JP2013257130A - 冷凍サイクル用流量調整弁 - Google Patents

Abstract

【課題】フロスト制御と膨張弁の機能を兼用した室内蒸発器用の流量調整弁を提供する。
【解決手段】空調用冷凍サイクル装置に用いられる流量調整弁であって、流量調整弁は、室内蒸発器２０の入口側に接続されて、冷凍サイクル装置において室内蒸発器に流入する冷媒を減圧膨張させる膨張弁として機能する入口流量制御弁１９ａと、室内蒸発器２０の出口側に接続されて、室内蒸発器２０においてフロストが発生しない所定の目標圧力に調整する蒸発圧力調整弁として機能する出口流量調整弁１９ｂとから構成され、入口流量制御弁１９ａ及び出口流量調整弁１９ｂが、いずれか一方の弁開度が増加すると、他方の弁開度が減少するよう変位する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、冷凍サイクルの蒸発器に流れる冷媒流量を調整する流量調整弁に関する。

特許文献１には、冷房運転モードと次の「暖房除湿モード」を備えて、それぞれ切替え可能にした冷凍サイクルが示されている。冷房運転モードは、室内に配置された室内蒸発器により室内に送風する送風空気を冷却し、車室内を冷房するモードである。この特許文献１の「暖房除湿モード」は、室内凝縮器の下流側において、室内蒸発器と、冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器とを並列に接続するようにした冷媒回路である。これにより、室外熱交換器及び室内蒸発器を吸熱器として機能させ、室内蒸発器にて送風空気から吸熱することにより除湿すると共に、室内凝縮器にて再加熱して送風空気を室内に吹き出すことで、暖房除湿を行う。

この特許文献１では、室内蒸発器２の出口側に蒸発圧力調整弁１２を用いる実施の形態が示されており、冷房運転モードおよび暖房除湿モードの、どちらの場合でも蒸発圧力調整弁に冷媒が流れるように構成されている。これまでの蒸発圧力調整弁（ＥＰＲともいう）は、バネ式の蒸発圧力調整弁（一例として特許第２７８１０６４号公報など）が使用されており、蒸発器内の冷媒の蒸発圧力を、一定圧以上に保って室内蒸発器のフロスト（除湿した水分の氷結）を防止するものである。すなわち、蒸発器内の冷媒の蒸発圧力が低下すると、同時に蒸発温度も低下する（モリエル線図上２相域での等圧線では温度も一定）ので、フロストが発生してしまう。そこで、バネ式の蒸発圧力調整弁で、蒸発器内の冷媒の蒸発圧力を一定圧以上に保っている。

特許文献１では、冷房運転モード、及び、「暖房除湿モード」の、どちらの場合も蒸発圧力調整弁により、蒸発器内の冷媒の蒸発圧力を所定の設定値以上に制御することでフロストを防止している。しかしながら、従来技術では周知のバネ式の蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）を使用するため、以下のような問題点を有していた。

（１）空気側のフィンやチューブは、内部の冷媒温度からの伝熱で冷却されるため、送風される空気の温度が高い場合は、フィンやチューブの温度と内部の冷媒温度との温度差が大きくなる。バネ式の蒸発圧力調整弁では蒸発圧力が一定圧に設定されていて、蒸発圧力（すなわち蒸発温度）を下げる制御ができないので、夏場など送風される空気の温度が高い場合には、フィンやチューブの温度が高くなり、吹出し空気温度も高くなってしまう。このため、適切に冷房能力を発揮することができない。

（２）バネ式の蒸発圧力調整弁は、冷媒流量を調整する弁体(ピストン)と弁体を閉止方向に付勢するコイルバネを使用している。冷媒流量が多い場合には、弁体の開度が大きくなっており、このことは、コイルバネを圧縮している（弁体の開度とバネ圧が比例）ことに他ならない。すなわち、冷媒の蒸発圧力が上昇していることとなる。逆に、冷媒流量が少ない場合には、弁体の開度が小さく、蒸発圧力も低くなる。このため、蒸発器のフロストを防止するには、蒸発圧力（蒸発温度）がもっとも低くなる冷媒流量が少ない場合に、設定値を決める必要がある。このようにすると、夏場など冷媒流量が多い場合には、弁体の開度が大きくなって蒸発圧力（蒸発温度）も高くなってしまう。このため、吹出し空気温度も高くなってしまい、やはり、適切に冷房能力を発揮することができない。すなわち、流量が多い場合には、本来、より低い冷媒温度の狙い値に持っていければ、適切な冷房能力を発揮することができるはずなのに、それができないのである。

（３）蒸発器からの吹出し空気温度を検出して圧縮機の吐出冷媒量を調整する制御を用いる場合に、バネ式の蒸発圧力調整弁があると、蒸発圧力調整弁の設定蒸発圧力（設定蒸発温度）以下には吹出し空気温度が低下しなくなる。このため、冷房負荷が低下しても吹出し空気温度が低下しないため、電動圧縮機の回転数や可変容量圧縮機の吐出容量が低下せず、必要以上に動力が増加し、ＣＯＰが低下してしまう。また、送風量も低下することがなく不必要に送風を続けることとなる。

（４）バネ式の蒸発圧力調整弁は、設定圧力以下（通常はＨＦＣ１３４ａの０℃時の飽和圧力２９２．８２２０ｋＰａ［ａｂｓ］以下）の場合には閉弁している。このため、冷凍サイクルの冷媒封入時に内部の空気を排出するため真空引きを行うが、蒸発圧力調整弁が閉弁していると、真空引に長時間かかる問題点がある。

（５）ガス洩れ等により冷凍サイクルの冷媒封入量が減少すると、アキュムレータ内の液冷媒がなくなり蒸発器内の圧力も低下して、バネ式の蒸発圧力調整弁の開度が減少し圧縮機入口圧力も低下する。これにより、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度上昇、圧縮比の増加により吐出温度が上昇する問題がある。

（６）冷房と暖房を切替えるサイクルでは、暖房時に除湿を必要としない場合には、蒸発器入口を電磁弁、膨張弁などにより閉止して蒸発器に冷媒を流さない場合がある。圧縮機入口圧力が低い場合にはバネ式の蒸発圧力調整弁は自動的に閉止するため、蒸発器内部に冷媒が滞留してアキュムレータ内の冷媒量が不足する場合がある。また、蒸発器に送風される空気が外気から内気に変わり蒸発器が加熱されると、蒸発器内部の冷媒が急激に蒸発して冷媒流量の増加するため、吹出し温度の変動や圧縮機動力の変動が発生する問題がある。

