(57)【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）から吐出された高圧冷媒を、外気と熱交換させる放熱器（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）、並びに、前記ノズル部（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を吸引する冷媒吸引口（３１ｂ）および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を混合させて昇圧させる昇圧部（１３ｃ）が形成されたボデー部（３０）を有するエジェクタ（１３）と、
冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（３１ｂ）側へ流出させる蒸発器（１４）と、
前記外気の温度を検出する外気温検出手段（６２）と、
前記ノズル部（１３ａ）側へ流入する流入冷媒の圧力を上昇させる流入圧力上昇手段（１６）と、を備え、
前記流入冷媒は、少なくとも前記外気温検出手段（６２）によって検出された外気温（Ｔａｍ）が予め定めた基準外気温（ＫＴａｍ）より高くなっている際には、過冷却液相状態となっており、
前記流入圧力上昇手段（１６）は、前記外気温（Ｔａｍ）が前記基準外気温（ＫＴａｍ）以下になっている際に、前記流入冷媒の圧力を上昇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】
前記流入圧力上昇手段（１６）は、前記放熱器（１２）における冷媒の放熱量を変化させるものであ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】
前記流入圧力上昇手段（１６）は、前記放熱器（１２）にて前記高圧冷媒と熱交換する前記外気の風量を調整することによって、前記放熱量を変化させるものであ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】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を、外気と熱交換させる放熱器（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）、並びに、前記ノズル部（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を吸引する冷媒吸引口（３１ｂ）および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を混合させて昇圧させる昇圧部（１３ｃ）が形成されたボデー部（３０）を有するエジェクタ（１３）と、
冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（３１ｂ）側へ流出させる蒸発器（１４）と、
前記外気の温度を検出する外気温検出手段（６２）と、
前記ノズル部（１３ａ）側へ流入する流入冷媒を、過冷却液相状態から乾き度０以上の状態にする乾き度上昇手段（１７ａ、１７ｂ）と、を備え、
前記乾き度上昇手段は、前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を前記放熱器（１２）を迂回させて前記ノズル部（１３ａ）の入口側へ導くバイパス通路（１７ａ）、および前記バイパス通路（１７ａ）を流通する高圧冷媒のバイパス流量を調整するバイパス流量調整手段（１７ｂ）を有して構成されており、
前記流入冷媒は、少なくとも前記外気温検出手段（６２）によって検出された外気温（Ｔａｍ）が予め定めた基準外気温（ＫＴａｍ）より高くなっている際には、過冷却液相状態となっており、
前記乾き度上昇手段（１７ａ、１７ｂ）は、前記外気温（Ｔａｍ）が前記基準外気温（ＫＴａｍ）以下になっている際に、前記流入冷媒を乾き度０以上の状態にすることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
【請求項５】
前記放熱器（１２）下流側の冷媒に旋回流れを生じさせて前記ノズル部（１３ａ）へ流入させる旋回流発生手段（３０ａ）を備え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。
【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装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。
【０００３】
この種のエジェクタでは、ノズル部にて高圧冷媒を等エントロピ的に減圧させて噴射し、噴射冷媒の吸引作用によって蒸発器の出口側から冷媒を吸引することで、ノズル部にて冷媒を減圧させる際の運動エネルギの損失を回収している。そして、回収したエネルギ（回収エネルギ）をエジェクタのディフューザ部（昇圧部）にて圧力エネルギに変換することで、冷媒を昇圧させている。なお、回収エネルギは、膨張エネルギと呼ばれることもある。
【０００４】
さらに、エジェクタ式冷凍サイクルでは、ディフューザ部にて昇圧させた冷媒を圧縮機の吸入側に導くことで、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、吸入冷媒の圧力を上昇させることができる。これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、圧縮機の消費動力を低減させて、通常の冷凍サイクル装置よりもサイクルの成績係数（ＣＯＰ）の向上を狙うことができる。
【０００５】
また、特許文献１には、ノズル部へ流入する過冷却液相冷媒に旋回流れを生じさせる旋回流発生手段としての旋回空間が設けられたエジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。
【０００６】
この特許文献１のエジェクタでは、旋回空間にて過冷却液相冷媒を旋回させることによって、旋回中心側の冷媒を減圧沸騰させ、外周側よりも旋回中心側に気相冷媒が多く存在する二相分離状態の冷媒とする。そして、二相分離状態の冷媒の冷媒をノズル通路（ノズル部）へ流入させることで、ノズル通路における冷媒の沸騰を促進し、ノズル通路にて冷媒の圧力エネルギを運動エネルギに変換する際のエネルギ変換効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１７７８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の如く、エジェクタでは、噴射冷媒の吸引作用によって冷媒を吸引している。このため、噴射冷媒の流量および流速が低下してしまうと、蒸発器の出口側から冷媒を吸引する吸引能力が低下してしまう。従って、例えば、空調装置に適用されるエジェクタ式冷凍サイクルでは、低外気温時に実行される除湿暖房運転のように、サイクルの熱負荷が比較的低くなる運転条件時にエジェクタの吸引能力が低下してしまう。
【０００９】
さらに、エジェクタの回収エネルギ量は、ノズル部にて冷媒を等エントロピ的に減圧させた際の冷媒のエンタルピの低下量（すなわち、ノズル部へ流入する流入冷媒のエンタルピからノズル部から噴射された直後の噴射冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差）によって表される。このため、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルのように、ノズル通路（ノズル部）に比較的エンタルピの低い過冷却液相冷媒を流入させるサイクルでは、回収エネルギ量が少なくなりやすい。
【００１０】
従って、エジェクタのノズル部に過冷却液相冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクルでは、低外気温時のように、サイクルの熱負荷が比較的低くなる運転条件時にエジェクタの吸引能力が大きく低下しやすい。このため、低外気温時に、蒸発器に冷媒を流入させることができなくなってしまい、蒸発器にて冷却対象流体を冷却できなくなってしまうおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタのノズル部に過冷却液相冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、運転条件によらず冷却能力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】
【００１２】
