(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）と、
前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、
冷媒を蒸発させる蒸発器（３００）と、
前記放熱器（２００）から流出した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減圧膨張させるノズル（４１０）、並びに、前記ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により吸引された前記蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒と前記ノズル（４１０）から噴射する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昇圧部（４２０、４３０）および前記放熱器（２００）から流出した冷媒を前記ノズル（４１０）を迂回させて前記蒸発器（３００）に導くバイパス通路（４０６ａ）を形成するハウジング（４０１）を有するエジェクタ（４００）と、
前記エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して蓄えるとともに、分離された気相冷媒を前記圧縮機（１００）の吸入側へ流出させるとともに、分離された液相冷媒を前記蒸発器（３００）の入口側へ流出させる気液分離器（５００）とを備え、
前記ハウジング（４０１）には、前記放熱器（２００）側に接続される第１接続ポート（４０２）および前記蒸発器（３００）側に接続される第２接続ポート（４０３）が形成されているとともに、前記第２接続ポート（４０３）から前記昇圧部（４２０、４３０）へ冷媒を流す吸引流通路（４０６ｂ）が形成されており、
前記バイパス通路（４０６ａ）は、前記第１接続ポート（４０２）から流入した冷媒を前記第２接続ポート（４０３）へ流すように形成されており、
前記ハウジング（４０１）の内部には、前記第１、第２ポート（４０２、４０３）および前記昇圧部（４２０、４３０）相互間の連通状態を変化させるバルブ手段（４０５）が配置されており、
前記蒸発器（３００）にて冷媒を蒸発させる通常運転時には、前記バルブ手段（４０５）が前記第１接続ポート（４０２）と前記第２接続ポート（４０３）との間を遮断して前記バイパス通路（４０６ａ）を閉じるとともに、前記第２接続ポート（４０３）と前記昇圧部（４２０、４３０）との間を連通させて前記吸引流通路（４０６ｂ）を開くことによって、前記放熱器（２００）から流出した冷媒を前記ノズル（４１０）に流入させつつ、前記蒸発器（３００）内において、巨視的に見て、冷媒を上方側から下方側に向けて流し、
前記蒸発器（３００）に付着した霜を取り除く除霜運転時には、前記バルブ手段（４０５）が前記第１接続ポート（４０２）と前記第２接続ポート（４０３）との間を連通させて前記バイパス通路（４０６ａ）を開くとともに、前記第２接続ポート（４０３）と前記昇圧部（４２０、４３０）との間を遮断して前記吸引流通路（４０６ｂ）を閉じることによって、前記放熱器（２００）から流出した冷媒を前記バイパス通路（４０６ａ）に流通させるとともに、前記蒸発器（３００）内において、冷媒を下方側から上方側に向けて流すことを特徴とするエジェクタを用いた冷凍サイクル。
【請求項２】
前記バルブ手段（４０５）は、冷媒通路を兼ねる連通孔（４０５ａ）が形成された円盤状の第１弁部（４０５ｂ）、第１弁部４０５ｂから前記ノズル（４１０）の軸方向に延びる円筒部（４０５ｃ）および前記円筒部（４０５ｃ）の先端部にて全周に渡って径方向外側に突出したフランジ状の第２弁部（４０５ｄ）を有し、
前記第１弁部（４０５ｂ）は、前記バイパス通路（４０６ａ）を開閉するものであり、
前記第２弁部（４０６ｂ）は、前記吸引流通路（４０６ｂ）を開閉す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を用いた冷凍サイクル。
【請求項３】
さらに、前記エジェクタ（４００）は、前記ノズル（４１０）の開口面積を可変するニードル弁（４１１）を備え、
前記バルブ手段（４０５）は、前記ニードル弁（４１１）に連動して変位することを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタを用いた冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エジェクタおよびエジェクタを用いた冷凍サイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エジェクタを用いた冷凍サイクルとは、例えば特開平６−１１９７号公報に記載のごとく、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸発器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の吸入圧を上昇させる冷凍サイクルである。