さらに、特許文献１の冷房と暖房などの各運転モードを切替えるサイクル構成では、複数の膨張弁、蒸発圧力調整弁を使用しなければならず、部品数増加、搭載性に問題があるばかりでなく、蒸発圧力調整弁と、圧縮機の吐出冷媒量を調整する制御との干渉が生じることがあった。

特許第３６４５３２４号公報

本発明は、上記問題に鑑み、フロスト制御用の電動式蒸発圧力調整弁と、冷凍サイクルの膨張弁の機能を兼用した室内蒸発器用の流量調整弁を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、室内凝縮器（１２）、室外熱交換器（１５）、室内蒸発器（２０）を有する空調用冷凍サイクル装置に用いられる流量調整弁（１９）であって、該流量調整弁（１９）は、前記室内蒸発器（２０）の入口側に接続されて、前記冷凍サイクル装置において前記室内蒸発器に流入する冷媒を減圧膨張させる膨張弁として機能する入口流量制御弁（１９ａ）と、前記室内蒸発器（２０）の出口側に接続されて、前記室内蒸発器（２０）においてフロストが発生しない所定の目標圧力に調整する蒸発圧力調整弁として機能する出口流量調整弁（１９ｂ）とから構成され、前記入口流量制御弁（１９ａ）及び前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、いずれか一方の弁開度が増加すると、他方の弁開度が減少するよう変位する流量調整弁（１９）である。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第１実施形態の流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが閉弁時）。 本発明の第１実施形態において、バイパス流路が設置された流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが閉弁時）。 本発明の第２実施形態の冷房モードにおける冷凍サイクルの作動説明図である。 本発明の第２実施形態の暖房モードにおける冷凍サイクルの作動説明図である。 本発明の第２実施形態の第１除湿暖房モードにおける冷凍サイクルの作動説明図である。 本発明の第２実施形態の第１除湿暖房モードにおける冷凍サイクルのモリエル線図上での作動説明図である。 本発明の第２実施形態の第２除湿暖房モードにおける冷凍サイクルの作動説明図である。 本発明の第２実施形態の第２除湿暖房モードにおける冷凍サイクルのモリエル線図である。 本発明の第２実施形態の各モードの制御フローチャートである。 本発明の第３実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第４実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第４実施形態の流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが閉弁時）。 本発明の第５実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第６実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第６実施形態の流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが閉弁時）。 本発明の第７実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第７実施形態の流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが閉弁時）。 本発明の第８実施形態の流量調整弁の断面図である（入口流量制御弁１９ａが閉弁時）。 本発明の第８実施形態の流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが閉弁時）。 図１４ＢのＤ−Ｄ線に関する断面図である。 本発明の第９実施形態の流量調整弁の断面図である（出口流量調整弁１９ｂが中間開度時）。 本発明の第９実施形態の流量調整弁の弁開度特性である。 本発明の第１０実施形態の各運転モードにおける冷凍サイクルの作動説明図である。 本発明の第１０実施形態の冷房モードにおける冷凍サイクルのモリエル線図である。 本発明の第１１実施形態の各運転モードにおける冷凍サイクルの作動説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
（第１実施形態）
本実施形態の流量調整弁は、図１Ａ、Ｂに示すように、フロスト制御用の電動式蒸発圧力調整弁と、冷凍サイクルの膨張弁の機能を兼用した流量調整弁である。本実施形態でのフロスト制御は、室内蒸発器(エバポレータ)に関するものである。通常、室外熱交換器には、氷結した水分を加熱して融かす除霜装置を有しているが、室内蒸発器の場合には、氷結した水分が加熱されて、一部が水蒸気となって車室内に吹出してしまい、窓ガラスの曇りを引き起こすので、運転時の安全対策上フロスト防止手段が必要である。従来のフロスト防止手段は、バネ式の蒸発圧力調整弁を用いるものや、圧縮機の吐出冷媒量(容量又は回転数)を調整するものがあり、いずれも冷房運転に対するものであった。

これに対して、本実施形態の流量調整弁により、冷房運転に限定されることなく、後述するように、各モードにおいて膨張弁の機能とフロスト防止を行うことができるものである。すなわち、本実施形態の流量調整弁による制御では、１つの制御モータで電動制御する蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）方式と、圧縮機の吐出冷媒量調整方式とを切替えることが出来るようにしたものである。以下、図１Ａ、Ｂにより本実施形態の流量調整弁の構造を説明し、図２〜７において、本実施形態の流量調整弁の各運転モードにおいて果たす作用を説明する。

図１Ａ、Ｂを参照すると、ボデー１００において、蒸発器入口側に接続される入口流量制御弁１９ａと、蒸発器出口側に接続される出口流量調整弁１９ｂが設けられている。入口流量制御弁１９ａの弁体２０１と、出口流量調整弁１９ｂの弁体３０１とが、対向する向きに連結シャフト４００で結合されている。入口流量制御弁１９ａの弁体２０１は、制御モータ（ステップモータ）５００により、図１Ａの上下方向に任意の位置へ駆動され、連結シャフト４００を介して、出口流量調整弁１９ｂの弁体３０１も、同じ移動量で変位する。

ボデー１００に設けられた、入口流量制御弁１９ａの弁シート部２０２と、出口流量調整弁１９ｂの弁シート部３０２との間の距離ａより、弁体２０１と弁体３０１の間の距離ｂの方が大きくなっている。このため、弁体２０１を閉方向（図１Ａの下方向）に駆動すると、弁体３０１は、弁シート部３０２から離れて開弁する方向に移動し、弁体２０１は、弁シート２０２に接する位置まで移動させて閉弁状態にする。このとき、弁体３０１と弁シート３０２は最も離れた状態となり全開となる。

