JP2004142701A

JP2004142701A - 冷凍サイクル

Info

Publication number: JP2004142701A
Application number: JP2002312397A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iijima; 飯島　健次
Original assignee: Zexel Valeo Climate Control Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】構造の単純化、低コスト化を図りつつ、運転効率に優れた冷凍サイクルを提供する。
【解決手段】二酸化炭素を冷媒とし、所定の環境的因子に応じて膨張弁５の弁開度を調節する調節機構を備える冷凍サイクルにおいて、前記調節機構は、前記膨張弁５入口の冷媒圧力に依存すると共に冷媒温度に依存せず、前記弁開度を該冷媒圧力に対して比例的に変化させる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等に用いられる冷凍サイクルであって、特に膨張弁の制御機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置等に用いられる冷凍サイクルとして、冷媒に二酸化炭素を用いるものがあるが、このような冷凍サイクルにおける膨張弁の制御方法としては、主に次に挙げる二つの方法がとられている。一つは、放熱器（ガスクーラ）出口部分の冷媒温度を検知しこれに応じて膨張弁を制御するものである（特許文献１，２，及び３参照）。このような温度依存の制御においては、一般的に、検出された高圧側の冷媒温度の上昇に伴って開弁圧が高くなるように設定されている。もう一つは、高圧冷媒の体積を絞るためのオリフィスと、高圧側の圧力が所定値以上になった時に開放されるリリーフ弁とが組み合わされたものである（特許文献４，５参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平６−５１０１１１号公報
【特許文献２】
特開平９−４９６６２号公報
【特許文献３】
特開平９−２６４６２２号公報
【特許文献４】
特開２０００−１４６３６５号公報
【特許文献５】
特表２００２−５２０５７２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような冷媒温度に依存した制御を行う構成においては、高温時に弁が開き難くなるため、高温時に車両を放置した場合等に膨張弁が閉じたままとなり、高圧ラインの圧力が上昇してしまうといった不具合がある。また、固定オリフィスとリリーフ弁とを組み合わせた構成においては、オリフィスによる冷媒の絞りが常に一定であることから運転効率が低くなりやすく、また個別に設けられるリリーフ弁のために構造の複雑化、コスト高等を招く憂いがある。
【０００５】
以上のことを鑑み、本発明は、構造の単純化、低コスト化を図りつつ、運転効率に優れた冷凍サイクルを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、二酸化炭素を冷媒とし、所定の環境的因子に応じて膨張弁の弁開度を調節する調節機構を備える冷凍サイクルにおいて、前記調節機構は、前記膨張弁入口の冷媒圧力に依存すると共に冷媒温度に依存せず、前記弁開度を該冷媒圧力に対して比例的に変化させるものである（請求項１）。
【０００７】
このように、冷媒温度に依存せず、高圧圧力のみによって膨張弁の弁開度を調節することにより、従来の温度依存制御のように高温時に弁が開き難くなることがないので、高温放置時等にリリーフ弁がなくても高圧圧力の過度の上昇を防止することができる。また、温度を検知するための手段を設ける必要がないため、構造の単純化、低コスト化等を実現することができる。
【０００８】
また、本発明者らは、実験・研究の結果、最大ＣＯＰを実現するためには、高圧圧力と弁開度との間に比例関係が成立していることが重要であることを見出した。図４に示すグラフは、上記した本構成の冷凍サイクルにおける様々な運転状況での弁開度と膨張弁入口圧力との関係を示す実験データである。図中、線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ異なった運転状況（例えば、外気温度３５℃・コンプレッサ８００ｒｐｍ、外気温度２５℃・３０００ｒｐｍ等）における弁開度（ｍｍ）と膨張弁入口圧力（ＭＰａ）との関係をプロットしたものであり、線Ｍは最大ＣＯＰを示すものである。また、各線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ上に２つずつある点ｐ，ｐ’は、最大ＣＯＰから±１０％の範囲を示すものである。この実験データから、本発明の構成によれば、様々な運転状況下において、最大ＣＯＰから略±１０％の範囲内での稼動が可能であると読み取れる。このように、本発明によれば、構造の単純化、低コスト化を図りつつ、運転効率に優れた冷凍サイクルを提供することができる。