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）から吐出された高圧冷媒を、外気と熱交換させる放熱器（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）、並びに、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を吸引する冷媒吸引口（３１ｂ）および噴射冷媒と冷媒吸引口（３１ｂ）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（１３ｃ）が形成されたボデー部（３０）を有するエジェクタ（１３）と、冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（３１ｂ）側へ流出させる蒸発器（１４）と、外気の温度を検出する外気温検出手段（６２）と、ノズル部（１３ａ）側へ流入する流入冷媒の圧力を上昇させる流入圧力上昇手段（１６）と、を備え、
流入冷媒は、少なくとも外気温検出手段（６２）によって検出された外気温（Ｔａｍ）が予め定めた基準外気温（ＫＴａｍ）より高くなっている際には、過冷却液相状態となっており、さらに、流入圧力上昇手段（１６）は、外気温（Ｔａｍ）が基準外気温（ＫＴａｍ）以下になっている際に、流入冷媒の圧力を上昇させるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
【００１３】
これによれば、外気温（Ｔａｍ）が基準外気温（ＫＴａｍ）以下になっている際に、流入圧力上昇手段（１６）が流入冷媒の圧力を上昇させるので、サイクルの熱負荷が低下しやすい低外気温時であっても、ノズル部（１３ａ）から噴射される噴射冷媒の流速が低下してしまうことを抑制できる。
【００１４】
従って、外気温（Ｔａｍ）が基準外気温（ＫＴａｍ）よりも高くなっている際にノズル部（１３ａ）へ過冷却液相冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクル（１０）であっても、低外気温時にエジェクタ（１３）が吸引能力を発揮できなくなってしまうことを抑制することができる。
【００１５】
すなわち、本請求項に記載の発明によれば、運転条件によらずエジェクタ（１３）に吸引能力を発揮させて、蒸発器（１４）にて冷却能力を発揮させることができる。
【００１６】
また、請求項４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）から吐出された高圧冷媒を、外気と熱交換させる放熱器（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）、並びに、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を吸引する冷媒吸引口（３１ｂ）および噴射冷媒と冷媒吸引口（３１ｂ）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（１３ｃ）が形成されたボデー部（３０）を有するエジェクタ（１３）と、冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（３１ｂ）側へ流出させる蒸発器（１４）と、外気の温度を検出する外気温検出手段（６２）と、ノズル部（１３ａ）側へ流入する流入冷媒を、過冷却液相状態から乾き度０以上の状態にする乾き度上昇手段（１７ａ、１７ｂ）と、を備え、
乾き度上昇手段は、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を放熱器（１２）を迂回させてノズル部（１３ａ）の入口側へ導くバイパス通路（１７ａ）、およびバイパス通路（１７ａ）を流通する高圧冷媒のバイパス流量を調整するバイパス流量調整手段（１７ｂ）を有して構成されており、
流入冷媒は、少なくとも外気温検出手段（６２）によって検出された外気温（Ｔａｍ）が予め定めた基準外気温（ＫＴａｍ）より高くなっている際には、過冷却液相状態となっており、さらに、乾き度上昇手段（１７ａ、１７ｂ）は、外気温（Ｔａｍ）が基準外気温（ＫＴａｍ）以下になっている際に、流入冷媒を乾き度０以上の状態にするエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。
【００１７】
これによれば、外気温（Ｔａｍ）が基準外気温（ＫＴａｍ）以下になっている際に、乾き度上昇手段（１７ａ、１７ｂ）が流入冷媒を乾き度０以上の状態とするので、サイクルの熱負荷が低下しやすい低外気温時に、流入冷媒のエンタルピを上昇させることができる。つまり、低外気温時に、エジェクタの回収エネルギ量を増加させることができる。
【００１８】
従って、外気温（Ｔａｍ）が基準外気温（ＫＴａｍ）よりも高くなっている際にノズル部（１３ａ）へ過冷却液相冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクル（１０）であっても、低外気温時にエジェクタ（１３）が吸引能力を発揮できなくなってしまうことを抑制することができる。
【００１９】
すなわち、本請求項に記載の発明によれば、運転条件によらずエジェクタ（１３）に吸引能力を発揮させて、蒸発器（１４）にて冷却能力を発揮させることができる。
【００２０】
ここで、本請求項に記載された「乾き度０以上の状態」とは、気液二相状態に限定されるものではなく、乾き度０の状態、すなわち飽和液相状態を含む意味である。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルが適用された車両用空調装置の模式的な全体構成図である。
【図２】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３】第１実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの通常運転時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図６】第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの低外気温運転時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図７】第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルが適用された車両用空調装置の模式的な全体構成図である。
【図８】第２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９】第２実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの低外気温運転時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図１〜図６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１に適用されており、空調対象空間である車室内（室内空間）へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷却対象流体は、送風空気である。
【００２４】
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。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。
【００２５】
エジェクタ式冷凍サイクル１０の構成機器のうち、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。圧縮機１１は、車両走行用の駆動力を出力する図示しない内燃機関（エンジン）とともにエンジンルーム内に配置されている。そして、圧縮機１１は、プーリ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動される。
【００２６】
より具体的には、本実施形態では、圧縮機１１として、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された可変容量型圧縮機を採用している。この圧縮機１１の吐出容量（冷媒吐出能力）は、後述する制御装置６０から圧縮機１１の吐出容量制御弁に出力される制御電流によって制御される。
【００２７】
ここで、本実施形態におけるエンジンルームとは、エンジンが収容される室外空間であって、車両ボデーや後述するファイアウォール５０等によって囲まれた空間である。エンジンルームは、エンジンコンパートメントと呼ばれることもある。圧縮機１１の吐出口には、放熱器１２の凝縮部１２ａの冷媒流入口が接続されている。
【００２８】
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。放熱器１２は、エンジンルーム内の車両の前方側に配置されている。
【００２９】
