JP2018136107A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断続運転を抑制することができる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】圧縮機と、放熱器２と、膨張弁と、蒸発器と、蒸発器と圧縮機とを接続する冷媒通路に設けられるとともに、冷媒通路の通路断面積を変更可能に構成された可変絞り機構とを備え、放熱器２は、圧縮機から吐出された冷媒が流通するとともに複数積層されたチューブと、チューブの長手方向端部側に設けられ、チューブと連通するヘッダタンク２２とを備えており、ヘッダタンク２２のタンク内空間は、チューブ積層方向に複数の区画２２１、２２２に仕切られており、ヘッダタンク２２は、隣接する区画２２１、２２２同士を連通させる連通部を開閉する虹彩絞り機構７を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、空調装置に適用される冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、冷凍サイクル装置の放熱器として、冷媒を凝縮させる凝縮部、凝縮部にて冷却された冷媒の気液を分離するレシーバ部、レシーバ部にて分離された液相冷媒を過冷却する過冷却部を有するサブクール型凝縮器が知られている。このようなサブクール型凝縮器を備える冷凍サイクル装置では、夏季等の高外気温時において最大冷房能力を確保するために、放熱器の熱交換コア部の面積を最大限大きくしている。

しかしながら、冬期等の冷房能力をあまり必要としないとき、すなわち空調装置の低負荷時に、蒸発器における過熱度を一定としたまま空調装置の能力を落とすため圧縮機の回転数を下げると、圧縮機の吸込圧力が上昇し、圧縮機に必要な差圧や圧力比を確保できない恐れがある。圧縮機の回転数を下げない場合、空調能力が過剰となるので、圧縮機を断続運転する必要があり、防曇性に必要な除湿能力が確保できなくなったり、省エネルギー性が悪化したりする。

これに対し、特許文献１に、蒸発器の出口側と圧縮機の吸入側とを接続する低圧配管に吸入圧力調整弁を設けることにより、冷凍能力を調整する冷凍サイクル装置が開示されている。

特開２００７−１３２５４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の冷凍サイクル装置では、冷凍サイクルの冷凍能力を調整することはできるが、空調装置の低負荷時において圧縮機の断続運転を防止することはできない。

本発明は上記点に鑑みて、断続運転を抑制することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、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（１）と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（２）と、放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置（３）と、減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（４）と、蒸発器と圧縮機とを接続する冷媒通路（１０）に設けられるとともに、冷媒通路の通路断面積を変更可能に構成された可変絞り機構（５）とを備え、放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒が流通するとともに複数積層されたチューブ（２４）と、チューブの長手方向端部側に設けられ、チューブと連通するヘッダタンク（２２）とを備えており、ヘッダタンクのタンク内空間は、チューブの積層方向に複数の区画（２２１、２２２）に仕切られており、ヘッダタンクは、隣接する区画同士を連通させる連通部（７２）を開閉する開閉機構（７）を有している。

これによれば、例えば冬期等の低負荷条件時に、可変絞り機構（５）により冷媒通路（１０）の通路断面積を縮小させることで、圧縮機（１）の吸入冷媒の比体積を上昇させ、圧縮機（１）から吐出される冷媒流量を低下させることができる。このため、低負荷条件における圧縮機（１）の断続運転を抑制できる。

さらに、例えば冬期等の低負荷条件時に、開閉機構（７）により放熱器（２）内の連通部（７２）を開くことで、放熱器（２）において冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換領域（熱交換面積）を減少させることができる。これにより、冷凍サイクルの高圧圧力が上昇するので、冷凍サイクルを循環する冷媒流量が増加する。したがって、低負荷条件時においても、冷凍サイクルの冷媒流れを安定化させることができるので、断続運転を抑制できる。

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実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す全体構成図である。 第１実施形態の放熱器を示す正面図である。 第１実施形態の放熱器における通常運転時の冷媒の流れを示す説明図である。 第１実施形態の虹彩絞り機構を示す拡大断面図である。 第１実施形態における車両用空調装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の冷凍サイクルにおける高圧圧力が低下した際の冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。図１に示す冷凍サイクル装置１００は、車両用空調装置に適用されている。車両用空調装置は、車室内空間を適切な温度に調整する空調装置である。

