JPS63187059A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用空調装置、一般建物用空調装置、冷凍
車両冷凍装置、或いは冷蔵庫等の冷却系統に係り、特に
、当該冷却系統をその冷却能力において負荷に応じて制
御するに通した冷凍装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の冷凍装置においては、特開昭６０−２６
３０６６号公報に示されているように、コンプレッサ、
コンデンサ、ＩＰ！、張弁、エバポレータ等を接続した
冷却系統内に非共沸混合冷媒を封入し、エバポレータ内
への流入非共沸混合冷媒の温度を同エバポレータの流入
口及び流出口までの間にて検出するとともに、エバポレ
ータからコンプレッサへの流入非共沸混合冷媒の温度を
エバポレータの流出口からコンプレッサの吸入口までの
間にて検出して、両温度検出結果の差に応じて膨張弁に
よりコンデンサからエバポレータへの非共沸混合冷媒の
循環量を制御するようにしたものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構成においては、非共沸混合
冷媒を所定組成割合にて組成する低沸点冷媒と高沸点冷
媒が、常に前記所定組成割合でもって、膨張弁からエバ
ポレータに供給されることとなるため、低沸点冷媒独自
の冷却能力及び高沸点冷媒独自の冷却能力をそれぞれ有
効に活用することができず、その結果、エバポレータの
冷却能力範囲に制限が生ずるという不具合がある。

そこで、本発明は、このような不具合に対処すべく、非
共沸混合冷媒の各組成成分の独自の冷却能力を有効に活
用するようにした冷凍装置を提供しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決にあたり、本発明の構成は、第１図に
て例示するごとく、低沸点冷媒と高沸点冷媒とからなる
非共沸混合冷媒を付与されたときこの非共沸混合冷媒に
より被冷却体を冷却する冷却手段ｌと、作動状態にある
とき冷却手段１からの非共沸混合冷媒中のガス相成分を
圧縮し高温高圧のガス相非共沸混合冷媒として発生する
圧縮手段２と、この圧縮手段２からのガス相非共沸混合
冷媒を凝縮し前記高沸点冷媒よりも前記低沸点冷媒をよ
り多く含むガス相成分と前記低沸点冷媒よりも前記高沸
点冷媒をより多く含む液相成分とからなる二相非共沸混
合冷媒として発生する第１凝縮部３ａとこの第１凝縮部
３ａからの二相非共沸混合冷媒又はそのガス相成分を冷
媒として付与されたとき間冷媒を凝縮し液相非共沸混合
冷媒として発生する第２凝縮部３ｂとからなる凝縮手段
３と、第２凝縮部３ｂからの液相非共沸混合冷媒を減圧
し低温低圧の非共沸混合冷媒として発生する減圧手段４
と、第１凝縮部３ａから二相非共沸混合冷媒を付与され
たときこの二相非共沸混合冷媒をその液相成分とガス相
成分に分離する分離手段５と、第１切換状態にあるとき
第１凝縮部３ａからの二相非共沸混合冷媒を分離手段５
に付与するとともにこの分離手段５からのガス相成分を
第２凝縮部３ｂに付与し、また第２切換状態にあるとき
第１凝縮部３ａからの二相非共沸混合冷媒を分離手段５
から遮断して第２凝縮部３ｂに付与するとともに分離手
段５からのガス相成分を第２凝縮部３ｂから遮断する電
気的切換手段６と、第１作動状態にあるとき減圧手段４
からの非共沸混合冷媒を冷却手段１に付与し、また第２
作動状態にあるとき減圧手段４からの非共沸混合冷媒及
び分離手段５からの液相成分を合流させて冷却手段１に
付与する電気的冷媒付与手段７とにより構成した冷却系
統を備え、かつこの冷却系統の冷却能力不足状態を表わ
す物理量を物理量検出信号として検出する物理量検出手
段８ａと、前記物理量検出信号の値が大きい（又は゛、
小さい）とき前記冷却系統の冷却能力を増大（又は、減
少）させるべき旨判定し第１　（又は、第２）の判定信
号を生じる判定手段８ｂと、前記第１　（又は、第２）
の判定信号に応答して電気的切換手段６を第１　（又は
、第２）の切換状態にする第１駆動手段９ａと、前記第
１　（又は、第２）の判定信号に応答して電気的冷媒付
与手段７を第１　（又は、第２）の作動状態にする第２
駆動手段９ｂとを設けるようにしたことにある。

〔作用〕

このように本発明を構成したことにより、物理量検出手
段８ａからの物理量検出信号の値が大きい場合には、判
定手段８ｂが第１判定倍号を発生し、圧縮手段２の作動
状態にて第１駆動手段９ａが前記第１判定倍号に応答し
て電気的切換手段６を第１切換状態にし、これと同時に
第２駆動手段９ｂが電気的冷媒付与手段７を第１作動状
態にする。