より具体的には、本実施形態の放熱器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として構成されている。
【００３０】
放熱器１２の過冷却部１２ｃの冷媒流出口には、エジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａが接続されている。冷却ファン１２ｄは、制御装置６０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。
【００３１】
さらに、本実施形態では、冷却ファン１２ｄと放熱器１２との間に形成される外気通路に、グリルシャッタ１６が配置されている。グリルシャッタ１６は、放熱器１２にて高圧冷媒と熱交換する外気の風量を調整することによって、放熱器１２における高圧冷媒の放熱量を変化させるものである。
【００３２】
より具体的には、本実施形態のグリルシャッタ１６は、複数枚の板ドア、および複数枚の板ドアを連動して回転変位させるグリルシャッタ駆動用の電動アクチュエータを有して構成されている。
【００３３】
そして、電動アクチュエータが外気通路の風路面積を増加させるように板ドアを回転変位させると、放熱器１２にて高圧冷媒と熱交換する外気の風量が増加して、放熱器１２における高圧冷媒の放熱量を増加させることができる。一方、電動アクチュエータが外気通路の風路面積を減少させるように板ドアを回転変位させると、放熱器１２にて高圧冷媒と熱交換する外気の風量が減少して、放熱器１２における高圧冷媒の放熱量を減少させることができる。
【００３４】
このように、グリルシャッタ１６が放熱器１２における高圧冷媒の放熱量を変化させることで、放熱器１２における高圧冷媒の凝縮量を調整することができる。そして、凝縮量を減少させることで、エジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａからノズル通路１３ａ側へ流入する流入冷媒の圧力を上昇させることができる。従って、本実施形態のグリルシャッタ１６は、特許請求の範囲に記載された流入圧力上昇手段を構成している。
【００３５】
また、グリルシャッタ１６（具体的には、グリルシャッタ駆動用の電動アクチュエータ）は、制御装置６０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。
【００３６】
エジェクタモジュール１３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冷媒流の吸引作用によって後述する蒸発器１４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ものである。
【００３７】
さらに、本実施形態のエジェクタモジュール１３は、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も有している。
【００３８】
つまり、本実施形態のエジェクタモジュール１３は、「気液分離手段一体型エジェクタ」あるいは「気液分離機能付きエジェクタ」として構成されている。本実施形態では、気液分離手段（気液分離空間）を有していないエジェクタとの相違を明確化するために、エジェクタと気液分離手段とを一体化（モジュール化）させた構成を、エジェクタモジュールという用語を用いて表す。
【００３９】
エジェクタモジュール１３は、圧縮機１１および放熱器１２とともに、エンジンルーム内に配置されている。なお、図１における上下の各矢印は、エジェクタモジュール１３を車両に搭載した状態における上下の各方向を示したものであり、他の構成部材を車両に搭載した状態における上下の各方向は、これに限定されない。また、図１では、エジェクタモジュール１３の軸方向断面図を図示している。
【００４０】
より具体的には、本実施形態のエジェクタモジュール１３は、図１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部３０を備えている。ボデー部３０は、円柱状あるいは角柱状の金属部材にて形成されている。このボデー部３０には、複数の冷媒流入口や複数の内部空間等が形成されている。
【００４１】
ボデー部３０に形成された複数の冷媒流入出口としては、具体的に、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、蒸発器１４から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口３１ｂ、ボデー部３０の内部に形成された気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒を蒸発器１４の冷媒入口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の吸入側へ流出させる気相冷媒流出口３１ｄが形成されている。
【００４２】
また、ボデー部３０の内部に形成された内部空間としては、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、旋回空間３０ａから流出した冷媒を減圧させる減圧用空間３０ｂ、減圧用空間３０ｂから流出した冷媒を流入させる昇圧用空間３０ｅ、昇圧用空間３０ｅから流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間３０ｆ等が形成されている。
【００４３】
旋回空間３０ａおよび気液分離空間３０ｆは、略円柱状の回転体形状に形成されている。減圧用空間３０ｂおよび昇圧用空間３０ｅは、旋回空間３０ａ側から気液分離空間３０ｆ側へ向かって徐々に拡大する略円錐台状の回転体形状に形成されている。これらの空間の中心軸はいずれも同軸上に配置されている。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。
【００４４】
さらに、ボデー部３０には、冷媒吸引口３１ｂから吸引された冷媒を、減圧用空間３０ｂの冷媒流れ下流側であって昇圧用空間３０ｅの冷媒流れ上流側へ導く吸引用通路１３ｂが形成されている。
【００４５】
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の中心軸周りに旋回する。
【００４６】
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、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ようにしている。
【００４７】
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。
【００４８】
また、減圧用空間３０ｂおよび昇圧用空間３０ｅの内部には、通路形成部材３５が配置されている。通路形成部材３５は、減圧用空間３０ｂから離れるに伴って外周側に広がる略円錐形状に形成されており、通路形成部材３５の中心軸も減圧用空間３０ｂ等の中心軸と同軸上に配置されている。
【００４９】
そして、ボデー部３０の減圧用空間３０ｂおよび昇圧用空間３０ｅを形成する部位の内周面と通路形成部材３５の円錐状側面との間には、軸方向垂直断面の形状が円環状（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）の冷媒通路が形成されている。
【００５０】
この冷媒通路のうち、ボデー部３０の減圧用空間３０ｂを形成する部位と通路形成部材３５の円錐状側面の頂部側の部位との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を小さく絞る形状に形成されている。この形状により、この冷媒通路は、冷媒を等エントロピ的に減圧させて噴射するノズル部として機能するノズル通路１３ａを構成している。
【００５１】
より具体的には、本実施形態のノズル通路１３ａは、ノズル通路１３ａの入口側から最小通路面積部へ向かって通路断面積を徐々に縮小させ、最小通路面積部からノズル通路１３ａの出口側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。つまり、本実施形態のノズル通路１３ａでは、いわゆるラバールノズルと同様に冷媒通路断面積が変化する。
【００５２】
ここで、前述の旋回空間３０ａは、ノズル通路１３ａの上方側であって冷媒流れ上流側に配置されている。このため、本実施形態の旋回空間３０ａは、ノズル通路１３ａへ流入する過冷却液相冷媒をノズル通路１３ａの軸周りに旋回させている。従って、本実施形態では、ボデー３０のうち旋回空間３０ａを形成する部位、および旋回空間３０ａが、特許請求の範囲に記載された旋回流発生手段を構成している。換言すると、本実施形態では、エジェクタと旋回流発生手段が一体的に構成されている。
【００５３】