【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冷凍サイクル（以下、膨張弁サイクルと呼ぶ。）では、膨張弁を流出した冷媒が蒸発器に流れ込むのに対して、エジェクタを用いた冷凍サイクルでは、エジェクタを流出した冷媒は気液分離器に流入し、気液分離器にて分離された液相冷媒が蒸発器に供給され、気液分離器にて分離された気相冷媒が圧縮機に吸入される。
【０００４】
つまり、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮機→放熱器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する１つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタを用いた冷凍サイクルでは、圧縮機→放熱器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機の順に循環する冷媒流れ（以下、この流れを駆動流と呼ぶ。）と、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離器の順に循環する冷媒流れ（以下、この流れを吸引流と呼ぶ。）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、膨張弁を全開として温度の高い冷媒を蒸発器に流入させることにより蒸発器に付いた霜を取り除くこと（除霜する）ことができるものの、エジェクタを用いた冷凍サイクルでは、放熱器を流れる温度の高い冷媒（駆動流）と蒸発器を流れる吸引流とは別の流れであり、駆動流を蒸発器に供給することができないので、除霜運転ができない。なお、上記公報にも、蒸発器の除霜方法についての具体的な記載及びこれを示唆する記載が一切ない。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタを用いた冷凍サイクルに適した除霜運転方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【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（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させる蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した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減圧膨張させるノズル（４１０）、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル（４１０）から噴射する冷媒と蒸発器（３００）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昇圧部（４２０、４３０）、及び放熱器（２００）から流出した冷媒をノズル（４１０）を迂回させて蒸発器（３００）に導くバイパス通路（４０６ａ）を有するエジェクタ（４００）と、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器（５００）とを備え、蒸発器（３００）にて冷媒を蒸発させる通常運転時には、放熱器（２００）から流出した冷媒をノズル（４１０）に流入させつつ、蒸発器（３００）内において、巨視的に見て、冷媒を上方側から下方側に向けて流し、蒸発器（３００）に付着した霜を取り除く除霜時には、放熱器（２００）から流出した冷媒をバイパス通路（４０６ａ）に流通させるとともに、蒸発器（３００）内において冷媒を下方側から上方側に向けて流すことを特徴とする。
【０００８】
ところで、圧縮機（１００）の摺動部分の潤滑及びシール性を確保するために、一般的に、冷凍サイクル（エジェクタを用いた冷凍サイクル及び膨張弁サイクル等）では、冷媒に潤滑油（冷凍機）を混合しているが、エジェクタを用いた冷凍サイクルでは、駆動流が圧縮機（１００）を流れるものの、吸引流は圧縮機（１００）を流れないので、吸引流と共に蒸発器（３００）に流入した潤滑油が蒸発器（３００）内に滞留し、圧縮機（１００）に戻ってくる潤滑油が不足するおそれが高い。
【０００９】
これに対しては、蒸発器（３００）内に滞留する潤滑油量を考量して、潤滑油を多めに冷媒中に混合するといった手段が考えられるが、冷媒中の潤滑油量が増大すると、放熱器（２００）及び蒸発器（３００）における冷媒の熱交換効率が低下してしまう。
【００１０】
【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（１００）と、圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発させる蒸発器（３００）と、放熱器（２００）から流出した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減圧膨張させるノズル（４１０）、並びに、ノズル（４１０）から噴射する高い速度の冷媒流により吸引された蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒とノズル（４１０）から噴射する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昇圧部（４２０、４３０）および放熱器（２００