すると、圧縮手段２が冷却手段１からの非共沸・混合冷
媒中のガス相成分を圧縮し高温高圧のガス相非共沸混合
冷媒として発生し、凝縮手段３の第１凝縮部３ａがかか
るガス相非共沸混合冷媒を凝縮し二相非共沸混合冷媒と
して発生し、分離手段５が、電気的切換手段６の第１切
換状態にて、第１凝縮部３ａから二相非共沸混合冷媒を
受けてその液相成分とガス相成分に分離し、凝縮手段３
の第２凝縮部３ｂが電気的切換手段６の第１切換状態に
て分離手段５からガス相成分を受けて凝縮し液相非共沸
混合冷媒として発生し、減圧手段４が間冷媒を減圧し低
温低圧の非共沸混合冷媒として発生し、電気的冷媒付与
手段７が第１作動状態にて減圧手段４からの非共沸混合
冷媒のみを冷却手段１に付与する。

かかる場合、分離手段５内の液相成分中の高沸点冷媒は
低沸点冷媒より多く、一方間分離手段５内のガス相成分
中の低沸点冷媒は高沸点冷媒よりも多い。従って、第２
凝縮部３ｂからの液相非共沸混合冷媒、叩ち電気的冷媒
付与手段７からの液相非共沸混合冷媒中の低沸点冷媒は
高沸点冷媒より多い。換言すれば、圧縮手段２の作用の
もとに前記冷却系統を循環する冷媒中の低沸点冷媒の組
成割合が増加する。このことは、冷却手段１への非共沸
混合冷媒の冷却能力が低沸点冷媒の多くなる分だけ高く
なることを意味する。その結果、冷却手段１は、かかる
高冷却能力を有する非共沸混合冷媒により前記被冷却体
を急速に冷却する。

然る後、物理量検出手段８ａからの物理量検出信号の値
が小さくなると、判別手段８ｂが第２判定倍号を発生し
、これに応答して第１駆動手段９ａが圧縮手段２の作動
状態にて電気的切換手段６を第２切換状態にし、これと
同時に第２駆動手段９ｂが電気的冷媒付与手段７を第２
作動状態にする。すると、凝縮手段３の第１凝縮部３ａ
が、上述と同様に、圧縮手段２の作動状態にて二相非共
沸混合冷媒を発生し、同凝縮手段３の第２凝縮部３ｂが
、電気的切換手段６の第２切換状態にて、分離手段５か
ら遮断されて第１凝縮部３ａからの二相非共沸混合冷媒
を凝縮し液相非共沸混合冷媒として発生し、減圧手段４
が間冷媒を低温低圧の非共沸混合冷媒として発生し、電
気的冷媒付与手段７が同非共沸混合冷媒及び分離手段５
からの液相成分を合流させて冷却手段１に付与する。

かかる場合、上述のごとく分離手段５内の液相成分中の
高沸点冷媒が低沸点冷媒より多いため、電気的冷媒付与
手段７からの合流非共沸混合冷媒中の高沸点冷媒が低沸
点冷媒より多くなる。換言すれば、電気的冷媒付与手段
７によって冷却手段１に前記合流液相成分が付与される
と、前記冷却系統を循環する冷媒中の高沸点冷媒の組成
割合が増加する。このことは、冷却手段１への非共沸混
合冷媒の冷却能力が高沸点冷媒の多くなる分だけ低くな
ることを意味する。その結果、冷却手段１は、かかる低
冷却能力を有する非共沸混合冷媒により前記被冷却体を
緩やかに冷却する。

〔効果〕

以上述べたように、非共沸混合冷媒中の低沸点冷媒が高
沸点冷媒よりも高い冷却能力を有すること及び第１凝縮
部３ａ内にて二相非共沸混合冷媒が形成されることを有
効に活用して、前記物理量の大小に応じ、冷却手段１へ
の非共沸混合冷媒に含まれる低沸点冷媒と高沸点冷媒の
組成比率を、冷却手段１の冷却能力を増減させるように
制御することとなり、その結果、上述の組成比率の制御
のみによってこの種冷凍装置の冷却能力範囲を大幅に拡
大できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図は、車両に適用した本発明に係る冷凍装置の一例を示
しており、この冷凍装置は、冷却系統１０と、この冷却
系統１０に接続した制御装置２０とにより構成されてい
る。冷却系統１０は、当該重両の車室内に連通ずるエア
ダクｌ−１０ａ内に配設したエバポレータ１１を備えて
おり、このエバポレータ１１は、その流入口１１ａにて
、管路Ｐ１．キャピラリチューブ１２及び管路Ｐ２を介
しコンデンサ１３の主流出口１３ｂに接続され、一方、
その流出口１１ｂにて、管路Ｐ３、アキュムレータ１４
及び管路Ｐ４を介し定容量型コンプレッサ１５の吸入口
１５ａに接続されている。しかして、エバポレータ１１
は、その流入口１１ａにて、後述のごとく配管Ｐ１から
低温低圧の非共沸混合冷媒を受けて、同非共沸混合冷媒
中の液相成分の蒸発によりエアダクト１０ａ内への流入
空気流を冷却するとともに前記非共沸混合冷媒を流出口
１１ｂから管路Ｐ３内に流出する。かかる場合、上述し
た非共沸混合冷媒は、高沸点冷媒と低沸点冷媒とを混合
してなり冷却系統１０内に封入されているもので、本実
施例においては、高沸点冷媒として、例えば、大気圧に
て一３０℃にて沸点を有するＲ　１２　（ＣＧ　１２Ｆ
λ）が採用され、一方、低沸点冷媒として、例えば、−
５８℃にて沸点を有するＲ　１３　Ｂ　１　　（ＣＢ　
ｒ　Ｆ３）が採用されている。