逆に、弁体２０１を逆方向（図１Ａの上方向）に移動させ、弁体３０１と弁シート３０２を閉弁状態とすると、弁体２０１と弁シート２０２は全開となる（図１Ｂ参照）。連結シャフト４００は、入口流量制御弁１９ａと出口流量調整弁１９ｂを連結しているため、弁間での冷媒洩れを防止するため、Ｏリング６００が装着されている。
図１Ｃに示すように、本実施形態において、出口流量調整弁１９ｂには、閉弁時でも所定の流量を流すバイバス流路(ブリードポート)３１１を設けても良い。これは、閉弁あるいは微小開度の時でも必要最小限の冷媒流量を確保し、冷媒中の潤滑油が圧縮機を潤滑できるようにするためである。また、閉弁時や開弁時に起こりやすいハンチングを防止するためのものである。バイバス流路(ブリードポート)３１１の設置については、本実施形態に限らず、後述の全ての実施形態においても設置してもよい。

本実施形態の作用効果については、後述する各運転モードにおいて詳説するが、入口流量制御弁１９ａを膨張弁として使用する場合は、弁体２０１と弁シート２０２間の距離（リフト量）を、弁体３０１と弁シート３０２間の距離より小さい状態にて、弁体２０１のリフト量を調整する（これを制御開度という）。この時、弁体３０１と弁シート３０２間の距離は十分大きく確保されているため、弁体２０１のリフト量を調整する範囲では出口流量調整弁１９ｂの圧力損失はほとんど変化しない。

出口流量調整弁１９ｂを蒸発圧力調整弁（電動式ＥＰＲ）として使用する場合は、弁体３０１と弁シート３０２間の距離（リフト量）を、弁体２０１と弁シート２０２間の距離より小さい状態にて、弁体３０１のリフト量を調整する。これにより、入口流量制御弁１９ａ（膨張弁)と、出口流量調整弁１９ｂ（ＥＰＲ）を一体にすることができ、かつ、単一のアクチュエータで駆動できるため、コストの低減、部品数の削減、搭載性向上に有効である。また、入口流量制御弁１９ａと出口流量調整弁１９ｂの両方が、同時に流量調整(制御)を行うことがないため、圧縮機の吐出冷媒量を調整する制御との干渉を起こすことがない。なお、制御モータ５００は、ステップモータ以外にサーボモータ、あるいはリニアソレノイドなどのアクチュエータを使用しても良い。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、次のような冷房モード、暖房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モードの各運転モードに切替えられる車室内空調用冷凍サイクル装置１０に適用した実施形態である。以下、図２〜７を参照して、冷房モード、暖房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モードを説明するとともに、それぞれのモードにおける上述の流量調整弁の機能について説明する。なお、第１実施形態の流量調整弁は、この冷凍サイクル装置に限定されるものではなく、その他の各運転モードに切替えられる冷凍サイクル装置に適用することができる。また、後述する他の実施形態の流量調整弁も、この冷凍サイクル装置のみならず、その他の冷凍サイクル装置に適用することができる。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０の全体構成は、図２、３（点線部も含む）に見られるように、次のようなものである。圧縮機１１、室内凝縮器１２、第１膨張弁１４、室外熱交換器１５、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に配置されて冷媒が循環するメイン冷媒回路が構成されている。なお、アキュムレータ２１はない場合でも良く、凝縮器出口にレシーバタンクを使用しても良い。このメイン冷媒回路は、後述するように暖房モードを構成している。この回路のうち、室内凝縮器１２と第１膨張弁１４との間に第１分岐点６１を設け、さらに、室外熱交換器１５とアキュムレータ２１との間に第２分岐点６２が設けられている。第２分岐点６２の下流でアキュムレータ２１に至る前に、回路切替えのために、第１開閉弁１７が設置されている。この第２分岐点６２の下流から第１開閉弁１７を通過してアキュムレータ２１に至る通路を、第２冷媒通路１６という。

そして、第２分岐点６２から、逆止弁２４、入口流量制御弁１９ａ、室内蒸発器２０、出口流量調整弁１９ｂを経て、アキュムレータ２１の上流の第１合流点６３で、メイン冷媒回路に合流する。この第２分岐点６２の下流から逆止弁２４を経て、第１合流点６３までの通路を、第３冷媒通路１８という。メイン冷媒回路のうち、第１分岐点６１から第２分岐点６２までの通路を第１冷媒通路１３という。第２冷媒通路１６もメイン冷媒回路の一部である。また、第１分岐点６１から、逆止弁２４の下流の第２合流点６４で、第３冷媒通路１８に連結する通路を、第４冷媒通路２２といい、固定絞り２３ａ付きの第２開閉弁２３が挿入されている。第４冷媒通路２２と、第２合流点６４からの第３冷媒通路１８とを合わせた回路が、メイン冷媒回路に対して、バイパス冷媒回路を構成している。第２分岐点６２から逆止弁２４を通過して第２合流点６４までは、接続冷媒通路となっている。

室内凝縮器１２の入口には、温度センサＴｄ、出口には、圧力センサＰ、温度センサＴｈ設けられている。室外熱交換器１５の出口には、温度センサＴｓが設けられている。室内蒸発器２０の冷却用フィンには、温度センサＴｅｆｉｎ、出口には、温度センサＴｅが設けられている。これらの検出信号のみならず、車両用の空調装置（目標吹出温度ＴＡＯによるオートエアコン制御システム）に必要なセンサが設けられている。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０を用いた車両用の空調装置は、室内空調ユニット（ＨＶＡＣ）１を備えている。室内空調ユニット１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、その外殻を形成する空調ケース内に、送風機２、冷凍サイクル装置１０の室内蒸発器２０、エアミックスドア３、冷凍サイクル装置１０の室内凝縮器１２を収容したものである。本実施形態では、エンジン冷却水によるヒータコア３４が、冷凍サイクル装置１０の室内凝縮器１２に併設されて、空調風を加熱する。なお、ヒータコア３４は省略しても良い。

室内空調ユニット１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）、外気（車室外空気）をそれぞれ導入させる導入口と、内気と外気を切替える内外気切替ドア４が設けられている。室内蒸発器２０の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２に向う空気を流す加熱用空気通路３６と、その冷風バイパス通路３５の２つの空気通路が仕切壁によって形成され、エアミックスドア３によって風量割合を制御している。さらに、それらの空気通路の下流側には、混合空間を経た後、車室内へ温度調整された吹出空気を吹き出す吹出口が、配置されている。車室内への吹出空気の吹出口としては、車室内の乗員の上半身に向けて吹出空気を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて吹出空気を吹き出すフット吹出口、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて吹出空気を吹き出すデフロスタ吹出口（図示せず）などが設けられている。室内空調ユニット（ＨＶＡＣ）には様々な配置構造例が良く知られており、上述の室内空調ユニット１の配置構造は、本実施形態のものに限定されるものではない。