）から流出した冷媒をノズル（４１０）を迂回させて蒸発器（３００）に導くバイパス通路（４０６ａ）を形成するハウジング（４０１）を有するエジェクタ（４００）と、エジェクタ（４００）から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して蓄えるとともに、分離された気相冷媒を圧縮機（１００）の吸入側へ流出させるとともに、分離された液相冷媒を蒸発器（３００）の入口側へ流出させる気液分離器（５００）とを備え、ハウジング（４０１）には、放熱器（２００）側に接続される第１接続ポート（４０２）および蒸発器（３００）側に接続される第２接続ポート（４０３）が形成されているとともに、第２接続ポート（４０３）から昇圧部（４２０、４３０）へ冷媒を流す吸引流通路（４０６ｂ）が形成されており、バイパス通路（４０６ａ）は、第１接続ポート（４０２）から流入した冷媒を第２接続ポート（４０３）へ流すように形成されており、ハウジング（４０１）の内部には、第１、第２ポート（４０２、４０３）および昇圧部（４２０、４３０）相互間の連通状態を変化させるバルブ手段（４０５）が配置されており、蒸発器（３００）にて冷媒を蒸発させる通常運転時には、バルブ手段（４０５）が第１接続ポート（４０２）と第２接続ポート（４０３）との間を遮断してバイパス通路（４０６ａ）を閉じるとともに、第２接続ポート（４０３）と昇圧部（４２０、４３０）との間を連通させて吸引流通路（４０６ｂ）を開くことによって、放熱器（２００）から流出した冷媒をノズル（４１０）に流入させつつ、蒸発器（３００）内において、巨視的に見て、冷媒を上方側から下方側に向けて流し、蒸発器（３００）に付着した霜を取り除く除霜運転時には、バルブ手段（４０５）が第１接続ポート（４０２）と第２接続ポート（４０３）との間を連通させてバイパス通路（４０６ａ）を開くとともに、第２接続ポート（４０３）と昇圧部（４２０、４３０）との間を遮断して吸引流通路（４０６ｂ）を閉じることによって、放熱器（２００）から流出した冷媒をバイパス通路（４０６ａ）に流通させるとともに、蒸発器（３００）内において、冷媒を下方側から上方側に向けて流すことを特徴とする。
【００１１】
したがって、潤滑油を多めに冷媒中に混合する（放熱器（２００）及び蒸発器（３００）における冷媒の熱交換効率が低下する）ことなく、圧縮機（１００）に戻ってくる潤滑油が不足することを防止できる。
【００１２】
また仮に、除霜運転時においても通常運転時と同様に、上方側から下方側に向けて冷媒を蒸発器（３００）内で流通させると、冷媒温度は下方側側に向かうほど低下していくので、冷媒温度が高い上方側で解けた霜（融解水）が重力により下方側に流れていき、冷媒温度の低い下方側で再び凝固して（凍って）しまうおそれがある。
【００１３】
これに対して、本発明では、除霜運転時においては、通常運転時とは逆に下方側から上方側に向けて冷媒を蒸発器（３００）内で流通させるので、解けた霜（融解水）が冷媒温度が高い下方側に流れていくこととなる。したがって、融解水が再び凝固して（凍って）しまうことを防止できるので、効率良く（短時間で）除霜運転を完了させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のエジェクタを用いた冷凍サイクルにおいて、バルブ手段（４０５）は、冷媒通路を兼ねる連通孔（４０５ａ）が形成された円盤状の第１弁部（４０５ｂ）、第１弁部４０５ｂからノズル（４１０）の軸方向に延びる円筒部（４０５ｃ）および円筒部（４０５ｃ）の先端部にて全周に渡って径方向外側に突出したフランジ状の第２弁部（４０５ｄ）を有し、第１弁部（４０５ｂ）は、バイパス通路（４０６ａ）を開閉するものであり、第２弁部（４０６ｂ）は、吸引流通路（４０６ｂ）を開閉するものとしてもよい。
【００１６】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載のエジェクタを用いた冷凍サイクルのように、さらに、エジェクタ（４００）は、ノズル（４１０）の開口面積を可変するニードル弁（４１１）を備え、バルブ手段（４０５）は、ニードル弁（４１１）に連動して変位するようになっていてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係るエジェクタを用いた冷凍サイクルを二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ式の給湯器に適用したものであり、図１は本実施形態に係るエジェクタを用いた冷凍サイクルの模式図である。
【００２４】
１００は電動モータ等の駆動源（図示せず。）から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機であり、２００は圧縮機１００から吐出した高温・高圧冷媒と給湯水とを熱交換して給湯水を加熱するとともに、冷媒を冷却する水冷媒熱交換器（以下、放熱器と呼ぶ。）である。
【００２５】
３００は室外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外気から熱を奪う蒸発器であり、４００は放熱器２００から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器３００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１００の吸入圧を上昇させるエジェクタである。なお、エジェクタ４００の詳細構造は後述する。