【０００９】
また、上記請求項１記載の冷凍サイクルにおいて、前記調節機構を、前記膨張弁入口の冷媒圧力の上昇に応じて縮小すると共に内部圧力が大気に開放された感圧素子と、前記感圧素子を伸張する方向へ付勢する弾性部材とを有して構成することができる（請求項２）。
【００１０】
通常、ベローズ、ダイアフラム等の感圧素子の内部には所定の気体が封入され、この気体の体積変化を利用して、高圧冷媒の温度上昇に伴って開弁圧が高くなるように構成されるが、本構成（以下に示す実施の形態においてはベローズを用いた例を示している）においては、ベローズ内部は大気圧に開放され、ベローズ内部の気体の体積変化がベローズの伸縮に影響しない。本構成におけるベローズの伸縮は、ベローズ自体及び弾性部材の抵抗力と高圧圧力との関係にのみ依存する。これによって、高圧冷媒の温度の影響を受けることなく圧力に対して比例的に弁開度の調節を行うことができる。また、ベローズ内への気体の封入作業・メンテナンス等が不要となる利点もある。
【００１１】
また、上記請求項２記載の構成に替わって、前記膨張弁を電磁弁とし、前記調節機構を、高圧側の冷媒圧力を検知する高圧検知手段と、前記高圧検知手段により検知された冷媒圧力に応じて前記弁開度を電磁的に変化させる制御手段とを備えて構成することもできる。（請求項３）
【００１２】
更に、このように電磁弁を用いた場合においては、前記制御手段は、前記高圧検知手段により検知された冷媒圧力が所定値以上となった時に、圧力変化に対する前記弁開度の変化率を冷媒圧力が前記所定値よりも低い場合に比べて大きくするものであるとよい（請求項４）。
【００１３】
これによれば、高圧圧力が所定値以上となった時に弁が開きやすくなるので、運転時における高圧圧力の過度の上昇をより確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明は、二酸化炭素を冷媒とし、所定の環境的因子に応じて膨張弁の弁開度を調節する調節機構を備える冷凍サイクルにおいて、前記調節機構は、前記膨張弁の入口と出口での冷媒圧力の差圧に依存すると共に冷媒温度に依存せず、前記弁開度を該差圧に対して比例的に変化させるものである（請求項５）。
【００１５】
このように、冷媒温度に依存せず、膨張弁の入口と出口での冷媒圧力の差圧のみによって弁開度を調節するようにしても、上記請求項１記載の構成と同様の作用効果を実現することができる。
【００１６】
また、上記請求項５記載の構成においては、前記調節機構を、前記膨張弁の入口側の冷媒圧力及び出口側の冷媒圧力の影響を共に受けて変位する弁体と、前記弁体が最も高圧側に変位した際に着座する弁座と、前記弁体を着座方向へ付勢する弾性部材とを有して構成することができる（請求項６）。
【００１７】
これによれば、高圧側からかかる冷媒圧力と、低圧側からかかる冷媒圧力及び弾性部材の反発力の合力とのバランスによって、弁開度を調節することができる。
【００１８】
また、上記請求項６記載の構成に替わって、前記膨張弁を電磁弁とし、前記調節機構を、前記膨張弁の入口と出口での冷媒圧力の差圧を直接又は間接的に検知する差圧検知手段と、前記差圧検知手段により検知された差圧に応じて前記弁開度を電磁的に変化させる制御手段とを備えて構成することもできる（請求項７）。前記差圧は、膨張弁前後の圧力を直接検知することの他に、例えばエバポレータ出口の冷媒温度から推定することもできる。
【００１９】
更に、このように電磁弁を用いた場合においては、高圧側の冷媒圧力を検知する高圧検知手段を備え、前記制御手段は、前記高圧検知手段により検知された冷媒圧力が所定値以上となった時に、圧力変化に対する前記弁開度の変化率を冷媒圧力が前記所定値よりも低い場合に比べて大きくするものであるとよい（請求項８）。
【００２０】
これによれば、運転時における高圧圧力の過度の上昇をより確実に防止することができる。
【００２１】
更に、上記いずれかの構成において、前記膨張弁に、全閉状態を防ぐ全閉防止手段を備えてもよい（請求項９）。
【００２２】