本実施形態の冷凍サイクル装置を１０用いた車両用の空調装置における各運転モードについて、以下に述べる。
［冷房モード］
冷房モードでは、空調装置の制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じると共に、第２開閉弁２３にて第４冷媒通路２２を閉じる。さらに、第１膨張弁１４にて第１冷媒通路１３を全開状態とする。これにより、冷凍サイクル装置１０では、冷房モードとして、図２の矢印で示すような冷媒流路に切り替えられる。この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２０の目標蒸発器温度ＴＥＯを決定する。そして、この目標蒸発器温度ＴＥＯと蒸発器温度センサＴｅｆｉｎ、Ｔｅの検出値との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２０を通過した空気の温度が、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御信号が決定される。また、第２膨張弁としての入口流量制御弁１９ａへ出力される制御信号については、入口流量制御弁１９ａへ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰ（成績係数）を最大値に近づくように予め定められた目標過冷却度に近づくように第２膨張弁としての入口流量制御弁１９ａの開度を決定する。入口流量制御弁１９ａと出口流量調整弁１９ｂは、一体化されて、第１実施形態の流量制御弁１９を構成している。

エアミックスドア３６のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３６がヒータコア３４及び室内凝縮器１２の空気通路３６を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように決定される。したがって、冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。この際、エアミックスドア３がヒータコア３４及び室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、ほとんど車室内送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器１２から流出する。室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入する。この際、第１膨張弁１４が、第１冷媒通路１３を全開状態としているので、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１４にて減圧されることなく、室外熱交換器１５に流入する。そして、室外熱交換器１５に流入した冷媒は、室外熱交換器１５にて送風ファンから送風された外気へ放熱する。

室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、室内蒸発器２０の入口側に配置された入口流量制御弁１９ａへ流入して、入口流量制御弁１９ａにて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。入口流量制御弁１９ａにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入し、送風機２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。

室内蒸発器２０から流出した冷媒は、室内蒸発器２０の出口側に配置された、出口流量調整弁１９ｂに流入する。この際、出口流量調整弁１９ｂは、弁リフト量が大きく全開状態に近い、大開口面積の状態となっているので圧力低下がおきることなく、アキュムレータ２１へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２１にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。なお、アキュムレータ２１にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２１の内部に蓄えられる。

以上のように、冷房モードでは、入口流量制御弁１９ａにて減圧膨張される。一方、機械的に連結された出口流量調整弁１９ｂは、弁リフト量が大きく全開状態に近い、大開口面積の状態となっているので圧力低下がおきることなく、目標蒸発器温度ＴＥＯに対する電動圧縮機１１のフィードバック制御手法に影響を与えることがない。

［暖房モード］
次に、図３を参照して暖房モードを説明する。暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くと共に、第２開閉弁２３にて第４冷媒通路２２を閉じる（閉鎖する）。さらに、第２膨張弁１９の入口流量制御弁１９ａにて第３冷媒通路１８を閉じる（全閉）。これにより、冷凍サイクル装置１０では、図３の矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち電動圧縮機に出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２の目標凝縮器温度ＴＣＯを決定する。

そして、この目標凝縮器温度ＴＣＯと吐出温度センサの検出値との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内凝縮器１２を通過した空気の温度が、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように電動圧縮機に出力される制御信号が決定される。また、第１膨張弁１４へ出力される制御信号については、第１膨張弁１４へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを最大値に近づくように予め定められた目標過冷却度に近づくように決定される。エアミックスドア３のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３が冷風バイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４及び室内凝縮器１２の空気通路３６を通過するように決定される。したがって、暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。室内凝縮器１２に流入した冷媒は、送風機２から送風されて凝縮器１２を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入し、第１膨張弁１４にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第２冷媒通路１６を介して、アキュムレータ２１へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２１にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。なお、アキュムレータ２１にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２１の内部に蓄えられる。なお、第３冷媒通路１８は、入口流量制御弁１９ａにて閉鎖されているため、室内蒸発器２０には冷媒が流入しない。

以上の如く、暖房モードでは、入口流量制御弁１９ａにて第３冷媒通路１８が閉止される。一方、機械的に連結された第２膨張弁の出口流量調整弁１９ｂは、大開口面積の開弁状態となっているので室内蒸発器２０とアキュムレータ２１は常に連通された状態に固定される。

［第１除湿暖房モード］（直列除湿）
次に、図４、５を参照して第１除湿暖房モードを説明する。第１除湿暖房モードでは、制御装置が第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じると共に、第２開閉弁２３にて第４冷媒通路２２を閉じる。そして、第１膨張弁１４、入口流量制御弁１９ａを絞り状態または全開状態とする。これにより、冷凍サイクル装置１０は、冷房モードと同様に、図４の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。なお、第１除湿暖房モードでは、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが直列に接続されることとなる。この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。例えば、エアミックスドア３のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３が冷風バイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４及び室内凝縮器１２の空気通路３６を通過するように決定されたり、エアミックスドア３が、適宜開度位置に設定される。また、第１膨張弁１４及び入口流量制御弁１９ａについては、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯに応じて開度変更される。

具体的には、制御装置は、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１４にて室内凝縮器１２出口の高圧圧力から室外熱交換器１５が所定の中間圧力まで減圧する。入口流量制御弁１９ａは、中間圧力から低圧冷媒となるまで減圧膨張する。図５に示すように、第１膨張弁１４にて減圧される中間圧力は、室外熱交換器１５にて放熱する場合は、外気温度より高い冷媒温度となる圧力に設定し、吸熱する場合は、外気温度より低い冷媒温度となる圧力に設定する。入口流量制御弁１９ａは、室内凝縮器１２出口の圧力が目標吹出温度ＴＡＯとなる圧力となるように、第１膨張弁１４の中間圧力により減圧する圧力を調整する。

圧縮機１１から吐出された高圧冷媒は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入する。この際、第１膨張弁１４により冷媒を所定圧力まで減圧して、室外熱交換器１５に流入した冷媒は、室外熱交換器１５にて送風ファンから送風された外気と熱交換する。室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、入口流量制御弁１９ａへ流入して、入口流量制御弁１９ａにて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。入口流量制御弁１９ａにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入し、送風機２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。