【００２６】
因みに、図１には蒸発器３００としてサーペンタイン状のものが描かれているが、これは熱交換器を模式的に描いたもので、蒸発器３００はサーペンタイン式の熱交換器に限定されるものではなく、多数本のチューブとタンクとからなる、いわゆるマルチフロー型の熱交換器であってもよい。
【００２７】
また、５００はエジェクタ４００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器であり、分離された気相冷媒は圧縮機１００に吸引され、分離された液相冷媒は蒸発器３００側に吸引される。
【００２８】
因みに、気液分離器５００と蒸発器３００とを結ぶ冷媒通路は蒸発器３００に吸引される冷媒を減圧して蒸発器３００内の圧力（蒸発圧力）を確実に低下させるために、キャピラリチューブや固定絞りのごとく、冷媒が流通することにより所定の圧力損失が発生するように設定されている。
【００２９】
なお、圧縮機１００の摺動部分の潤滑及びシール性を確保するために、冷媒に潤滑油（冷凍機）を混合しているが、本実施形態で使用している潤滑油（ＰＡＧ）は、気液分離器５００内においては、冷媒と分離した状態となり、気液分離器５００の最下層に溜まるので、Ｕ字状の気相冷媒排出管５１０の最下部に設けられたオイル戻し穴５１１から潤滑油（を多く含む液相冷媒）を吸引して気相冷媒と共に圧縮機１００に供給している。
【００３０】
次に、エジェクタ４００について述べる。
【００３１】
図２は本実施形態に係るエジェクタ４００の断面図であり、図２中、４１０は放熱器２００から流出した高圧冷媒の圧力エネルギー（圧力ヘッド）を速度エネルギー（速度ヘッド）に変換して冷媒を減圧膨張させるノズルであり、本実施形態では、通路途中に通路面積が最も縮小した喉部４１０ａを有する末広ノズル（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  Ｎｏｚｚｌｅ、ｄｅ  Ｌａｖａｌ  Ｎｏｚｚｌｅ）を採用している。
【００３２】
また、４１１は、軸方向に変位することによりノズル４１０の開口面積を可変制御するニードル弁であり、このニードル弁４１１の軸方向端部のうち、ノズル４１０側はノズル４１０側に向かうほど断面積が縮小するように円錐テーパ状に形成され、反対側は電気式のアクチュエータ４１２に固定されている。
【００３３】
なお、本実施形態では、アクチュエータ４１２としてステッピングモータを採用しており、ニードル弁４１１はアクチュエータ（ステッピングモータ）４１２のマグネットロータ４１２ａとネジ結合している。このため、マグネットロータ４１２ａが回転すると、ニードル弁４１１は、ロータ４１２ａの回転角とネジのリードとの積に比例した量だけ軸方向に変位する。因みに、４１２ｂは磁界を発生させる励磁コイルである。
【００３４】
また、４２０はノズル４１０から噴射する高い速度の冷媒流（ジェット流）により蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒を吸引する混合部４２０であり、４３０は及びノズル４１０から噴射する冷媒と蒸発器３００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４３０である。
【００３５】
因みに、ディフューザ４３０及び混合部４２０は、ノズル４１０を収納するハウジング４０１により形成されており、ノズル４１０はハウジング４０１に圧入により固定されている。因みに、ノズル４１０及びハウジング４０１はステンレス製である。
【００３６】
なお、混合部４２０においては、図３に示すように、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４２０においても冷媒の圧力が（静圧）が上昇する。一方、ディフューザ４３０においては、前述のごとく、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ー（動圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換するので、エジェクタ４００においては、混合部４２０及びディフューザ４３０の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、混合部４２０とディフューザ４３０とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００３７】
つまり、理想的なエジェクタ４００においては、混合部４２０で駆動流の運動量と吸引流冷媒の運動量との和が保存されるように冷媒圧力が増大し、ディフューザ４３０でエネルギーが保存されるように冷媒圧力が増大することがのぞましい。そこで、本実施形態では、放熱器２００にて必要とされる熱負荷に応じてニードル弁４１１を変位させてノズル４１０の開口面積を可変制御している。
【００３８】
なお、図３において、ガス速度はノズル４１０から噴射する冷媒の速度を１としたときの大きさであり、軸方向寸法はノズル４１０の冷媒出口を基準とした寸法であり、半径寸法はエジェクタ４００を回転対称体としてその中心線からの寸法を表している。
