WO2018198609A1 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

放熱器（１２）から流出した冷媒とエジェクタ（２０）のノズル部（２０ａへ）流入する冷媒とを熱交換させるノズル側内部熱交換器（１３）、および放熱器（１２）から流出した冷媒とエジェクタ（２０）の冷媒吸引口（２０ｃ）へ吸引される冷媒とを熱交換させる吸引側内部熱交換器（１７）によって、エジェクタ（２０）のノズル部（２０ａ）へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタル上昇部を構成する。これにより、ノズル部（２０ａ）から噴射される噴射冷媒を、過熱度を有する気相冷媒とし、回収エネルギ量を増加させることによって、エジェクタ式冷凍サイクル（１０）の成績係数を充分に向上させる。

Description

エジェクタ式冷凍サイクル 関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１７年４月２４日に出願された日本特許出願２０１７－０８５４５７号を基にしている。

　本開示は、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。

　従来、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。この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部の昇圧作用によって、圧縮機へ吸入される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、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

　例えば、特許文献１には、２つの蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。より具体的には、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルは、冷媒蒸発圧力が高い側の第１蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させ、冷媒蒸発圧力の低い側の第２蒸発器から流出した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口から吸引させるサイクル構成になっている。

　さらに、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルは、ノズル部の入口側に液相冷媒を貯える貯液機構を備えており、ノズル部へ気液二相冷媒を流入させている。これにより、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、ノズル部における冷媒の凝縮遅れを抑制して、ディフューザ部における昇圧能力が不安定になってしまうことを抑制している。

特開２０１５－１３６５号公報

　本願の発明者らの検討によると、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部へ流入させる冷媒を気液二相冷媒としているので、さらなるＣＯＰの向上を狙うことが難しい。その理由は、ノズル部へ流入する冷媒が気液二相冷媒になっていると、エジェクタの回収エネルギを増加させにくいからである。

　より詳細には、一般的なエジェクタでは、噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口から冷媒を吸引することで、ノズル部にて冷媒が減圧される際の速度エネルギの損失を回収している。そして、回収されたエネルギ（以下、回収エネルギという。）をディフューザ部にて圧力エネルギに変換することによって、冷媒を昇圧させている。従って、さらなるＣＯＰの向上を図るためには、回収エネルギ量を増加させることが有効である。

　ここで、回収エネルギは、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すことができる。さらに、モリエル線図上の等エントロピ線の傾きは、冷媒のエンタルピが高くなるに伴って小さくなる。

　従って、ノズル部における減圧量を一定とすれば、ノズル部へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させることで、回収エネルギ量を増加させることができる。

　しかしながら、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルのように、ノズル部へ流入する冷媒を気液二相冷媒とするサイクルでは、ノズル部へ流入する冷媒のエンタルピの上限値が決まってしまうので、回収エネルギ量の上限値も決まってしまう。このため、特許文献１のエジェクタ式冷凍サイクルでは、さらなるＣＯＰの向上を狙うことが難しい。

　本開示は、上記点に鑑み、蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させるエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数を充分に向上させることを目的とする。

　本開示の一つの特徴例によるエジェクタ式冷凍サイクルは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器と、放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１減圧部と、第１減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第１蒸発器と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧部と、第２減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器と、第１蒸発器から流出した冷媒を減圧させるノズル部から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって第２蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧部にて昇圧させるエジェクタと、を備える。エジェクタ式冷凍サイクルでは、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように構成されている。

　これによれば、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となっているので、ノズル部へ流入する冷媒も比較的エンタルピの高い気相冷媒となる。従って、回収エネルギ量を増加させることができ、エジェクタ式冷凍サイクルの成績係数を充分に向上させることができる。

　さらに、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、ノズル部へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部を備えていることが望ましい。これによれば、エンタルピ上昇部によって、噴射冷媒を、過熱度を有する気相冷媒とすることができるので、エジェクタ式冷凍サイクルのＣＯＰを、確実に、かつ、充分に向上させることができる。

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。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させた際の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 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。 第３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。 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。 他の実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルにおける内部熱交換器の熱交換態様を説明するための説明図である。

　（第１実施形態）
　図１～図３を用いて、第１実施形態について説明する。本実施形態では、図１の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル１０を、冷蔵車両に搭載される車両用冷凍サイクル装置に適用している。

　この車両用冷凍サイクル装置は、冷蔵車両において、車室内へ送風される室内用送風空気を冷却する機能、および車両の荷台に配置された冷蔵庫内へ送風される庫内用送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０の温度調整対象流体は、室内用送風空気および庫内用送風空気である。

　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、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。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。

　圧縮機１１は、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入し、高圧冷媒となるまで圧縮して吐出するものである。より具体的には、本実施形態の圧縮機１１は、１つのハウジング内に固定容量型の圧縮機構、および圧縮機構を駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。

　このような圧縮機構としては、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できる。また、電動モータは、後述する制御装置４０から出力される制御信号によって回転数が制御されるものであり、交流モータ、直流モータのいずれの形式のものが採用されていてもよい。

　圧縮機１１の吐出口には、放熱器１２の冷媒入口側が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と冷却ファン１２ａにより送風される車室外空気（すなわち、外気）とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン１２ａは、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、送風空気量）が制御される電動式送風機である。

　放熱器１２の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａの入口側が接続されている。ノズル側内部熱交換器１３は、高圧側冷媒通路１３ａを流通する高圧冷媒と低圧側冷媒通路１３ｂを流通する低圧冷媒とを熱交換させる熱交換器である。

　このようなノズル側内部熱交換器１３としては、高圧側冷媒通路１３ａを形成する外側管の内側に、低圧側冷媒通路１３ｂを形成する内側管を配置した二重管方式の熱交換器構造のものを採用することができる。

　なお、図１では、説明の明確化のために、ノズル側内部熱交換器１３の具体的構成については図示しておらず、エジェクタ式冷凍サイクル１０の各構成機器に対する高圧側冷媒通路１３ａおよび低圧側冷媒通路１３ｂの接続関係を模式的に示している。そして、対応する熱交換対象冷媒が流通する冷媒通路同士を破線矢印で指示している。このことは、後述する吸引側内部熱交換器１７についても同様である。

　ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａの出口には、三方継手１４ａの流入口側が接続されている。三方継手１４ａは、放熱器１２から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部である。

　三方継手１４ａは、３つの流入出口を有し、３つの流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口としたものである。三方継手１４ａは、複数の配管を接合して形成されたものであってもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成されたものであってもよい。

　三方継手１４ａの一方の冷媒流出口には、第１減圧部としての第１膨張弁１５の入口側が接続されている。第１膨張弁１５は、絞り開度を変化させる弁体、および弁体を変位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）を有する電気式の可変絞り機構である。第１膨張弁１５は、制御装置４０から出力される制御信号（具体的には、制御パルス）によって、その作動（すなわち、絞り開度）が制御される。

　第１膨張弁１５の出口側には、第１蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。第１蒸発器１６は、第１膨張弁１５にて減圧された低圧冷媒と第１送風機１６ａから車室内へ送風される室内用送風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。第１送風機１６ａは、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、送風空気量）が制御される室内用の電動送風機である。

　第１蒸発器１６の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂの入口側が接続されている。さらに、低圧側冷媒通路１３ｂの出口には、後述するエジェクタ２０のノズル部２０ａの入口側が接続されている。

　従って、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａを流通する高圧冷媒は、放熱器１２から流出した冷媒であって三方継手１４ａの上流側の冷媒である。また、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂを流通する低圧冷媒は、第１蒸発器１６から流出した冷媒であってエジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒である。

　つまり、ノズル側内部熱交換器１３は、放熱器１２から流出した冷媒とノズル部２０ａへ流入する冷媒とを熱交換させる。さらに、ノズル側内部熱交換器１３は、ノズル部２０ａへ流入する冷媒を加熱することによって、ノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部である。

　三方継手１４ａの他方の冷媒流出口には、吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａの入口側が接続されている。吸引側内部熱交換器１７は、高圧側冷媒通路１７ａを流通する高圧冷媒と低圧側冷媒通路１７ｂを流通する低圧冷媒とを熱交換させる熱交換器である。吸引側内部熱交換器１７の基本的構成は、ノズル側内部熱交換器１３と同様である。

　吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａの出口には、第２減圧部としての第２膨張弁１８の入口側が接続されている。第２膨張弁１８の基本的構成は、第１膨張弁１５と同様である。従って、第２膨張弁１８は、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。

　第２膨張弁１８の出口側には、第２蒸発器１９の冷媒入口側が接続されている。第２蒸発器１９は、第２膨張弁１８にて減圧された低圧冷媒と第２送風機１９ａから冷蔵庫内へ循環送風される庫内用送風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。第２送風機１９ａは、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、送風空気量）が制御される庫内用の電動送風機である。

　第２蒸発器１９の冷媒出口には、吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂの入口側が接続されている。さらに、低圧側冷媒通路１７ｂの出口には、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃ側が接続されている。

　従って、吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａを流通する高圧冷媒は、放熱器１２から流出した冷媒であって三方継手１４ａにて分岐された他方の冷媒である。また、吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂを流通する低圧冷媒は、第２蒸発器１９から流出した冷媒であってエジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃへ吸引される冷媒である。

　つまり、吸引側内部熱交換器１７は、放熱器１２から流出した冷媒と冷媒吸引口２０ｃへ吸引される冷媒とを熱交換させる。さらに、吸引側内部熱交換器１７は、冷媒吸引口２０ｃへ吸引される冷媒を加熱することによって、ノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピが上昇するようにサイクルをバランスさせるエンタルピ上昇部である。

　次に、エジェクタ２０は、第１蒸発器１６から流出した冷媒を減圧させる冷媒減圧装置としての機能を果たす。さらに、エジェクタ２０は、ノズル部２０ａの冷媒噴射口から噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、外部から冷媒を吸引して循環させる冷媒循環装置としての機能を果たす。

　これに加えて、エジェクタ２０は、ノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口２０ｃから吸引された吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換し、混合冷媒を昇圧させるエネルギ変換装置としての機能を果たす。

　より具体的には、エジェクタ２０は、ノズル部２０ａ、およびボデー部２０ｂを有している。ノズル部２０ａは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る略円筒状の金属（本実施形態では、ステンレス合金）等で形成されている。ノズル部２０ａは、内部に形成された冷媒通路にて冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。

　ノズル部２０ａの内部に形成された冷媒通路には、通路断面積を最も縮小させる喉部、および喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かうに伴って通路断面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、本実施形態のノズル部２０ａは、ラバールノズルとして構成されている。

　さらに、本実施形態では、ノズル部２０ａとして、サイクルの通常運転時に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。もちろん、ノズル部２０ａを先細ノズルで構成してもよい。

　ボデー部２０ｂは、略円筒状の金属（本実施形態では、アルミニウム）で形成されている。ボデー部２０ｂは、内部にノズル部２０ａを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ２０の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部２０ａは、ボデー部２０ｂの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入にて固定されている。ボデー部２０ｂは、樹脂にて形成されていてもよい。

　ボデー部２０ｂの外周面のうち、ノズル部２０ａの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル部２０ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口２０ｃが形成されている。冷媒吸引口２０ｃは、ノズル部２０ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、第２蒸発器１９出口側の冷媒をエジェクタ２０の内部へ吸引する貫通穴である。

　ボデー部２０ｂの内部には、冷媒吸引口２０ｃから吸引された吸引冷媒をノズル部２０ａの冷媒噴射口側へ導く吸引通路２０ｅ、および吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部としてのディフューザ部２０ｄが形成されている。

　吸引通路２０ｅは、ノズル部２０ａの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部２０ｂの内周側との間の空間に形成されており、吸引通路２０ｅの冷媒通路面積は、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。これにより、吸引通路２０ｅを流通する吸引冷媒の流速を徐々に増加させて、ディフューザ部２０ｄにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失（すなわち、混合損失）を減少させている。

　ディフューザ部２０ｄは、吸引通路２０ｅの出口に連続するように配置された円錐台状の冷媒通路である。ディフューザ部２０ｄでは、通路断面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する。ディフューザ部２０ｄは、このような通路形状によって、混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換する。