キャピラリチューブ１２は、コンデンサ１３の主流出口
１３ｂから管路Ｐ２内に後述のごとく流入する高温高圧
の液相非共沸混合冷媒を減圧し低温低圧の二相非共沸混
合冷媒として管路Ｐ１内に流入させる。アキュムレータ
１４は、エバポレータ１１の流出口１１ｂから管路Ｐ３
を通し非共沸混合冷媒を受けてその液相成分を貯えると
ともに残余のガス相成分を管路Ｐ４内に流入させる。コ
ンプレッサ１５は、その付設の電磁クラッチ１６の保合
により、当該重両のエンジンから■ベルト機構１７を介
し動力を伝達されて作動し管路Ｐ４からのガス相成分を
圧縮し吐出口１５ｂから管路Ｐ５内に高温高圧のガス相
非共沸混合冷媒として吐出する。また、コンプレッサ１
５は電磁クラッチ１６の解離により前記エンジンの動力
から遮断されて停止する。

コンデンサ１３は、第４図に示すごとく、一対の屈曲状
凝縮配管１３Ａ、１３Ｂと、放熱フィン部材１３Ｃとに
より構成されており、凝縮配管１３Ａは、その一端にて
コンデンサ１３の主流入口１３ａ（第２図及び第４図参
照）を形成し管路Ｐ５を介しコンプレッサ１５の吐出口
１５ｂに［され、一方、その他端にてコンデンサ１３の
補助流出口１３Ｃ（第２図及び第４図参照）を形成し管
路Ｐ６を介し四方電磁弁１７に接続されている。

また、凝縮配管１３Ｂは、その一端にてコンデンサ１３
の主流出口１３ｂ（第２図及び第４図参照）を形成して
おり、一方、この凝縮配管１３Ｂの他端は、コンデンサ
１３の補助流入口１３ｄ（第２図及び第４図参照）を形
成し管路Ｐ７を介し四方電磁弁１７に接続されている。

しかして、コンデンサ１３は、その凝縮圧を一定に維持
しつつ放熱フィン部材１３Ｃの放熱作用のもとに再凝縮
配管１３Ａ、１３Ｂ内に流入する非共沸混合冷媒を凝縮
し高温高圧の二相非共沸混合冷媒（又は、液相非共沸混
合冷媒）として補助流出口１３Ｃ（又は、主流出口１３
ｂ）から管路Ｐ６（又はＰ２）内に噴出させる。

かかる場合、当該非共沸混合冷媒は、その凝縮温度ｔｃ
（’Ｃ）の変化に応じて、ガス相状態、液相状態、或い
はガス相及び液相の二相状態に変化するもので、この非
共沸混合冷媒のガス相状態は、第３図にて示す境界曲線
Ｘの上側領域（以下、ガス相域Ｇという）により特定さ
れ、同非共沸混合冷媒の液相状態は、第３図にて示す境
界曲線Ｙの下側領域（以下、液相領域りという）により
特定され、また、同非共沸混合冷媒の二相状態は、両境
界曲線ｘ、ｙ間の領域（以下、二相域ＧＬという）によ
り特定される。また、ガス相域Ｇにおける非共沸混合冷
媒はコンデンサ１３の凝縮作用を受けて、その凝縮温度
ｔｅａとの境界曲線Ｘとの交点ａにて凝縮し始め、第３
図にて図示矢印六方向に凝縮度を増大させつつ凝縮温度
ｔｃを低下させ、かつ境界曲線Ｙ上の点Ｃ（第３図にて
点ａの図示直下に位置する）にて凝縮し終り液相域りに
属する。また、凝縮過程における非共沸混合冷媒中の高
沸点冷媒のガス相成分の組成率（以下、高沸点冷媒ガス
相成分組成率αｇという）及び液相成分の組成率（以下
、高沸点冷媒液相成分組成率αｌという）は、第３図に
て図示横軸の左端から右端にかけて増大する。一方、低
沸点冷媒のガス相成分の組成率（以下、低沸点冷媒ガス
相成分組成率βｇという）及び液相成分の組成室（以下
、低沸点冷媒液相成分組成量βｉという）は前記横軸の
右端から左端にかけて増大するようになっている。この
ため、凝縮過程におけるｔ＝ｔａｂに対応した矢印Ａ上
の点すにおける各組成率について例示すると、境界曲線
Ｘ上の点ｘｂに基づき、αｇ−αｇｂ、　　βｇ＝βｇ
ｂとなり、一方、境界曲線Ｙ上の点ｙｂに基き、αｌ＝
αｚｂ（＞αｇｂ）、βｌ−β２ｂ　（くβｇｂ）とな
る。