具体的には、この冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、放熱器２、膨張弁３および蒸発器４等を環状に接続して構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。本実施形態の冷凍サイクル装置１００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（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。また、冷媒には圧縮機１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１は、冷凍サイクル装置１００において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。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することができる。

圧縮機１を構成する電動モータは、後述する空調制御装置６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。この電動モータとしては、交流モータ、直流モータの何れの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置６が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。

放熱器２は、圧縮機１から吐出された高圧冷媒と外気とを熱交換させて高圧冷媒を放熱させる熱交換器である。この放熱器２の詳細な構成については後述する。

膨張弁３は、放熱器２から流出した高圧冷媒を減圧させる減圧装置である。膨張弁３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞りである。膨張弁３は、空調制御装置６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。

蒸発器４は、膨張弁３にて減圧膨張された低圧冷媒と室内送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する熱交換器である。本実施形態の蒸発器４は、冷媒の集合あるいは分配を行うタンクおよび冷媒を流通させる複数本のチューブと、複数のチューブが接続されて冷媒の集合あるいは分配を行うタンクとを有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器である。

冷凍サイクル装置１００は、蒸発器４と圧縮機１とを接続する冷媒通路１０に設けられるとともに、この冷媒通路１０の通路断面積を変更可能に構成された可変絞り機構５を有している。すなわち、可変絞り機構５は、蒸発器４の出口側と圧縮機１の吸入口側との間に設けられている。

可変絞り機構５は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成されている。可変絞り機構５は、空調制御装置６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。

空調制御装置６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ている。そして、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、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器の作動を制御する。

空調制御装置６の出力側には、圧縮機１、膨張弁３、可変絞り機構５、その他の電動アクチュエータ等が接続されている。

空調制御装置６の入力側には、高圧側圧力センサ６１、低圧側圧力センサ６２等が接続されている。そして、空調制御装置６には、これらの空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。

高圧側圧力センサ６１は、圧縮機１の吐出口側から膨張弁３の入口側へ至る冷媒通路の高圧側冷媒圧力を検出する高圧冷媒圧力検出部である。本実施形態では、高圧側圧力センサ６１は、放熱器２の出口側における冷媒圧力を、高圧側冷媒圧力Ｐｈとして検出する。

低圧側圧力センサ６２は、膨張弁３の入口側から圧縮機１の吸入口側へ至る冷媒通路の低圧側冷媒圧力を検出する低圧冷媒圧力検出部である。本実施形態では、低圧側圧力センサ６２は、蒸発器４の出口側における冷媒圧力を、低圧側冷媒圧力Ｐｌとして検出する。

次に、本実施形態の放熱器２の詳細構成について説明する。本実施形態に係る放熱器２は、冷凍サイクルの冷媒保持のため、液相冷媒を貯留する機能を有している。

図２および図３に示すように、本実施形態の放熱器２は、モジュレータータンク一体型の冷媒凝縮器である。すなわち、放熱器２は、凝縮部２ａと、過冷却部２ｂと、モジュレータータンク２０とを備え、これらを一体にして形成されている。

凝縮部２ａは、圧縮機１から吐出された冷媒と空気（外部流体）とを熱交換させることにより気相冷媒を凝縮させる熱交換部である。モジュレータータンク２０は、凝縮部２ａから流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離させて、冷凍サイクル中の余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、液相冷媒を流出させる気液分離部である。過冷却部２ｂは、モジュレータータンク２０から流入した液相冷媒と空気とを熱交換させることにより液相冷媒を冷却して、冷媒の過冷却度を高める熱交換部である。なお、本実施形態のモジュレータータンク２０は、上下方向（すなわち重力方向）に延びる筒状に形成されている。

放熱器２は、所定間隔を開けて配置された一対のヘッダタンクである円筒状の第１ヘッダタンク２１および第２ヘッダタンク２２を有している。第１ヘッダタンク２１と第２ヘッダタンク２２の間には熱交換用のコア部２３が配置されている。コア部２３は、凝縮部２ａと過冷却部２ｂを含んで構成されている。また、放熱器２は、第１ヘッダタンク２１に流入した冷媒が複数本の冷媒通路に分かれて第２ヘッダタンク２２に向けて流れる、いわゆるマルチフロータイプと称されるタイプの熱交換器である。