　より具体的には、本実施形態のディフューザ部２０ｄを形成するボデー部２０ｂの内周壁面の断面形状は、複数の曲線を組み合わせて形成されている。そして、ディフューザ部２０ｄの冷媒通路断面積の広がり度合が冷媒流れ方向に向かって徐々に大きくなった後に再び小さくなっていることで、冷媒を等エントロピ的に昇圧させることができる。ディフューザ部２０ｄの出口には、圧縮機１１の吸入側が接続されている。

　次に、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４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、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内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器１１、１２ａ、１５、１６ａ、１８、１９ａ等の作動を制御する。

　制御装置４０の入力側には、図２のブロック図に示すように、内気温センサ４１、外気温センサ４２、日射センサ４３、吐出温度センサ４４、吐出圧力センサ４５、第１蒸発器温度センサ４６ａ、第２蒸発器温度センサ４６ｂ、庫内温度センサ４７、ノズル部温度センサ４８ａ、ノズル部圧力センサ４８ｂ等のセンサ群が接続されている。そして、制御装置４０には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。

　内気温センサ４１は、車室内温度（すなわち、内気温）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ４２は、車室外温度（すなわち、外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサ４３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。

　吐出温度センサ４４は、圧縮機１１から吐出された冷媒の吐出温度Ｔｄを検出する吐出温度検出部である。吐出圧力センサ４５は、圧縮機１１から吐出された冷媒の吐出圧力Ｐｄを検出する吐出圧力検出部である。

　第１蒸発器温度センサ４６ａは、第１蒸発器１６における冷媒蒸発温度（すなわち、第１蒸発器温度）Ｔｅ１を検出する第１蒸発器温度検出部である。第２蒸発器温度センサ４６ｂは、第２蒸発器１９における冷媒蒸発温度（すなわち、第２蒸発器温度）Ｔｅ２を検出する第２蒸発器温度検出部である。庫内温度センサ４７は、冷凍庫内の温度を検出する庫内温度検出部である。

　ノズル部温度センサ４８ａは、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂから流出して、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒の入口側温度Ｔｎｏｚを検出するノズル部２０ａの入口側温度検出部である。ノズル部圧力センサ４８ｂは、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂから流出して、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒の入口側圧力Ｐｎｏｚを検出するノズル部２０ａの入口側圧力検出部である。

　さらに、制御装置４０の入力側には、図２に示すように、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル５０が接続され、この操作パネル５０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４０へ入力される。

　操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチとしては、庫内冷却および車室内空調を行うことを要求するための車両用冷凍サイクル装置の作動スイッチ、車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ、室内用送風空気を送風する第１送風機１６ａの風量設定スイッチ等が設けられている。

　なお、本実施形態の制御装置４０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４０のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成（すなわち、ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御対象機器の制御手段を構成している。

　例えば、本実施形態では、圧縮機１１の作動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、第１膨張弁１５および第２膨張弁１８の作動を制御する構成が減圧制御部４０ｂを構成している。

　次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。まず、ユーザによって操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、制御装置４０は予め記憶した制御プログラムを実行する。

　この制御プログラムでは、内気温センサ４１によって検出された内気温Ｔｒ、外気温センサ４２によって検出され外気温Ｔａｍ、日射センサ４３によって検出された日射量Ａｓ、および操作パネル５０の温度設定スイッチによって設定された設定温度Ｔｓｅｔに基づいて、車室内送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを決定する。

　そして、決定された目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群によって検出された検出信号、操作パネル５０から操作信号に基づいて、制御対象機器の制御状態を決定する。さらに、制御装置４０は、決定された制御状態が得られるように、圧縮機１１の電動モータ、冷却ファン１２ａ、第１膨張弁１５、第１送風機１６ａ、第２膨張弁１８、第２送風機１９ａ等の作動を制御する。

　これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、図１の太線矢印に示すように冷媒が流れ、図３のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。まず、制御装置４０が圧縮機１１を作動させることによって、圧縮機１１が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒（図３のａ３点）は、放熱器１２へ流入する。

　放熱器１２へ流入した冷媒は、冷却ファン１２ａから送風された送風空気（外気）と熱交換し、放熱して凝縮する（図３のａ３点→ｂ３点）。放熱器１２から流出した冷媒は、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａへ流入して、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂを流通する低圧冷媒と熱交換してエンタルピを低下させる（図３のｂ３点→ｃ３点）。

　ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａから流出した冷媒の流れは三方継手１４ａにて分岐される。三方継手１４ａにて分岐された一方の冷媒は、第１膨張弁１５へ流入して等エンタルピ的に減圧される（図３のｃ３点→ｄ３点）。

　この際、制御装置４０は、ノズル部温度センサ４８ａによって検出された入口側温度Ｔｎｏｚ、およびノズル部圧力センサ４８ｂによって検出された入口側圧力Ｐｎｏｚに基づいて算出されるノズル部２０ａへ流入する冷媒（図３のｆ３点）の過熱度ＳＨｎｏｚが、基準過熱度ＫＳＨｎｏｚとなるように、第１膨張弁１５の作動を制御する。

　基準過熱度ＫＳＨｎｏｚは、吐出圧力センサ４５によって検出された吐出圧力Ｐｄ等に基づいて、予め制御装置４０に記憶されている制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、ノズル部２０ａから噴射された直後の噴射冷媒（図３のｋ３点）が、過熱度を有する気相冷媒となるように、基準過熱度ＫＳＨｎｏｚ決定する。

　第１膨張弁１５にて減圧された冷媒は、第１蒸発器１６へ流入して、第１送風機１６ａにより送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する（図３のｄ３点→ｅ３点）。これにより、室内用送風空気が冷却される。

　第１蒸発器１６から流出した冷媒は、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ流入して、高圧側冷媒通路１３ａを流通する高圧冷媒と熱交換してエンタルピを上昇させる（図３のｅ３点→ｆ３点）。これにより、低圧側冷媒通路１３ｂから流出した冷媒（図３のｆ３点）の過熱度ＳＨｎｏｚが基準過熱度ＫＳＨｎｏｚとなる。

　低圧側冷媒通路１３ｂから流出した冷媒は、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する。ノズル部２０ａへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧されて噴射される（図３のｆ３点→ｋ３点）。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂから流出した冷媒（図３のｊ３点）が、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃから吸引される。