四方電磁弁１７は、両管路Ｐ６．Ｐ７と両管路Ｐ８．Ｐ
９との間に介装されて、そのソレノイド１７ａの励磁に
より、両管路Ｐ６．Ｐ８間の連通及び両管路Ｐ７．Ｐ９
間の連通を共に許容しｔ、コンデンサ１３の補助流出口
１３ｃからの非共沸混合冷媒を管路Ｐ６を通し管路Ｐ８
内に付与するとともに、管路Ｐ９内に後述のごとく付与
されるガス相成分を管路Ｐ７を通しコンデンサ１３内に
その補助流入口１３ｄから付与する。一方、ソレノイド
１７ａが消磁されると、四方電磁弁１７は、両管路Ｐ６
．Ｐ８間の連通及び両管路Ｐ７．Ｐ９間の連通を共に遮
断し、かっ両管路Ｐ６．Ｐ７間の連通及び両管路Ｐ８．
Ｐ９間の連通を共に許容して配管Ｐ６からの非共沸混合
冷媒を配管Ｐ７を通しコンデンサ１３内にその補助流入
口１３ｄがら流入させる。

遠心分離器１８は、第２図に示すごと（、各管路Ｐ８．
Ｐ９及びＰＬＯの間に介装されているもので、この遠心
分離器１８は、第５図に示すごとく、円筒状ハウジング
１８ａと、筒状流入口１８ｂと、一対の筒状流出口１８
ｃ、１８ｄとによって構成されている。流入口１８ｂは
、ハウジングＬｅａの円周壁の第５図にて図示上端部か
らその接線方向及びハウジング１８ａの軸と直角な方向
に延出するように形成されており、この流入口１８ｂは
その外端にて管路Ｐ８に接続されている。

また、流出口１８ｃは、ハウジング１８ａの第５図にて
図示上壁中央から上方へ延出して形成されており、この
流出口１８ｃの外端は管路Ｐ８に接続されている。一方
、流出口１８ｄは、ハウジング１８ａの第５図にて図示
底壁中央から垂下するように形成されており、この流出
口１８ｄの外端は管路ＰＩＯに接続されている。

しかして、このように構成した遠心分離器１８において
は、管路Ｐ８内の非共沸混合冷媒が流入口１８ｂを通り
ハウジング１８ａ内にその内周面接線方向に向けて噴出
すると、当該非共沸混合冷媒の液相成分がその遠心力と
重力に応じハウジング１８ａの内周面に沿い移動しつつ
降下しハウジング１８ａ内にてその底壁上に溜り、一方
、当該非共沸混合冷媒のガス相成分がハウジング１８ａ
内にて前記液相成分から分離して流出口１８ｃから管路
Ｐ９内に流入する。

常閉型電磁開閉弁１９は、第２図に示すごとく、管路Ｐ
ＩＯと、管路ＰＩから分岐する管路Ｐ１２との間に介装
されており、この電磁開閉弁１９は、そのソレノイド１
９ａの励磁により開成し両管路Ｐ１０．Ｐ１１間の連通
を許容して遠心分離器１８からその流出口１８ｄ及び両
管路ＰＩＯ，Ｐｉ１を通し液相成分を管路Ｐ１内に付与
し、一方、ソレノイド１９ａの消磁により閉成し両管路
Ｐ１０、ＰＩ３間の連通を遮断する。

制御装置２０は、第２図に示すごとく、操作スイッチ２
１と、温度センサ２２と、この温度センサ２２に接続し
たＡ−Ｄ変換器２３とを備えておリ、操作スイッチ２１
は、本発明装置による冷却作用が必要なとき操作されて
操作信号を発生する。

温度センサ２２は、エバポレータ１１の流入口１１ａの
現実のｔｉ（”ｃ）を検出し冷媒温度検出信号として発
生する。Ａ−Ｄ変換器２３は温度センサ２２からの冷媒
温度検出信号をディジクル温度信号にディジタル変換す
る。

マイクロコンピュータ２４は、当該車両のイグニッショ
ンスイッチＩＧの閉成により作動状態となり、第６図に
示すフローチャートに従い、操作スイッチ２１及びＡ−
Ｄ変換器２３との協働によりコンピュータプログラムを
実行し、この実行中において、電磁クラッチ１６、四方
電磁弁１７のソレノイド１７ａ及び電磁開閉弁１９のソ
レノイド１９ａにそれぞれ接続した各駆動回路２５，２
６及び２７の制御に必要な演算処理を行う。但し、上述
したコンピュータプログラムはマイクロコンピュータ２
４のリードオンリメモリ　（以下、ＲＯＭという）に予
め記憶しである。駆動回路２５はマイクロコンピュータ
２４の制御を受けて電磁クラッチ１６を選択的に係合さ
せる。駆動回路２６はマイクロコンピュータ２４の制御
を受けて四方電磁弁１７のソレノイド１７ａを選択的に
励磁する。また、駆動回路２７はマイクロコンピュータ
２４の制御を受けて電磁開閉弁１９のソレノイド１９ａ
を選択的に励磁する。

