JP2015045477A - エジェクタ式冷凍サイクルおよびエジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整可能な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２０のディフューザ部２２ｂ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蓄えることなく蒸発器１６側へ流出させる上流側気液分離器１４と、上流側気液分離器１４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蓄えるとともに分離された気相冷媒を圧縮機１１の吸入口側へ流出させる下流側気液分離器１７とを備え、さらに、ディフューザ部２２ｂ内の冷凍機油を下流側気液分離器１７内へ導く冷凍機油バイパス通路２３を設ける。これにより、上流側気液分離器１４へ流入する冷媒における冷凍機油の濃度を調整し、上流側気液分離器１４から蒸発器１６側へ流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を減圧させるとともに、高速度で噴射される噴射流体の吸引作用によって流体を吸引するエジェクタ、および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。

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であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。

例えば、特許文献１には、エジェクタ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低圧側気液分離手段であるアキュムレータを備え、アキュムレータにて分離された液相冷媒をさらに減圧させて蒸発器へ流入させるとともに、アキュムレータにて分離された気相冷媒を圧縮機へ吸入させるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。

この特許文献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から噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用によってエジェクタの冷媒吸引口から蒸発器の下流側の冷媒を吸引し、エジェクタの昇圧部（ディフューザ部）にて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させてアキュムレータへ流入させている。

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、アキュムレータ内の冷媒圧力を蒸発器における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができ、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機の吸入冷媒圧力が略同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、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。

特開２００６−１１８７２７号公報

ところで、エジェクタ式冷凍サイクルを含む一般的な蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒には、圧縮機を潤滑するためのオイルである冷凍機油が混入されており、この種の冷凍機油としては液相冷媒に相溶性を有するものが採用されている。

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、アキュムレータにて分離された気相冷媒を圧縮機へ吸入させる構成では、冷凍機油が圧縮機へ供給されにくくなってしまい、圧縮機の潤滑不足が生じて圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしやすい。さらに、アキュムレータにて分離された液相冷媒における冷凍機油の濃度が上昇し、冷凍機油の濃度の高い液相冷媒を蒸発器へ流入させてしまうと、冷凍機油が蒸発器内に滞留して蒸発器の熱交換性能を悪化させてしまいやすい。

そこで、一般的に、アキュムレータを備える冷凍サイクルでは、アキュムレータにて分離されて比較的冷凍機油の濃度が高くなっている液相冷媒の一部を圧縮機に吸入される気相冷媒へ戻すことによって、圧縮機の潤滑不足を抑制するとともに、蒸発器へ流入する冷凍機油の量を減少させて冷凍機油が蒸発器内に滞留してしまうことを抑制している。

さらに、本発明者らは、アキュムレータにて分離された液相冷媒中の冷凍機油を、圧縮機へ吸入される気相冷媒へ効率的に戻す手段を検討するため、アキュムレータを備える冷凍サイクルにおいて、蒸発器へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度と、蒸発器における冷却対象流体の冷却能力との関係を調査した。

その結果、蒸発器へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度が上昇するに伴って、蒸発器内に滞留する冷凍機油の量が増加して蒸発器における冷却能力が低下してしまうことが確認されただけでなく、蒸発器へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度が所定濃度よりも低くなっていると、冷凍機油の濃度の低下に伴って、蒸発器における冷却能力が低下してしまうことが確認された。

そこで、本発明者らがその理由について調査したところ、蒸発器へ流入する冷媒における冷凍機油の濃度が適切な濃度になっている際には、冷媒に溶け込んでいる冷凍機油の粒（油滴）が冷媒の沸騰核に相当する機能を果たし、蒸発器内の液相冷媒の蒸発気化を促進させて蒸発器における冷却能力を向上できることが判った。

このことは、蒸発器における冷却能力には、冷凍機油の濃度に応じて、極大値（ピーク値）が存在することを意味している。つまり、蒸発器へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な値に調整することで、蒸発器における冷却能力を極大値に近づけることができる。

本発明は、上記点に鑑み、蒸発器へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整可能に構成されたエジェクタ式冷凍サイクルを提供することを目的とする。

また、本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用されて、外部に流出させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整可能に構成された気液分離手段一体型のエジェクタを提供することを別の目的とする。

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、冷凍機油が混入された冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル部（２１）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吸引口（２２ａ）から冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（２２ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（２２ｂ）にて昇圧させるエジェクタ（２０）と、エジェクタ（２０）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蓄えることなく液相冷媒流出口（１４ａ）から流出させるとともに、残余の冷媒を混相冷媒流出口（１４ｂ）から流出させる上流側気液分離手段（１４）と、液相冷媒流出口（１４ａ）から流出した液相冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口（２２ａ）側へ流出させる蒸発器（１６）と、混相冷媒流出口（１４ｂ）から流出した気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を蓄えるとともに、分離された気相冷媒を圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる下流側気液分離手段（１７）と、液相冷媒流出口（１４ａ）から流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整する冷凍機油濃度調整手段（２２ｃ、２３、１４ｃ、２３ａ）とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴としている。

これによれば、冷凍機油濃度調整手段（２２ｃ、２３、１４ｃ、２３ａ）を備えているので、上流側気液分離手段（１４）の液相冷媒流出口（１４ａ）から蒸発器（１６）へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を、所望の濃度に調整することができる。従って、蒸発器（１６）における冷却対象流体の冷却能力を極大値に近づけることができる。

さらに、上流側気液分離手段（１４）では、分離された液相冷媒を蓄えることなく液相冷媒流出口（１４ａ）から流出させる。従って、貯液機能を有する上流側気液分離手段（１４）を採用した場合のように、上流側気液分離手段（１４）内に蓄えられた液相冷媒に溶け込んでいる冷凍機油によって蒸発器（１６）へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度が変化してしまうことがない。

また、下流側気液分離手段（１７）では、分離された液相冷媒を蓄える機能を有しているので、圧縮機（１１）の吸入口側へ確実に気相冷媒を供給することができ、圧縮機（１１）の液圧縮の問題を回避できる。さらに、下流側気液分離手段（１７）内に蓄えられた冷凍機油の溶け込んだ液相冷媒の一部を圧縮機（１１）の吸入口側の気相冷媒へ戻すことによって、圧縮機（１１）の潤滑不良を抑制することができる。

なお、蒸発器（１６）における冷却対象流体の冷却能力とは、所望の流量の冷却対象流体を所望の温度となるまで冷却する能力と定義することができる。

従って、冷却能力は、蒸発器（１６）における冷媒蒸発温度が低くなるに伴って向上し、冷媒が蒸発器（１６）にて発揮する冷凍能力（蒸発器（１６）の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算した値）が高くなるに伴って向上し、さらに、蒸発器（１６）へ流入する冷媒流量が増加するに伴って向上することになる。

さらに、具体的に、冷凍機油濃度調整手段は、エジェクタ（２０）の昇圧部（２２ｂ）内の冷凍機油を混相冷媒流出口（１４ｂ）の冷媒流れ下流側へ導く冷凍機油バイパス通路（２３）によって構成されていてもよい。

さらに、上流側気液分離手段（１４）として、内部へ流入した冷媒を旋回させることで生じる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ものを採用し、冷凍機油濃度調整手段は、上流側気液分離手段（１４）内の冷凍機油を混相冷媒流出口（１４ｂ）の冷媒流れ下流側へ導く冷凍機油バイパス通路（２３ａ）によって構成されていてもよい。

また、請求項５に記載の発明では、冷凍機油が混入された冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
冷媒を減圧させる減圧用空間（３０ｂ）、減圧用空間（３０ｂ）の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路（１３ｂ）、および減圧用空間（３０ｂ）から噴射された噴射冷媒と吸引用通路（１３ｂ）から吸引された吸引冷媒とを流入させる昇圧用空間（３０ｅ）が形成されたボデー（３０）と、少なくとも一部が減圧用空間（３０ｂ）の内部および昇圧用空間（３０ｅ）の内部に配置されており、減圧用空間（３０ｂ）から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成された通路形成部材（３５）とを備え、
ボデー（３０）のうち減圧用空間（３０ｂ）を形成する部位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冷媒通路は、冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路（１３ａ）であり、ボデー（３０）のうち昇圧用空間（３０ｅ）を形成する部位の内周面と通路形成部材（３５）の外周面との間に形成される冷媒通路は、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギへ変換するディフューザとして機能するディフューザ通路（１３ｃ）であり、
さらに、ボデー（３０）には、ディフューザ通路（１３ｃ）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蓄えることなく液相冷媒流出口（３１ｃ）から外部へ流出させるとともに、残余の冷媒を混相冷媒流出口（３４ｄ）から流出させる上流側気液分離空間（３０ｆ）、およびディフューザ通路（１３ｃ）内の冷凍機油および上流側気液分離空間（３０ｆ）内の冷凍機油のうち少なくとも一方を、混相冷媒流出口（３４ｄ）の下流側へ導くことによって、液相冷媒流出口（３１ｃ）から流出する液相冷媒における前記冷凍機油の濃度を調整する冷凍機油バイパス通路（３４ｃ、３５ｂ）が形成されていることを特徴とする。