【００３９】
また、ハウジング４０１には、図２に示すように、放熱器２００側に接続される第１接続ポート４０２、蒸発器（３００）側に接続される第２接続ポート４０３、及び気液分離器５００側に接続される第３接続ポート４０４が設けられており、これらポート４０２〜４０４相互間の連通状態はバルブ４０５にて制御される。
【００４０】
ここで、バルブ４０５は、中央部にニードル弁４１１が貫通するとともに、冷媒通路を兼ねる連通孔４０５ａが形成された円盤状の第１弁部４０５ｂ、第１弁部４０５ｂからニードル弁４１１と同軸上に延びる円筒部４０５ｃ、及びこの円筒部４０５ｃの先端部にて全周に渡って径方向外側に突出したフランジ状の第２弁部４０５ｄ等からなるもので、これらは金属（本実施形態では、ステンレス）にて一体成形されている。
【００４１】
このとき、第１弁部４０５ｂは、第１接続ポート４０２から流入した冷媒をノズル４１０を迂回させて第２接続ポート４０３に流すバイパス通路４０６ａを開閉するものであり、第２弁部４０５ｄは、第２接続ポート４０２から流入した冷媒を混合部４２０に流すための吸引流通路４０６ｂを開閉するものである。
【００４２】
そして、両弁部４０５ｂ、４０５ｄは、バイパス通路４０６ａを閉じるときは吸引流通路４０６ｂを開き、一方、バイパス通路４０６ａを開くときは吸引流通路４０６ｂを閉じるように設定されている。
【００４３】
また、ニードル弁４１１のうち少なくとも連通孔４０５ａを貫通する部分に円錐テーパ側の直径が連通孔４０５ａの直径より大きくなるような段付き部４１１ａを設けることにより、図４（ｂ）に示すように、ニードル弁４１１が所定量以上変位したときに、段付き部４１１ａに第１弁部４０５ｂが係止されてバルブ４０５とニードル弁４１１とが機械的に連動して変位するようにしている。
【００４４】
次に、ヒートポンプ式の給湯器（エジェクタを用いた冷凍サイクル）の概略作動を述べる。
【００４５】
１．温水を生成する場合（通常運転時）
エジェクタ４００内のバルブ４０５を作動させて、図４（ａ）に示すように、バイパス通路４０６ａを閉じ、かつ、吸引流通路４０６ｂを開く。
【００４６】
これにより、圧縮機１００が起動すると、図５に示すように、気液分離器５００から気相冷媒が圧縮機１００に吸入され、圧縮された冷媒が放熱器２００に吐出される。そして、放熱器２００にて給湯水を加熱した冷媒は、エジェクタ４００のノズル４１０にて減圧膨張して蒸発器３００内の冷媒を吸引する。
【００４７】
次に、蒸発器３００から吸引された冷媒とノズル４１０から吹き出す冷媒とは、混合部４２０にて混合しながらディフューザ４３０にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５００に戻る。
【００４８】
一方、エジェクタ４００にて蒸発器３００内の冷媒が吸引されるため、蒸発器３００には気液分離器５００から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は、蒸発器３００内を、巨視的に見て、上方側から下方側に向けて流通しながら室外空気から吸熱して蒸発する。
【００４９】
なお、通常運転時においては、第１弁部４０５ｂを挟んで第１接続ポート４０２側の圧力が第２接続ポート４０３側の圧力より高いので、バルブ４０５はこの圧力差によりバイパス通路４０６ａを閉じ、かつ、吸引流通路４０６ｂを開く。
【００５０】
そこで、通常運転時においては、ニードル弁４１１の段付き部４１１ａが第１弁部４０５ｂと干渉しない範囲（以下、この範囲を通常制御範囲と呼ぶ。）で、放熱器（水冷媒熱交換器）２００の熱負荷（駆動流の流量）に応じてニードル弁４１１を作動（ノズル４１０の開口面積）を制御する。
【００５１】
因みに、図６は本実施形態に係るエジェクタを用いた冷凍サイクルの作動を示すｐ−ｈ線図であり、図６に示す番号は図５に示す番号の位置における冷媒の状態を示すものである。
【００５２】
２．蒸発器３００に付着した霜を取り除く場合（除霜運転時）
除霜運転時には、通常制御範囲を超えるまでノズル４１０の開口面積が大きくなるようにニードル弁４１１を変位させて、図４（ｂ）に示すように、バイパス通路４０６ａを開き、かつ、吸引流通路４０６ｂを閉じるとともに、放熱器（水冷媒熱交換器）２００に給湯水を供給するポンプ（図示せず。）を停止して放熱器２００における冷媒と給湯水との熱交換を実質的に停止させる。
【００５３】
これにより、圧縮機１００から吐出した高温の冷媒（ホットガス）は、図７に示すように、エジェクタ４００内のバイパス通路４０６ａを流通して蒸発器３００内に流入し、その流入した冷媒は、通常運転時とは逆に蒸発器３００内を、巨視的に見て、下方側から上方側に向けて流通しながら蒸発器３００に付着した霜を除霜する。
【００５４】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００５５】
本実施形態によれば、除霜運転を実施する際には、エジェクタ４００内に設けられたバイパス通路４０６ａを用いて圧縮機１００から吐出した高温の冷媒（ホットガス）を蒸発器３００に供給するので、別途、バイパス通路４０６ａ用の配管を設ける場合に比べて給湯器（エジェクタを用いた冷凍サイクル）の構成を簡素化することができる。