　冷媒吸引口２０ｃから吸引された冷媒は、エジェクタ２０の内部に形成された吸引通路２０ｅを流通する際に、等エントロピ的に減圧されて僅かに圧力を低下させる（図３のｊ３点→ｍ３点）。ノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口２０ｃから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄへ流入する（図３のｋ３点→ｎ３点、ｍ３点→ｎ３点）。

　ディフューザ部２０ｄでは、冷媒通路面積の拡大により、冷媒の速度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との混合冷媒の圧力が上昇する（図３のｎ３点→ｏ３点）。ディフューザ部２０ｄ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３のｏ３点→ａ３点）。

　一方、三方継手１４ａにて分岐された他方の冷媒は、吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａへ流入して、吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂを流通する低圧冷媒と熱交換してエンタルピを低下させる（図３のｃ３点→ｇ３点）。

　吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａから流出した冷媒は、第２膨張弁１８へ流入して等エンタルピ的に減圧される（図３のｇ３点→ｈ３点）。この際、制御装置４０は、第２蒸発器１９における冷媒蒸発温度が冷蔵庫用の基準温度（本実施形態では、５℃）となるように、第２膨張弁１８の作動を制御する。

　このため、第２膨張弁１８で減圧された冷媒の圧力は、第１膨張弁１５で減圧された冷媒の圧力よりも低くなる。図３では、ｈ３点の圧力がｄ３点の圧力よりも高くなる。より具体的には、制御装置４０では、吐出圧力センサ４５によって検出された吐出圧力Ｐｄ等に基づいて、予め制御装置４０に記憶されている制御マップを参照して、第２膨張弁１８の絞り開度を決定している。

　第２膨張弁１８にて減圧された冷媒は、第２蒸発器１９へ流入して、第２送風機１９ａによって循環送風された庫内用送風空気から吸熱して蒸発する（図３のｈ３点→ｉ３点）。これにより、庫内用送風空気が冷却される。

　第２蒸発器１９から流出した冷媒は、吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂへ流入して、高圧側冷媒通路１７ａを流通する高圧冷媒と熱交換してエンタルピを上昇させる（図３のｉ３点→ｊ３点）。これにより、低圧側冷媒通路１７ｂから流出した冷媒が過熱度を有する気相冷媒となる。低圧側冷媒通路１７ｂから流出した冷媒は、前述の如く、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃから吸引される。

　本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、以上の如く作動して、車室内へ送風される室内用送風空気、および冷蔵庫内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。この際、第１蒸発器１６の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）と第２蒸発器１９の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）が異なる値とすることができるので、車室内および冷蔵庫内を異なる温度帯で冷却することができる。

　さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、エジェクタ２０のディフューザ部２０ｄにて昇圧された冷媒（図３のｏ３点）を圧縮機１１に吸入させるので、圧縮機１１の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

　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、エジェクタ２０のノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒（図３のｋ３点）が過熱度を有する気相冷媒となっているので、ノズル部２０ａへ流入する冷媒（図３のｆ３点）も比較的エンタルピの高い気相冷媒となる。

　従って、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ２０にて回収される回収エネルギ量を増加させることができる。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、サイクルのＣＯＰを充分に向上させることができる。

　また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、ノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部であるノズル側内部熱交換器１３および吸引側内部熱交換器１７を備えている。これによれば、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰを、確実に、かつ、充分に向上させることができる。

　より具体的には、エンタルピ上昇部として、放熱器１２から流出した冷媒とノズル部２０ａへ流入する冷媒とを熱交換させるノズル側内部熱交換器１３を備えている。これによれば、ノズル部２０ａへ流入する冷媒を高圧冷媒で直接的に加熱して、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができる。

　さらに、ノズル側内部熱交換器１３にて、第１蒸発器１６へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。従って、第１蒸発器１６出口側冷媒のエンタルピから第１蒸発器１６入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差を拡大させて、第１蒸発器１６にて発揮される冷凍能力を増大させることができる。

　また、エンタルピ上昇部として、放熱器１２から流出した冷媒と冷媒吸引口２０ｃへ吸引される冷媒とを熱交換させて、冷媒吸引口２０ｃへ吸引される冷媒を加熱する吸引側内部熱交換器１７を備えている。これによれば、ノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピが上昇するようにサイクルをバランスさせやすい。

　さらに、吸引側内部熱交換器１７にて、第２蒸発器１９へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。従って、第２蒸発器１９出口側冷媒のエンタルピから第２蒸発器１９入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差を拡大させて、第２蒸発器１９にて発揮される冷凍能力を増大させることができる。

　その結果、エジェクタ式冷凍サイクル１０のＣＯＰを、確実に、かつ、充分に向上させることができる。

　また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａを流通する高圧冷媒が、放熱器１２から流出した冷媒であって三方継手１４ａの上流側の冷媒となっている。さらに、吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａを流通する高圧冷媒が、三方継手１４ａにて分岐された他方の冷媒となっている。

　これによれば、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａを流通する高圧冷媒の温度は、吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａを流通する高圧冷媒の温度よりも高くなる。従って、ノズル側内部熱交換器１３では、ノズル部２０ａへ流入する冷媒を効率的に加熱して、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができる。

　また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、制御装置４０の減圧制御部４０ｂが、ノズル部２０ａへ流入する冷媒の過熱度ＳＨｎｏｚが、基準過熱度ＫＳＨｎｏｚとなるように、第１膨張弁１５作動を制御している。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、ノズル部２０ａから噴射された噴射冷媒を確実に過熱度を有する気相冷媒とすることができ、より一層確実に、サイクルのＣＯＰを向上させることができる。

　（第２実施形態）
　本実施形態では、図４の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、高段側エジェクタ２１、気液分離器２２、および固定絞り２３を追加したエジェクタ式冷凍サイクル１０ａについて説明する。なお、図４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。

　より具体的には、高段側エジェクタ２１の基本的構成は、エジェクタ２０と同様である。従って、高段側エジェクタ２１は、高段側ノズル部２１ａ、および高段側ボデー部２１ｂを有している。さらに、高段側ボデー部２１ｂには、高段側冷媒吸引口２１ｃが形成されている。高段側ボデー部２１ｂの内部には、高段側昇圧部である高段側ディフューザ部２１ｄ、および高段側吸引通路２１ｅが形成されている。