一方、ボデー部３０の昇圧用空間３０ｅを形成する部位と通路形成部材３５の円錐状側面の下流側の部位との間に形成される冷媒通路は、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を徐々に拡大させる形状に形成されている。この形状により、この冷媒通路は、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口３１ｂから吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させるディフューザ部（昇圧部）として機能するディフューザ通路１３ｃを構成している。
【００５４】
また、ボデー部３０の内部には、通路形成部材３５を変位させてノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積を変化させる駆動手段としてのエレメント３７が配置されている。
【００５５】
より具体的には、エレメント３７は、吸引用通路１３ｂを流通する冷媒（すなわち、蒸発器１４流出冷媒）の温度および圧力に応じて変位するダイヤフラムを有している。そして、このダイヤフラムの変位を作動棒３７ａを介して、通路形成部材３５へ伝達することによって、通路形成部材３５を上下方向に変位させる。
【００５６】
さらに、エレメント３７は、蒸発器１４流出冷媒の温度（過熱度）が上昇するに伴って、最小通路面積部の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。一方、エレメント３７は、蒸発器１４流出冷媒の温度（過熱度）が低下するに伴って、最小通路面積部の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。
【００５７】
本実施形態では、このように、エレメント３７が蒸発器１４流出冷媒の過熱度に応じて通路形成部材３５を変位させることによって、蒸発器１４出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積が調整される。
【００５８】
気液分離空間３０ｆは、通路形成部材３５の下方側に配置されている。気液分離空間３０ｆは、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒を中心軸周りに旋回させて、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を構成している。
【００５９】
さらに、本実施形態では、気液分離空間３０ｆの内容積を、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても極少量の余剰冷媒しか貯めることのできない程度の容積、あるいは実質的に余剰冷媒を殆ど溜めることができない程度の容積として、エジェクタモジュール１３全体としての小型化を図っている。
【００６０】
また、ボデー部３０のうち気液分離空間３０ｆの底面を形成する部位には、分離された液相冷媒中の冷凍機油を、気液分離空間３０ｆと気相冷媒流出口３１ｄとを接続する気相冷媒通路へ戻すためのオイル戻し通路３１ｆが形成されている。気相冷媒流出口３１ｄには、圧縮機１１の吸入口が接続されている。
【００６１】
一方、気液分離空間３０ｆと液相冷媒流出口３１ｃとを接続する液相冷媒通路には、蒸発器１４へ流入させる冷媒を減圧させる減圧手段としてのオリフィス３１ｉが配置されている。液相冷媒流出口３１ｃには、入口配管１５ａを介して、蒸発器１４の冷媒流入口が接続されている。
【００６２】
蒸発器１４は、エジェクタモジュール１３のノズル通路１３ａにて減圧された低圧冷媒と送風機４２から車室内へ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。さらに、蒸発器１４は、後述する室内空調ユニット４０のケーシング４１内に配置されている。
【００６３】
ここで、本実施形態の車両には、車室内と車室外のエンジンルームとを仕切る仕切り板としてのファイアウォール５０が設けられている。ファイアウォール５０は、エンジンルーム内から車室内へ伝達される熱、音等を低減する機能も有しており、ダッシュパネルと呼ばれることもある。
【００６４】
そして、図１に示すように、室内空調ユニット４０は、ファイアウォール５０よりも車室内側に配置されている。従って、蒸発器１４は車室内（室内空間）に配置されている。蒸発器１４の冷媒流出口には、出口配管１５ｂを介して、エジェクタモジュール１３の冷媒吸引口３１ｂが接続されている。
【００６５】
また、前述の如くエジェクタモジュール１３は、エンジンルーム内（室外空間）に配置されているので、入口配管１５ａおよび出口配管１５ｂは、ファイアウォール５０を貫通するように配置されている。
【００６６】
より具体的には、ファイアウォール５０には、エンジンルーム側と車室内側とを貫通する円形状あるいは矩形状の貫通穴５０ａが設けられている。また、入口配管１５ａおよび出口配管１５ｂは、接続用の金属部材であるコネクタ５１に接続されることによって一体化されている。そして、入口配管１５ａおよび出口配管１５ｂは、コネクタ５１によって一体化された状態で貫通穴５０ａを貫通するように配置されている。
【００６７】
この際、コネクタ５１は、貫通穴５０ａの内周側あるいは近傍に位置付けられる。そして、コネクタ５１の外周側と貫通穴５０ａの開口縁部との隙間には、弾性部材で形成されたパッキン５２が配置されている。本実施形態では、パッキン５２として、耐熱性に優れるゴム材料であるエチレンプロピレンジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）にて形成されたものを採用している。
【００６８】
このようにコネクタ５１と貫通穴５０ａとの隙間にパッキン５２を介在させることによって、コネクタ５１と貫通穴５０ａとの隙間を介して、エンジンルーム内から車室内へ水や騒音等が漏れてしまうことを抑制している。
【００６９】
次に、室内空調ユニット４０について説明する。室内空調ユニット４０は、エジェクタ式冷凍サイクル１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのもので、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。さらに、室内空調ユニット４０は、その外殻を形成するケーシング４１内に送風機４２、蒸発器１４、ヒータコア４４、エアミックスドア４６等を収容することによって構成されている。
【００７０】
ケーシング４１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４１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング４１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４３が配置されている。
【００７１】
内外気切替装置４３は、ケーシング４１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、制御装置６０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。
【００７２】
内外気切替装置４３の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置４３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風手段としての送風機（ブロワ）４２が配置されている。この送風機４２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、制御装置６０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。
【００７３】
送風機４２の送風空気流れ下流側には、蒸発器１４およびヒータコア４４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、蒸発器１４は、ヒータコア４４よりも送風空気流れ上流側に配置されている。ヒータコア４４は、エンジン冷却水と蒸発器１４通過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。
【００７４】
また、ケーシング４１内には、蒸発器１４を通過した送風空気を、ヒータコア４４を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路４５が形成されている。蒸発器１４の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア４４の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア４６が配置されている。
【００７５】