【００５６】
さらに、バイパス通路４０６ａを開閉するバルブ４０５とノズル４１０の開口面積を可変制御するニードル弁４１１とが、同一のアクチュエータ（ステッピングモータ）４１２にて駆動されているので、エジェクタ４００（エジェクタを用いた冷凍サイクル）を構成する部品の点数を低減することができ、エジェクタ４００（エジェクタを用いた冷凍サイクル）の製造原価低減を図ることができる。
【００５７】
ところで、圧縮機１００の摺動部分の潤滑及びシール性を確保するために、一般的に、冷凍サイクル（エジェクタを用いた冷凍サイクル及び膨張弁サイクル等）では、冷媒に潤滑油（冷凍機）を混合しているが、エジェクタを用いた冷凍サイクルでは、駆動流が圧縮機１００を流れるものの、吸引流は圧縮機１００を流れないので、吸引流と共に蒸発器３００に流入した潤滑油が蒸発器３００内に滞留し、圧縮機１００に戻ってくる潤滑油が不足するおそれが高い。
【００５８】
これに対しては、蒸発器３００内に滞留する潤滑油量を考量して、潤滑油を多めに冷媒中に混合するといった手段が考えられるが、冷媒中の潤滑油量が増大すると、放熱器２００及び蒸発器３００における冷媒の熱交換効率が低下してしまう。
【００５９】
そこで、本実施形態では、通常運転時においては、上方側から下方側に向けて冷媒を蒸発器３００内で流通させることにより、冷媒流れと重力とを利用して蒸発器３００内に滞留した潤滑油を蒸発器３００から排出させるようにしている。
【００６０】
このため、本実施形態では、潤滑油を多めに冷媒中に混合する（放熱器２００及び蒸発器３００における冷媒の熱交換効率が低下する）ことなく、圧縮機１００に戻ってくる潤滑油が不足することを防止できる。
【００６１】
また仮に、除霜運転時においても通常運転時と同様に、上方側から下方側に向けて冷媒を蒸発器３００内で流通させると、冷媒温度は下方側に向かうほど低下していくので、冷媒温度が高い上方側で解けた霜（融解水）が重力により下方側に流れていき、冷媒温度の低い下方側で再び凝固して（凍って）しまうおそれがある。
【００６２】
これに対して、本実施形態では、除霜運転時においては、通常運転時とは逆に下方側から上方側に向けて冷媒を蒸発器３００内で流通させるので、解けた霜（融解水）が冷媒温度が高い下方側に流れていくこととなる。したがって、融解水が再び凝固して（凍って）しまうことを防止できるので、効率良く（短時間で）除霜運転を完了させることができる。
【００６３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、給湯器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、冷蔵庫、冷凍庫及び空調装置等のその他のエジェクタを用いた冷凍サイクルを用いた熱機関にも適用することができる。
【００６４】
また、上述の実施形態では、冷媒を二酸化炭素として高圧側冷媒圧力（圧縮機の吐出圧）が冷媒の臨界圧力以上となるエジェクタを用いた冷凍サイクルであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロンを冷媒とするエジェクタを用いた冷凍サイクルのごとく、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力未満となるエジェクタを用いた冷凍サイクルであってもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、アクチュエータ４１２としてステッピングモータを採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばリニアモータ等のその他のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係るエジェクタを用いた冷凍サイクル（給湯器）の模式図である。
【図２】  本発明の実施形態に係るエジェクタの模式図である。
【図３】  ノズルの冷媒出口からディフューザの冷媒出口までにおける、エジェクタの冷媒通路断面の中央部を基準とした半径方向の位置と冷媒流速との関係を示す三次元特性図である。
【図４】  本発明の実施形態に係るエジェクタの作動を示す模式図である。
【図５】  本発明の実施形態に係るエジェクタを用いた冷凍サイクル（給湯器）の通常運転時における冷媒流れを示す説明図である。
【図６】  本発明の実施形態に係るエジェクタを用いた冷凍サイクル（給湯器）の通常運転時におけるｐ−ｈ線図である。
【図７】  本発明の実施形態に係るエジェクタを用いた冷凍サイクル（給湯器）の除霜運転時における冷媒流れを示す説明図である。
【符号の説明】
４００…エジェクタ、４０１…ハウジング、４０２…第１接続ポート、
４０３…第２接続ポート、４０４…第３接続ポート、４０５…バルブ、
４０６ａ…バイパス通路、４０６ｂ…吸引流通路、４１０…ノズル、
４１１…ニードル弁、４１２…アクチュエータ（ステッピングモータ）、
４２０…混合部、４３０…ディフューザ。
【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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