より詳細には、放熱器２は、図２に示すように、チューブ２４と、ヘッダタンク２１、２２とを備えている。チューブ２４は、圧縮機１から吐出された冷媒が流通するとともに、複数積層されている。また、チューブ２４は、第１ヘッダタンク２１と第２ヘッダタンク２２との間で水平方向に冷媒を流すとともに、断面扁平状に形成されている。ヘッダタンク２１、２２は、チューブ２４の長手方向端部側に設けられるとともに、チューブ２４と連通している。

そして、チューブ２４を複数積層することによりに、上述したコア部２３が構成されている。隣り合うチューブ２４の間には、波形状（コルゲート状）のアウターフィン２５が設けられている。チューブ２４およびアウターフィン２５は、互いにろう付けにより接合されている。

以下、チューブ２４の長手方向をチューブ長手方向といい、チューブ２４の積層方向をチューブ積層方向という。

チューブ２４におけるチューブ長手方向一端部は、第１ヘッダタンク２１内に連通するように配置されている。チューブ２４におけるチューブ長手方向他端部は、第２ヘッダタンク２２内に連通するように配置されている。コア部２３を構成する各チューブ２４は、内部に複数の小通路を有する多穴管により構成されている。このような多穴管は、押出成形により形成することができる。

コア部２３におけるチューブ積層方向両端部には、コア部２３を補強するサイドプレート２６がそれぞれ設けられている。サイドプレート２６は、チューブ長手方向と平行に延びてその両端部が第１ヘッダタンク２１および第２ヘッダタンク２２に接続されている。

第２ヘッダタンク２２の上端側には、冷媒の入口側配管ジョイント２８が設けられている。入口側配管ジョイント２８は、第２ヘッダタンク２２に接合されている。入口側配管ジョイント２８は、第２ヘッダタンク２２の上方側の内部空間（後述する第１空間２２１）に冷媒を流入させる入口側配管（図示せず）を接続するための接続部材である。

第１ヘッダタンク２１の下端側には、冷媒の出口側配管ジョイント２９が設けられている。出口側配管ジョイント２９は、第１ヘッダタンク２１に接合されている。出口側配管ジョイント２９は、第１ヘッダタンク２１の下方側の内部空間（後述する第５空間２１２）から冷媒を外部に流出させる出口側配管（図示せず）を接続するための接続部材である。

図３および図４に示すように、第２ヘッダタンク２２の内部には、虹彩絞り機構７が設けられている。虹彩絞り機構７は、環状に配置された複数の絞り羽７１を有し、内径が連続的に変化する絞り機構である。

虹彩絞り機構７の内径を０にする、すなわち虹彩絞り機構７を全閉することにより、第２ヘッダタンク２２のタンク内空間は、チューブ積層方向に２つの区画（空間）２２１、２２２に仕切られている。

虹彩絞り機構７の内径を０より大きくする、すなわち虹彩絞り機構７を開けることにより、隣接する２つの区画２２１、２２２同士が連通する。このとき、虹彩絞り機構７の複数の絞り羽７１により形成されるとともに、複数の絞り羽７１によって開閉される通路７２を介して、２つの区画２２１、２２２が連通している。したがって、本実施形態の虹彩絞り機構７は、隣接する２つの区画２２１、２２２同士を連通させる連通部としての通路７２を開閉する開閉機構を構成している。

ここで、虹彩絞り機構７の複数の絞り羽７１は、サーボモータ７３によって駆動される。サーボモータ７３の作動は、空調制御装置６から出力される制御信号によって制御される。

図３に戻り、第２ヘッダタンク２２の内部には、タンク内空間をチューブ積層方向（上下方向）に仕切る１枚の第１セパレータ８１が配置されている。第１セパレータ８１は、虹彩絞り機構７よりも下方側に配置されている。

虹彩絞り機構７および第１セパレータ８１により、第２ヘッダタンク２２の内部は、チューブ積層方向（上下方向）に３個の区画２２１、２２２、２２３に仕切られている。

また、第１ヘッダタンク２１の内部には、タンク内空間をチューブ積層方向に仕切る第２セパレータ８２が配置されている。第２セパレータ８２により、第１ヘッダタンク２１のタンク内空間は、チューブ積層方向に２個の区画２１１、２１２に仕切られている。

コア部２３は上下方向に並ぶ３つの流路群を有している。以下、コア部２３において、上下方向の最も上方に位置する流路群を第１流路群２３１といい、上下方向の２番目に上方に位置する流路群を第２流路群２３２といい、上下方向の最も下方に位置する流路群を第３流路群２３３という。