これによれば、冷凍機油バイパス通路（３４ｃ、３５ｂ）が形成されているので、液相冷媒流出口（３１ｃ）から外部へ流出させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を、所望の濃度に調整することができる。つまり、外部に流出させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整可能に構成された気液分離手段一体型のエジェクタを提供することができる。

従って、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用した際に、液相冷媒流出口（３１ｃ）から流出した液相冷媒を蒸発器へ流入させることで、蒸発器における冷却対象流体の冷却能力を極大値に近づけることができる。

さらに、上流側気液分離空間（３０ｆ）では、分離された液相冷媒を蓄えることなく液相冷媒流出口（３１ｃ）から流出させる。従って、上流側気液分離空間（３０ｆ）に貯液機能をもたせた場合のように、上流側気液分離空間（３０ｆ）内に蓄えられた液相冷媒に溶け込んでいる冷凍機油によって外部へ流出させる液相冷媒における冷凍機油の濃度が変化してしまうことがない。

なお、本請求項において、通路形成部材（３５）は、厳密に減圧用空間（３０ｂ）から離れるに伴って断面積が拡大する形状のみから形成されているものに限定されず、少なくとも一部に減圧用空間（３０ｂ）から離れるに伴って断面積が拡大する形状を含んでいることによって、ディフューザ通路（１３ｃ）の形状を減圧用空間（３０ｂ）から離れるに伴って外側へ広がる形状とすることができるものを含む。

さらに、「円錐状に形成された」とは、通路形成部材（３５）が完全な円錐形状に形成されているという意味に限定されず、円錐に近い形状、あるいは一部に円錐形状を含んで形成されているという意味も含んでいる。具体的には、軸方向断面形状が二等辺三角形となるものに限定されず、頂点を挟む二辺が内周側に凸となる形状、頂点を挟む二辺が外周側に凸となる形状、さらに断面形状が半円形状となるもの等も含む意味である
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。

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。 蒸発器へ流入する冷媒における冷凍機油の濃度と蒸発器における熱交換性能との関係を示すグラフである。 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３実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。 第３実施形態のエジェクタの各冷媒通路の機能を説明するための模式的な断面図である。 第４実施形態のエジェクタの軸方向断面図である。 第５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。

（第１実施形態）
図１、図２を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ２０は、図１の全体構成図に示すように、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、すなわち、エジェクタ式冷凍サイクル１０に適用されている。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置に適用されており、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。

また、この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。

さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油（オイル）が混入されている。この冷凍機油としては、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイル（ポリアルキレングリコールオイル）が採用されている。なお、この冷凍機油の密度は、液相冷媒の密度よりも小さい。また、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。

エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで昇圧して吐出するものである。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、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。

また、圧縮機１１は、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た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であってもよい。この種の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できる可変容量型圧縮機、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する固定容量型圧縮機を採用することができる。

圧縮機１１の吐出口には、放熱器１２の凝縮部１２ａ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。

より具体的には、この放熱器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高圧側気液分離手段であるレシーバ部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である。

また、冷却ファン１２ｄは、制御装置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。

放熱器１２の過冷却部１２ｃの冷媒出口には、内部熱交換手段を構成する高圧冷媒通路１８の入口側が接続されている。この高圧冷媒通路１８は、螺旋状に形成された金属配管で構成されており、後述する下流側気液分離器１７内に蓄えられた低圧液相冷媒の内部に配置されている。従って、放熱器１２から流出した冷媒は、高圧冷媒通路１８を流通する際に、下流側気液分離器１７内に蓄えられた低圧液相冷媒と熱交換する。

高圧冷媒通路１８の出口には、エジェクタ２０のノズル部２１の冷媒流入口２１ａ側が接続されている。エジェクタ２０は、高圧冷媒通路１８から流出した過冷却状態の高圧液相冷媒を減圧させて下流側へ流出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１６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。

より具体的には、エジェクタ２０は、ノズル部２１およびボデー部２２を有して構成されている。ノズル部２１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（例えば、ステンレス合金）等で形成されており、その内部に形成された冷媒通路（絞り通路）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２１の内部に形成された冷媒通路には、冷媒通路面積が最も縮小した喉部（最小通路面積部）、冷媒流入口２１ａ側から喉部へ向かって冷媒通路面積が徐々に縮小する先細部、および喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かって冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部が設けられている。つまり、本実施形態のノズル部２１は、ラバールノズルとして構成されている。

また、本実施形態では、ノズル部２１として、エジェクタ式冷凍サイクル１０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２１を先細ノズルで構成してもよい。

ボデー部２２は、略円筒状の金属（例えば、アルミニウム）あるいは樹脂で形成されており、内部にノズル部２１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２１は、ボデー部２２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。従って、ノズル部２１とボデー部２２との固定部（圧入部）から冷媒が漏れることはない。

また、ボデー部２２の外周面のうち、ノズル部２１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２１の冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口２２ａが形成されている。この冷媒吸引口２２ａは、ノズル部２１から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、後述する蒸発器１６から流出した冷媒をエジェクタ２０の内部へ吸引する貫通穴である。

さらに、ボデー部２２の内部には、冷媒吸引口２２ａから吸引された吸引冷媒をノズル部２１の冷媒噴射口側へ導く吸引通路、および冷媒吸引口２２ａから吸引通路を介してエジェクタ２０の内部へ流入した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２２ｂが形成されている。

吸引通路は、ノズル部２１の先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部２２の内周側との間の空間に形成されており、吸引通路の冷媒通路面積は、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２２ｂにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失（混合損失）を減少させている。

ディフューザ部２２ｂは、吸引通路の出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積が徐々に拡大するように形成されている。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させながら、その流速を減速させて噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力を上昇させる機能、すなわち、混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する機能を果たす。

より具体的には、本実施形態のディフューザ部２２ｂを形成するボデー部２２の内周壁面の軸方向断面における断面形状は、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２２ｂ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。

さらに、本実施形態のエジェクタ２０には、ディフューザ部２２ｂ内の冷凍機油を、後述する上流側気液分離器１４の混相冷媒流出口１４ｂの冷媒流れ下流側へ導く冷凍機油バイパス通路２３が接続されている。なお、ディフューザ部２２ｂ内の冷凍機油とは、ディフューザ部２２ｂを流通する冷媒に溶け込んでいる冷凍機油およびディフューザ部２２ｂを流通する冷媒から析出した冷凍機油の双方が含まれる。

より具体的には、本実施形態のボデー部２２のうちディフューザ部２２ｂを形成する部位であって、かつ、ディフューザ部２２ｂの入口側より出口側に近い部位には、その内外を貫通する小径孔２２ｃが形成されている。

そして、冷凍機油バイパス通路２３は、この小径孔２２ｃと下流側気液分離器１７とを接続する冷媒配管によって構成されており、小径孔２２ｃから流出した冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を下流側気液分離器１７内へ導いている。この冷凍機油バイパス通路２３は、他の冷媒配管に対して細径の配管にて形成されており、具体的には、キャピラリチューブ等で構成することができる。

エジェクタ２０のディフューザ部２２ｂの冷媒出口には、上流側気液分離手段としての上流側気液分離器１４の冷媒流入口側が接続されている。上流側気液分離器１４は、中空円筒状の密閉容器で形成されており、内部に流入した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を蓄えることなく液相冷媒流出口１４ａから流出させるとともに、液相冷媒流出口１４ａから流出させることのできなかった残余の冷媒を混相冷媒流出口１４ｂから流出させるものである。

