(57)【要約】【課題】冷凍サイクルの運転状態や入力される冷媒流量などの条件によらず、常に冷媒の凍結を好適に防止できる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器２０は、風下側蒸発器１８の風下第２ターンＲ１２の下部に設置される第１サーミスタ３１と、風上側蒸発器１７の風上第２ターンＲ２２の上部、かつ、風上第１ターンＲ２１と反対側の半分の部分Ｒ２２２に設置される第２サーミスタ３２とを備える。第１サーミスタ３１は、冷媒の供給流量が基準範囲である通常状態において冷媒が最低温度となる領域の温度Ｔ１を計測する。第２サーミスタ３２は、冷媒の供給流量が基準範囲を下回る低流量となる異常状態において最低温度となる領域の温度Ｔ２を計測する。熱交換器２０の制御部３０は、冷媒温度Ｔ１とＴ２とを比較して異常状態を検知し、異常状態を解消するために冷媒の供給量を調整する異常回復制御を実施する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器（２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ）であって、
冷媒と熱交換を行う空気の風流れ方向の風上側に配置され、内部を流れる前記冷媒と前記空気との間で熱交換を行う風上側蒸発器（１７）と、
前記風上側蒸発器に対して前記風流れ方向の風下側に配置され、内部を流れる前記冷媒と前記空気との間で熱交換を行う風下側蒸発器（１８）と、
前記風上側蒸発器及び前記風下側蒸発器のうち、前記冷媒の供給流量が基準範囲である通常状態において前記冷媒が最低温度となる領域の第１温度（Ｔ１，Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｃ）を計測する第１温度計測部（３１，３１Ｂ，３１Ｃ）と、
前記風上側蒸発器及び前記風下側蒸発器のうち、前記冷媒の供給流量が前記基準範囲を下回る低流量であり、かつ、供給される前記冷媒の過冷却度が相対的に小さくなる異常状態において最低温度となる領域、または、最高温度となる領域の第２温度（Ｔ２，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ，Ｔ２Ｃ、Ｔ２Ｄ，Ｔ２Ｅ，Ｔ２Ｆ）を計測する第２温度計測部（３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ）と、
前記第１温度と前記第２温度とを比較して前記異常状態を検知し、前記異常状態を解消するために前記冷媒の供給量を調整する異常回復制御を実施する制御部（３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ）と、
を備える熱交換器。
【請求項２】
前記第１温度計測部が前記風下側蒸発器に設置され、
前記第２温度計測部（３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、３２Ｄ）が前記風上側蒸発器に設置される、
請求項１に記載の熱交換器（２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）。
【請求項３】
前記制御部（３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄ）は、前記通常状態において、前記第１温度と前記第２温度の差分から冷媒排出口近傍の過熱度（ＳＨ）を算出し、前記算出した過熱度に基づき前記冷媒の供給流量を制御する流量制御、または、前記第１温度と前記第２温度との温度差に基づき前記冷媒の温度分布を均一化する温度分布制御、の少なくとも一方を実施する、
請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
ノズル部（１５ａ）から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口（１５ｂ）から冷媒を吸引し、前記ノズル部から噴射された冷媒と前記冷媒吸引口から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ（１５）を備え、
前記風上側蒸発器は、前記エジェクタの出口側に接続され、前記エジェクタから吐出された冷媒を導入するよう構成され、
前記風下側蒸発器は、前記冷媒吸引口に接続され、供給された内部を通過した冷媒を前記エジェクタに出力するよう構成され、
前記風下側蒸発器は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する４つの通路からなる４ターンの冷媒通路を有し、
前記風上側蒸発器は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する２つの通路からなる２ターンの冷媒通路を有する、
請求項２または３に記載の熱交換器（２０，２０Ａ，２０Ｂ）。
【請求項５】
前記第１温度計測部（３１）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）の下部に設置され、