３つの流路群のうち、第１流路群２３１および第２流路群２３２により凝縮部２ａが構成されており、第３流路群２３３により過冷却部２ｂが構成されている。

以下、第２ヘッダタンク２２において、上下方向の最も上方に位置する区画（内部空間）を第１空間２２１といい、上下方向の２番目に上方に位置する区画を第２空間２２２といい、上下方向の最も下方に位置する区画を第３空間２２３という。

なお、虹彩絞り機構７を全閉することにより、第１空間２２１と第２空間２２２とが仕切られている。第１セパレータ８１により、第２空間２２２と第３空間２２３とが仕切られている。

第１空間２２１および第２空間２２２は、コア部２３の凝縮部２ａ、すなわち第１流路群２３１および第２流路群２３２と連通している。また、第３空間２２３は、コア部２３の過冷却部２ｂ、すなわち第３流路群２３３と連通している。

第２ヘッダタンク２２の第２空間２２２とモジュレータータンク２０の内部空間２００との間には、第１連通路６４が設けられている。第１連通路６４は、第２ヘッダタンク２２の第２空間２２２と、モジュレータータンク２０の内部空間２００とを連通させている。

第２ヘッダタンク２２の第３空間２２３とモジュレータータンク２０の内部空間２００との間には、第２連通路６５が設けられている。第２連通路６５は、第２ヘッダタンク２２の第３空間２２３と、モジュレータータンク２０の内部空間２００とを連通させている。

第２ヘッダタンク２２の外側には、冷媒の気液を分離して液相冷媒を蓄える円筒状のモジュレータータンク２０が一体に設けられている。モジュレータータンク２０と第２ヘッダタンク２２は、上記の第１連通路６４および第２連通路６５によって互いの内部空間同士が連通する関係にある。凝縮部２ａ、過冷却部２ｂおよびモジュレータータンク２０の各部は、アルミニウム材もしくはアルミニウム合金材でプレス加工、押出成形等により成形され、一体ろう付け、例えば、炉中ろう付けにて組み付けられる。

また、図示を省略しているが、モジュレータータンク２０の内部には、冷凍サイクル内の水分を吸収する乾燥剤と、冷凍サイクル内の異物を回収するフィルタとが収容されている。

以下、第１ヘッダタンク２１において、上下方向の上方側に位置する区画（内部空間）を第４空間２１１といい、上下方向の下方側に位置する区画を第５空間２１２という。

第４空間２１１は、コア部２３の凝縮部２ａ、すなわち第１流路群２３１および第２流路群２３２と連通している。また、第５空間２１２は、コア部２３の過冷却部２ｂ、すなわち第３流路群２３３と連通している。

次に、上記構成の冷凍サイクル装置１００における作動を説明する。圧縮機１が始動すると、空調制御装置６は、図５のフローチャートに示す制御処理を実行する。図５に示すフローチャートは、空調制御プログラムのメインルーチンに対するサブルーチンとして、所定の周期毎に実行される制御処理である。

なお、上記構成の冷凍サイクル装置１００では、通常運転時において、可変絞り機構５を全開にするとともに、放熱器２の虹彩絞り機構７を全閉している。これにより、図３の実線矢印に示すように、圧縮機１から吐出した冷媒は、入口側配管ジョイント２８から放熱器２における第２ヘッダタンク２２の第１空間２２１に流入する。第２ヘッダタンク２２の第１空間２２１へ流入した冷媒は、コア部２３の第１流路群２３１、第１ヘッダタンク２１の第４空間２１１およびコア部２３の第２流路群２３２を流れて、第２ヘッダタンク２２の第２空間２２２へ流入する。

第２ヘッダタンク２２の第２空間２２２へ流入した冷媒は、第１連通路６４を介してモジュレータータンク２０の内部空間２００へ流入し、気液分離される。そして、モジュレータータンク２０の内部空間２００にて気液分離された液相冷媒は、第２連通路６５を介して、第２ヘッダタンク２２の第３空間２２３へ流入する。