これによれば、高圧側冷媒の圧力低下時においても膨張弁が全閉状態とならず、高圧ラインから低圧ラインへの冷媒の流れが常に維持されるので、低負荷時における膨張弁のハンチングを防止することができる。
【００２３】
前記全閉防止手段としては、弁体に形成された溝（請求項１０）や、弁体が弁座に完全に着座することを妨げるもの（請求項１１）が挙げられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面により本発明の実施の形態を説明する。図１に示す冷凍サイクル１は、車両用空調装置等に用いられ、冷媒として二酸化炭素を用いる超臨界圧縮式のものである。この冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮するコンプレッサ２、圧縮された冷媒を外気との熱交換により冷却するガスクーラ３、高圧ラインＨと低圧ラインＬとの間で冷媒の熱交換をさせる内部熱交換器４、高圧ラインＨの冷媒を減圧して低圧ラインＬへ流す膨張弁５、減圧された冷媒を空調空気との熱交換により蒸発させるエバポレータ６を含んで構成される。
【００２５】
第１の実施の形態に係る膨張弁５は、図２に示すように、シェル１０、ベローズ１１、弁体１２、弁座１３、スプリング１５、開放孔１６を有して構成される。シェル１０は、内部に中空部１７が形成され、中空部１７と外部とを連通させる高圧側連通孔１８及び低圧側連通孔１９を有し、高圧側連通孔１８は前記高圧ラインＨと、低圧側連通孔１９は前記低圧ラインＬと連通している。ベローズ１１は、金属箔等により形成された蛇腹状の部材であり、前記中空部１７に配され、その一端側がシェル１０の内側上面に固定されている。弁体１２は、ベローズ１１の他端側に固定され、ベローズ１１の伸縮に伴って図中上下に変位する。弁座１３は、低圧側連通孔１９に設けられ、弁体１２が嵌合（着座）可能な形状を有している。スプリング１５は、前記ベローズ１１の内部に配されその一端側がシェル１０の内側上面に固定されていると共に他端側がベローズ１１下端部（弁体１２上端部）に固定されており、ベローズ１１が縮小するのを妨げる反発力を有する。開放孔１６は、シェル１０の上面に穿設されており、ベローズ１１の内部と大気中とを連通している。本実施の形態においては、前記ベローズ１１の内部には特別なガスは封入されておらず、前記開放孔１６のために、その内部圧力が大気圧と略同一となっている。
【００２６】
上記構成の膨張弁５によれば、ベローズ１１は、開放孔１６によって内部ガスの体積変化の影響がないため、ベローズ１１自体及びスプリング１５の抵抗力と、内部空間１７に流れ込んだ冷媒の圧力との関係のみに依存して伸縮する。即ち、冷媒温度に依存せずに、冷媒圧力のみに依存して弁開度が調節される。そして、この時の圧力と弁開度との関係は、図３に示すように、圧力の上昇に伴って弁開度が線形的に大きくなるように設定されている。このように、圧力と弁開度とを比例的な関係とすることで、上述した図４に示すように、最大ＣＯＰから±１０％の制御を行うことができる。
【００２７】
上記第１の実施の形態によれば、高圧冷媒の温度が上がっても、従来の温度依存の制御のように開弁圧が高くなることがないので、高温放置時等において、リリーフ弁がなくても高圧圧力の過度の上昇を防止することができる。また、本構成においては、ベローズ１１内へのガスの封入作業・メンテナンス等が不要となり、構造の単純化、低コスト化を図ることができる。更に、高圧圧力と弁開度とを比例的な関係とすることにより、高い制御効率を実現することができる。
【００２８】
以下、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第１の実施の形態と同一の個所又は同様の作用効果を奏する個所には、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００２９】
第２の実施の形態に係る冷凍サイクル１は、上記第１の実施の形態に係る膨張弁５に替わり、図５に示す膨張弁２５を用いたものである。この膨張弁２５は、シェル２６、弁体２７、弁座２８、スプリング２９を有して構成される。シェル２６は、内部に中空部３２が形成され、中空部３２と外部とを連通させる高圧側連通孔３０及び低圧側連通孔３１を有し、高圧側連通孔３０は高圧ラインＨと、低圧側連通孔３１は低圧ラインＬと連通している。弁体２７は、スプリング２９の一端側に固定され、高圧ラインＨの圧力及び低圧ラインＬの圧力を共に受けて変位する。弁座２８は、高圧側連通孔２８に設けられ、弁体２７が嵌合（着座）可能な形状を有している。スプリング２９は、その他端側がシェル２６の内壁面に固定され、一端側に固定された弁体２７を着座方向へ付勢する。