前記第２温度計測部（３２）が、前記風上側蒸発器の第２ターン（Ｒ２２）の上部、かつ、第１ターン（Ｒ２１）と反対側の半分の部分（Ｒ２２２）に設置される、
請求項４に記載の熱交換器（２０）。
【請求項６】
前記第１温度計測部（３１）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）の下部に設置され、
前記第２温度計測部（３２Ａ）が、前記風上側蒸発器の第１ターン（Ｒ２１）及び第２ターン（Ｒ２２）の中間部かつ上部に設置される、
請求項４に記載の熱交換器（２０Ａ）。
【請求項７】
前記第１温度計測部及び前記第２温度計測部の両方の機能を有する単一の二段サーミスタ（３１Ｂ）を備え、
前記二段サーミスタは、前記風下側蒸発器の第１ターン（Ｒ１１）の下部の第１部分にて前記第１温度（Ｔ１Ｂ）を計測し、前記風流れ方向から視たときに前記第１部分と重畳する前記風上側蒸発器の第２部分において前記第２温度（Ｔ２Ｂ）を計測する、
請求項４に記載の熱交換器（２０Ｂ）。
【請求項８】
前記風下側蒸発器は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する２つの通路からなる２ターンの冷媒通路を有し、
前記風上側蒸発器は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する２つの通路からなる２ターンの冷媒通路を有し、
当該熱交換器は、２ターン方式の冷媒通路を有する、
請求項２または３に記載の熱交換器（２０Ｃ，２０Ｄ）。
【請求項９】
前記第１温度計測部（３１Ｃ）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）の下部に設置され、
前記第２温度計測部（３２Ｃ）が、前記風上側蒸発器の第２ターン（Ｒ２２）の上部に設置される、
請求項８に記載の熱交換器（２０Ｃ）。
【請求項１０】
前記第１温度計測部（３１Ｃ）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）の下部に設置され、
前記第２温度計測部（３２Ｄ）が、前記風上側蒸発器の第１ターン（Ｒ２１）及び第２ターン（Ｒ２２）の中間部かつ上部に設置される、
請求項８に記載の熱交換器（２０Ｄ）。
【請求項１１】
前記第１温度計測部（３１）及び前記第２温度計測部（３２Ｅ，３２Ｆ）が前記風下側蒸発器に設置される、
請求項１に記載の熱交換器（２０Ｅ，２０Ｆ）。
【請求項１２】
ノズル部（１５ａ）から噴射される高い速度の冷媒流により冷媒吸引口（１５ｂ）から冷媒を吸引し、前記ノズル部から噴射された冷媒と前記冷媒吸引口から吸引された冷媒とを混合して吐出するエジェクタ（１５）を備え、
前記風上側蒸発器は、前記エジェクタの出口側に接続され、前記エジェクタから吐出された冷媒を導入するよう構成され、
前記風下側蒸発器は、前記冷媒吸引口に接続され、供給された内部を通過した冷媒を前記エジェクタに出力するよう構成され、
前記風下側蒸発器は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する４つの通路からなる４ターンの冷媒通路を有し、
前記風上側蒸発器は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する２つの通路からなる２ターンの冷媒通路を有する、
請求項１１に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記第１温度計測部（３１）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）の下部に設置され、
前記第２温度計測部（３２Ｅ）が、前記風下側蒸発器の第１ターン（Ｒ１１）の上部
に設置される、
請求項１２に記載の熱交換器（２０Ｅ）。
【請求項１４】
前記第１温度計測部（３１）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）の下部に設置され、
前記第２温度計測部（３２Ｆ）が、前記風下側蒸発器の第２ターン（Ｒ１２）及び第３ターン（Ｒ１３）の中間部かつ上部に設置される、
請求項１２に記載の熱交換器（２０Ｆ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷凍サイクルに用いられ、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換を行う熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような熱交換器の一例として、特許文献１には、風上（高段）コアを２ターン、風下（低段）コアを４ターンとして、高段コア及び低段コアに発生するスーパーヒート（過熱域）の重なりを抑制することで、熱交換器の内部を流れる冷媒の温度分布の均一性悪化や熱交換性能低下の課題を解決している。また、この構成の熱交換器では、低段コアの２ターン目の部分が、液冷媒溜りにより冷え残りから最も凍結に至りやすいと考えられている。つまり、低段コアの２ターン目の下部が、熱交換器の内部を流れる冷媒のなかで温度が最低になる。