エアミックスドア４６は、蒸発器１４通過後の空気のうち、ヒータコア４４を通過させる空気と冷風バイパス通路４５を通過させる空気との風量割合を調整する風量割合調整手段である。エアミックスドア４６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、制御装置６０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。
【００７６】
ヒータコア４４の空気流れ下流側および冷風バイパス通路４５の空気流れ下流側には、ヒータコア４４を通過した空気と冷風バイパス通路４５を通過した空気と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４６が、風量割合を調整することによって、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。
【００７７】
さらに、ケーシング４１の送風空気流れ最下流部には、混合空間にて混合された空調風を、空調対象空間である車室内へ吹き出す図示しない開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴、および車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴が設けられている。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口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。なお、この電動アクチュエータも、制御装置６０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。
【００８１】
なお、吹出口モードとしては、フェイス開口穴を全開として乗員の上半身へ向けて送風空気を吹き出すフェイスモード、フェイス開口穴およびフット開口穴の両方を開口して乗員の上半身と足元へ向けて送風空気を吹き出すバイレベルモード、フット開口穴を全開するとともにデフロスタ開口穴を小開度だけ開口して主に車室内乗員の足元へ向けて送風空気を吹き出すフットモード、デフロスタ開口穴を全開として車両フロント窓ガラス内面に向けて送風空気を吹き出すデフロスタモード等がある。
【００８２】
次に、図２を用いて、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置６０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。この制御装置６０は、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、処理を行う。そして、出力側に接続された圧縮機１１、冷却ファン１２ｄ、グリルシャッタ１６、送風機４２等の各種電気式のアクチュエータの作動を制御する。
【００８３】
また、制御装置６０には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温センサ６１、外気温Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気温センサ６２、車室内の日射量Ａｓを検出する日射センサ６３、蒸発器１４の吹出空気温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度センサ６４、ヒータコア４４へ流入するエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ６５、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄを検出する高圧側圧力センサ６６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。
【００８４】
さらに、制御装置６０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７０が接続され、この操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置６０へ入力される。操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチとしては、車両用空調装置１の自動制御運転を設定するオートスイッチ、車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定する車室内温度設定スイッチ、送風機４２の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ等が設けられている。
【００８５】
なお、本実施形態の制御装置６０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に構成されたものであるが、制御装置６０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）が各種制御対象機器の制御手段を構成している。
【００８６】
例えば、本実施形態では、圧縮機１１の吐出容量制御弁の作動を制御する構成が、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段６０ａを構成している。また、流入圧力上昇手段を構成するグリルシャッタ１６の作動を制御する構成が、流入圧力制御手段６０ｂを構成している。もちろん、吐出能力制御手段、あるいは、流入圧力制御手段を制御装置６０に対して別体の制御装置で構成してもよい。
【００８７】
次に、図３、図４を用いて、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。図３のフローチャートは、制御装置６０が実行する空調制御プログラムのメインルーチンの制御処理を示している。この空調制御プログラムは、操作パネル７０のオートスイッチが投入（ＯＮ）されると実行される。
【００８８】
さらに、本実施形態の空調制御プログラムでは、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍより高くなっている際には通常運転を実行し、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍ以下になっている際には低外気温運転を実行する。なお、図３、図４に示すフローチャートの各制御ステップは、制御装置６０が有する各種の機能実現手段を構成している。
【００８９】
まず、ステップＳ１では、制御装置６０の記憶回路によって構成されるフラグ、タイマ等の初期化、および上述した各種電動アクチュエータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。なお、ステップＳ１のイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置１の停止時や車両システム終了時に記憶された値が読み出されるものもある。
【００９０】
次に、ステップＳ２では、空調制御用のセンサ群６１〜６６等の検出信号および操作パネル７０の操作信号等を読み込む。続くステップＳ３では、ステップＳ２に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。
【００９１】
具体的には、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）
なお、Ｔｓｅｔは車室内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は内気温センサ６１によって検出された車室内温度（内気温）であり、Ｔａｍは外気温センサ６２によって検出された外気温であり、Ａｓは日射センサ６３によって検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００９２】
続くステップＳ４〜Ｓ９では、制御装置６０に接続された各種制御対象機器の制御状態が決定される。
【００９３】
まず、ステップＳ４では、送風機４２の回転数（送風能力）、すなわち送風機４２の電動モータに印加するブロワモータ電圧（制御電圧）を決定してステップＳ５へ進む。具体的には、ステップＳ４では、ステップＳ３にて決定された目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、ブロワモータ電圧を決定する。
【００９４】
より詳細には、ブロワモータ電圧については、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）で略最大値となるように決定する。さらに、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、ブロワモータ電圧を略最大値から徐々に減少させるように決定する。