【００３０】
上記構成の膨張弁２５によれば、弁体２７は、高圧圧力と、低圧圧力及びスプリング２９の反発力の合力とによって変位する。即ち、冷媒温度に依存せず、膨張弁２５の入口と出口との差圧によって弁開度が調節される。そして、この時の圧力と弁開度との関係は、図３に示すように、圧力の上昇に伴って弁開度が線形的に大きくなるように設定されている。このように、前記差圧と弁開度とを比例的な関係とすることで、高い制御効率を実現することができる。図６に示すグラフは、本実施の形態における様々な運転状況での弁開度と膨張弁入口圧力との関係を示す実験データである。図中、線Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋは、それぞれ異なった運転状況（例えば、外気温度３５℃・コンプレッサ８００ｒｐｍ、外気温度２５℃・３０００ｒｐｍ等）における弁開度（ｍｍ）と膨張弁入口圧力（ＭＰａ）との関係をプロットしたものであり、線Ｎは最大ＣＯＰを示すものである。また、各線Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ上に２つずつある点ｑ，ｑ’は、最大ＣＯＰから±１０％の範囲を示すものである。この実験データから、本構成によれば、様々な運転状況下において、最大ＣＯＰから略±１０％の範囲内での稼動が可能であると読み取れる。
【００３１】
このように、上記第２の実施の形態によっても、上記第１の実施の形態と同様に、高温放置時等において、リリーフ弁がなくても高圧圧力の過度の上昇を防止することができ、構造の単純化、低コスト化を図ることができる。また、高い制御効率を実現することができる。
【００３２】
第３の実施の形態に係る冷凍サイクル１は、図７に示すように、膨張弁４０として電磁弁を用い、膨張弁４０入口の冷媒圧力を検出する高圧センサ４１を備えるものである。そして、図８に示すように、高圧センサ４１により検出された高圧圧力Ｐｈは、ＣＰＵ、所定のプログラムが記憶されたＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されるコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）４２に入力され、Ｃ／Ｕ４２内に設けられた制御信号作成手段４３により演算処理された後、所定の制御信号が膨張弁駆動部４４に出力される。この時の弁開度の算出は、図１０に示すように、圧力と弁開度とが比例関係となるような設定に基づいて行われる。
【００３３】
図９に示すフローチャートは、前記Ｃ／Ｕ４２により行われる処理の例である。先ず、ステップ５０において、高圧センサ４１により高圧圧力Ｐｈを検出し、次いでステップ５１において、高圧圧力Ｐｈが設定圧力Ｐｓ以上か否かを判定する。前記ステップ５１において、Ｐｈ≧Ｐｓではないと判定された場合には、ステップ５３において、前記高圧圧力Ｐｈと、圧力変化に対する弁開度の変化率を決定する定数Ｋ（弁開度＝ＫＰ＋α：Ｐは圧力変数、αは定数）とに基づいて、弁開度を算出する。また、前記ステップ５１において、Ｐｈ≧Ｐｓであると判定された場合には、ステップ５２において、前記定数Ｋ＝Ｋ’とする。この時、Ｋ’＞Ｋであり、図１０に示すように、高圧圧力Ｐｈが設定圧力Ｐｓ以上となった時に弁が開きやすくなる。
【００３４】
上記構成によっても、他の実施の形態と同様に、リリーフ弁がなくても高圧圧力の過度の上昇を防止することができ、構造の単純化、低コスト化を図ることができる。また、高い制御効率を実現することができる。更に、高圧圧力が所定値以上となった時に弁が開きやすくなる制御により、高圧圧力の過度の上昇を確実に防止することができる。
【００３５】
第４の実施の形態に係る冷凍サイクル１は、図１１に示すように、膨張弁６０として電磁弁を用い、膨張弁６０入口の冷媒圧力を検出する高圧センサ６１、及び膨張弁６０出口の冷媒圧力を検出する低圧センサ６２を備えるものである。そして、図１２に示すように、高圧センサ６１により検出された高圧圧力Ｐｈ、及び低圧センサ６２によって検出された低圧圧力Ｐｌは、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）６３に入力され、Ｃ／Ｕ６３内に設けられた差圧演算手段６４により差圧Ｐｄが求められ、この差圧Ｐｄに基づいて、制御信号作成手段６５により所定の制御信号が膨張弁駆動部６６に出力される。この時の弁開度の算出は、図１０に示すように、圧力と弁開度とが比例関係となるような設定に基づいて行われる。