より具体的には、本実施形態では、上流側気液分離器１４として、円筒状の本体部の内部空間へ流入した冷媒を旋回させることで生じる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ものを採用している。さらに、上流側気液分離器１４の本体部の内容積は、サイクルに封入される冷媒量を液相に換算した際の封入冷媒体積から、サイクルが最大能力を発揮するために必要な冷媒量を液相に換算した際の必要最大冷媒体積を減算した余剰冷媒体積よりも小さく設定されている。

このため、本実施形態の上流側気液分離器１４の内容積は、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、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。従って、液相冷媒流出口１４ａは、専ら液相冷媒を流出させる冷媒流出口として機能し、混相冷媒流出口１４ｂは、気相冷媒あるいは気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒を流出させる冷媒流出口として機能する。

なお、上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａは、円筒状の本体部の底面に形成されている。また、上流側気液分離器１４の混相冷媒流出口１４ｂは、本体部内に同軸上に配置されて、本体部の下方側から本体部内の液相冷媒の液面よりも上方側へ突出するように延びる円筒状のパイプ部材の上端部に形成されている。

上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａには、減圧手段としての固定絞り１５を介して、蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。固定絞り１５は、上流側気液分離器１４から流出した液相冷媒を減圧させる減圧手段であり、具体的には、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できる。

蒸発器１６は、固定絞り１５にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１６ａから車室内へ向けて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。送風ファン１６ａは、制御装置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。蒸発器１６の冷媒出口には、エジェクタ２０の冷媒吸引口２２ａ側が接続されている。

一方、上流側気液分離器１４の混相冷媒流出口１４ｂ側には、下流側気液分離手段（アキュムレータ）としての下流側気液分離器１７の冷媒流入口側が接続されている。下流側気液分離器１７は、中空円筒状の密閉容器で形成されており、内部に流入した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を蓄えるとともに、分離された気相冷媒を気相冷媒流出口から圧縮機１１の吸入口側へ流出させるものである。

また、下流側気液分離器１７の下方側（液相冷媒が蓄えられる側）には、蓄えられた液相冷媒の一部を圧縮機１１の吸入口側へ導くことによって、液相冷媒に溶け込んだ冷凍機油を圧縮機１１の吸入口側の気相冷媒へ戻すオイル戻し通路１７ａが接続されている。このオイル戻し通路１７ａは、冷凍機油バイパス通路２３と同様に、他の冷媒配管に対して細径の配管にて形成されている。

次に、図示しない制御装置は、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、上述の各種電気式のアクチュエータ１１、１２ｄ、１６ａ等の作動を制御する。

制御装置には、車室内温度を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、蒸発器１６の吹出空気温度（蒸発器の温度）を検出する蒸発器温度センサ、放熱器１２出口側冷媒の温度を検出する出口側温度センサおよび放熱器１２出口側冷媒の圧力を検出する出口側圧力センサ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。

さらに、制御装置の入力側には、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が接続され、この操作パネル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へ入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度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（ハードウェアおよびソフトウェア）が吐出能力制御手段を構成している。

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、操作パネルの空調作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、制御装置が圧縮機１１、冷却ファン１２ｄ、送風ファン１６ａ等を作動させる。これにより、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冷媒は、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にて放熱した冷媒は、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。

放熱器１２の過冷却部１２ｃから流出した過冷却液相冷媒は、高圧冷媒通路１８へ流入して、下流側気液分離器１７内に蓄えられた液相冷媒と熱交換する。これにより、高圧冷媒通路１８を流通する過冷却液相冷媒は、さらにエンタルピを低下させる。一方、下流側気液分離器１７内の液相冷媒は、高圧冷媒通路１８を流通する過冷却液相冷媒から吸熱し、エンタルピを上昇させて気化する。

高圧冷媒通路１８から流出した冷媒は、エジェクタ２０のノズル部２１へ流入し、等エンタルピ的に減圧されて噴射される。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、蒸発器１６から流出した冷媒がエジェクタ２０の冷媒吸引口２２ａから吸引される。冷媒吸引口２２ａから吸引された吸引冷媒は、噴射冷媒とともにエジェクタ２０のディフューザ部２２ｂへ流入する。

ディフューザ部２２ｂ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。さらに、本実施形態では、小径孔２２ｃおよび冷凍機油バイパス通路２３を介して、冷凍機油が高濃度で溶け込んでいる冷媒あるいは冷媒から析出した冷凍機油が、下流側気液分離器１７内へ流入する。

ディフューザ部２２ｂの出口部から流出した冷媒は、上流側気液分離器１４へ流入して気液分離される。ここで、前述の如く、上流側気液分離器１４は、分離された液相冷媒を蓄える機能を有していない。従って、分離された液相冷媒は液相冷媒流出口１４ａから流出するだけでなく、分離された液相冷媒のうち液相冷媒流出口１４ａから流出しなかった残余の液相冷媒は分離された気相冷媒とともに混相冷媒流出口１４ｂから流出する。

上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａから流出した液相冷媒は、固定絞り１５にて等エンタルピ的に減圧されて、蒸発器１６へ流入する。蒸発器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される送風空気が冷却される。さらに、蒸発器１６から流出した冷媒は、エジェクタ２０の冷媒吸引口２２ａから吸引される。

一方、上流側気液分離器１４の混相冷媒流出口１４ｂから流出した気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒は、下流側気液分離器１７へ流入して気液分離される。下流側気液分離器１７にて分離された液相冷媒は、下流側気液分離器１７内に蓄えられ、下流側気液分離器１７にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

さらに、本実施形態では、下流側気液分離器１７に接続されたオイル戻し通路１７ａを介して、下流側気液分離器１７内に蓄えられた液相冷媒の一部が圧縮機１１の吸入側へ流入する。これにより、液相冷媒に溶け込んだ冷凍機油が、圧縮機１１吸入側の気相冷媒へ戻され、この気相冷媒とともに圧縮機１１へ吸入される。

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送風空気を冷却することができる。さらに、このエジェクタ式冷凍サイクル１０では、ディフューザ部２２ｂにて昇圧された冷媒を、上流側気液分離器１４および下流側気液分離器１７を介して、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。

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷凍機油バイパス通路２３を備えているので、ディフューザ部２２ｂ内の冷凍機油を容易に下流側気液分離器１７内へ導くことができる。

このことをより詳細に説明すると、前述の如く、ディフューザ部２２ｂでは、噴射冷媒と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するので、ディフューザ部２２ｂを流通する混合冷媒の流速は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に低下する。さらに、ディフューザ部２２ｂ内では、冷媒が流通する際の壁面摩擦によって、ボデー部２２のうちディフューザ部２２ｂを形成する部位の内周壁面近傍の冷媒の流速が低下する。

従って、ボデー部２２のうちディフューザ部２２ｂを形成する部位であって、かつ、ディフューザ部２２ｂの入口側より出口側に近い部位の内周壁面近傍では、冷媒の流速が大きく低下する。このため、ディフューザ部２２ｂの入口側より出口側に近い部位を形成するボデー部２２の内周壁面には液相冷媒が付着しやすい。

さらに、流速が低下して内周壁面に付着した液相冷媒には冷凍機油が溶け込み易いので、内周壁面に付着している液相冷媒における冷凍機油の濃度が上昇する。そして、内周壁面に付着している液相冷媒に溶け込んでいる冷凍機油の量が溶解度を超えると、ボデー部２２の内周壁面に冷凍機油が析出する。

これにより、本実施形態では、ボデー２２に形成された小径孔２２ｃから冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を流出させることができ、さらに、冷凍機油バイパス通路２３を介して、冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を容易に下流側気液分離器１７内へ導くことができる。

そして、このように小径孔２２ｃおよび冷凍機油バイパス通路２３を介してディフューザ部２２ｂ内の冷凍機油が下流側気液分離器１７へ導かれることによって、ディフューザ部２２ｂから流出して上流側気液分離器１４へ流入する冷凍機油の量が減少する。

つまり、本実施形態では、小径孔２２ｃおよび冷凍機油バイパス通路２３が設けられていることによって、上流側気液分離器１４へ流入する冷凍機油の量が調整され、さらに、上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度が調整される。従って、本実施形態の小径孔２２ｃおよび冷凍機油バイパス２３は、特許請求の範囲に記載された冷凍機油濃度調整手段を構成している。