そこで、熱交換器を流れる冷媒の凍結を防止するために、この部分の冷媒温度を計測して、凍結しない温度を維持するように冷凍システムの動作を制御することによって、熱交換器の冷媒の凍結発生を防止する手法がとられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２０５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載される熱交換器の構成では、冷媒流量が少なく、かつ、サブクール（過冷却度）が少ない条件の場合に、冷媒が最低温度となる部分が、低段コアの２ターン目から１ターン目に移動する場合がある。これは、コア面の温度分布の均一性が悪化すること等に起因する。このような場合に、従来どおり２ターン目の冷媒温度に基づいて冷凍システムの制御を行っても、当該箇所より低温の領域があるため、熱交換器の凍結が発生する虞がある。
【０００５】
本開示は、冷凍サイクルの運転状態や入力される冷媒流量などの条件によらず、常に冷媒の凍結を好適に防止できる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、熱交換器（２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ）であって、冷媒と熱交換を行う空気の風流れ方向の風上側に配置され、内部を流れる前記冷媒と前記空気との間で熱交換を行う風上側蒸発器（１７）と、前記風上側蒸発器に対して前記風流れ方向の風下側に配置され、内部を流れる前記冷媒と前記空気との間で熱交換を行う風下側蒸発器（１８）と、前記風上側蒸発器及び前記風下側蒸発器のうち、前記冷媒の供給流量が基準範囲である通常状態において前記冷媒が最低温度となる領域の第１温度（Ｔ１，Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｃ）を計測する第１温度計測部（３１，３１Ｂ，３１Ｃ）と、前記風上側蒸発器及び前記風下側蒸発器のうち、前記冷媒の供給流量が前記基準範囲を下回る低流量であり、かつ、供給される前記冷媒の過冷却度が相対的に小さくなる異常状態において最低温度となる領域、または、最高温度となる領域の第２温度（Ｔ２，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ，Ｔ２Ｃ、Ｔ２Ｄ，Ｔ２Ｅ，Ｔ２Ｆ）を計測する第２温度計測部（３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ）と、前記第１温度と前記第２温度とを比較して前記異常状態を検知し、前記異常状態を解消するために前記冷媒の供給量を調整する異常回復制御を実施する制御部（３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ）と、を備える熱交換器である。
【０００７】
この構成により、通常状態において冷媒が最低温度となる領域の温度と、異常状態において最低温度または最高温度となる領域の温度との大小関係をみて、通常状態か異常状態かを精度良く判別できる。そして、異常状態を検知したときには異常回復制御を実施して、異常状態を解消でき、速やかに通常状態に戻すことができる。この結果、異常状態が発生したとしても、基本的には、従来どおりの風下第２ターンの冷媒温度に基づく冷媒流量制御を実施すれば、冷媒最低温度を凍結しない温度に維持できる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、冷凍サイクルの運転状態や入力される冷媒流量などの条件によらず、常に冷媒の凍結を好適に防止できる熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る熱交換器が適用されるエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１中のエジェクタ一体型熱交換器の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、熱交換器における冷媒の流れを模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態における異常回復制御のフローチャートである。
【図５】図５は、第１実施形態における過熱度に基づく冷媒の流量制御のフローチャートである。
【図６】図６は、第１実施形態におけるコア面の温度分布制御のフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態に係るエジェクタ一体型熱交換器の構成の一例を示す斜視図である。
【図８】図８は、第２実施形態における異常回復制御のフローチャートである。
【図９】図９は、第３実施形態に係るエジェクタ一体型熱交換器の構成の一例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態における異常回復制御のフローチャートである。