以上のように構成した本実施例において、例えば夏期に
、イグニッションスイッチＩＣの閉成により当該車両の
エンジンを始動させるとともにマイクロコンピュータ２
４を作動させ、かつ操作スイッチ２１から操作信号を発
生させれば、同マイクロコンピュータ２４がコンピュー
タプログラムの実行を第６図のフローチャートに従いス
テップ３０ａにて開始し、ステップ３１にて、その内部
素子を初期化するとともにタイマデータＴ＝０とリセッ
トし、ステップ３１ａにて、Ａ−Ｄ変換器２３からディ
ジタル温度信号及び操作スイッチ２１から操作信号を入
力され、かつステップ３２にて、同操作信号に基きｒＹ
ＥＳＪと判別しコンピュータプログラムをステップ３３
に進める。

現段階において、エバポレータ１１の流入口１１ａの温
度ｔｉが１０（℃）より高ければ、マイクロコンピュー
タ２４がステップ３１ａにおけるディジタル温度信号の
値に応じ目標冷却能力データ（第７図参照）から最大冷
却能力Ｈｉを必要とする旨判定しコンピュータプログラ
ムをステップ３４に進める。但し、上述した目標冷却能
力データは、第７図に示すごとく、最大冷却能力Ｈｉ。

中間冷却能力Ｍｅ及び最小冷却能力Ｌｏと温度ｔｉとの
関係を特定するもので、マイクロコンピュータ２４のＲ
ＯＭに予め記憶されている。

上述のごとく、コンピュータプログラムがステップ３４
に進むと、マイクロコンピュータ２４がタイマデータＴ
を「１」だけ加算更新し、次のステップ３４ａにて、電
磁クラッチ１６の係合に必要な係合出力信号を発生し、
ステップ３４ｂにて、電磁開閉弁１９のソレノイド１９
ａの励磁に必要な第１励磁出力信号を消滅状態に維持し
、ステップ３５にて、ステップ３４におけるタイマデー
タＴ〈所定計時値Ｔｏに基きｒＮＯＪと判別し、かつス
テップ３５ａにて、四方電磁弁１７のソレノイド１７ａ
の励磁に必要な第２励磁出力信号を発生させる。但し、
上述の所定計時値ＴＯは、遠心分離器１８内に液相成分
が適正量にて満たされるのに必要な所定時間（例えば、
３０秒）に相当しマイクロコンピュータ２４のＲＯＭに
予め記憶されている。

しかして、上述のごとく、マイクロコンピュータ２４が
第１励磁出力信号の消滅状態にて係合出力信号及び第２
励磁出力信号を発生すると、駆動回路２５が前記係合出
力信号に応答して電磁クラッチ１６を係合させる。する
と、コンプレッサ１５が電磁クラッチ１６の保合下にて
前記エンジンからＶベルト機構１７を介し動力を伝達さ
れて作動する。また、駆動回路２６がマイクロコンピュ
ータ２４からの第２励磁出力信号に応答して四方電磁弁
１７のソレノイド１７ａを励磁し、この四方電磁弁１７
が両管路Ｐ６．Ｐ８間の連通及び両管路Ｐ７．Ｐ９間の
連通を共に許容する。このとき、電磁開閉弁１９は閉状
態にある。

このように、電磁開閉弁１９の閉状態にてコンプレッサ
１５が作動するとともに四方電磁弁１７が両管路Ｐ６．
Ｐ８間及び両管路Ｐ７．Ｐ９間の各連通を許容すると、
コンプレッサ１５が、その作動により、アキュムレータ
１４から管路Ｐ４及び吸入口１５ａを通しガス相成分を
吸入して圧縮し、高温高圧のガス相非共沸混合冷媒とし
て吐出口１５ｂから管路Ｐ５を通しコンデンサ１３内に
その流入口１３ａから圧送する。すると、コンデンサ１
３が凝縮圧−足下にてガス相非共沸混合冷媒を凝縮配管
１３Ａにより放熱フィン部材１３Ｃの放熱作用のもとに
凝縮し始める。

然る後、二相域ＧＬ（第３図参照）に属する状態に凝縮
された非共沸混合冷媒が、コンデンサ１３の補助流出口
１３ｃから管路Ｐ６．四方電磁弁１７及び管路Ｐ８を通
り遠心分離器１８内にその流入口１８ｂから噴出する。