そして、室内蒸発器２０から流出した冷媒は、室内蒸発器２０の出口側に配置された、出口流量調整弁１９ｂに流入する。この際、出口流量調整弁１９ｂは、弁リフト量が大きく全開状態に近い、大開口面積の状態となっているので圧力低下がおきることなく、冷房モードと同様に、アキュムレータ２１から圧縮機１１の吸入側へと流れて、再び圧縮機１１にて圧縮される。以上の如く、第１除湿暖房モードにおいても、入口流量制御弁１９ａにて減圧膨張される。一方、入口流量制御弁１９ａと機械的に連結された出口流量調整弁１９ｂは、弁リフト量が大きく全開状態に近い、大開口面積の状態となっているので圧力低下がおきることなく、目標蒸発器温度ＴＥＯに対する電動圧縮機１１のフィードバック制御手法に影響を与えることがない。

［第２除湿暖房モード］（並列除湿）
次に、図６を参照して第２除湿暖房モードを説明する。これまで、出口流量調整弁１９ｂは、全開状態とされていたが、このモードでは、フロスト防止のための、１つの制御モータで電動制御する蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）として機能する。
第２除湿暖房モードでは、制御装置が第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くと共に、第２開閉弁２３にて第４冷媒通路２２を開く。第２開閉弁２３は、内部に固定絞り部２３ａを内蔵しており、冷媒を減圧膨張させる。そして、第１膨張弁１４、出口流量調整弁１９ｂの両方を絞り状態とする。したがって、冷凍サイクル装置１０は、図６の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。なお、第２除湿暖房モードでは、冷媒流れに対して室外熱交換器１５（メイン冷媒回路）と室内蒸発器２０（バイパス冷媒回路）とが並列に接続されることとなる。

この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。例えば、エアミックスドア３のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３が冷風バイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４及び室内凝縮器１２の空気通路３６を通過するように決定される。エアミックスドア３が、適宜開度位置に設定され場合もある。また、第１膨張弁１４出力される制御信号については、予め定めた第２除湿暖房モード用の所定開度となるように決定される。

一方、出口流量調整弁１９ｂに出力される制御信号については、室内蒸発器２０の冷媒蒸発圧力がフロストを発生しない所定の目標圧力となるように出口流量調整弁１９ｂの開度を決定する。従って、第２除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入すると共に、第２開閉弁２３（固定絞り部２３ａ）から第４冷媒通路２２を介して、入口流量制御弁１９ａ（大開口面積の状態）、出口流量調整弁１９ｂ（フロスト防止制御開度）に流入する。第１膨張弁１４に流入した高圧冷媒は、外気温度より低温の低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。

一方、入口流量制御弁１９ａに流入した低圧冷媒は、弁リフト量が大きく全開状態に近い、大開口面積の状態となっている入口流量制御弁１９ａを通過し、室内蒸発器２０に流入して、送風機２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発し、車室内送風空気が冷却される。室内蒸発器２０から流出した冷媒は、室内蒸発器２０の出口側に配置された、出口流量調整弁１９ｂにて所定の蒸発圧力から減圧されてアキュムレータ２１に流入する。

室外熱交換器１５から流出した冷媒、及び、室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ２１から圧縮機１１の吸入側へと流れて、再び圧縮機１１にて圧縮される。第２除湿暖房モードのモリエル線図は図７に示されている。出口流量調整弁１９ｂは、フロスト防止のための蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）で、蒸発器内の冷媒の蒸発圧力を一定圧（設定圧）に保っている。出口流量調整弁１９ｂの弁体３０１は、モータ（ステップモータ）５００により、図１Ａの上下方向に任意の位置へ駆動される。このため、従来技術のバネ式の蒸発圧力調整弁について背景技術で述べた（１）〜（６）の問題点を解決している。

本実施形態の第２除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５から流出した低圧冷媒の圧力、及び、出口流量調整弁１９ｂから流出した低圧冷媒の圧力が、アキュムレータ２１と同等の圧力となる。出口流量調整弁１９ｂが全開にして、入口流量制御弁１９ａの方で流量調整しようとしても、室内蒸発器２０の圧力は、アキュムレータ２１の圧力に引きずられてしまうので、出口流量調整弁１９ｂの方で流量制御せざるを得ないのである。また、第３冷媒通路１８には、逆止弁２４が設けられているので、第４冷媒通路２２から圧力の低い室外熱交換器１５の出口側へ冷媒が逆流しない。なお、第２開閉弁２３は、室内蒸発器２０での吸熱量が少ない場合には、冷媒流量を調整するため間欠的に開閉を行うようにしても良い。

以上の如く、第２除湿暖房モード時には、第１除湿暖房モード時と異なり、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが並列接続される冷媒流路となるが、室外熱交換器１５の出口冷媒圧力が室内蒸発器２０の冷媒蒸発圧力より低い場合でも、ＥＰＲ等の追加部品を使用することなく、出口流量調整弁１９ｂによって室内蒸発器２０の蒸発圧力をフロストが発生しない目標圧力に保持することができる。さらに、各種センサ群の入力値や送風量に応じて、目標圧力を柔軟に変更できるため、吹出し温度や風量が必要以上に過大になることを防止することが出来る。

第１膨張弁１４に出力される制御信号については、室外熱交換器出口の出口側に温度センサＴｓを設けて、目標過熱度と室外熱交換器出口側の過熱度（温度センサＴｓの検出値との偏差など）に基づいて、フィードバック制御手法等を用いて、室外熱交換器１５の出口側の過熱度が目標過熱度に近づくように、第１膨張弁１４へ出力する制御信号を決定してもよい。

第２除湿暖房モード時には、出口流量調整弁１９ｂによって、室内蒸発器２０のフロスト制御が行われた。一方、冷房モードや第１除湿暖房モード時には、入口流量調整弁１９ａを制御開度にして出口流量調整弁１９ｂは全開状態なので、これらのモードにおいては、圧縮機吐出冷媒量（圧縮機回転数、容量）で室内蒸発器２０のフロスト制御を行うと良い。