【図１１】図１１は、第４実施形態に係る熱交換器における冷媒の流れを模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、第５実施形態に係る熱交換器における冷媒の流れを模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、第６実施形態に係るエジェクタ一体型熱交換器の構成の一例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、第７実施形態に係るエジェクタ一体型熱交換器の構成の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１〜図７を参照して第１実施形態を説明する。本実施形態に係る熱交換器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１５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、冷却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。
【００１２】
また、本実施形態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が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒と共にサイクルを循環している。
【００１３】
エジェクタ式冷凍サイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、冷媒を吸入して高圧冷媒となるまで圧縮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、電磁クラッチ１１ａ、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。
【００１４】
この圧縮機１１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１１ａの断続により圧縮機作動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のいずれを使用してもよい。また、圧縮機１１として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。
【００１５】
この圧縮機１１の冷媒吐出側には放熱器１２が配置されている。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（図示せず）により送風される外気（車室外空気）との間で熱交換を行わせることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する。すなわち、放熱器１２は、高圧冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器として作用する。
【００１６】
放熱器１２の出口側には受液器１２ａが設けられている。この受液器１２ａは周知のように縦長のタンク形状のものであり、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液冷媒を溜める気液分離器を構成する。受液器１２ａの出口にはタンク形状内部の下部側から液冷媒を導出するようになっている。なお、受液器１２ａは本例では放熱器１２と一体的に設けられている。
【００１７】
また、放熱器１２として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器１２ａと、この受液器１２ａからの飽和液冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する公知の構成を採用してもよい。
【００１８】
受液器１２ａの出口側には温度式膨張弁１３が配置されている。この温度式膨張弁１３は、受液器１２ａからの液冷媒を減圧する減圧手段であって、圧縮機１１の吸入側通路に配置された感温部１３ａを有している。
【００１９】
温度式膨張弁１３は、周知のように、圧縮機１１の吸入側冷媒（後述の蒸発器出口側冷媒）の温度と圧力とに基づいて圧縮機吸入側冷媒の過熱度を検出し、圧縮機吸入側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度（冷媒流量）を調整するものである。
【００２０】
温度式膨張弁１３の出口には、熱交換器２０のジョイント部２４に設けられた冷媒流入口２４ａ側が接続されている。熱交換器２０は、その内部を流れる冷媒と、送風ファン２１から車室内へ向けて送風される送風空気との間で熱交換を行い、冷媒の蒸発による吸熱作用によって送風空気を冷却する蒸発器である。本実施形態の熱交換器２０は、図１の破線で囲まれたサイクル構成機器を一体化（ユニット化）したものである。より具体的には、熱交換器２０は、分岐部１４、エジェクタ１５、風上側蒸発器１７、風下側蒸発器１８、絞り機構１９等を一体化したものである。
【００２１】
熱交換器２０を構成する各構成機器について説明する。分岐部１４は、外部から冷媒流入口２４ａを介して流入した冷媒の流れを分岐し、分岐された一方の冷媒をエジェクタ１５のノズル部１５ａの入口側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を絞り機構１９の入口側へ流出させる機能を果たす。