しかして、このように噴出された非共沸混合冷媒の液相
成分が遠心分離器１８の底部に溜り、一方、同非共沸混
合冷媒のガス相成分が遠心分離器１８の流出口１８ｃが
ら管路Ｐ９内に流出し四方電磁弁１７及び管路Ｐ７を通
りコンデンサ１３内にその補助流入口１３ｄから流入す
る。かかる場合、例えば、ｔ　ｃ＝ｔａｂ（第３図参照
）とすれば、遠心分離器１８内の非共沸混合冷媒のうち
、高沸点冷媒のガス相成分組成率及び液相成分組成率は
それぞれαｇ＝αｇｂ、　　αｌ＝αｌｂであり、一方
、低沸点冷媒のガス相成分組成率及び液相成分組成率は
、それぞれ、βｇ＝βｇｂ、ββ＝βｌｂである。従っ
て、遠心分離器１８内のガス相成分においては高沸点冷
媒に比べ低沸点冷媒の方が多くなり、一方、同遠心分Ｒ
器Ｉ８内の液相成分においては、低沸点冷媒に比べ高沸
点冷媒の方が多（なる。換言すれば、遠心分離器１８内
の非共沸混合冷媒が、高沸点冷媒よりも低沸点冷媒を多
く含むガス相成分として遠心分離器１８の流出口１８ｃ
から管路Ｐ９内に流出し四方電磁弁１７及び管路Ｐ７を
通りコンデンサ１３内にその補助流入口１３．ｆから流
入し、かつ、低沸点冷媒よりも高沸点冷媒を多く含む液
相成分として遠心分離器１８内に順次貯えられてゆく。

しかして、コンデンサ１３が一定凝縮圧下にてその補助
流入口１３ｄからの流入ガス相成分を凝縮配管１３Ｂに
より放熱フィン部材１３Ｃの放熱作用のもとに液相成分
に凝縮しこの液相成分を液相非共沸混合冷媒としてその
主流出口１３ｂがら管路Ｐ２内に付与すると、この管路
Ｐ２がらの液相非共沸混合冷媒は、キャピラリチューブ
１２により減圧されて、電磁開閉弁１９の開成下にて低
温低圧の非共沸混合冷媒として管路Ｐｉを通りエバポレ
ータｌｌ内にその流入口１１ａから流入させる。かかる
場合、エバポレータ１１内に流入する非共沸混合冷媒中
の低沸点冷媒は、高沸点冷媒よりも多いため、この非共
沸混合冷媒の冷却能力が高くなる。このため、エバポレ
ータ１１は高冷却能力を有する非共沸混合冷媒により、
エアダクト１０ａ内に流入する空気流を急速に冷却し始
める。

このような急冷却の開始後、ステップ３４におけるタイ
マデータＴの加算更新が繰返されてステップ３５におけ
る判別がｒＹＥｓＪになると、遠心分離器１８内に適正
量の液相成分が貯えられたとの判断のもとに、マイクロ
コンピュータ２４がステップ３５ｂにて第２励磁出力信
号を消滅させ、これに応答して四方電磁弁１７が、その
ソレノイド１７ａの消磁により、管路Ｐ６を管路Ｐ８が
ら遮断して管路Ｐ７に連通させるとともに、管路Ｐ９を
管路Ｐ７から遮断して管路Ｐ８に連通させる。

このため、遠心分離器１８内には、低沸点冷媒よりも高
沸点冷媒を多（含む液相成分が適正量にて貯蔵されるこ
ととなる。換言すれば、エバポレータ１１に流入する非
共沸混合冷媒中には、高沸点冷媒よりも低沸点冷媒の方
がより多く適正量にて含まれることとなる。

然る後は、コンプレッサ１５から管路Ｐ５内に吐出され
た非共沸混合冷媒は、コンデンサ１３の凝縮配管１３Ａ
により上述と同様に二相状態に凝縮されて管路Ｐ６、四
方電磁弁１７及び管路Ｐ７を通り再びコンデンサ１３内
にその補助流入口１３ｄから流入し、凝縮配管１３Ｂに
より上述と同様に液相状態に凝縮されて管路Ｐ２を通り
キャピラリチューブ１２内に流入し同キャピラリチュー
ブ１２により減圧されて、低温低圧の高冷却能力を有す
る非共沸混合冷媒としてエバポレータ１１に流入する。

このことは、冷凍装置が最大冷却能力Ｈｉにて空気流を
急冷却することを意味する。

このとき、エバポレータ１１の流入口１１ａの温度は急
速に低下して行く。

このような急冷却過程において、車室内の温度の低下に
伴いエバポレータ１１の流入口１１ａの温度ｔｉが３（
℃）に低下すると、マイクロコンピュータ２４が、Ａ−
Ｄ変換器２３からのディジタル温度信号の値に基き、目
標冷却能力データから中間冷却能力Ｍｅでよい旨判定し
、コンピュータプログラムをステップ３６に進めてタイ
マデータＴ＝０とリセントし、ステップ３６ａにて係合
出力信号の発生を維持し、ステップ３６ｂにて第１励磁
出力信号を発生し、かつステップ″３６ｃにて第２励磁
出力信号の消滅を維持する。このようにマイクロコンピ
ュータ２４が係合出力信号の発生状態及び第２励磁出力
信号の消滅状態にて第１励磁出力信号を発生すると、コ
ンプレッサ１５の作動状態及び遠心分離器１８による液
相成分の封じ込め状態にて駆動回路２７が電磁開閉弁１
９のソレノイド１９ａを励磁し、この電磁開閉弁１９が
その開成により両管路Ｐ１０．Ｐ１１間の連通を許容す
る。すると、遠心分離器１８内の液相成分が、非共沸混
合冷媒として同遠心分離器１８の流出口１８ｄから管路
ＰＩＯ内に流入し、電磁開閉弁１９及び管路Ｐ１１を通
り管路Ｐｌ内に流入してキャピラリチューブ１２からの
非共沸混合冷媒と合流し、合流非共沸混合冷媒としてエ
バポレータｌｌ内に流入する。