　高段側ノズル部２１ａは、三方継手１４ａにて分岐された一方の冷媒であって第１膨張弁１５から流出した冷媒を、さらに減圧させて噴射するものである。高段側ディフューザ部２１ｄの出口側には、気液分離器２２の入口側が接続されている。

　気液分離器２２は、高段側ディフューザ部２１ｄから流出した冷媒の気液を分離する気液分離部である。気液分離器２２の気相冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂの入口側が接続されている。気液分離器２２の液相冷媒出口には、固定絞り２３を介して、第１蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。第１蒸発器１６の冷媒出口には、高段側エジェクタ２１の高段側冷媒吸引口２１ｃ側が接続されている。

　固定絞り２３は、液相冷媒出口から流出した液相冷媒を減圧させるものである。このような固定絞り２３としては、オリフィス、キャピラリチューブ、あるいはノズル等を採用することができる。つまり、本実施形態の高段側エジェクタ２１および固定絞り２３は、第１膨張弁１５とともに第１減圧部を構成している。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａの構成は、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１０ａを作動させると、第１膨張弁１５にて減圧された冷媒が、高段側エジェクタ２１の高段側ノズル部２１ａへ流入する。高段側ノズル部２１ａへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧されて噴射される。そして、この高段側噴射冷媒の吸引作用によって、第１蒸発器１６から流出した冷媒が、高段側エジェクタ２１の高段側冷媒吸引口２１ｃから吸引される。

　高段側噴射冷媒と高段側冷媒吸引口２１ｃから吸引された高段側吸引冷媒との混合冷媒は、高段側ディフューザ部２１ｄにて昇圧される。高段側ディフューザ部２１ｄから流出した冷媒は、気液分離器２２へ流入して気液分離される。

　気液分離器２２にて分離された液相冷媒は、固定絞り２３にて減圧されて第１蒸発器１６へ流入する。第１蒸発器１６へ流入した冷媒は、第１実施形態と同様に、第１送風機１６ａにより送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。一方、気液分離器２２にて分離された気相冷媒は、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ流入する。

　その他の作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａを作動させると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ２０にて回収される回収エネルギ量を増加させて、サイクルのＣＯＰを充分に向上させることができる。

　さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａでは、高段側エジェクタ２１を備えているので、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ流入する冷媒の圧力を第１蒸発器１６における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができる。従って、圧縮機１１の消費動力を低減させて、より一層、サイクルのＣＯＰを向上させることができる。

　また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ａでは、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ気液分離器２２にて分離された飽和気相冷媒を流入させている。従って、低圧側冷媒通路１３ｂへ気液二相冷媒を流入させる場合よりも、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒の過熱度ＳＨｎｏｚを、基準過熱度ＫＳＨｎｏｚに近づけやすい。

　（第３実施形態）
　本実施形態では、図５の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、高段側三方継手１４ｂ、第３蒸発器２４、および高段側エジェクタ２１が追加されたエジェクタ式冷凍サイクル１０ｂについて説明する。

　より具体的には、高段側三方継手１４ｂの基本的構成は、三方継手１４ａと同様である。高段側三方継手１４ｂは、第１膨張弁１５から流出した冷媒の流れを分岐する高段側分岐部である。高段側三方継手１４ｂの一方の冷媒流出口には、高段側エジェクタの２１の高段側ノズル部２１ａの入口側が接続されている。高段側エジェクタ２１の高段側ディフューザ部２１ｄの出口側には、第３蒸発器２４の冷媒入口側が接続されている。

　第３蒸発器２４の基本的構成は、第１蒸発器１６と同様である。第３蒸発器２４は、高段側ディフューザ部２１ｄから流出した冷媒と第３送風機２４ａから車室内へ送風される室内用送風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。第３蒸発器２４の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂの入口側が接続されている。

　高段側三方継手１４ｂの他方の冷媒流出口には、固定絞り２３を介して、第１蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。第１蒸発器１６の冷媒出口には、高段側エジェクタ２１の冷媒吸引口２１ｃ側が接続されている。つまり、本実施形態の固定絞り２３は、第１膨張弁１５とともに第１減圧部を構成している。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｂの構成は、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０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を作動させると、第１膨張弁１５にて減圧された冷媒の流れが高段側三方継手１４ｂにて分岐される。高段側三方継手１４ｂにて分岐された一方の冷媒は、高段側エジェクタ２１の高段側ノズル部２１ａへ流入する。これにより、第２実施形態と同様に、第１蒸発器１６から流出した冷媒が、高段側エジェクタ２１の高段側冷媒吸引口２１ｃから吸引される。

　高段側噴射冷媒と高段側冷媒吸引口２１ｃから吸引された高段側吸引冷媒との混合冷媒は、高段側ディフューザ部２１ｄにて昇圧される。高段側ディフューザ部２１ｄから流出した冷媒は、第３蒸発器２４へ流入する。

　第３蒸発器２４へ流入した冷媒は、第３送風機２４ａから送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。第３蒸発器２４から流出した冷媒は、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ流入する。

　高段側三方継手１４ｂにて分岐された一方の冷媒は、固定絞り２３を流通する際に減圧されて第１蒸発器１６へ流入する。第１蒸発器１６へ流入した冷媒は、第１実施形態と同様に、第１送風機１６ａにより送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。

　その他の作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｂを作動させると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ２０にて回収される回収エネルギ量を増加させて、サイクルのＣＯＰを充分に向上させることができる。

　さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｂでは、高段側エジェクタ２１を備えているので、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ流入する冷媒の圧力を第１蒸発器１６における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができる。従って、より一層、サイクルのＣＯＰを向上させることができる。

　また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｂでは、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂへ、第３蒸発器２４にて蒸発させた比較的乾き度の高い気液二相冷媒あるいは気相冷媒を流入させる。従って、第２実施形態と同様に、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒の過熱度ＳＨｎｏｚを、基準過熱度ＫＳＨｎｏｚに近づけやすい。

　また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｂでは、固定絞り２３にて減圧された冷媒を第１蒸発器１６へ流入させ、高段側エジェクタ２１の高段側ディフューザ部２１ｄにて昇圧させた冷媒を第３蒸発器２４へ流入させている。