次に、これらのモードの切替制御について、図８の制御フローチャートを参照して説明する。ステップＳ１０００において、各センサ出力とパネル出力を入力する。目標吹出温度ＴＡＯを算出するためには、外気温度Ｔａｍ、内気温度、日射量と設定温度が一般的な入力項目となる。ステップＳ２０００において、ステップＳ１０００での入力値に基づきＴＡＯを算出する。ステップＳ３０００においては、Ａ／ＣスイッチのＯＮ、ＯＦＦを判定する。ここで、Ａ／Ｃスイッチは、現行カーエアコンと同様に、室内蒸発器２０を冷やす（又は除湿する）機能をＯＮ、ＯＦＦするものとして定義している。Ａ／Ｃスイッチが、ＯＦＦの場合は、暖房モードへ移行する。Ａ／Ｃスイッチが、ＯＮの場合は、次のステップＳ４０００へ移行する。

ステップＳ４０００では、ＴＡＯが設定値αより小さい場合には、冷房モードへと移行する。αより高い場合には、除湿モードと判定し、次のステップＳ５０００へ移行する。ステップＳ５０００においては、外気温度Ｔａｍが低い場合（例えばＴ１以下）は、低温域でも高い吹出温度が得られる第２除湿モードへ移行する。Ｔ１より高い場合には、次のステップＳ６０００へ移行する。ステップＳ６０００においては、運転モードを設定して運転する際に吹出温度（車室内吹出空気温度）の検出値ＴＡＶと目標吹出温度ＴＡＯを比較し、所定値β以下の場合は、そのまま第１除湿暖房モードで運転する。所定値以上の乖離が発生した場合は、高い吹出温度が得られる第２除湿暖房モードへ移行する。

室内凝縮器１２と室内蒸発器２０に冷媒流れがあって、その各々が熱交換するモードが、除湿暖房モードである。第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードの違いは、室外熱交換器１５の冷媒流れであり、第１除湿暖房モードの場合は、室外熱交換器１５が、室内蒸発器２０に対して直列流れとなる。第２除湿暖房モードの場合は、室外熱交換器１５が、室内蒸発器２０に対して並列流れになる。第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードは、図８に示すように、目標吹出温度ＴＡＯや外気温度Ｔａｍなどに応じて使い分けされる。

次に、他の実施形態の流量調整弁１９について説明する。（第１実施形態や先行実施形態と相違する点に付いて述べる。その他、第１実施形態や先行実施形態同様な点は省略する。）
（第３実施形態、図９）
第１実施形態の場合、図１Ａに見られるように、室外熱交換器１５からの接続孔２０６と室内蒸発器２０からの接続孔３０５が隣接して配置されている。室外熱交換器１５からの接続孔２０６に比べ、接続孔３０５の圧力は低く、両者の間には圧力差がある。一方、本実施形態では、図９に見られるように、室内蒸発器２０への接続孔２０５、室内蒸発器２０からの接続孔３０５が隣接して配置されている。室内蒸発器２０内での圧力損失は小さいため入口と出口間の圧力差は小さく、連結シャフト４００の貫通部の洩れ量が少ないため貫通部のＯリングを省略することが出来る。その他は、第１実施形態の場合と同様である。

（第４実施形態、図１０Ａ、Ｂ）
第３実施形態に対して、出口流量調整弁１９ｂの弁体３０１、弁ウケ３０３に設けられた摺動穴に沿って弁リフト方向に移動する。弁体３０１の内部にはバネ３０９を内蔵し、弁シート３０２と接する方向に弁体３０１を押し付けている。その他は、第１、３実施形態の場合と同様である。図１０Ｂに示すように、本実施形態では、弁体３０１と、連結シャフト４００は結合されていない。モータ５００により弁体２０１を閉弁方向に駆動すると、連結シャフト４００も下降する。連結シャフト４００の下端が、弁体３０１に接触すると、弁体３０１を開弁方向に移動させる。弁体２０１を開弁方向に駆動すると、連結シャフト４００の上昇に応じて、バネ３０９により閉弁方向に移動する。

本実施形態では、弁体３０１が連結シャフト４００と結合する組立て作業が不要なため、組み付けが容易になる。また、弁体３０１が弁シート３０２に接し閉弁した時、連結シャフト４００は、弁体３０１から離れるため、弁体３０１に過大な荷重が作用しない利点がある。

（第５実施形態、図１１）
第１実施形態に対して、ボデー部１００を、入口流量制御弁１９ａのブロック１０２と出口流量調整弁１９ｂのブロック１０１に分割している。また、弁体２０１、３０１を取り付けた連結シャフト４００は、軸ガイド４１０に挿入されて、サブアッセンブリ４５０となっている。本実施形態では、ブロック１０１と１０２の間に、サブアッセンブリ４５０を組付け、モータ５００内で連結シャフト４００とモータが結合される。モータ５００とブロック１０１と１０２は、スルーボルト６０１により連結することで組み付けられる。本実施形態では、ボデー側もブロック１０１と１０２と分割されているため、ボデーの加工が容易である。また、入口流量制御弁のブロック１０１のみを用いることで電気膨張弁としても使用でき、部品の共通化が図れる。さらに、弁体２０１、３０１が、サブアッセンブリ４５０となっているため、組付け作業が簡便になる。

（第６実施形態、図１２Ａ、Ｂ）
第５実施形態に対して、第４実施形態と同様に、弁体３０１を閉弁方向に付勢するバネ３０９が設けられている。本実施形態では、組付け時に、モータと連結シャフト４００を結合する必要がないため、さらに組み付けが容易である。また、閉弁後にはプッシュロッド５１０が離れるため、弁体３０１に過大な荷重が作用しない利点は第４実施形態と同様である。

（第７実施形態、図１３Ａ、Ｂ）
第７実施形態は、出口流量調整弁１９ｂをスライド弁構造とした実施形態を示す。シリンダ３５０の内側を、連結シャフト４００に固定されたピストン３６０がスライドする。シリンダ３５０には、室内蒸発器２０からの接続孔３０５に連通する開口部３０７が設けられている。ピストン３６０には、連結シャフト４００が下降すると(図１３Ｂの下方向)と開口面積が増加する形状の開口孔３０８が設けられている。すなわち、連結シャフト４００が下降すると、出口流量調整弁１９ｂは、ピストン３６０とシリンダ３５０で形成される開口部の面積が増加する。一方、弁体２０１は、弁シート２０２に接近して弁開度が減少、閉弁に至る。連結シャフト４００が上昇する場合は、それぞれ弁開度変化が逆となる。