【００３６】
図１３に示すフローチャートは、前記Ｃ／Ｕ６３により行われる処理の例である。先ず、ステップ７０において、高圧センサ６１により高圧圧力Ｐｈを、低圧センサ６２により低圧圧力Ｐｌを検出し、次いでステップ７１において、差圧Ｐｄを演算する。次いで、ステップ７２において、高圧圧力Ｐｈが設定圧力Ｐｓ以上か否かを判定し、Ｐｈ≧Ｐｓではないと判定された場合には、ステップ７４において、前記差圧Ｐｄと、圧力変化に対する弁開度の変化率を決定する定数Ｋ（弁開度＝ＫＰ＋α：Ｐは圧力変数、αは定数）とに基づいて、弁開度を算出する。また、前記ステップ７２において、Ｐｈ≧Ｐｓであると判定された場合には、ステップ７３において、定数Ｋ＝Ｋ’とする。この時、Ｋ’＞Ｋであり、図１０に示すように、高圧圧力Ｐｈが設定圧力Ｐｓ以上となった時に弁が開きやすくなる。
【００３７】
上記構成によっても、他の実施の形態と同様に、リリーフ弁がなくても高圧圧力の過度の上昇を防止することができ、構造の単純化、低コスト化を図ることができる。また、高い制御効率を実現することができる。更に、高圧圧力が所定値以上となった時に弁が開きやすくなる制御により、高圧圧力の過度の上昇を確実に防止することができる。また、上記第４の実施の形態においては、差圧を高圧圧力Ｐｈと低圧圧力Ｐｌとから算出する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばエバポレータ出口の冷媒温度から所定の特性線図等に基づいて前記差圧を推定するようにしてもよい。
【００３８】
図１４に示す第５の実施の形態は、上記いずれかの実施の形態において、膨張弁の弁体８０に溝８１が形成されたものである。この溝８１は、弁体８０の着座時であっても、冷媒を高圧ラインＨから低圧ラインＬへ微量流すためのものであり、その開口面積は、直径０．３〜０．５ｍｍの管に相当することが好ましい。
【００３９】
また、図１５に示す第６の実施の形態は、上記第５の実施の形態と同様の目的のために、弁体８０と一体的に設けられた突片部８２、シェル８３と一体的に設けられた台部８４を有するものである。弁体８０が着座方向へ移動する際に、前記突片部８２が前記台部８４に当接することによって、弁体８０が弁座８５に完全に着座することが妨げられる。そして、突片部８２と台部８４とが当接している時には、弁体８０と弁座８５との隙間に形成される絞り通路の開口面積が直径０．３〜０．５ｍｍの管に相当するように設定されていることが好ましい。
【００４０】
これら第５又は第６の実施の形態により、高圧圧力の低下時においても膨張弁が全閉状態とはならず、高圧ラインＨから低圧ラインＬへの冷媒の流れが維持されるので、低負荷時における膨張弁のハンチングを防止することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、膨張弁の制御を、冷媒温度に依存せず、高圧圧力、又は高低圧力差によって行うようにしたので、従来の温度依存の制御のように高温時に開弁圧が高くなることがないので、高温放置時等において、リリーフ弁がなくても高圧圧力の過度の上昇を防止することができる。また、構造の単純化、低コスト化を図ることができる。更に、高圧圧力と弁開度とを比例的な関係とすることにより、高い制御効率を実現することができる。更にまた、高圧圧力が所定値以上となった時に弁が開きやすくなる制御により、高圧圧力の過度の上昇をより確実に防止することができる。また、膨張弁が全閉状態とならないようにする手段を設けることにより、低負荷時における膨張弁のハンチングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る冷凍サイクルを示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる膨張弁の構造を示す図である。
【図３】図３は、前記第１の実施の形態における弁開度と（高圧）圧力との関係を示す図である。
【図４】図４は、前記第１の実施の形態に係る冷凍サイクルにおける様々な運転状況での弁開度と膨張弁入口圧力との関係を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る膨張弁の構造を示す図である。
【図６】図６は、前記第２の実施の形態に係る冷凍サイクルにおける様々な運転状況での弁開度と膨張弁入口圧力との関係を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態に係る冷凍サイクルの膨張弁部分の構成を示す図である。