第２ヘッダタンク２２の第２空間２２３へ流入した液相冷媒は、過冷却部２ｂであるコア部２３の第３流路群２３３を流れて、第１ヘッダタンク２１の第５空間２１２へ流入する。第１ヘッダタンク２１の第５空間２１２へ流入した液相冷媒は、出口側配管ジョイント２９から膨張弁３の入口側へ流出する。

ここで、図５に戻り、ステップＳ１００では、冷凍サイクルの低圧側冷媒圧力Ｐｌが予め定めた基準冷媒蒸発圧力Ｐｌｓを下回っているか否かを判定する。ステップＳ１００にて、低圧側冷媒圧力Ｐｌが基準冷媒蒸発圧力Ｐｌｓを下回っていると判定された際には、蒸発器４に着霜が生じるおそれがあるとして、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、可変絞り機構５を作動させて、低圧側冷媒圧力Ｐｌを上昇させ、メインルーチンへ戻る。これにより、蒸発器４における冷媒蒸発圧力を基準冷媒蒸発圧力Ｐｌｓ以上に調整し、蒸発器４の着霜を抑制する。

一方、ステップＳ１００にて、低圧側冷媒圧力Ｐｌが基準冷媒蒸発圧力Ｐｌｓを下回っていないと判定された際には、ステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが予め定めた基準高圧圧力Ｐｈｓを下回っているか否かを判定する。

高圧側冷媒圧力Ｐｈが低くなると、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈと低圧側冷媒圧力Ｐｓとの差が小さくなる。このとき、放熱器２では、凝縮能力が高くなりすぎ、放熱器２の大半の領域に液相冷媒が貯留されてしまい、蒸発器４側に流出する冷媒流量が減少する。

そこで、ステップＳ１２０にて、高圧側冷媒圧力Ｐｈが基準高圧圧力Ｐｈｓを下回っていると判定された際には、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈと低圧側冷媒圧力Ｐｓとの差が小さくなっているとして、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、可変絞り機構５を絞り、ステップＳ１４０へ進む。ステップＳ１４０では、放熱器２の虹彩絞り機構７を開放し、メインルーチンへ戻る。

このように、ステップＳ１３０において、可変絞り機構５を絞ると、圧縮機１の吸入冷媒の比体積が上昇する。このため、圧縮機１から吐出される冷媒流量が低下するので、低負荷条件における圧縮機１の断続運転を抑制できる。

また可変絞り機構５を絞ると、蒸発器４内の冷媒温度が上昇し、蒸発器４で冷媒が全て蒸発せず蒸発器４から液相冷媒が流出するという現象（液バック）が起こり、蒸発器４出口側冷媒の過熱度が低下する。

液バックが起こると、液バックが起こらない場合、つまり蒸発器４から気相冷媒のみが流出する場合に比べて蒸発器４の内部圧損が減少して蒸発器４出口冷媒圧力が上昇する。すると、膨張弁３は蒸発器４出口冷媒圧力を低下させるように弁開度を絞るので、冷媒流量が減少する。

そして、ステップＳ１４０において、虹彩絞り機構７を開放すると、図３の破線矢印に示すように、放熱器２における第２ヘッダタンク２２の第１空間２２１に流入した冷媒の一部は、虹彩絞り機構７内の通路７２を介して、第２空間２２２に流入する。すなわち、放熱器２に流入した冷媒の一部は、凝縮部２ａである第１流路群２３１および第２流路群２３２を流通せずに、過冷却部２ｂに流入する。

これにより、放熱器２において冷媒と外気とを熱交換させる熱交換領域（熱交換面積）が減少するため、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが上昇する。したがって、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈと低圧側冷媒圧力Ｐｌとの圧力差（高低圧差）を確保して、冷凍サイクルの冷媒流れを維持することができる。

以上説明したように、本実施形態の車両用空調装置では、例えば外気温が低くなり、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが低くなった際に、可変絞り機構５が冷媒通路１０の通路断面積を縮小させる。これにより、圧縮機１の吸入冷媒の比体積が上昇するので、圧縮機１から吐出される冷媒流量を低下させることができる。このため、冬期等の低負荷条件における圧縮機１の断続運転を抑制できる。