【００２２】
エジェクタ１５は、分岐部１４にて分岐された一方の冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる冷媒減圧手段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ものである。
【００２３】
エジェクタ１５には、膨張弁１３通過後の冷媒（中間圧冷媒）の通路面積を小さく絞って、冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部１５ａと、ノズル部１５ａの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する風下側蒸発器１８からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口１５ｂが備えられている。
【００２４】
さらに、ノズル部１５ａおよび冷媒吸引口１５ｂの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部１５ａからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口１５ｂの吸引冷媒とを混合する混合部１５ｃが設けられている。そして、混合部１５ｃの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部１５ｄが配置されている。このディフューザ部１５ｄは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する作用を果たす。
【００２５】
固定絞り１９は、分岐部１４にて分岐された他方の冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる減圧手段である。風上側蒸発器１７の第３流出側熱交換部１７ｂの冷媒出口には、蒸発器ユニット２０のジョイント部２４に設けられた冷媒流出口２４ｂを介して、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。
【００２６】
エジェクタ１５の出口部１５ｅ（ディフューザ部１５ｄの先端部）側に風上側蒸発器１７が接続されている。一方、分岐部１４においてエジェクタ１５の入口側から冷媒分岐通路１６が分岐され、この冷媒分岐通路１６の下流側はエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂに接続される。
【００２７】
この冷媒分岐通路１６には絞り機構１９が配置され、この絞り機構１９よりも冷媒流れ下流側には風下側蒸発器１８が配置されている。絞り機構１９は風下側蒸発器１８への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。
【００２８】
風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８は、送風ファン２１から車室内へ向けて送風された送風空気と冷媒とを熱交換させ、冷媒を蒸発させて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吸熱用熱交換器である。また、風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８は、送風空気の空気流れＡに対して直列的に配置されており、風下側蒸発器１８は、風上側蒸発器１７に対して送風空気の空気流れＡの風下側に配置されている。
【００２９】
風上側蒸発器１７の冷媒出口には、蒸発器ユニット２０のジョイント部２４に設けられた冷媒流出口２４ｂを介して、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。
【００３０】
冷凍サイクルの構成機器の一部を一体化した熱交換器２０は、例えば図２に示す構成をとる。風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。つまり、風上側蒸発器１７は、冷媒を流通させる複数の風上側チューブ７１、および複数の風上側チューブ７１の両端部に接続されて風上側チューブ７１を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の風上側タンク７２、７３を有している。以下の説明では、説明の明確化のため、風上側タンクのうち、鉛直方向上方側に配置されるものを上部風上側タンク７２と記載し、鉛直方向下方側に配置されるものを下部風上側タンク７３と記載する。また、複数の風上側チューブ７１を纏めて「風上コア」や「高段コア」とも記載する場合がある。
【００３１】
風下側蒸発器１８の基本的構成は、風上側蒸発器１７と同等である。従って、風下側蒸発器１８は、冷媒を流通させる複数の風下側チューブ８１、並びに、複数の風下側チューブ８１の両端部に接続されて風下側チューブ８１を流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の風下側タンク（具体的には、鉛直方向上方側に配置される上部風下側タンク８２、鉛直方向下方側に配置される下部風下側タンク８３）を有している。なお、複数の風下側チューブ８１を纏めて「風下コア」や「低段コア」とも記載する場合がある。