ここで、上流側気液分離器１４から流出して蒸発器１６へ流入する液相冷媒における冷凍機油の濃度が、蒸発器１６における冷却能力に及ぼす影響について説明する。なお、蒸発器１６における冷却能力とは、蒸発器１６において所望の流量の冷却対象流体（本実施形態では、送風空気）を所望の温度となるまで冷却する能力と定義することができる。

一般的に、蒸発器１６へ流入する液相冷媒における冷凍機油の濃度が上昇してしまうと、冷凍機油が蒸発器１６内に滞留して蒸発器１６の熱交換性能を悪化させてしまうことが知られている。

そこで、本発明者らは、蒸発器１６へ流入する液相冷媒中の冷凍機油を、圧縮機１１の吸入口側の気相冷媒へ効率的に戻す手段を検討するために、蒸発器１６へ流入する液相冷媒における冷凍機油の濃度と、蒸発器１６における冷却対象流体の冷却能力との関係を調査した。

その結果、図２のグラフに示すように、冷凍機油の濃度が上昇するに伴って、蒸発器１６内に滞留する冷凍機油の量が増加して蒸発器における冷却能力が低下してしまうことが確認されただけでなく、冷凍機油の濃度が所定濃度よりも低くなっている際には、冷凍機油の濃度の低下に伴って、蒸発器１６における冷却能力が低下してしまうことが確認された。

そこで、本発明者らがその理由について調査したところ、蒸発器１６へ流入する冷媒における冷凍機油の濃度が適切な濃度になっている場合には、冷媒に溶け込んでいる冷凍機油の粒（油滴）が冷媒の沸騰核に相当する機能を果たし、蒸発器１６内の液相冷媒の蒸発気化を促進させて蒸発器１６における冷却能力を向上させることが判った。

このことは、蒸発器１６における冷却能力には、冷凍機油の濃度に応じて、極大値（ピーク値）が存在することを意味している。換言すると、蒸発器１６流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な値に調整することで、蒸発器１６における冷却能力を極大値に近づけることができることを意味している。

そこで、本実施形態では、冷凍機油濃度調整手段を構成する冷凍機油バイパス通路２３の内径（冷媒通路面積）あるいは小径孔２２ｃの径等を適切な値に設定することで、蒸発器１６へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を所望の値に調整可能としている。そして、蒸発器１６へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を、蒸発器１６における冷却能力が極大値に近づくように調整している。

さらに、本実施形態の上流側気液分離器１４では、分離された液相冷媒を蓄えることなく液相冷媒流出口１４ａから流出させるので、上流側気液分離器１４として分離された液相冷媒を蓄える機能を有する気液分離器を採用した場合のように上流側気液分離器１４内に蓄えられた液相冷媒に溶け込んでいる冷凍機油によって蒸発器１６へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度が変化してしまうことがない。

さらに、本実施形態の下流側気液分離器１７では、分離された液相冷媒を蓄える機能を有しているので、圧縮機１１の吸入口側へ確実に気相冷媒を供給することができ、圧縮機１１の液圧縮の問題を回避できる。さらに、オイル戻し通路１７ａを介して、下流側気液分離器１７内に蓄えられた冷凍機油の溶け込んだ液相冷媒の一部を圧縮機１１の吸入口側の気相冷媒へ戻すことによって、圧縮機１１の潤滑不良を抑制することができる。

また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、内部熱交換手段としての高圧冷媒通路１８を備えているので、下流側気液分離器１７内の液相冷媒を気化させて、液相冷媒における冷凍機油の濃度を上昇させることができる。従って、冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を圧縮機１１の吸入口側の気相冷媒へ戻すことでき、圧縮機１１の潤滑不良を効果的に抑制することができる。

（第２実施形態）
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図３の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、冷凍機油濃度調整手段の構成を変更した例を説明する。本実施形態の冷凍機油濃度調整手段は、下流側気液分離器１７の底面に形成されたオイル戻し孔１４ｃおよび上流側気液分離器１４内の冷凍機油を混相冷媒流出口１４ｂの冷媒流れ下流側へ導く冷凍機油バイパス通路２３ａによって構成されている。

なお、上流側気液分離器１４内の冷凍機油とは、上流側気液分離器１４内の冷媒に溶け込んでいる冷凍機油および上流側気液分離器１４内の冷媒から析出した冷凍機油の双方が含まれる。また、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。このことは、以下の図面でも同様である。

具体的には、本実施形態の冷凍機油バイパス通路２３ａは、オイル戻し孔１４ｃと下流側気液分離器１７とを接続する冷媒配管によって構成されており、オイル戻し孔１４ｃから流出した冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を下流側気液分離器１７内へ導いている。その他の構成は第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１０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。つまり、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な濃度に調整することができ、蒸発器１６における冷却能力を極大値に近づけることができる。

このことをより詳細に説明すると、本実施形態の上流側気液分離器１４のような遠心分離方式の気液分離器では、遠心力の作用によって、液相冷媒における冷凍機油の濃度に分布を生じさせることができる。例えば、本実施形態のように、冷凍機油として、その密度が液相冷媒の密度よりも小さいものを採用すれば、旋回中心側の液相冷媒における冷凍機油の濃度を、外周側の液相冷媒における冷凍機油の濃度よりも高くすることができる。

従って、オイル戻し孔１４ｃを設ける位置およびオイル戻し孔１４ｃの開口形状を調整することによって、下流側気液分離器１７内へ導かれる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整することができる。さらに、このように下流側気液分離器１７へ導かれる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整することによって、上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整することができる。

そこで、本実施形態では、冷凍機油濃度調整手段を構成する冷凍機油バイパス通路２３ａの内径（冷媒通路面積）あるいはオイル戻し孔１４ｃの配置および開口形状等を適切に設定することで、上流側気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ａから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を、蒸発器１６における冷却能力が極大値に近づくように調整している。

（第３実施形態）
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図４の全体構成図に示すように、第２実施形態に対して、エジェクタ２０および上流側気液分離器１４を廃止して、気液分離手段一体型のエジェクタ２５を採用した例を説明する。

本実施形態のエジェクタ２５は、冷媒減圧手段および冷媒循環手段（冷媒輸送手段）としての機能を果たすだけでなく、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を果たす。つまり、本実施形態のエジェクタ２５では、第２実施形態で説明したエジェクタ２０および上流側気液分離器１４を一体的に構成したものと同等の機能を発揮するものである。

エジェクタ２５の具体的構成については、図５、６を用いて説明する。なお、図５における上下の各矢印は、エジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用空調装置に搭載した状態における上下の各方向を示している。また、図６は、エジェクタ２５の各冷媒通路の機能を説明するための模式的な断面図であって、図５と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付している。

まず、本実施形態のエジェクタ２５は、図５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３０を備えている。具体的には、このボデー３０は、角柱状あるいは円柱状の金属もしくは樹脂等にて形成されてエジェクタ２５の外殻を形成するハウジングボデー３１を有し、このハウジングボデー３１の内部に、ノズルボデー３２、ミドルボデー３３、ロワーボデー３４等を固定して構成されたものである。

ハウジングボデー３１には、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１６から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口３１ｂ、ボデー３０の内部に形成された上流側気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒を蒸発器１６の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒流出口３１ｃ、および低圧冷媒を下流側気液分離器１７の入口側へ流出させる低圧冷媒流出口３１ｄ等が形成されている。

ノズルボデー３２は、冷媒流れ方向に先細る略円錐形状の金属部材等で形成されており、軸方向が鉛直方向（図５の上下方向）と平行になるように、ハウジングボデー３１の内部に圧入等の手段によって固定されている。ノズルボデー３２の上方側とハウジングボデー３１との間には、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が形成されている。

旋回空間３０ａは、回転体形状に形成され、図５の一点鎖線で示す中心軸が鉛直方向に延びている。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。より具体的には、本実施形態の旋回空間３０ａは、略円柱状に形成されている。もちろん、円錐あるいは円錐台と円柱とを結合させた形状等に形成されていてもよい。

さらに、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内を旋回する。

なお、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の接線方向と完全に一致するように形成されている必要はなく、少なくとも旋回空間３０ａの接線方向の成分を含んでいれば、その他の方向の成分（例えば、旋回空間３０ａの軸方向の成分）を含んで形成されていてもよい。

ここで、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、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。