室内蒸発器２０では液冷媒が蒸発してガス冷媒になるため、出口流量調整弁１９ｂには体積の大きいガス冷媒が流れる。本実施形態では、スライド弁構造としたことにより、シリンダ径を配管径より大きくすることで弁の開口面積が確保できる。また、スライド弁は弁の上流と下流の圧力差による力が、弁リフト方向に働かないため、モータの駆動力を低減できる。さらに、本実施形態では、シリンダ３５０を、ボデーに挿入する構造としたことで、弁体２０１をスライド弁側から挿入することが可能であり、モータ取付け穴から、一方向での組み付けが可能である。さらに、スライド弁の閉弁位置とシリンダ３５０とピストン３６０の接触位置に余裕を持たせれば（図１３Ｂの隙間ｃ）、閉弁時に機械的に接触することがないため、モータの停止位置誤差が大きくても許容できる。出口流量調整弁１９ｂには、閉弁時でも所定の流量を流すバイバス流路(ブリードポート)を設けても良い。

（第８実施形態、図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）
第８実施形態は、出口流量調整弁１９ｂ、入口流量制御弁１９ａを、ロータリ弁で構成した実施形態を示す。本実施形態では、出口流量調整弁１９ｂの弁体３０８’と、入口流量制御弁１９ａの弁体２０８’を、連結シャフト４００を介して、モータ５００により回転させる。弁体の回転に対して、弁体３０８’と弁体２０８’の開口部は面積変化が逆になるように設けられている（図１４Ｂ、１４Ｃ参照）。本実施形態によれば、出口流量調整弁１９ｂと入口流量制御弁１９ａを積み重ねても、全高を低くすることでき、搭載が容易となる。また、制御モータ５００の回転力を、直線運動に変換する必要がないため、制御モータが簡素化できる。さらに、スライド弁同様、閉弁時に機械的に接触することがないため、モータの停止位置誤差が大きくても許容できる。

（第９実施形態、図１５Ａ）
第９実施形態は、入口流量制御弁１９ａに、弁体２０１が弁シート２０２より所定量以上離れると、入口流量制御弁１９ａの開口面積を減少させる、副弁２０３を追加している。出口流量調整弁１９ｂにて蒸発器の蒸発圧力を調整している時、冷媒流量が少ないと、弁体３０１と弁シート３０２間の隙間が過度に小さくなり、流量制御が困難になる場合がある。本実施形態によれば、副弁２０３により、入口流量制御弁１９ａの開度を減少させることで、図１５Ｂの弁開度特性に示すような特性が得られ、出口流量調整弁１９ｂでの流量制御が容易となる。図１５Ｂの弁開度特性において、Ｃ位置は、連結シャフト４００が最上位で、弁体２０１が弁シート２０１に着座している場合である。ＣからＢ、Ａと下方に移動させた場合の弁開度特性である。

本発明の流量調整弁１９は、第２実施形態のみならず次の冷凍サイクル装置に適用することも可能である。
（第１０実施形態）
図１６を参照して、第１０実施形態を説明する。圧縮機１１の吐出側と、室外熱交換器１５との流路を開閉する電磁弁４０が設けられている。電磁弁４１は、第５冷媒通路１６’を開閉する。室内凝縮器１２の下流に、冷媒を減圧する固定絞り４２が配置されている。固定絞り４２をバイバスする通路には、電磁弁４３が設置されている。第１膨張弁１４は、暖房時に室外熱交換への冷媒流量を調整し冷媒を減圧する。冷房時には、第１膨張弁１４をバイバスする。逆止弁２４は、室外熱交換器１５から入口流量制御弁１９ａに向けて流れるように設置されている。流量調整弁１９は、第２実施形態と同様に、入口流量制御弁１９ａと出口流量調整弁１９ｂから構成されている。

第１０実施形態の各運転モードを説明する。
冷房モードにおいて、電磁弁４０を開とし、電磁弁４１、４３を閉とする。冷媒の流れは、圧縮機１１→室外熱交換器１５→逆止弁２４→入口流量制御弁１９ａ→蒸発器２０→アキュムレータ２１→圧縮機１１の流れと、並行して、圧縮機１１→室内凝縮器１２→固定絞り４２→出口流量調整弁１９ｂと流れる。後者の流れは、固定絞り４２を経由するため流路抵抗が高く、大部分の冷媒は室外熱交換器１５側に流れ、室外熱交換器１５より車外に放熱され、室内蒸発器２０にて吸熱することで冷房が行われる。

図１７を参照して、冷房モードをモリエル線図上で説明する。圧縮機出口ａより室外熱交換器１５に流れる冷媒は、外気に放熱し室外熱交換器出口ｂのポイントに変化する。他方、室内凝縮器１２へ流れる冷媒は、エアミックスドア３が閉止されて放熱しないため、固定絞り出口ｄのポイントへ変化する。理想的には、室内凝縮器１２側の圧力損失がなければａ点とｄ点は同一となる。ｃ点とｄ点の冷媒が合流し、入口流量制御弁１９ａ入口ｅ点のエンタルピとなる。室外熱交換器１５側に流れる冷媒が多いため、ｅ点はｃ点の近くとなる。入口流量制御弁１９ａで減圧されｆ点で、低温低圧の冷媒となる。そして、室内蒸発器２０に流入し、車室内空気より吸熱して室内蒸発器２０出口がｇ点となる（出口流量調整弁１９ｂは全開状態）。その後、アキュムレータ２１を経由して、圧縮器入口ｈに至る。室内蒸発器２０出口から圧縮器入口に至る流路の圧力損失がなければｇ点とｈ点は同一となる。

暖房モードにおいては、電磁弁４１を開とし、電磁弁４０、４３を閉とする。また、入口流量制御弁１９ａは閉弁状態とし、室内蒸発器２０への流路を閉じる。冷媒の流れは、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１４→室外熱交換器１５→電磁弁４１→アキュムレータ２１→圧縮機１１の順に流れ、室内凝縮器１２より車室内に放熱し、室外熱交換器１５より車外から吸熱することで暖房が行われる。

第１０実施形態には、弱冷房モードが存在する。このモードは、電磁弁４０、４３を開とし、電磁弁４１を閉とする。冷房運転に対して、固定絞り４２を電磁弁４３によりバイバスする。これにより室内凝縮器１２に流れる冷媒量を増加させ、冷房に加えて室内凝縮器１２により再加熱を行う。