【図８】図８は、前記第３の実施の形態における膨張弁制御のための構成例を示す図である。
【図９】図９は、前記第３の実施の形態における膨張弁制御のためのフローチャート処理の例を示す図である。
【図１０】図１０は、前記第３の実施の形態における弁開度と（高圧）圧力との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る冷凍サイクルの膨張弁部分の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、前記第４の実施の形態における膨張弁制御のための構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、前記第４の実施の形態における膨張弁制御のためのフローチャート処理の例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る膨張弁の弁体の構造を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第６の実施の形態に係る膨張弁の弁体の構造を示す図である。
【符号の説明】
１　冷凍サイクル
５，２５，４０，６０　膨張弁
１１　ベローズ
１２，２７，８０　弁体
１３，２８　弁座
１５，２９　スプリング
１６　開放孔
４１，６１　高圧センサ
６２　低圧センサ
８１　溝
８２　突片部
８４　台部
Ｈ　高圧ライン
Ｌ　低圧ライン

Claims

二酸化炭素を冷媒とし、所定の環境的因子に応じて膨張弁の弁開度を調節する調節機構を備える冷凍サイクルにおいて、
前記調節機構は、前記膨張弁入口の冷媒圧力に依存すると共に冷媒温度に依存せず、前記弁開度を該冷媒圧力に対して比例的に変化させるものであることを特徴とする冷凍サイクル。
前記調節機構は、前記膨張弁入口の冷媒圧力の上昇に応じて縮小すると共に内部圧力が大気に開放された感圧素子と、前記感圧素子を伸張する方向へ付勢する弾性部材とを有して構成されることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
前記膨張弁は電磁弁であり、前記調節機構は、高圧側の冷媒圧力を検知する高圧検知手段と、前記高圧検知手段により検知された冷媒圧力に応じて前記弁開度を電磁的に変化させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
前記制御手段は、前記高圧検知手段により検知された冷媒圧力が所定値以上となった時に、圧力変化に対する前記弁開度の変化率を、冷媒圧力が前記所定値よりも低い場合に比べて大きくすることを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル。
二酸化炭素を冷媒とし、所定の環境的因子に応じて膨張弁の弁開度を調節する調節機構を備える冷凍サイクルにおいて、
前記調節機構は、前記膨張弁の入口と出口での冷媒圧力の差圧に依存すると共に冷媒温度に依存せず、前記弁開度を該差圧に対して比例的に変化させるものであることを特徴とする冷凍サイクル。
前記調節機構は、前記膨張弁の入口側の冷媒圧力及び出口側の冷媒圧力の影響を共に受けて変位する弁体と、前記弁体が最も高圧側に変位した際に着座する弁座と、前記弁体を着座方向へ付勢する弾性部材とを有して構成されることを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル。
前記膨張弁は電磁弁であり、前記調節機構は、前記膨張弁の入口と出口での冷媒圧力の差圧を直接又は間接的に検知する差圧検知手段と、前記差圧検知手段により検知された差圧に応じて前記弁開度を電磁的に変化させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル。
高圧側の冷媒圧力を検知する高圧検知手段を備え、前記制御手段は、前記高圧検知手段により検知された冷媒圧力が所定値以上となった時に、圧力変化に対する前記弁開度の変化率を、冷媒圧力が前記所定値よりも低い場合に比べて大きくすることを特徴とする請求項７記載の冷凍サイクル。
前記膨張弁は、全閉状態を防ぐ全閉防止手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の冷凍サイクル。
前記全閉防止手段は、弁体に形成された溝であることを特徴とする請求項９記載の冷凍サイクル。
前記全閉防止手段は、弁体が弁座に完全に着座することを妨げるものであることを特徴とする請求項９記載の冷凍サイクル。