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。

また、ノズルボデー３２の内部には、旋回空間３０ａから流出した冷媒を減圧させて下流側へ流出させる減圧用空間３０ｂが形成されている。この減圧用空間３０ｂは、円柱状空間とこの円柱状空間の下方側から連続して冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる円錐台形状空間とを結合させた回転体形状に形成されており、減圧用空間３０ｂの中心軸は旋回空間３０ａの中心軸と同軸上に配置されている。

さらに、減圧用空間３０ｂの内部には、減圧用空間３０ｂ内に冷媒通路面積が最も縮小した最小通路面積部３０ｍを形成するとともに、最小通路面積部３０ｍの通路面積を変化させる通路形成部材３５が配置されている。この通路形成部材３５は、冷媒流れ下流側に向かって徐々に広がる略円錐形状に形成されており、その中心軸が減圧用空間３０ｂの中心軸と同軸上に配置されている。換言すると、通路形成部材３５は、減圧用空間３０ｂから離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成されている。

そして、ノズルボデー３２の減圧用空間３０ｂを形成する部位の内周面と通路形成部材３５の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路としては、図６に示すように、最小通路面積部３０ｍよりも冷媒流れ上流側に形成されて最小通路面積部３０ｍに至るまでの冷媒通路面積が徐々に縮小する先細部１３１、および最小通路面積部３０ｍから冷媒流れ下流側に形成されて冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部１３２が形成される。

先細部１３１の下流側および末広部１３２では、径方向から見たときに減圧用空間３０ｂと通路形成部材３５が重合（オーバーラップ）しているので、冷媒通路の軸方向垂直断面の形状が円環状（大径の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）となる。

さらに、本実施形態では、末広部１３２における冷媒通路面積が、冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大するように、ノズルボデー３２の減圧用空間３０ｂを形成する部位の内周面および通路形成部材３５の外周面が形成されている。

本実施形態では、この通路形状によって減圧用空間３０ｂの内周面と通路形成部材３５の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路を、図６に示すように、第１実施形態で説明したノズル部２１に形成された冷媒通路と同様に機能するノズル通路１３ａとしている。さらに、このノズル通路１３ａでは、冷媒を減圧させて、気液二相状態の冷媒の流速を二相音速より高い値となるように増速させて噴射している。

なお、本実施形態における減圧用空間３０ｂの内周面と通路形成部材３５の頂部側の外周面との間に形成される冷媒通路とは、図６に示すように、通路形成部材３５の外周面から法線方向に延びる線分がノズルボデー３２のうち減圧用空間３０ｂを形成する部位と交わる範囲を含んで形成される冷媒通路である。

また、ノズル通路１３ａへ流入する冷媒は旋回空間３０ａにて旋回しているので、ノズル通路１３ａを流通する冷媒およびノズル通路１３ａから噴射される噴射冷媒も、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。

次に、図５に示すミドルボデー３３は、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴が設けられているとともに、この貫通穴の外周側に通路形成部材３５を変位させる駆動手段３７を収容した金属製円板状部材で形成されている。なお、ミドルボデー３３の貫通穴の中心軸は旋回空間３０ａおよび減圧用空間３０ｂの中心軸と同軸上に配置されている。また、ミドルボデー３３は、ハウジングボデー３１の内部であって、かつ、ノズルボデー３２の下方側に圧入等の手段によって固定されている。

さらに、ミドルボデー３３の上面とこれに対向するハウジングボデー３１の内壁面との間には、冷媒吸引口３１ｂから流入した冷媒を滞留させる流入空間３０ｃが形成されている。本実施形態では、ノズルボデー３２の下方側の先細先端部がミドルボデー３３の貫通穴の内部に位置付けられるため、流入空間３０ｃは、旋回空間３０ａおよび減圧用空間３０ｂの中心軸方向からみたときに、断面円環状に形成される。

また、冷媒吸引口３１ｂと流入空間３０ｃとを接続する吸引冷媒流入通路は、流入空間３０ｃの中心軸方向から見たときに、流入空間３０ｃの内周壁面の接線方向に延びている。これにより、本実施形態では、冷媒吸引口３１ｂから吸引冷媒流入通路を介して流入空間３０ｃ内へ流入した冷媒を、旋回空間３０ａ内の冷媒と同方向に旋回させるようにしている。

さらに、ミドルボデー３３の貫通穴のうち、ノズルボデー３２の下方側が挿入される範囲、すなわち軸線に垂直な径方向から見たときにミドルボデー３３とノズルボデー３２が重合する範囲では、ノズルボデー３２の先細先端部の外周形状に適合するように冷媒通路面積が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、貫通穴の内周面とノズルボデー３２の下方側の先細先端部の外周面との間には、流入空間３０ｃと減圧用空間３０ｂの冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路３０ｄが形成される。つまり、本実施形態では、冷媒吸引口３１ｂと流入空間３０ｃとを接続する吸引冷媒流入通路、流入空間３０ｃおよび吸引通路３０ｄによって、外部から冷媒を吸引する吸引用通路１３ｂが形成されている。

この吸引通路３０ｄの中心軸垂直断面も円環状に形成されており、吸引通路３０ｄを流れる冷媒も、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。さらに、吸引用通路１３ｂの冷媒出口（具体的には、吸引通路３０ｄの冷媒出口）は、ノズル通路１３ａの冷媒出口（冷媒噴射口）の外周側に、円環状に開口している。

また、ミドルボデー３３の貫通穴のうち、吸引通路３０ｄの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間３０ｅが形成されている。昇圧用空間３０ｅは、減圧用空間３０ｂ（具体的には、ノズル通路１３ａ）から噴射された噴射冷媒と吸引用通路１３ｂから吸引された吸引冷媒とを流入させる空間である。

昇圧用空間３０ｅの内部には、前述した通路形成部材３５の下方部が配置されている。さらに、昇圧用空間３０ｅ内の通路形成部材３５の円錐状側面の広がり角度は、昇圧用空間３０ｅの円錐台形状空間の広がり角度よりも小さくなっているので、この冷媒通路の冷媒通路面積は冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する。

本実施形態では、このように冷媒通路面積を拡大させることによって、図６に示すように、昇圧用空間３０ｅを形成するミドルボデー３３の内周面と通路形成部材３５の下方側の外周面との間に形成される冷媒通路を、第１実施形態で説明したディフューザ部２２ｂと同様に機能するディフューザ通路１３ｃとしている。そして、ディフューザ通路１３ｃにて、噴射冷媒と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ている。

さらに、ディフューザ通路１３ｃの軸方向垂直断面形状も円環状に形成されており、ディフューザ通路１３ｃを流れる冷媒も、ノズル通路１３ａから噴射された噴射冷媒の有する旋回方向の速度成分および吸引用通路１３ｂから吸引された吸引冷媒の有する旋回方向の速度成分によって、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。

次に、ミドルボデー３３の内部に配置されて、通路形成部材３５を変位させる駆動手段３７について説明する。この駆動手段３７は、圧力応動部材である円形薄板状のダイヤフラム３７ａを有して構成されている。より具体的には、図５に示すように、ダイヤフラム３７ａはミドルボデー３３の外周側に形成された円柱状の空間を上下の２つの空間に仕切るように、溶接等の手段によって固定されている。

ダイヤフラム３７ａによって仕切られた２つの空間のうち上方側（流入空間３０ｃ側）の空間は、蒸発器１６流出冷媒の温度に応じて圧力変化する感温媒体が封入される封入空間３７ｂを構成している。この封入空間３７ｂには、エジェクタ式冷凍サイクル１０を循環する冷媒と同一組成の感温媒体が予め定めた密度となるように封入されている。従って、本実施形態における感温媒体は、Ｒ１３４ａとなる。

一方、ダイヤフラム３７ａによって仕切られた２つの空間のうち下方側の空間は、図示しない連通路を介して、蒸発器１６流出冷媒を導入させる導入空間３７ｃを構成している。従って、封入空間３７ｂに封入された感温媒体には、流入空間３０ｃと封入空間３７ｂとを仕切る蓋部材３７ｄおよびダイヤフラム３７ａ等を介して、蒸発器１６流出冷媒の温度が伝達される。

ここで、図５、図６から明らかなように、本実施形態のミドルボデー３３の上方側には吸引用通路１３ｂが配置され、ミドルボデー３３の下方側にはディフューザ通路１３ｃが配置されている。従って、駆動手段３７の少なくとも一部は、中心軸の径方向から見たときに吸引用通路１３ｂおよびディフューザ通路１３ｃによって上下方向から挟まれる位置に配置されることになる。