【００３２】
そして、風上側チューブ７１、風下側チューブ８１、風上側タンク７２、７３、風下側タンク８２、８３等をろう付け接合することによって、風上側蒸発器１７および風下側蒸発器１８を一体化している。なお、図２では、図示の都合上、風上側蒸発器１７の一部の構成（風上側チューブ７１および上部風上側タンク７２）については、風下側蒸発器１８の対応する構成に括弧付きの符号を付して示している。
【００３３】
エジェクタ１５は、上部風上側タンク７２および上部風下側タンク８２の長手方向と平行に延びる有底筒状部材で形成された収容タンク２３の内部に収容されている。収容タンク２３は、その長手方向から見たときに、上部風上側タンク７２および上部風下側タンク８２の間の谷部に配置されている。
【００３４】
また、各タンク７２、８２、８３の内部には、各タンク７２、８２、８３の内部空間を区画するための仕切り部材やセパレータ（図示せず）がろう付け接合されている。これにより、図２及び図３に示すように、風下側蒸発器１８では、上部風下側タンク８２から下部風下側タンク８３へ向かって冷媒が風下側チューブ８１を下方向へ流れる風下第１ターンＲ１１と、下部風下側タンク８３から上部風下側タンク８２へ向かって冷媒が風下側チューブ８１を上方向へ流れる風下第２ターンＲ１２と、風下第１ターンＴ１１と同一方向の風下第３ターンＲ１３と、風下第２ターンＲ１２と同一方向の風下第４ターンＲ１４とが、冷媒流入口２４ａ側からチューブ積層方向の奥側へ沿ってこの順で連なる冷媒通路が形成されている。つまり、風下側蒸発器１８は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する４つの通路からなる４ターンの冷媒通路を有している。
【００３５】
同様に、風上側蒸発器１７では、図２及び図３に示すように、上部風上側タンク７２から下部風上側タンク７３へ向かって風上側チューブ７１を下方向へ流れる風上第１ターンＲ２１と、下部風上側タンク７３から上部風上側タンク７２へ向かって風上側チューブ７１を上方向へ流れる風上第２ターンＲ２２とが、チューブ積層方向の奥側から冷媒流出口２４ｂへ沿ってこの順で連なる冷媒通路が形成されている。つまり、風上側蒸発器１７は、冷媒の進行方向を反転させながら延在する２つの通路からなる２ターンの冷媒通路を有している。なお、風下第４ターンＲ１４の終端がエジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｂに接続され、また、エジェクタ１５の出口部１５ｅが風上第１ターンＲ２１の始端に接続されることにより、風上側蒸発器１７と風下側蒸発器１８の冷媒通路が順列に接続されている。
【００３６】
したがって、本実施形態の熱交換器２０は、風下側４ターン、風上側２ターンの冷媒通路を有していることになる。なお、このような冷媒通路を構成するための上部風上側タンク７２、上部風下側タンク８２、及び下部風下側タンク８３の内部の具体的な構成については、例えば特許文献１に記載されている。以降の説明では、このような構成をとる熱交換器２０を「エジェクタ一体型熱交換器」とも表記する場合がある。
【００３７】
ここで、図３を参照して、風下側４ターン、風上側２ターンの冷媒通路を有するエジェクタ一体型熱交換器２０において、冷媒流量の変動に起因する問題について説明する。
【００３８】
エジェクタ一体型の熱交換器２０では、風上コア７１及び風下コア８１の冷媒流れを対向流化し、風上コア７１及び風下コア８１の各々に発生する過熱域の重なりを抑制することで、熱交換器２０の各コア７１，８１の内部を流れる冷媒の温度分布の均一性悪化や熱交換性能低下の課題を解決している。
【００３９】
また、エジェクタ一体型の熱交換器２０では、従来より、低段コア８１の２ターン目の部分（風下第２ターンＲ１２）が最も凍結に至りやすいと考えられている。その理由は、ＯＮ−ＯＦＦ運転（例えば圧縮機１１の断続運転）のときに、下部風上側タンク７３のうち風下第２ターンＲ１２の直下の部分に液冷媒が溜りやすく、この液冷媒溜まりによる冷え残りの影響により、風下第２ターンＲ１２の下部の冷媒温度が最低温度になりやすいためである。そこで、従来より、熱交換器２０を流れる冷媒の凍結を防止するために、風下第２ターンＲ１２の下部にフィンサーミスタを設置し、この部分の冷媒温度を計測して、冷媒が凍結しない温度を維持するように冷凍サイクル１０の動作を制御することによって、熱交換器２０の冷媒の凍結発生を防止する手法がとられている。
【００４０】
しかし、近年の車両燃費ニーズでは、春秋などの中間期ではコンプレッサ（図１の圧縮機１１）の冷媒吐出量を低く抑え、コンプレッサ消費電力を抑制する使われ方が主流となってきている。それに伴い、エバポレータ（熱交換器２０）の使用流量範囲も従来より更に低冷媒流量まで拡大してきており、低流量時においても冷媒の温度分布の均一性を成立させる必要がある。
【００４１】