かかる場合、遠心分離器１８内の液相成分は、上述のご
とく、低沸点冷媒よりも高沸点冷媒を多く含むため１、
エバポレータ１１内に流入する合流非共沸混合冷媒中の
高沸点冷媒が、低沸点冷媒よりも多くなる。このことは
、エバポレータ１１への非共沸混合冷媒の冷却能力が高
沸点冷媒の増加分だけ低下することを意味する。従って
、当該合流非共沸混合冷媒の冷媒能力が最大冷却能力Ｈ
１の場合よりも低く中間値に維持される。よって、エバ
ポレータ１１は、かかる冷却能力を有する合流非共沸混
合冷媒により、エンジン）１０ａへの流入空気流を緩や
かに冷却する。このことは、冷凍装置が中間冷却能力Ｍ
ｅにて空気流を緩冷却することを意味する。このとき、
エバポレータ１１の流入口１１ａの温度ｔｉも緩やかに
低下して行く。なお、ステップ３５における判別がｒＹ
ＥｓＪとなる前に、ステップ３３における判定がコンピ
ュータプログラムをステップ３６に進めるようになされ
た場合にも上述と実質的に同様の作用効果を達成する。

以上のような緩冷却過程においてエバポレータ１１の流
入口１１ａの温度ｔｉが０　（’Ｃ）まで低下すると、
コンピュータプログラムがステップ３３に進んだときマ
イクロコンピュータ２４が、Ａ−Ｄ変換器２３からのデ
ィジタル温度信号の値に基き、前記目標冷却能力データ
から最小冷却能力ＬＯでよい旨判定し、コンピュータプ
ログラムをステップ３７に進めてタイマデータＴ＝Ｏと
リセントし、ステップ３７ａにて係合出力信号を消滅さ
せ、ステップ３７ｂにて第１励磁出力信号を消滅させ、
かつステップ３７ｃにて第２励磁出力信号の消滅状態を
維持する。

このようにマイクロコンピュータ２４が第２励磁信号の
消滅状態にて係合出力信号及び第１励磁出力信号を消滅
させると、駆動回路２５が前記係合出力信号の消滅に応
答して電磁クラッチ１６を解離し、コンプレッサ１５が
前記エンジンの動力から遮断されて停止する。また、駆
動回路２７がマイクロコンピュータ２４からの第１励磁
出力信号の消滅に応答して電磁開閉弁１９のソレノイド
１９ａを消磁し、この電磁開閉弁１９がその閉成により
両管路ＰＩＯ，ｐＨ間の連通を遮断する。

以上説明したように、本実施例においては、非共沸混合
冷媒において、低沸点冷媒の方が高沸点冷媒よりも高い
冷却能力を有することを利用して、エバポレータ１１の
流入口１１ａの温度の高低に応じ、冷却系統を循環する
非共沸混合冷媒中に含まれる低沸点冷媒と高沸点冷媒の
組成比率を制御することにより、エバポレータ１１の冷
却能力を増減させるようにするので、上述の組成比率の
制御のみによってこの種冷凍装置の冷却能力範囲を容易
にかつ応答性よ（大幅に拡大できる。

なお、前記実施例においては、冷却系統１０に封入した
低沸点冷媒と高沸点冷媒のＮ量比を１：１としたが、こ
れに限ることなく、同重量比を適宜変更して実施しても
よい。

また、前記実施例においては、遠心分離器１８中の液相
成分をキャピラリチューブ１２とエバポレータ１１との
間に戻すようにしたが、これに限ることなく、同液相成
分を、キャピラリチューブ１２の下流からコンプレッサ
１５までの低圧側部分のどこに戻すように実施してもよ
い。

また、前記実施例においては、四方電磁弁１７からの二
相非共沸混合冷媒中の液相成分とガス相成分の分離手段
として遠心分離器１８を採用したが、これに代えて、衝
突分離器を採用し、この衝突分離器内の分離板に二相非
共沸混合冷媒を衝突させることにより、液相成分とガス
相成分に分離するようにしてもよい。

また、前記実施例においては、温度センサ２２によりエ
バポレータ１１の流入口１１ａの温度を検出するように
したが、これに代えて、例えば、ｔｌｉＰ１或いはエバ
ポレータ１１の流出口１１ｂの温度を温度センサ２２よ
り検出するようにしてもよい。

また、本発明の実施にあたっては、エバポレータ１１の
流入口１１ａの温度に限ることなく、例えば、エバポレ
ータ１１の吹出空気温度、外気の温度等を温度センサ２
２の検出結果に代えて利用して実施してもよい。