より詳細には、駆動手段３７の封入空間３７ｂは、旋回空間３０ａや通路形成部材３５等の中心軸方向から見たときに、吸引用通路１３ｂおよびディフューザ通路１３ｃと重合する位置であって、吸引用通路１３ｂおよびディフューザ通路１３ｃによって囲まれる位置に配置されている。これにより、封入空間３７ｂに蒸発器１６流出冷媒の温度が伝達され、封入空間３７ｂの内圧は、蒸発器１６流出冷媒の温度に応じた圧力となる。

さらに、ダイヤフラム３７ａは、封入空間３７ｂの内圧と導入空間３７ｃへ流入した蒸発器１６流出冷媒の圧力との差圧に応じて変形する。このため、ダイヤフラム３７ａは弾性に富み、かつ熱伝導が良好で、強靱な材質にて形成することが好ましく、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属薄板にて形成されることが望ましい。

また、ダイヤフラム３７ａの中心部には、円柱状の作動棒３７ｅの上端側が溶接等の手段によって接合され、作動棒３７ｅの下端側には通路形成部材３５の最下方側（底部）の外周側が固定されている。これにより、ダイヤフラム３７ａと通路形成部材３５が連結され、ダイヤフラム３７ａの変位に伴って通路形成部材３５が変位し、ノズル通路１３ａの冷媒通路面積（最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積）が調整される。

具体的には、蒸発器１６流出冷媒の温度（過熱度）が上昇すると、封入空間３７ｂに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇し、封入空間３７ｂの内圧から導入空間３７ｃの圧力を差し引いた差圧が大きくなる。これにより、ダイヤフラム３７ａは、最小通路面積部３０ｍにおける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、蒸発器１６流出冷媒の温度（過熱度）が低下すると、封入空間３７ｂに封入された感温媒体の飽和圧力が低下して、封入空間３７ｂの内圧から導入空間３７ｃの圧力を差し引いた差圧が小さくなる。これにより、ダイヤフラム３７ａは、最小通路面積部３０ｍにおける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。

このように蒸発器１６流出冷媒の過熱度に応じてダイヤフラム３７ａが、通路形成部材３５を上下方向に変位させることによって、蒸発器１６流出冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を調整することができる。なお、作動棒３７ｅとミドルボデー３３との隙間は、図示しないＯ−リング等のシール部材によってシールされており、作動棒３７ｅが変位してもこの隙間から冷媒が漏れることはない。

また、通路形成部材３５の底面は、ロワーボデー３４に固定されたコイルバネ４０の荷重を受けている。コイルバネ４０は、通路形成部材３５に対して、最小通路面積部３０ｍにおける通路断面積を縮小する側（図５では、上方側）に付勢する荷重をかけており、この荷重を調整することで、通路形成部材３５の開弁圧を変更して、狙いの過熱度を変更することもできる。

さらに、本実施形態では、ミドルボデー３３の外周側に複数（具体的には、２つ）の円柱状の空間を設け、この空間の内部にそれぞれ円形薄板状のダイヤフラム３７ａを固定して２つの駆動手段３７を構成しているが、駆動手段３７の数はこれに限定されない。なお、駆動手段３７を複数箇所に設ける場合は、それぞれ中心軸に対して等角度間隔で配置されていることが望ましい。

また、軸方向からみたときに円環状に形成される空間内に、円環状の薄板で形成されたダイヤフラムを固定し、複数の作動棒でこのダイヤフラムと通路形成部材３５とを連結する構成としてもよい。

次に、ロワーボデー３４は、円柱状の金属部材等で形成されており、ハウジングボデー３１の底面側を閉塞するように、圧入あるいはネジ止め等の手段によって固定されている。そして、ハウジングボデー３１の内部空間のうち、ロワーボデー３４の上面側とミドルボデー３３の底面側との間には、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒の気液を分離する上流側気液分離空間３０ｆが形成されている。

この上流側気液分離空間３０ｆは、略円柱状の回転体形状の空間として形成されており、上流側気液分離空間３０ｆの中心軸も、旋回空間３０ａ、減圧用空間３０ｂ、および通路形成部材３５等の中心軸と同軸上に配置されている。

さらに、ディフューザ通路１３ｃから流出して上流側気液分離空間３０ｆへ流入する冷媒は、旋回空間３０ａにて旋回する冷媒と同方向に旋回する方向の速度成分を有している。従って、この上流側気液分離空間３０ｆは、第１実施形態で説明した上流側気液分離器１４と同様に、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として機能する。

また、上流側気液分離空間３０ｆの内容積は、第１実施形態で説明した上流側気液分離器１４と同程度の内容積に形成されている。従って、上流側気液分離空間３０ｆでは、分離された液相冷媒を蓄えることなく液相冷媒流出口３１ｃから流出させ、液相冷媒流出口３１ｃから流出させることのできなかった残余の冷媒を混相冷媒流出口３４ｄから流出させる。

混相冷媒流出口３４ｄは、ロワーボデー３４の中心部に設けられた円筒状のパイプ部３４ａの上端部に形成されている。このパイプ部３４ａは、上流側気液分離空間３０ｆと同軸上に配置されて上方側に向かって延びている。従って、上流側気液分離空間３０ｆにて分離された液相冷媒は、パイプ部３４ａの外周側に一時的に滞留して、液相冷媒流出口３１ｃから流出する。

また、パイプ部３４ａの内部には、混相冷媒流出口３４ｄへ流入した気相冷媒あるいは気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒を、低圧冷媒流出口３１ｄへ導く混相冷媒流出通路３４ｂが形成されている。さらに、パイプ部３４ａの上端部には、前述したコイルバネ４０が固定されている。なお、コイルバネ４０は、冷媒が減圧される際の圧力脈動に起因する通路形成部材３５の振動を減衰させる振動緩衝部材としての機能も果たしている。

また、パイプ部３４ａの根本部（最下方部）には、上流側気液分離空間３０ｆ内の冷凍機油を、混相冷媒流出口３４ｄの冷媒流れ下流側となる混相冷媒流出通路３４ｂ内へ導くことによって、液相冷媒流出口３１ｃから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整する冷凍機油バイパス通路３４ｃが形成されている。

なお、上流側気液分離空間３０ｆ内の冷凍機油とは、第２実施形態と同様に、上流側気液分離空間３０ｆ内の冷媒に溶け込んでいる冷凍機油および上流側気液分離空間３０ｆ内の冷媒から析出した冷凍機油の双方が含まれる。その他の構成は、第２実施形態と同様である。

前述の如く、本実施形態のエジェクタ２５は、第２実施形態で説明したエジェクタ２０および上流側気液分離器１４を一体的に構成したものと同等の機能を発揮するので、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２実施形態と同様の効果を得ることができる。

つまり、本実施形態のエジェクタ２５によれば、第２実施形態と同様に、冷凍機油バイパス通路３４ｃの内径（冷媒通路面積）あるいは冷凍機油バイパス通路３４ｃの配置および開口形状等を適切に設定することで、液相冷媒流出口３１ｃから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な濃度に調整することができる。そして、蒸発器１６における冷却能力を極大値に近づけることができる。

また、本実施形態のエジェクタ２５によれば、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）圧力まで低下させることができる。これにより、旋回中心軸の外周側よりも内周側に気相冷媒が多く存在するようにして、旋回空間３０ａ内の旋回中心線近傍はガス単相、その周りは液単相の二相分離状態とすることができる。

このように二相分離状態となった冷媒がノズル通路１３ａへ流入することで、ノズル通路１３ａの先細部１３１では、円環状の冷媒通路の外周側壁面から冷媒が剥離する際に生じる壁面沸騰および円環状の冷媒通路の中心軸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冷媒の沸騰が促進される。これにより、ノズル通路１３ａの最小通路面積部３０ｍへ流入する冷媒が、気相と液相が均質に混合した気液混合状態に近づく。

そして、最小通路面積部３０ｍの近傍で気液混合状態の冷媒の流れに閉塞（チョーキング）が生じ、このチョーキングによって音速に到達した気液混合状態の冷媒が末広部１３２にて加速されて噴射される。このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって、気液混合状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率（従来技術のノズル効率に相当）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２５のボデー３０には、ディフューザ通路１３ｃから流出した冷媒の気液を分離する上流側気液分離空間３０ｆが形成されているので、エジェクタ２５とは別に気液分離手段を設ける場合に対して、上流側気液分離空間３０ｆの容積を効果的に小さくすることができる。