従来の標準的な冷媒の流量範囲の状態（以下「通常状態」という）に対して、冷媒流量が少なく、かつ、サブクール（過冷却度）が少ない状態（以下「異常状態」という）の場合には、風下側蒸発器１８に導入された液冷媒は、冷媒の導入量が少ないため風下第１ターンＲ１１にてその大半が蒸発する。これにより、図３に示すように、風下第２ターンＲ１２以降では、気化された高温の冷媒が熱交換器内を進むので、風下第２ターンＲ１２〜風下第４ターンＲ１４の領域には過熱域Ｓが発生する。
【００４２】
一方、風上側蒸発器１７では、上記異常状態では、エジェクタタンク構造に沿って、風上第１ターンＲ２１では中央側（積層方向の奥側の部分Ｒ２１１と手前側部分Ｒ２１２のうちの手前側部分Ｒ２１２）に冷媒が流れやすくなる。このため、図３に示すように、相対的に流量が少ない奥側部分Ｒ２１１に過熱域Ｓが発生しやすくなる。同様に、上記異常状態では、風上第２ターンＲ２２では端部側（積層方向の奥側部分Ｒ２２１と手前側部分Ｒ２２２のうちの手前側部分Ｒ２２２）に冷媒が流れやすくなる。このため、図３に示すように、相対的に流量が少ない奥側部分Ｒ２２１に過熱域Ｓが発生しやすくなる。
【００４３】
このように、上記異常状態では、風上側蒸発器１７、風下側蒸発器１８が共にコア面の温度分布の均一性が悪化する傾向がある。このとき、風流れ方向から視たときに重畳する、風上第２ターンＲ２２の奥側部分Ｒ２２１と、風下第２ターンＲ１２とは、共に過熱域Ｓを含むので、冷媒温度の上昇が抑制されにくい。これに対して、風流れ方向視で重畳する、風下第２ターンＲ２２の手前側部分Ｒ２２２と風下第１ターンＲ１１とは、共に過熱域Ｓを含まない冷媒温度が低温の領域であるので、冷媒温度が好適に低温に維持される。つまり、通常時には冷媒温度がコア面上で最低温度となる風下第２ターンＲ２２が、冷媒流量が少なく、かつ、サブクール（過冷却度）が少ない異常状態では最低温度とはならず、むしろ風下第１ターンＲ１１と、これと対向する風上第２ターンの手前側部分Ｒ２２２の冷媒温度が最低温度となる。言い換えると、異常状態では、冷媒が最低温度となる部分が、低段コア８１の２ターン目から１ターン目に移動する傾向が強い。
【００４４】
したがって、このような異常状態では、従来どおり風下第２ターンＲ１２の冷媒温度が凝固点以下とならないように冷凍システム１の動作を制御する手法では、計測される温度が冷媒の最低温度ではないので、熱交換器２０の凍結発生を防止できない虞がある。例えば、風下第２ターンＲ１２の冷媒温度を下げる方向に冷凍サイクル１０の動作を制御させても、先に上流側の風下第１ターンＲ１１の温度低下が促進されるため、風下第２ターンＲ１２の冷媒温度は低下しにくい。このため、実際の最低温度は所望の値まで下がっているにも係らず、冷媒温度を下げる方向に冷凍サイクル１０の動作は継続されてしまい、最終的には最低温度が凝固点以下となってしまう状況が考えられる。
【００４５】
これに対して、第１実施形態の熱交換器２０では、このような異常状態を検知した場合に、異常状態から回復するための制御（異常回復制御）を実施する。そして、このような状態を検出するために、通常状態のとき最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ１と、異常状態のときに最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ２とを計測し、冷媒温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて異常状態か否かの判定を行う。
【００４６】
このような異常回復制御を行うため、本実施形態の熱交換器２０は、第１サーミスタ３１（第１温度計測部）と、第２サーミスタ３２（第２温度計測部）と、制御部３０とを備える。第１サーミスタ３１は、風下第２ターンＲ１２の下部に設置され、通常状態のとき最低温度となりうる冷媒温度Ｔ１を計測する。第２サーミスタ３２は、風上第２ターンの手前側部分Ｒ２２２の上部に設置され、異常状態のときに最低温度となりうる冷媒温度Ｔ２を計測する。
【００４７】
制御部３０は、第１サーミスタ３１及び第２サーミスタ３２から入力される冷媒温度Ｔ１，Ｔ２とを比較して異常状態を検知する。制御部３０は、熱交換器２０の異常状態を検知したときには、この異常状態を解消するために冷媒の供給量を調整する異常回復制御を実施する。また、制御部３０は、通常状態のときにも、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２の差分から冷媒通路の出口近傍の過熱域における過熱度ＳＨを算出し、算出した過熱度ＳＨに基づき冷媒の供給流量を制御する流量制御と、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２の温度差に基づき冷媒のコア面の温度分布を均一化する温度分布制御とを実施することができる。制御部３０は、冷凍サイクル１０の圧縮機１１や膨張弁１３などの各要素の動作を制御可能に構成され、上記の各種制御の実施に応じて各要素を適宜制御することができる。
【００４８】
制御部３０は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インタフェース等を備えたコンピュータシステムとして構成される。制御部３０は、例えば冷凍サイクル１０が搭載される車両のエンジンＥＣＵの一部として実装される。