【００９５】
次に、ステップＳ５では、吸込口モード、すなわち内外気切替ドア用の電動アクチュエータに出力される制御信号を決定してステップＳ６へ進む。具体的には、ステップＳ５では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、吸込口モードを決定する。
【００９６】
より詳細には、吸込口モードについては、基本的に外気を導入する外気モードに決定される。そして、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に、内気を導入する内気モードに決定される。
【００９７】
次に、ステップＳ６では、エアミックスドア４６の開度、すなわちエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータに出力される制御信号を決定してステップＳ７へ進む。
【００９８】
具体的には、ステップＳ６では、目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度センサ６４によって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎ、および冷却水温度センサ６５によって検出された冷却水温度Ｔｗに基づいて、車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア４６の開度を算定する。
【００９９】
次に、ステップＳ７では、吹出口モード、すなわち吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに出力される制御信号を決定してステップＳ８へ進む。具体的には、ステップＳ８では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して吹出口モードを決定する。
【０１００】
より詳細には、吹出口モードについては、目標吹出温度ＴＡＯが高温域から低温域へと下降するに伴って、フットモード→バイレベルモード→フェイスモードの順で切り替えられる。
【０１０１】
次に、ステップＳ８では、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の吐出容量制御弁に出力される制御電流を決定してステップＳ９へ進む。具体的には、ステップＳ８では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、蒸発器１４の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。
【０１０２】
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の吐出容量制御弁に出力される制御電流を決定する。
【０１０３】
次に、ステップＳ９では、グリルシャッタ１６の板ドアの開度、すなわちグリルシャッタ駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号を決定してステップＳ１０へ進む。このステップＳ９の詳細については、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、図４のステップＳ９１では、外気温Ｔａｍが予め定めた基準外気温ＫＴａｍ以下になっているか否かを判定する。
【０１０４】
ステップＳ９１にて、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍ以下になっていないと判定された際には、ステップＳ９２へ進み、グリルシャッタ１６を通常運転の作動状態として、ステップＳ１０へ進む。より具体的には、ステップＳ９２では、グリルシャッタ１６を全開とする。これにより、通常運転時の放熱器１２では、冷却ファン１２ｄから送風された全風量の外気と高圧冷媒とを熱交換させることができる。
【０１０５】
一方、ステップＳ９１にて、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍ以下になっていると判定された際には、ステップＳ９３へ進み、グリルシャッタ１６を低外気温運転の作動状態として、ステップＳ１０へ進む。より具体的には、ステップＳ９３では、外気通路の風路面積を減少させるようにグリルシャッタ１６を作動させて、放熱器１２における高圧冷媒の放熱量を通常運転時よりも減少させる。
【０１０６】
ここで、空調装置に適用される蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置では、一般的に、外気温Ｔａｍの低下に伴って、サイクルに要求される送風空気の冷却能力（サイクルの熱負荷）が低くなる。例えば、低外気温時に送風空気を冷却して除湿し、除湿された送風空気を再加熱して空調対象空間へ吹き出す除湿暖房運転等では、サイクルの熱負荷が低下する。さらに、サイクルの熱負荷が低くなると、圧縮機１１に要求される冷媒吐出能力も低下する。
【０１０７】
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０においても、低外気温時には、圧縮機１１の冷媒吐出能力が低下し、エジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａへ流入する流入冷媒の圧力が低くなりやすい。
【０１０８】
そして、流入冷媒の圧力が低くなってしまうと、ノズル通路１３ａから噴射される噴射冷媒の流量および流速が低下してしまうので、エジェクタモジュール１３が冷媒吸引口３１ｂから冷媒を吸引する吸引能力が低下してしまう。そこで、本実施形態では、エジェクタモジュール１３が充分な吸引能力を発揮できる範囲内で最も低い外気温よりも僅かに高い値を基準外気温ＫＴａｍに設定している。
【０１０９】
次に、図３に示すステップＳ１０では、上述のステップＳ４〜Ｓ９にて決定された制御状態が得られるように、制御装置６０から出力側に接続された各種制御対象機器に対して、制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１１では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。
【０１１０】
つまり、本実施形態の制御装置６０が実行する空調制御プログラムでは、車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、検出信号および操作信号の読み込み→各制御対象機器の制御状態の決定→各制御対象機器に対する制御信号および制御電圧の出力を繰り返す。そして、この空調制御プログラムが実行されることにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０は、以下のように作動する。
【０１１１】
まず、通常運転時には、図５の太実線で記載されたモリエル線図に示すように、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒（図５のａ５点）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にて凝縮した冷媒は、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（図５のａ５点→ｂ５点）。
【０１１２】
ここで、通常運転時には、制御ステップＳ９２で説明したように、グリルシャッタ１６が全開となるので、放熱器１２にて高圧冷媒を過冷却液相冷媒となるまで、充分に放熱させることができる。
【０１１３】
放熱器１２の過冷却部１２ｃから流出した過冷却液相冷媒は、エジェクタモジュール１３の旋回空間３０ａへ流入し、さらに、減圧用空間３０ｂの内周面と通路形成部材３５の外周面との間に形成されるノズル通路１３ａにて等エントロピ的に減圧されて噴射される（図５のｂ５点→ｃ５点）。この際、ノズル通路１３ａの最小通路面積部の通路断面積は、エレメント３７によって蒸発器１４出口側冷媒（図５のｉ５点）の過熱度が基準過熱度に近づくように調整される。
【０１１４】
そして、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器１４から流出した冷媒（図５のｉ５点）が、冷媒吸引口３１ｂからエジェクタモジュール１３の内部へ吸引される。ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒および吸引用通路１３ｂを介して吸引された吸引冷媒は、ディフューザ通路１３ｃへ流入して合流する（図５のｃ５点→ｄ５点、ｉ５点→ｄ５点）。
【０１１５】
ディフューザ通路１３ｃ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（図５のｄ５点→ｅ５点）。