つまり、本実施形態の上流側気液分離空間３０ｆでは、断面円環状に形成されたディフューザ通路１３ｃから流出する冷媒が既に旋回方向の速度成分を有しているので上流側気液分離空間３０ｆ内で冷媒の旋回流れを発生させるための空間を設ける必要がない。従って、エジェクタ２５とは別に気液分離手段を設ける場合に対して、上流側気液分離空間３０ｆの容積を効果的に小さくすることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図７に示すように、第３実施形態に対して、エジェクタ２５の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のエジェクタ２５では、通路形成部材３５の底面の中心部に、冷凍機油バイパス通路３５ｂが接続されている。

本実施形態の冷凍機油バイパス通路３５ｂは、ディフューザ通路１３ｃ内の冷凍機油を混相冷媒流出口３４ｄの冷媒流れ下流側へ導くパイプ状部材で構成されており、通路形成部材３５の底面から混相冷媒流出通路３４ｂ内へ向かって下方側へ延びている。従って、この冷凍機油バイパス通路３５ｂは、通路形成部材３５とともに変位する。

なお、ディフューザ通路１３ｃ内の冷凍機油とは、ディフューザ通路１３ｃを流通する冷媒に溶け込んでいる冷凍機油およびディフューザ通路１３ｃを流通する冷媒から析出した冷凍機油の双方が含まれる。

また、本実施形態の通路形成部材３５には、ディフューザ通路１３ｃ内の冷凍機油を流出させる小径孔３５ａが形成されている。より具体的には、この小径孔３５ａの入口部は、通路形成部材３５のうちディフューザ通路１３ｃを形成する部位であって、かつ、ディフューザ通路１３ｃの入口側よりも出口側に近い部位に形成されており、小径孔３５ａの出口部は、通路形成部材３５の底面の中心部に開口している。

これにより、本実施形態の冷凍機油バイパス通路３５ｂでは、小径孔３５ａから流出した冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を混相冷媒流出口３４ｄの冷媒流れ下流側となる混相冷媒流出通路３４ｂ内へ導いている。その他の構成は、第３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１０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。

つまり、本実施形態のエジェクタ２５によれば、第１実施形態と同様に、冷凍機油バイパス通路３５ｂの内径（冷媒通路面積）あるいは小径孔３５ａの径等を適切な値に設定することで、液相冷媒流出口３１ｃから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な濃度に調整することができる。そして、蒸発器１６における冷却能力が極大値に近づくように調整している。

さらに、本実施形態のエジェクタ２５によれば、第３実施形態と同様に、ノズル通路１３ａにおけるエネルギ変換効率（従来技術のノズル効率に相当）を向上させることができ、上流側気液分離空間３０ｆの容積を効果的に小さくすることができる。

（第５実施形態）
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図８の全体構成図に示すように、第３実施形態に対して、高圧冷媒通路１８および下流側気液分離器１７を廃止するとともに、エジェクタ２５の構成を変更した例を説明する。

具体的には、本実施形態のエジェクタ２５では、混相冷媒流出通路３４ｂの内部に仕切板３８を配置することで、エジェクタ２５の内部に、混相冷媒流出口３４ｄから流出した気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を蓄える下流側気液分離空間３０ｇを形成している。

この仕切板３８は、下方側から上方側に広がる板状部材で形成されており、下流側気液分離空間３０ｇでは、内部を流通する冷媒を仕切板３８に衝突させて密度の高い液相冷媒を下方側へ落下させることによって、冷媒の気液を分離する重力落下式の気液分離手段を構成している。従って、本実施形態の下流側気液分離空間３０ｇは、第１実施形態で説明した下流側気液分離器１７と同様の機能を果たす。

また、仕切板３８の上方側には、下流側気液分離空間３０ｇにて分離された気相冷媒を低圧冷媒流出口３１ｄ側へ流出させる気相冷媒流出通路が形成されている。さらに、仕切板３８の下方側には、仕切板３８の表裏を貫通して、下流側気液分離空間３０ｇに蓄えられた液相冷媒に溶け込んだ冷凍機油を圧縮機１１の吸入口側の気相冷媒へ戻すオイル戻し穴３８ａが形成されている。

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、内部熱交換手段を設けることによる下流側気液分離空間３０ｇ内の液相冷媒における冷凍機油の濃度を上昇させる効果は得られないものの、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

つまり、本実施形態のエジェクタ２５によれば、第３実施形態と同様に、液相冷媒流出口３１ｃから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な濃度に調整することができ、蒸発器１６における冷却能力を極大値に近づけることができる。

さらに、本実施形態では、第１実施形態で説明した下流側気液分離器１７を廃止するとともに、エジェクタ２５の内部に下流側気液分離空間３０ｇを形成しているので、エジェクタ式冷凍サイクル１０全体としての小型化を図ることができる。

（第６実施形態）
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、図９の全体構成図に示すように、第３実施形態に対して、下流側気液分離器１７を廃止するとともに、エジェクタ２５の構成を変更した例を説明する。

本実施形態のエジェクタ２５では、下方側に有底円筒形状のカップ状部材３９を設け、このカップ状部材３９の内部に、混相冷媒流出口３４ｄから流出した気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を蓄える下流側気液分離空間３０ｇを形成している。

さらに、本実施形態の低圧冷媒流出口３１ｄは、下流側気液分離空間３０ｇにて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出パイプ４１の冷媒流れ最下流部に形成されている。また、下流側気液分離空間３０ｇに蓄えられた液相冷媒の内部には、第１実施形態と同等の高圧冷媒通路１８が配置され、エジェクタ２５のカップ状部材３９の底面には、第１実施形態と同様のオイル戻し通路１７ａ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。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実施形態と同様の効果を得ることができる。

つまり、本実施形態のエジェクタ２５によれば、第３実施形態と同様に、液相冷媒流出口３１ｃから流出する液相冷媒における冷凍機油の濃度を適切な濃度に調整することができ、蒸発器１６における冷却能力を極大値に近づけることができる。さらに、第５実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル１０全体としての小型化を図ることができる。

（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。また、上述の各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（１）上述の第１、第２実施形態では、他の冷媒配管に対して細径の冷媒配管で形成された冷凍機油バイパス通路２３、２３ａによって、冷凍機油濃度調整手段を構成した例を説明したが、冷凍機油濃度調整手段はこれに限定されない。例えば、他の冷媒配管と同等の径の冷媒配管を採用し、これに流量調整弁等を配置して冷凍機油濃度調整手段を構成してもよい。

また、上述の実施形態では、例えば、冷凍機油バイパス通路２３の内径あるいはボデー部２２に形成された小径孔２２ｃの径等を適切な値に設定することで、蒸発器１６へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整した例を説明したが、冷凍機油の濃度の調整はこれに限定されない。

例えば、冷凍機油バイパス通路２３および小径孔２２ｃの数量を変更することによって、蒸発器１６へ流入させる液相冷媒における冷凍機油の濃度を調整してもよい。このことは、第２実施形態で説明した冷凍機油バイパス通路２３ａおよびオイル戻し孔１４ｃ、第３実施形態で説明した冷凍機油バイパス通路３４ｃ、並びに、第４実施形態で説明した小径孔３５ａ等についても同様である。

また、第３実施形態では、冷凍機油バイパス通路３５ｂが、ディフューザ通路１３ｃの内周側を形成する通路形成部材３５の外周壁面に付着した冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を混相冷媒流出口３４ｄの下流側へ導くように設けられた例を説明したが、もちろん、冷凍機油バイパス通路３５ｂは、ディフューザ通路１３ｃの外周側を形成するボデー３０の内周壁面に付着した冷凍機油あるいは冷凍機油が高濃度で溶け込んだ冷媒を混相冷媒流出口３４ｄの下流側へ導くように設けられていてもよい。

（２）上述の実施形態では、内部熱交換手段として下流側気液分離器１７あるいは下流側気液分離空間３０ｇに蓄えられた液相冷媒の内部に高圧冷媒通路１８を配置することによって、内部熱交換手段を構成した例を説明したが、内部熱交換手段はこれに限定されない。