　これによれば、第１蒸発器１６における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）が、第３蒸発器２４の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも低くなるので、第１蒸発器１６および第３蒸発器２４にて異なる温度帯で室内用送風空気を冷却することができる。

　（第４実施形態）
　本実施形態では、図６の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃを、車両用空調装置１に適用した例を説明する。エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃは、車両用空調装置において、空調対象空間である車室内へ送風される室内用送風空気（以下、本実施形態では、単に送風空気と記載する。）を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃの温度調整対象流体は、送風空気である。

　エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃは、車室内の空調を行うために、冷媒回路を切り替えることができる。具体的には、エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃは、送風空気を冷却して車室内の冷房を行うための冷房モードの冷媒回路、および送風空気を加熱して車室内の暖房を行うための暖房モードの冷媒回路を切り替えることができる。なお、図６では、冷房モード時の冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示し、暖房モード時の冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示している。

　本実施形態の放熱器１２は、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。さらに、本実施形態の放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と第１送風機１６ａから送風された送風空気とを熱交換させる。エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、冷却ファン１２ａは廃止されている。

　このため、本実施形態の放熱器１２は、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器としての機能を果たすだけでなく、送風空気を加熱する加熱用熱交換器としての機能を果たす。

　放熱器１２の出口には、三方継手１４ａの入口側が接続されている。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、第２～第４三方継手１４ｃ～１４ｅを備えている。第２～第４三方継手１４ｃ～１４ｅの基本的構成は、三方継手１４ａと同様である。そこで、以下の説明では、説明の明確化のため、三方継手１４ａを第１三方継手１４ａと記載する。

　第１三方継手１４ａの一方の冷媒流出口には、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａの入口側が接続されている。ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａの出口には、第１膨張弁１５を介して、第２三方継手１４ｃの一方の流入口側が接続されている。

　第１三方継手１４ａの他方の冷媒流出口には、吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａの入口側が接続されている。吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａの出口には、第２膨張弁１８を介して、第２蒸発器１９の冷媒入口側が接続されている。

　さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、第１膨張弁１５および第２膨張弁１８に加えて、第３膨張弁２５を備えている。第３膨張弁２５の基本的構成は、第１膨張弁１５および第２膨張弁１８と同様である。

　本実施形態の第１～第３膨張弁１５、１８、２５は、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。

　そして、この全開機能および全閉機能によって、第１～第３膨張弁１５、１８、２５は、冷房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路上述した各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。従って、第１～第３膨張弁１５、１８、２５は、冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。

　本実施形態の第２蒸発器１９は、車両ボンネット内の前方側、すなわち車室外に配置されている。このため、本実施形態の第２蒸発器１９は、第２膨張弁１８から流出した冷媒と第２送風機１９ａにより送風された外気とを熱交換する室外熱交換器として機能する。さらに、第２蒸発器１９は、冷房モード時には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房モード時には、低圧冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。

　室外熱交換器である第２蒸発器１９の冷媒出口には、第３三方継手１４ｄの流入口側が接続されている。第３三方継手１４ｄの一方の流出口には、第３膨張弁２５を介して、第２三方継手１４ｃの他方の流入口が接続されている。第２三方継手１４ｃの流出口には、第１蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。

　本実施形態の第１蒸発器１６は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。第１蒸発器１６の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂの入口側が接続されている。ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂの出口には、三方弁２６の入口側が接続されている。

　三方弁２６は、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂから流出した冷媒を、エジェクタ２０のノズル部２０ａの入口側へ導く冷媒回路と、エジェクタ２０を迂回させて、第４三方継手１４ｅを介して圧縮機１１の吸入側へ導く冷媒回路とを切り替えるものである。

　従って、三方弁２６は、第１～第３膨張弁１５、１８、２５とともに、冷媒回路切替装置である。三方弁２６は、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。

　第３三方継手１４ｄの他方の流出口には、吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂの入口側が接続されている。吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂの出口には、エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃ側が接続されている。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃの構成は、第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０と同様である。

　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、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、エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃによって温度調整された送風空気を車室内へ適切に吹き出すための通風路を切り替える機能等を果たす。

　室内空調ユニット３０は、その外殻を形成する空調ケース３１内に形成された空気通路内に、第１送風機１６ａ、第１蒸発器１６、放熱器１２等を収容したものである。空調ケース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。空調ケース３１の送風空気流れ最上流側には、空調ケース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装置３３が配置されている。

　内外気切替装置３３は、空調ケース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、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を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る。この電動アクチュエータは、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。

　内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、第１送風機１６ａが配置されている。さらに、第１送風機１６ａの送風空気流れ下流側には、第１蒸発器１６および放熱器１２が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、第１蒸発器１６は、放熱器１２よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。このため、放熱器１２では、高圧冷媒と第１蒸発器１６通過後の送風空気とを熱交換させている。

　空調ケース３１内には、第１蒸発器１６通過後の送風空気を、放熱器１２を迂回して流すバイパス通路３５が設けられている。また、空調ケース３１内の第１蒸発器１６の送風空気流れ下流側であって、かつ、放熱器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、第１蒸発器１６通過後の送風空気のうち、放熱器１２側を通過する送風空気の風量とバイパス通路３５を通過させる送風空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア３４は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、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。

　放熱器１２およびバイパス通路３５の送風空気流れ下流側には、放熱器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない送風空気が合流する混合空間が形成されている。さらに、空調ケース３１の送風空気流れ下流部には、混合空間にて混合された送風空気（すなわち、空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。

　従って、エアミックスドア３４が、放熱器１２を通過させる風量とバイパス通路３５を通過させる風量との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る空調風の温度を調整することができる。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気（空調風）の温度を調整することができる。

　次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。上記の如く、本実施形態の車両用空調装置１では、車室内の冷房および暖房を行うことができる。さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、冷房モードの冷媒回路、および暖房モードの冷媒回路を切り替えることができる。

　エジェクタ式冷凍サイクル１０ｃの各運転モードの切り替えは、制御装置４０が予め記憶した制御プログラムを実行することによって行われる。本実施形態の制御プログラムでは、車室内送風空気の目標吹出温度ＴＡＯが、予め定めた冷房基準温度より低い時に冷房モードに切り替え、予め定めた暖房基準温度よりも高い時に暖房モードに切り替える。以下に各運転モードにおける作動を説明する。