また、本発明の実施にあたっては、エバポレータ１１の
流入口１１ａの温度に代えて、冷媒圧力、或いはエバポ
レータ１１からの吹出空気流を検出するようにしてもよ
く、後者の場合には、冷却系統１０に既設のブロワの空
気流量切換スイッチを利用すればよい。

また、本発明の実施にあたっては、コンプレッサ１５の
回転速度を制御したり、或いは同コンプレッサ１５に代
えて可変容量形コンプレッサを採用して実施してもよく
、かかる場合には、コンプレッサ１５の回転速度或いは
可変容量型コンプレッサの容量を温度センサ２２の検出
結果に代えて利用してもよい。

また、前記実施例においては、本発明が車両用冷却系統
制御装置に通用された例について説明したが、これに限
らず、車両用空調装置、一般建物用空調装置、船舶用空
調装置、冷蔵庫等の各種冷却系統制御装置に本発明を適
用して実施してもよい。

また、前記実施例においては、エバポレータ１１の後流
にアキュムレータ１４を接続するようにしたが、これに
代えて、コンデンサ１３の後流にレシーバ及び膨張弁を
接続するようにした冷却系統にも本発明を適用して実施
してもよい。

また、本発明の実施にあたっては、暖房等を目的とした
ヒートポンプの駆動制御にも本発明を通用して実施して
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲に記載の発明の構成に対する対
応図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
３図は非共沸混合冷媒中の各成分の組成率と冷媒温度と
の関係を示すグラフ、第４図は第２図におけるコンデン
サの拡大詳細図、第５図は第２図における遠心分離器の
拡大斜視図、第６図は第２図におけるマイクロコンピュ
ータの作用を示すフローチャート、及び第７図は目標冷
却能力のエバポレータの流入口における温度との関係を
表わす特性図である。 符号の説明 １０・・・冷却系統、１１・・・エバポレータ、１２・
・・キャピラリチューブ、１３・・・コンデンサ、１３
Ａ、１３Ｂ・・・凝縮配管、１５・・・コンプレッサ、
１６・・・電磁クラッチ、１７・・・四方電磁弁、１７
ａ、１９ａ・・・ソレノイド、１８・・・遠心分離器、
１９・・・電磁開閉弁、２２・・・温度センサ、２４・
・・マイクロコンピュータ、２５〜２７・・・駆動回路
、Ｐ１〜ｐＨ・・・管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　低沸点冷媒と高沸点冷媒とからなる非共沸混合冷媒を
   付与されたときこの非共沸混合冷媒により被冷却体を冷
   却する冷却手段と、作動状態にあるとき前記冷却手段か
   らの非共沸混合冷媒中のガス相成分を圧縮し高温高圧の
   ガス相非共沸混合冷媒として発生する圧縮手段と、この
   圧縮手段からのガス相非共沸混合冷媒を凝縮し前記高沸
   点冷媒よりも前記低沸点冷媒をより多く含むガス相成分
   と前記低沸点冷媒よりも前記高沸点冷媒をより多く含む
   液相成分とからなる二相非共沸混合冷媒として発生する
   第１凝縮部とこの第１凝縮部からの二相非共沸混合冷媒
   又はそのガス相成分を冷媒として付与されたとき間冷媒
   を凝縮し液相非共沸混合冷媒として発生する第２凝縮部
   とからなる凝縮手段と、前記第２凝縮部からの液相非共
   沸混合冷媒を減圧し低温低圧の非共沸混合冷媒として発
   生する減圧手段と、前記第１凝縮部から二相非共沸混合
   冷媒を付与されたときこの二相非共沸混合冷媒をその液
   相成分とガス相成分に分離する分離手段と、第１切換状
   態にあるとき前記第１凝縮部からの二相非共沸混合冷媒
   を前記分離手段に付与するとともにこの分離手段からの
   ガス相成分を前記第２凝縮部に付与し、また第２切換状
   態にあるとき前記第１凝縮部からの二相非共沸混合冷媒
   を前記分離手段から遮断して前記第２凝縮部に付与する
   とともに前記分離手段からのガス相成分を前記第２凝縮
   部から遮断する電気的切換手段と、第１作動状態にある
   とき前記減圧手段からの非共沸混合冷媒を前記冷却手段
   に付与し、また第２作動状態にあるとき前記減圧手段か
   らの非共沸混合冷媒及び前記分離手段からの液相成分を
   合流させて前記冷却手段に付与する電気的冷媒付与手段
   とにより構成した冷却系統を備え、かつこの冷却系統の
   冷却能力不足状態を表わす物理量を物理量検出信号とし
   て検出する物理量検出手段と、前記物理量検出信号の値
   が大きい（又は、小さい）とき前記冷却系統の冷却能力
   を増大（又は、減少）させるべき旨判定し第１（又は、
   第２）の判定信号を生じる判定手段と、前記第１（又は
   、第２）の判定信号に応答して前記電気的切換手段を第
   １（又は、第２）の切換状態にする第１駆動手段と、前
   記第１（又は、第２）の判定信号に応答して前記電気的
   冷媒付与手段を第１（又は、第２）の作動状態にする第
   ２駆動手段とを設けるようにした冷凍装置。