例えば、放熱器１２から流出した冷媒と、下流側気液分離器１７あるいは下流側気液分離空間３０ｇに蓄えられた液相冷媒とを熱交換させることができれば、下流側気液分離器１７の外周側あるいは下流側気液分離空間３０ｇを形成するカップ状部材３９の外周側に高圧冷媒通路１８を接合する手段等によって内部熱交換手段を構成してもよい。

（３）上述の第５、第６実施形態のエジェクタ２５では、第３実施形態と同様に、上流側気液分離空間３０ｆ内の冷凍機油を混相冷媒流出口３４ｄの下流側へ導く冷凍機油バイパス通路３４ｃが形成されているものを採用したが、第４実施形態と同様に、ディフューザ通路１３ｃ内の冷凍機油を混相冷媒流出口３４ｄの下流側へ導く冷凍機油バイパス通路３５ｂが形成されているものを採用してもよい。

さらに、第３〜第６実施形態のエジェクタ２５において、冷凍機油バイパス通路３４ｃ、小径孔３５ａおよび冷凍機油バイパス通路３５ｂが形成されているものを採用して、上流側気液分離空間３０ｆ内の冷凍機油およびディフューザ通路１３ｃ内の冷凍機油の双方を、混相冷媒流出口３４ｄの下流側へ導くようにしてもよい。

（４）上述の実施形態では、放熱器１２として、サブクール型の熱交換器を採用した例を説明したが、凝縮部１２ａのみからなる通常の放熱器を採用してもよい。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。

また、上述の実施形態では、エジェクタ２０のノズル部２１およびボデー部２２といった構成部材、並びに、エジェクタ２５のボデー３０および通路形成部材３５といった構成部材を金属で形成した例を説明したが、それぞれの構成部材の機能を発揮可能であれば材質は限定されない。従って、これらの構成部材を樹脂等にて形成してもよい。

また、上述の第１、第２実施形態のエジェクタ２０には、ノズル部２１へ流入する冷媒に旋回流れを生じさせる旋回空間が形成されていないが、第３〜第６実施形態のエジェクタ２５と同様に、旋回空間を形成する旋回空間形成部材を設けてもよい。

また、上述の実施形態では、下流側気液分離器１７の詳細構成について説明していないが、下流側気液分離器１７としては、遠心分離方式の気液分離器、重力落下方式の気液分離器、さらに、波状に折り曲げられた付着板に液相冷媒を付着させることによって気液分離する表面張力式の気液分離器等を採用してもよい。

このことは、下流側気液分離空間３０ｇによって形成される気液分離手段においても同様である。さらに、上流側気液分離器１４および上流側気液分離空間３０ｆについても、遠心分離方式の気液分離手段に限定されない。

また、上述の第３〜第６実施形態では、通路形成部材３５を変位させる駆動手段３７として、温度変化に伴って圧力変化する感温媒体が封入された封入空間３７ｂおよび封入空間３７ｂ内の感温媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム３７ａを有して構成されたものを採用した例を説明したが、駆動手段はこれに限定されない。

例えば、感温媒体として温度によって体積変化するサーモワックスを採用してもよいし、駆動手段として形状記憶合金性の弾性部材を有して構成されたものを採用してもよいし、さらに、駆動手段として電動モータやソレノイド等の電気的機構によって通路形成部材３５を変位させるものを採用してもよい。

（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、車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明のエジェクタ２５を備え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、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。

また、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の放熱器１２を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器１６を送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、蒸発器１６を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として用い、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用いるヒートポンプサイクルを構成してもよい。

１０ エジェクタ式冷凍サイクル
１１ 圧縮機
１２ 放熱器
１４、３０ｆ 上流側気液分離器、上流側気液分離空間（上流側気液分離手段）
１６ 蒸発器
１７、３０ｇ 下流側気液分離器、下流側気液分離空間（下流側気液分離手段）
１８ 高圧冷媒通路（内部熱交換手段）
２０、２５ エジェクタ
２３〜３５ｂ 冷凍機油バイパス通路

Claims (7)

1. 冷凍機油が混入された冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（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（２１）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吸引口（２２ａ）から冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（２２ａ）から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧部（２２ｂ）にて昇圧させるエジェクタ（２０）と、
   前記エジェクタ（２０）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蓄えることなく液相冷媒流出口（１４ａ）から流出させるとともに、残余の冷媒を混相冷媒流出口（１４ｂ）から流出させる上流側気液分離手段（１４）と、
   前記液相冷媒流出口（１４ａ）から流出した液相冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口（２２ａ）側へ流出させる蒸発器（１６）と、
   前記混相冷媒流出口（１４ｂ）から流出した気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を蓄えるとともに、分離された気相冷媒を前記圧縮機（１１）の吸入口側へ流出させる下流側気液分離手段（１７）と、
   前記液相冷媒流出口（１４ａ）から流出する液相冷媒における前記冷凍機油の濃度を調整する冷凍機油濃度調整手段（２２ｃ、２３、１４ｃ、２３ａ）とを備えることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。
2. 前記冷凍機油濃度調整手段は、前記昇圧部（２２ｂ）内の冷凍機油を前記混相冷媒流出口（１４ｂ）の下流側へ導く冷凍機油バイパス通路（２３）によって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。
3. 前記上流側気液分離手段（１４）は、その内部空間へ流入した冷媒を旋回させることで生じる遠心力の作用によって冷媒の気液を分離するものであり、
   前記冷凍機油濃度調整手段は、前記上流側気液分離手段（１４）内の冷凍機油を前記混相冷媒流出口（１４ｂ）の下流側へ導く冷凍機油バイパス通路（２３ａ）によって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。
4. 前記放熱器（１２）から流出した冷媒と前記下流側気液分離手段（１７）に蓄えられた液相冷媒とを熱交換させる内部熱交換手段（１８）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 冷凍機油が混入された冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（１０）に適用されるエジェクタであって、
   冷媒を減圧させる減圧用空間（３０ｂ）、前記減圧用空間（３０ｂ）の冷媒流れ下流側に連通して外部から冷媒を吸引する吸引用通路（１３ｂ）、および前記減圧用空間（３０ｂ）から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路（１３ｂ）から吸引された吸引冷媒とを流入させる昇圧用空間（３０ｅ）が形成されたボデー（３０）と、
   少なくとも一部が前記減圧用空間（３０ｂ）の内部および前記昇圧用空間（３０ｅ）の内部に配置されており、前記減圧用空間（３０ｂ）から離れるに伴って断面積が拡大する円錐状に形成された通路形成部材（３５）とを備え、
   前記ボデー（３０）のうち前記減圧用空間（３０ｂ）を形成する部位の内周面と前記通路形成部材（３５）の外周面との間に形成される冷媒通路は、冷媒を減圧させて噴射するノズルとして機能するノズル通路（１３ａ）であり、
   前記ボデー（３０）のうち前記昇圧用空間（３０ｅ）を形成する部位の内周面と前記通路形成部材（３５）の外周面との間に形成される冷媒通路は、前記噴射冷媒と前記吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギへ変換するディフューザとして機能するディフューザ通路（１３ｃ）であり、
   さらに、ボデー（３０）には、
   前記ディフューザ通路（１３ｃ）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蓄えることなく液相冷媒流出口（３１ｃ）から外部へ流出させるとともに、残余の冷媒を混相冷媒流出口（３４ｄ）から流出させる上流側気液分離空間（３０ｆ）、
   および前記ディフューザ通路（１３ｃ）内の冷凍機油および前記上流側気液分離空間（３０ｆ）内の冷凍機油のうち少なくとも一方を、前記混相冷媒流出口（３４ｄ）の下流側へ導くことによって、前記液相冷媒流出口（３１ｃ）から流出する液相冷媒における前記冷凍機油の濃度を調整する冷凍機油バイパス通路（３４ｃ、３５ｂ）
   が形成されていることを特徴とするエジェクタ。
6. さらに、ボデー（３０）には、前記混相冷媒流出口（３４ｄ）から流出した気相冷媒と液相冷媒が混在した冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を蓄える下流側気液分離空間（３０ｇ）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のエジェクタ。
7. 前記冷媒流入口（３１ａ）へ流入する冷媒と前記下流側気液分離空間（３０ｇ）内に蓄えられた液相冷媒と熱交換させる内部熱交換手段（１８）を備えることを特徴とする請求項６に記載のエジェクタ。

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