　（ａ）冷房モード
　冷房モードでは、制御装置４０が、第１膨張弁１５を全閉状態とし、第２膨張弁１８を全開状態とし、第３膨張弁２５を減圧作用を発揮する絞り状態とする。この際、制御装置４０は、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒が予め定めた基準乾き度（本実施形態では、５℃）に近づくように、第３膨張弁２５の絞り開度を調整する。

　また、制御装置４０は、放熱器１２側の通風路が全閉となり、バイパス通路３５側が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させる。さらに、制御装置４０は、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂから流出した冷媒を、エジェクタ２０を迂回させて圧縮機１１の吸入側へ導くように三方弁２６の作動を制御する。

　これにより、冷房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、図１の白抜き矢印に示すように、圧縮機１１（→放熱器１２→吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａ→第２膨張弁１８）→第２蒸発器１９→第３膨張弁２５→第１蒸発器１６（→ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂ）→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　冷房モードのサイクル構成では、放熱器１２側の通風路が全閉となるようにエアミックスドア３４を変位させているので、放熱器１２では冷媒は殆ど放熱しない。従って、冷房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、室外熱交換器である第２蒸発器１９が冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第１蒸発器１６が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。

　そして、第１蒸発器１６にて冷媒が蒸発する際に送風空気から吸熱した熱を第２蒸発器１９にて外気に放熱させることができる。従って、冷房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、第１蒸発器１６にて冷却された送風空気を車室内に吹き出すことによって、車室内の冷房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１０ｃでは、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａが、三方継手１４ａの一方の出口側に接続されている。従って、冷房モード時に、ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａへ高圧冷媒が流通してしまうことがなく、ノズル側内部熱交換器１３にて不必要な熱交換が行われてしまうことがない。

　（ｂ）暖房モード
　暖房モードでは、制御装置４０が、第１膨張弁１５を絞り状態とし、第２膨張弁１８を絞り状態とし、第３膨張弁２５を全閉状態とする。この際、制御装置４０は、第１実施形態と同様に、第１膨張弁１５および第２膨張弁１８の絞り開度を調整する。

　また、制御装置４０は、バイパス通路３５側が全閉となり、放熱器１２側の通風路が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させる。さらに、制御装置４０は、ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂから流出した冷媒を、エジェクタ２０のノズル部２０ａの入口側へ導くように三方弁の作動を制御する。

　これにより、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、図１の黒塗り矢印に示すように、圧縮機１１→放熱器１２→ノズル側内部熱交換器１３の高圧側冷媒通路１３ａ→第１膨張弁１５→第１蒸発器１６→ノズル側内部熱交換器１３の低圧側冷媒通路１３ｂ→エジェクタ２０→圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、放熱器１２→吸引側内部熱交換器１７の高圧側冷媒通路１７ａ→第２膨張弁１８→第２蒸発器１９→吸引側内部熱交換器１７の低圧側冷媒通路１７ｂ→エジェクタ２０の冷媒吸引口２０ｃの順に冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルが構成される。

　暖房モードのサイクル構成では、放熱器１２側の通風路が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させている。従って、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、放熱器１２が冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第１蒸発器１６および第２蒸発器１９が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。

　そして、第１蒸発器１６にて冷媒が蒸発する際に送風空気から吸熱した熱、および第２蒸発器１９にて冷媒が蒸発する際に外気から吸熱した熱を、放熱器１２にて送風空気に放熱させることができる。従って、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、第１蒸発器１６にて冷却されて除湿された送風空気を放熱器１２にて再加熱して車室内に吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

　さらに、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０ｃでは、第１膨張弁１５等を第１実施形態と同様に制御することによって、ノズル側内部熱交換器１３にてノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させて、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができる。

　従って、エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ２０にて回収される回収エネルギ量を増加させて、サイクルのＣＯＰを充分に向上させることができる。

　（他の実施形態）
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示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。

　（１）上述の実施形態では、エジェクタ２０を備えるエジェクタ式冷凍サイクル１０～１０ｃを車両用の冷凍サイクル装置に適用した例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル１０～１０ｃの適用対象はこれに限定されない。

　例えば、据置型の冷凍冷蔵装置等に適用してもよい。据置型の冷凍冷蔵装置に適用する場合は、第１蒸発器１６にて、食品や飲料水等を低温（具体的には、０℃～１０℃）で冷蔵保存する冷蔵室へ送風される冷蔵室用送風空気を冷却し、第２蒸発器１９にて、食品等を極低温（具体的には、－２０℃～－１０℃）で冷凍保存する冷凍室へ送風される冷凍室用送風空気を冷却するようにしてもよい。

　また、第３実施形態では、第１蒸発器１６および第３蒸発器２４の冷却対象空間について詳細に説明していないが、第１蒸発器１６および第３蒸発器２４にて同一の冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却してもよいし、異なる冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却してもよい。

　さらに、第１蒸発器１６および第３蒸発器２４にて同一の冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却する際には、第１蒸発器１６および第３蒸発器２４を一体的に形成するとともに、送風空気流れに対して直列的に配置することで、いずれか一方の蒸発器で冷却した送風空気を、さらに他方の蒸発器で冷却するようにしてもよい。

　（２）上述の実施形態では、エンタルピ上昇部として、ノズル側内部熱交換器１３および吸引側内部熱交換器１７を採用した例を説明したが、エンタルピ上昇部はこれに限定されない。エジェクタ２０のノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させることができれば、エンタルピ上昇部として、外部熱源を利用したヒータ等を採用してもよい。

　より具体的には、ヒータとして、制御装置４０から出力される制御電圧によって加熱能力を調整可能な電気ヒータを採用してもよい。また、車両に適用されるエジェクタ式冷凍サイクル１０～１０ｃでは、他の車載機器（例えば、内燃機関、インバータ等）の廃熱を熱源として冷媒を加熱する加熱装置を採用してもよい。