さらに、本実施形態の車両用空調装置では、例えば外気温が低くなり、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが低くなった際に、虹彩絞り機構７が第２ヘッダタンク２２内の連通部７２を開く。このとき、圧縮機１から吐出した冷媒の一部は、凝縮部２ａを通過せずに過冷却部２ｂに流入することになるため、放熱器２において冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換領域（熱交換面積）が減少する。これにより、冷凍サイクルの高圧圧力が上昇するので、冷凍サイクルを循環する冷媒流量が増加する。したがって、低負荷条件時においても、冷凍サイクルの冷媒流れを安定化させることができるので、断続運転を抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７に基づいて説明する。本第６実施形態は、上記第１実施形態と比較して、冷凍サイクルの構成が異なるものである。

図７に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１００は、放熱器２から流出した高圧高温の液冷媒と、蒸発器４から流出した低圧低温の気相冷媒とを間接的に熱交換させる内部熱交換器９を備えている。

内部熱交換器９は、高圧側冷媒流路９１と低圧側冷媒流路９２とを有している。高圧側冷媒流路９１は、放熱器２から流出した高圧側冷媒が流れる流路である。低圧側冷媒流路９２は、蒸発器４から流出した低圧側冷媒が流れる流路である。

高圧側冷媒流路９１は、放熱器２の冷媒流れ下流側かつ膨張弁３の冷媒流れ上流側に配置されている。低圧側冷媒流路９２は、蒸発器４の冷媒流れ下流側かつ圧縮機１の冷媒吸入側に配置されている。

本実施形態によれば、放熱器２から流出した高圧側冷媒と蒸発器４から流出した熱交換された低圧側冷媒とが熱交換させて、高圧側冷媒を低圧側冷媒で冷却することができるので、蒸発器４の入口側冷媒のエンタルピが低下する。したがって、蒸発器４の出口側冷媒と入口側冷媒とのエンタルピ差（換言すれば冷凍能力）を増大させて、サイクルの成績係数（いわゆるＣＯＰ）を向上させることができる。

（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、例えば以下のように種々変形可能である。

（１）冷凍サイクル装置１００の各構成は、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、上述の実施形態では、圧縮機１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、エンジン（内燃機関）を有する車両に適用する場合等には、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もよい。また、エンジン駆動式の圧縮機としては、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してもよい。

また、上述の実施形態では、膨張弁３として、電気式膨張弁を採用した例を説明したが、蒸発器４出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する温度式膨張弁を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、蒸発器４として、タンクアンドチューブ型の熱交換器を採用した例を説明したが、蒸発器４はこれに限定されない。例えば、蒸発器４として、プレート積層型の熱交換器を採用してもよい。さらに、蒸発器４として、断面扁平状の扁平チューブを蛇行状に折り曲げて形成したサーペンタイン型の熱交換器を採用してもよい。

（２）上述の実施形態では、放熱器２内に設けられる開閉機構として、虹彩絞り機構７を採用した例について説明したが、開閉機構はこれに限定されない。例えば、開閉機構としては、機械的機構で弁体を開閉する機械式弁を採用してもよい。

１ 圧縮機
２ 放熱器
３ 膨張弁（減圧装置）
４ 蒸発器
５ 可変絞り機構
１０ 冷媒通路

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（２）と、
   前記放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置（３）と、
   前記減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（４）と、
   前記蒸発器と前記圧縮機とを接続する冷媒通路（１０）に設けられるとともに、前記冷媒通路の通路断面積を変更可能に構成された可変絞り機構（５）とを備え、
   前記放熱器は、
   前記圧縮機から吐出された冷媒が流通するとともに複数積層されたチューブ（２４）と、
   前記チューブの長手方向端部側に設けられ、前記チューブと連通するヘッダタンク（２２）とを備えており、
   前記ヘッダタンクのタンク内空間は、前記チューブの積層方向に複数の区画（２２１、２２２）に仕切られており、
   前記ヘッダタンクは、隣接する前記区画同士を連通させる連通部（７２）を開閉する開閉機構（７）を有している冷凍サイクル装置。
2. 前記可変絞り機構は、前記圧縮機の吐出口側から前記減圧装置の入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）が予め定めた基準高圧圧力（Ｐｈｓ）を下回った際に、前記冷媒通路の通路断面積を縮小させ、
   前記開閉機構は、前記高圧側冷媒圧力が前記基準高圧圧力を下回った際に、前記連通部を開く請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記開閉機構は、虹彩絞り機構（７）により構成されている請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. さらに、前記凝縮器から流出した前記冷媒と、前記蒸発器から流出した前記冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（９）を備える請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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