除湿暖房モードにおいては、電磁弁４１を開とし、電磁弁４０、４３を閉とする。冷媒は、圧縮機１１→室内熱交換器１２を経由した後に分岐して、一方の並列回路は、固定絞り４２にて冷媒を減圧して入口流量制御弁１９ａを開弁状態とし、冷媒を流し、室内蒸発器２０にて吸熱して車室内の空気を除湿する。出口流量調整弁１９ｂは、冷媒流量を調整することで所定の蒸発圧力を保ちフロストを防止する。他方の並列回路は、第１膨張弁１４→室外熱交換器１５→電磁弁４１→アキュムレータ２１→圧縮機１１の順に流れ、室外熱交換器１５にて車室外より吸熱する。第２実施形態の第２除湿暖房モードと基本的には同じである。

（第１１実施形態）
図１８は、第１０実施形態に対して、圧縮機１１の吐出側の電磁弁を３方切替弁５０に変更した場合の第１１実施形態を示している。ここでは、構成を簡素化して「弱冷房モード」運転を省略した例を示す。さらに、電磁弁４３とそれの流路を廃止している。その他は、第１０実施形態と同じである。作動についても同様である。

１２ 室内凝縮器
１５ 室外熱交換器
１９ａ 入口流量制御弁
１９ｂ 出口流量調整弁
２０ 室内蒸発器

Claims (13)

1. 室内凝縮器（１２）、室外熱交換器（１５）、室内蒸発器（２０）を有する空調用冷凍サイクル装置に用いられる流量調整弁（１９）であって、
   該流量調整弁（１９）は、前記室内蒸発器（２０）の入口側に接続されて、前記冷凍サイクル装置において前記室内蒸発器に流入する冷媒を減圧膨張させる膨張弁として機能する入口流量制御弁（１９ａ）と、前記室内蒸発器（２０）の出口側に接続されて、前記室内蒸発器（２０）においてフロストが発生しない所定の目標圧力に調整する蒸発圧力調整弁として機能する出口流量調整弁（１９ｂ）とから構成され、
   前記入口流量制御弁（１９ａ）及び前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、いずれか一方の弁開度が増加すると、他方の弁開度が減少するよう変位する流量調整弁（１９）。
2. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）のいずれか一方が、膨張弁として機能する制御開度のとき、若しくは蒸発圧力調整弁として機能する制御開度のとき、他方は冷媒流れを実質的に絞らない全開状態であることを特徴とする請求項１に記載の流量調整弁（１９）。
3. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、それぞれ、単一のアクチュエータ（５００）により駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の流量調整弁（１９）。
4. 前記入口流量制御弁（１９ａ）は、ボデー（１００）に形成され外部より冷媒を導く導入接続孔（２０６）と前記ボデー（１００）に形成され前記室内蒸発器（２０）へ冷媒を導出する導出接続孔（２０５）とを備え、
   前記出口流量調整弁（１９ｂ）は、前記ボデー（１００）に形成され冷媒を外部へ導出する導出接続孔（３０６）と前記ボデー（１００）に形成され前記室内蒸発器（２０）から冷媒を導く導入接続孔（３０５）とを備え、
   前記入口流量制御弁（１９ａ）の前記導出接続孔（２０５）と前記出口流量調整弁（１９ｂ）の前記導入接続孔（３０５）とは、前記ボデー（１００）に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
5. 前記入口流量制御弁（１９ａ）は、膨張弁ブロック（１０２）に形成され外部より冷媒を導く導入接続孔（２０６）と前記膨張弁ブロック（１０２）に形成され前記室内蒸発器（２０）へ冷媒を導出する導出接続孔（２０５）とを備え、
   前記出口流量調整弁（１９ｂ）は、蒸発圧力調整弁ブロック（１０１）に形成され冷媒を外部へ導出する導出接続孔（３０６）と前記蒸発圧力調整弁ブロック（１０１）に形成され前記室内蒸発器（２０）から冷媒を導く導入接続孔（３０５）とを備え、
   前記膨張弁ブロック（１０２）と前記蒸発圧力調整弁ブロック（１０１）とは、連結されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
6. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、それぞれ、弁体と弁体が着座する弁シートからなるポペット弁であり、２個の弁体が、１本のシャフト（４００）により連結又は同時作動されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
7. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、それぞれ、弁体と弁体が着座する弁シートからなるポペット弁であり、２個の弁体のうち、少なくとも一方の弁体は弁体を駆動するシャフト（４００、５１０）と当接可能に分離形成され、他方の弁体はばね（３０９）により前記シャフト（４００、５１０）方向に付勢されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
8. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、それぞれ、シリンダとシリンダ内部をスライドするピストンを備えて前記ピストンの変位に応じて開口面積が可変するスライド弁であり、２個のピストンが、１本のシャフト（４００）により連結又は同時作動されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
9. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、それぞれ、シリンダとシリンダ内部で回転するロータを備えて前記ロータの回転角度に応じて開口面積が可変するロータリ弁であり、２個のロータが、１本のシャフト（４００）により連結又は同時作動されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
10. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）のいずれか一方又は双方が、ポペット弁、スライド弁、又は、ロータリ弁のいずれかであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
11. 前記出口流量調整弁（１９ｂ）には、閉弁時でも所定の流量を流すバイバス流路が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。
12. 前記入口流量制御弁（１９ａ）、及び、前記出口流量調整弁（１９ｂ）が、ポペット弁であって、前記入口流量制御弁（１９ａ）に、前記入口流量制御弁（１９ａ）の弁体（２０１）が、弁シート（２０２）より所定量以上離れると、前記入口流量制御弁（１９ａ）の開口面積を減少させる、副弁（２０３）を設けたことを特徴とする請求項６又は７項に記載の流量調整弁（１９）。
13. 前記冷凍サイクル装置が、圧縮機（１１）、前記室内凝縮器（１２）、第１膨張弁（１４）、前記室外熱交換器（１５）、前記圧縮機（１１）の順に配置されたメイン冷媒回路と、
    前記室内凝縮器（１２）と第１膨張弁（１４）の間で分岐して、前記入口流量制御弁（１９ａ）、前記室内蒸発器（２０）、前記出口流量調整弁（１９ｂ）の順に配置され、前記メイン冷媒回路における前記室外熱交換器（１５）と前記圧縮機（１１）間で、前記メイン冷媒回路に帰還するバイパス冷媒回路と、
    前記室外熱交換器（１５）下流から前記バイパス冷媒回路に接続する接続冷媒通路と、から構成されたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の流量調整弁（１９）。

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