【０１１６】
ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒は気液分離空間３０ｆにて気液分離される（図５のｅ５点→ｆ５点、ｅ５点→ｇ５点）。気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒は、オリフィス３０ｉにて減圧されて（図５のｇ５点→ｈ５点）、蒸発器１４へ流入する。
【０１１７】
蒸発器１４へ流入した冷媒は、送風機４２によって送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図５のｈ５点→ｉ５点）。これにより、送風空気が冷却される。一方、気液分離空間３０ｆにて分離された気相冷媒は気相冷媒流出口３１ｄから流出して、圧縮機１１へ吸入され再び圧縮される（図５のｆ５点→ａ５点）。
【０１１８】
この際、室内空調ユニット４０では、蒸発器１４にて冷却された送風空気が、エアミックスドア４６の開度に応じて、ヒータコア４４側の通風路および冷風バイパス通路４５へ流入する。ヒータコア４４側の通風路へ流入した冷風は、ヒータコア４４を通過する際に再加熱され、混合空間にて冷風バイパス通路４５を通過した冷風と混合される。混合空間にて混合されて温度調整された空調風は、各吹出口を介して車室内に吹き出される。
【０１１９】
従って、通常運転時の車両用空調装置１では、エジェクタ式冷凍サイクル１０の蒸発器１４にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことで、車室内の空調を行うことができる。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、ディフューザ通路１３ｃにて昇圧された冷媒を圧縮機１１に吸入させるので、圧縮機１１の駆動動力を低減させて、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【０１２０】
また、本実施形態のエジェクタモジュール１３では、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）圧力まで低下させている。そして、旋回中心側に気相冷媒が多く存在する気液二相冷媒をノズル通路１３ａへ流入させている。
【０１２１】
これにより、冷媒とノズル通路１３ａの壁面との摩擦による壁面沸騰、および旋回中心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、ノズル通路１３ａにおける冷媒の沸騰を促進することができる。その結果、ノズル通路１３ａにて冷媒の圧力エネルギを速度エネルギへ変換する際のエネルギ変換効率を向上させることができる。
【０１２２】
次に、低外気温運転について説明する。前述の如く、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、外気温Ｔａｍの低下に伴って、サイクルの熱負荷が低くなる。従って、図５、図６に破線で記載したモリエル線図に示すように、通常運転時よりもサイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との圧力差が縮小してしまい、エジェクタモジュール１３の吸引能力が低下する。
【０１２３】
また、一般的なエジェクタでは、蒸発器の出口側から冷媒を吸引することで、ノズル部にて冷媒を減圧させる際の運動エネルギの損失を回収している。さらに、エジェクタが回収したエネルギ（回収エネルギ）の量は、ノズル部にて冷媒を等エントロピ的に減圧させた際のエンタルピの低下量によって表される。
【０１２４】
例えば、通常運転時のエジェクタモジュール１３における回収エネルギ量は、ノズル通路１３ａへ流入する流入冷媒（図５のｂ５点）のエンタルピからノズル通路１３ａから噴射された直後の噴射冷媒（図５のｃ５点）のエンタルピを減算したエンタルピ差（図５のΔＨ）によって表される。
【０１２５】
このため、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０のように、ノズル通路１３ａに比較的エンタルピの低い過冷却液相冷媒を流入させるサイクルでは、モリエル線図上の等エントロピ線の傾きが大きくなるため、回収エネルギ量が少なくなりやすい。
【０１２６】
従って、ノズル通路１３ａに過冷却液相冷媒を流入させるサイクルでは、低外気温時のようにサイクルの熱負荷が比較的低くなる運転条件時に、エジェクタモジュール１３の吸引能力が大きく低下しやすい。このため、蒸発器１４に冷媒を流入させることができなくなってしまい、蒸発器１４にて送風空気を冷却できなくなってしまうおそれがある。
【０１２７】
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によれば、低外気温運転には、制御ステップＳ９３で説明したように、グリルシャッタ１６が外気通路の風路面積を減少させて、放熱器１２における高圧冷媒の放熱量を通常運転時よりも減少させる。従って、図６の太実線で記載されたモリエル線図に示すように、サイクルの高圧側冷媒圧力を上昇させて、エジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａへ流入する流入冷媒（図６のｂ６点）の圧力を上昇させることができる。
【０１２８】
なお、図６のモリエル線図にて冷媒の状態を示す各符号は、通常運転時に説明した図５のモリエル線図に対してサイクル構成上同等の箇所の冷媒の状態を示すものは同一のアルファベットを用いて示し、添字（数字）のみ変更している。このことは、以下のモリエル線図においても同様である。その他の低外気温運転時における作動は、通常運転時と同様である。
【０１２９】
従って、サイクルの熱負荷が低下しやすい低外気温時であっても、ノズル通路１３ａから噴射される噴射冷媒の流速が低下してしまうことを抑制できる。従って、通常運転時にノズル通路１３ａに過冷却液相冷媒を流入させるエジェクタ式冷凍サイクル１０であっても、低外気温時にエジェクタモジュール１３の吸引能力が低下してしまうことを抑制することができる。
【０１３０】
すなわち、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、運転条件によらずエジェクタモジュール１３に吸引能力を発揮させて、蒸発器１４にて送風空気を冷却することができる。
【０１３１】
（第２実施形態）
本実施形態では、図７の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、グリルシャッタ１６を廃止するとともに、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を放熱器１２を迂回させてエジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａ側へ導くバイパス通路１７ａ、およびバイパス通路１７ａを開閉する開閉弁１７ｂを設けた例を説明する。
【０１３２】
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、開閉弁１７ｂがバイパス通路１７ａを開くと、図７の破線矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された高圧気相冷媒を放熱器１２の下流側へ導くことができる。そして、放熱器１２から流出した過冷却液相冷媒に高圧気相冷媒を混入させて、エジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａからノズル通路１３ａ側へ流入する流入冷媒のエンタルピを上昇させることができる。
【０１３３】
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、開閉弁１７ｂがバイパス通路１７ａを開いた際に、流入冷媒が、乾き度０以上の状態、すなわち、飽和液相状態あるいは気液二相状態となるように、バイパス通路１７ａおよび開閉弁１７ｂの通路断面積が設定されている。
【０１３４】
従って、本実施形態のバイパス通路１７ａおよび開閉弁１７ｂは、特許請求の範囲に記載された乾き度上昇手段を構成している。より詳細には、開閉弁１７ｂは、バイパス通路１７ａを流通する高圧冷媒のバイパス流量を調整するバイパス流量調整手段を構成している。
【０１３５】
また、開閉弁１７ｂは、制御装置６０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。このため、図８のブロック図に示すように、本実施形態の制御装置６０の出力側には、開閉弁１７ｂが接続されている。さらに、本実施形態では、乾き度上昇手段を構成する開閉弁１７ｂの作動を制御する構成が、乾き度制御手段６０ｃを構成している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１３６】