　また、上述の実施形態では、エンタルピ上昇部として、ノズル側内部熱交換器１３および吸引側内部熱交換器１７の双方の内部熱交換器を採用した例を説明したが、いずれか一方の内部熱交換器を採用してもよい。例えば、吸引側内部熱交換器１７を廃止してもよい。

　さらに、ノズル側内部熱交換器１３および吸引側内部熱交換器１７にて熱交換させる冷媒は、上述の実施形態に開示された組み合わせに限定されない。つまり、ノズル部２０ａへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させることができれば、ノズル側内部熱交換器１３および吸引側内部熱交換器１７にて、上述の各実施形態に開示された組み合わせとは異なる低圧冷媒と高圧冷媒とを熱交換させてもよい。

　具体的には、図７に示す、領域Ｘの高圧冷媒（放熱器１２の冷媒出口側から三方継手１４ａの入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒）、領域Ｙの高圧冷媒（三方継手１４ａの一方の冷媒流出口から第１膨張弁１５の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒）、および領域Ｚの高圧冷媒（三方継手１４ａの他方の冷媒流出口から第２膨張弁１８の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒）のいずれか１つと、領域αの低圧冷媒（ノズル部２０ａへ流入する低圧冷媒）および領域βの低圧冷媒（冷媒吸引口２０ｃへ吸引される低圧冷媒）のいずれか１つとを、熱交換させるようにすればよい。

　（３）上述の実施形態では、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、制御装置４０が第１膨張弁１５の作動を制御した例を説明したが、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とするための制御態様はこれに限定されない。例えば、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、制御装置４０が第２膨張弁１８の作動を制御してもよいし、第１膨張弁１５および第２膨張弁１８の双方の作動を制御してもよい。

　さらに、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができれば、第１減圧部および第２減圧部として、機械的機構で構成される膨張弁や固定絞りを採用してもよい。例えば、第１減圧部として、ノズル部２０ａへ流入する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する感温部を備え、ダイヤフラムの変位に応じて絞り開度を変化させる温度式膨張弁を採用してもよい。

　（４）エジェクタ式冷凍サイクル１０～１０ｃを構成する構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。

　例えば、圧縮機１１として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。さらに、エンジン駆動式の圧縮機としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整可能な可変容量型圧縮機、あるい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可能な固定容量型圧縮機を採用することができる。

　また、放熱器１２として、凝縮用の熱交換部から流出した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を貯えるレシーバ部を有する、レシーバ一体型の凝縮器を採用してもよい。さらに、レシーバ部から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部を有する、いわゆるサブクール型の凝縮器を採用してもよい。

　また、ノズル側内部熱交換器１３および吸引側内部熱交換器１７として、高圧側冷媒通路を形成する冷媒配管と低圧側冷媒通路を形成する冷媒配管とをろう付け接合することによって、高圧冷媒と低圧冷媒とを熱交換可能とした構成のものを採用してもよい。さらに、高圧側冷媒通路を形成する複数本のチューブを有し、隣り合うチューブ間に低圧側冷媒通路を形成した構成のものを採用してもよい。

　また、上述の第２、第３実施形態では、高段側エジェクタ２１として高段側ノズル部２１ａの喉部（最小通路面積部）の通路断面積が変化しない固定エジェクタを採用した例を説明したが、高段側エジェクタ２１として、喉部の通路断面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを採用してもよい。

　より具体的には、可変ノズル部としては、ノズル部の内部に配置されてノズル部の冷媒通路面積を調整するニードル弁、このニードル弁をノズル部の軸方向に変位させる電動式の駆動部を有するものを採用してもよい。そして、ノズル部２０ａへ流入する冷媒の過熱度ＳＨｎｏｚが基準過熱度ＫＳＨｎｏｚとなるように、制御装置４０が駆動部の作動を制御すればよい。

　これによれば、実質的に第１膨張弁１５と高段側エジェクタ２１とを一体化させて、第１膨張弁１５を廃止することができる。

　また、上述の実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用してもよい。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。

 

Claims (7)

1. 　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   　前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
   　前記放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１４ａ）と、
   　前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１減圧部（１５、２１、２３）と、
   　前記第１減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１６）と、
   　前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧部（１８）と、
   　前記第２減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１９）と、
   　前記第１蒸発器から流出した冷媒を減圧させるノズル部（２０ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって前記第２蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口（２０ｃ）から吸引して、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧部（２０ｄ）にて昇圧させるエジェクタ（２０）と、を備え、
   　前記噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となっているエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 　さらに、前記ノズル部（２０ａ）へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部（１３、１７）を備える請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
3. 　前記エンタルピ上昇部は、前記放熱器から流出した冷媒と前記ノズル部へ流入する冷媒とを熱交換させるノズル側内部熱交換器（１３）を有している請求項２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. 　前記エンタルピ上昇部は、前記放熱器から流出した冷媒と前記冷媒吸引口へ吸引される冷媒とを熱交換させる吸引側内部熱交換器（１７）を有している請求項３に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 　前記ノズル側内部熱交換器は、前記放熱器から流出した冷媒であって前記分岐部の上流側の冷媒と前記ノズル部へ流入する冷媒とを熱交換させるものであり、
   　前記吸引側内部熱交換器は、前記放熱器から流出した冷媒であって前記分岐部にて分岐された他方の冷媒と前記冷媒吸引口へ吸引される冷媒とを熱交換させるものである請求項４に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
6. 　前記第１減圧部は、前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる高段側ノズル部（２１ａ）から噴射される高段側噴射冷媒の吸引作用によって前記第１蒸発器から流出した冷媒を高段側冷媒吸引口（２１ｃ）から吸引して、前記高段側噴射冷媒と前記高段側冷媒吸引口から吸引された高段側吸引冷媒とを混合させて昇圧させる高段側昇圧部（２１ｄ）を有する高段側エジェクタ（２１）を有している請求項１ないし５のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
7. 　前記第１減圧部および前記第２減圧部の少なくとも一方の作動を制御する減圧制御部（４０ｂ）を備え、
   　前記減圧制御部は、前記ノズル部へ流入する冷媒の過熱度（ＳＨｎｏｚ）が、予め定めた基準過熱度（ＫＳＨｎｏｚ）となるように、前記第１減圧部および前記第２減圧部の少なくとも一方の作動を制御するものである請求項３ないし６のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
   
    

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