置、
７１、７２…冷媒温度センサ。
【図１】
2004060953.tif 000003
【図２】
2004060953.tif 000004
【図３】
2004060953.tif 000005
【図４】
2004060953.tif 000006
【図５】
2004060953.tif 000007
【図６】
2004060953.tif 000008
【図７】
2004060953.tif 000009
【図８】
2004060953.tif 000010
【図９】
2004060953.tif 000011
【図１０】
2004060953.tif 000012
【図１１】
2004060953.tif 000013
【図１２】
2004060953.tif 000014
【図１３】
2004060953.tif 000015
【図１４】
2004060953.tif 000016
【図１５】
2004060953.tif 000017
【図１６】
2004060953.tif 000018