また、本実施形態の車両用空調装置１では、図９のフローチャートに示すように、制御ステップＳ９’にて、開閉弁１７ｂの作動状態を決定する。具体的には、ステップＳ９’では、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍより高くなっている際には、通常運転の作動状態として開閉弁１７ｂを閉じる。一方、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍ以下になっている際には、低外気温運転の作動状態として開閉弁１７ｂを開く。
【０１３７】
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、通常運転時には第１実施形態と全く同様に作動して、車室内の空調を行うことができるとともに、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
また、低外気温運転時には、開閉弁１７ｂがバイパス通路１７ａを開く。これにより、図１０のモリエル線図に示すように、放熱器１２から流出した過冷却液相冷媒（図１０のｂ１０点）に、バイパス通路１７ａから流出した高圧気相冷媒が合流する。これにより、エジェクタモジュール１３の冷媒流入口３１ａからノズル通路１３ａ側へ流入する流入冷媒が気液二相冷媒（図１０のｂ’１０点）となる。
【０１３９】
その結果、通常運転時よりも、モリエル線図上の等エントロピ線の傾きが小さくなり、エジェクタモジュール１３における回収エネルギ量（図１０のΔＨ’）を増大させることができる。以降の作動は、第１実施形態の低外気温運転時と同様である。なお、図１０に破線で記載したモリエル線図は、図５、図６と同様に、低外気温時に通常運転を実行した際の冷媒の状態を示している。
【０１４０】
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、サイクルの熱負荷が低下しやすい低外気温時であっても、エジェクタモジュール１３における回収エネルギ量を増大させて、エジェクタモジュール１３の吸引能力が低下してしまうことを抑制することができる。
【０１４１】
すなわち、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、運転条件によらずエジェクタモジュール１３に吸引能力を発揮させて、蒸発器１４にて送風空気を冷却することができる。
【０１４２】
（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。
【０１４３】
（１）上述の実施形態では、放熱器１２としてサブクール型の凝縮器を採用した例を説明したが、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＴａｍより高くなっている際の通常運転に、エジェクタモジュール１３のノズル通路１３ａ側へ流入する流入冷媒を過冷却液相状態とする手段はこれに限定されない。
【０１４４】
例えば、放熱器１２から流出した高圧冷媒とサイクルの低圧冷媒（例えば、圧縮機へ吸入される吸入冷媒）とを熱交換させる内部熱交換器を採用してもよい。この場合は、放熱器１２として、凝縮部１２ａのみからなる通常の放熱器を採用し、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。
【０１４５】
そして、流入圧力上昇手段として、内部熱交換器における高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換量を変化させる熱交換量調整手段を採用してもよい。このような熱交換量調整手段としては、低外気温運転時に、内部熱交換器の低圧側冷媒通路を流通する低圧冷媒の流量を減少させる流量調整弁等を採用することができる。
【０１４６】
また、上述の第１実施形態では、グリルシャッタ１６によって流入圧力上昇手段を構成した例を説明したが、冷却ファン１２ｄによって流入圧力上昇手段を構成してもよい。この場合は、低外気温運転時に、冷却ファン１２ｄの送風能力を低下させればよい。なお、冷却ファン１２ｄを流入圧力上昇手段とする際には、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクルを定置型のシステムに適用した際に特に有効である。
【０１４７】
（２）上述の第１実施形態では、グリルシャッタ１６によって流入冷媒の圧力を上昇させるようにした例を説明したが、グリルシャッタ１６の開度を調整することで、流入冷媒を乾き度０以上の冷媒としてもよい。このように、グリルシャッタ１６によれば、乾き度上昇手段を構成することもできる。
【０１４８】
また、上述の第２実施形態では、バイパス通路１７ａおよび開閉弁１７ｂによって乾き度上昇手段を構成した例を説明したが、乾き度上昇手段はこれに限定されない。例えば、バイパス流量調整手段として開閉弁１７ｂに代えて、冷媒通路面積を調整可能な流量調整弁を採用してもよい。そして、外気温の低下に伴って、流量調整弁の冷媒通路面積を増加させるようにしてもよい。
【０１４９】
（３）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。
【０１５０】
例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、可変容量型圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１はこれに限定されない。例えば、圧縮機１１として、電磁クラッチ、ベルト等を介してエンジンから出力される回転駆動力によって駆動される固定容量型圧縮機を採用してもよい。
【０１５１】
固定容量型圧縮機では、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ればよい。また、圧縮機１１として、電動モータの回転数を変化させて冷媒吐出能力を調整する電動圧縮機を採用してもよい。
【０１５２】
また、エジェクタモジュール１３を構成する各構成部材は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、エジェクタモジュール１３のボデー部３０、通路形成部材３５等の構成部材は金属で形成されたものに限定されず、樹脂にて形成されたものであってもよい。
【０１５３】
さらに、上述の実施形態のエジェクタモジュール１３では、オリフィス３１ｉを設けた例を説明したが、オリフィス３１ｉを廃止して、入口配管１５ａに減圧手段を配置してもよい。このような減圧手段としては、オリフィスやキャピラリチューブ等を採用することができる。
【０１５４】
さらに、上述の実施形態では、気液分離手段一体型エジェクタのエジェクタモジュール１３を採用した例を説明したが、もちろん、エジェクタとして、気液分離手段が一体的に構成されていない通常のエジェクタを採用してもよい。
【０１５５】
（４）上述の実施形態では、エジェクタモジュール１３をエンジンルーム内に配置した例を説明したが、ファイアウォール５０よりも車室内側に配置してもよい。
【０１５６】
さらに、エジェクタモジュール１３を、ファイアウォール５０の貫通穴５０ａの内周側に配置してもよい。この場合は、エジェクタモジュール１３の一部がエンジンルーム側に配置され、別の一部が車室内側に配置される。従って、エジェクタモジュール１３の外周側と貫通穴５０ａの開口縁部の隙間には、第１実施形態と同様の機能を果たすパッキンを配置することが望ましい。
【０１５７】
（５）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１に適用した例を説明したが、本発明に係る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、車両用の冷凍冷蔵装置に適用してもよい。さらに、車両用に限定されることなく、据置型空調装置、冷温保存庫等に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１５８】
１０      エジェクタ式冷凍サイクル
１１      圧縮機
１２      放熱器
１３      エジェクタモジュール
１４      蒸発器
１３ａ    ノズル通路（ノズル部）
１３ｃ    ディフューザ通路（昇圧部）
３１ｂ    冷媒吸引口
１６      グリルシャッタ（流入圧力上昇手段）
１７ａ    バイパス通路（乾き度上昇手段）
１７ｂ    開閉弁（乾き度上昇手段）
【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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