【００４９】
次に、図４〜図６を参照して、本実施形態の熱交換器２０の動作について説明する。まずは図４を参照して、異常回復制御について説明する。
【００５０】
ステップＳ１１では、通常時に最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ１と、異常時に最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ２とが計測される。制御部３０は、第１サーミスタ３１から冷媒温度Ｔ１を取得し、第２サーミスタ３２から冷媒温度Ｔ２を取得する。ステップＳ１１の処理が完了するとステップＳ１２に進む。
【００５１】
ステップＳ１２では、ステップＳ１１にて計測した冷媒温度Ｔ１、Ｔ２が比較される。Ｔ１＜Ｔ２の場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１２のＮｏ）にはステップＳ１４に進む。
【００５２】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２の判定の結果、冷媒温度Ｔ１が冷媒温度Ｔ２より相対的に低いので、冷媒温度Ｔ１が最低温度である通常状態であると判断して、Ｔ１に基づく通常制御が実行される。通常制御では、制御部３０は、冷媒温度Ｔ１が所定温度以下とならないように、冷凍サイクル１０の動作を制御する。例えば、制御部３０は、冷媒温度Ｔ１が所定温度より高い場合には、圧縮機１１の出力を増大させたり、膨張弁１３の開度を大きくして冷媒の供給流量を増大させて、冷媒温度Ｔ１が低下する方向に制御する。一方、冷媒温度Ｔ１が所定温度より低い場合には、圧縮機１１を停止させたり、膨張弁１３の開度を小さくして冷媒の供給流量を減少させて、冷媒温度Ｔ１が上昇する方向に制御する。ステップＳ１３の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００５３】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２の判定の結果、冷媒温度Ｔ１が冷媒温度Ｔ２より相対的に高く、冷媒温度Ｔ１が最低温度とはならない異常状態であると判断して、異常回復制御が実行される。制御部３０は、異常回復制御としては、圧縮機１１の断続運転のように、熱交換器２０内の冷媒を効率よく排出させる制御や、圧縮機１１の動作停止のように、異常状態から自然回復するまで冷凍サイクル１０の機能を停止させる制御を行う。ステップＳ１４の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００５４】
なお、異常回復制御は、冷媒流量が少なく、かつ、サブクール（過冷却度）が少ない異常状態を検知した後に実施される制御であるが、本実施形態の熱交換器２０は、異常回復制御のための２つのサーミスタ３１，３２の温度Ｔ１，Ｔ２を利用して、通常時の制御も行うことができる。具体的には、冷媒通路の出口近傍における過熱域の過熱度ＳＨに基づく流量制御（図５）と、コア面の温度分布を均一化する温度分布制御（図６）である。以下各制御について説明する。
【００５５】
まず図５の流量制御について説明する。ステップＳ２１では、通常制御中であるか否かが判定される。この判定は、例えば図６のステップＳ１３の通常制御が実行されているか否かで判定できる。通常運転中の場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）にはステップＳ２２に進み、そうでない場合（ステップＳ２１のＮｏ）には本制御フローを終了する。
【００５６】
ステップＳ２２では、図４のステップＳ１１と同様に、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２が計測され、ステップＳ２３に進む。
【００５７】
ステップＳ２３では、ステップＳ２２で計測した冷媒温度Ｔ１，Ｔ２を用いて、冷媒通路の出口近傍の過熱域における過熱度ＳＨが計算される。過熱度ＳＨは、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２の差分により求めることができ、例えば下記の（１）式で算出できる。
ＳＨ＝Ｔ２−Ｔ１        ・・・（１）
【００５８】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３にて算出した過熱度ＳＨに基づいて冷媒の流量制御を行う。制御部３０は、例えば過熱度ＳＨが所定値以上のとき、所定値以下にすべく温度式膨張弁１３の開度を増加させて、流量を増やし、過熱度ＳＨを減少させる。ステップＳ２４の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００５９】
次に図６の温度分布制御について説明する。ステップＳ３１では、通常制御中であるか否かが判定される。この判定は、図５のステップＳ２１と同様に行う。通常運転中の場合（ステップＳ３１のＹｅｓ）にはステップＳ３２に進み、そうでない場合（ステップＳ３１のＮｏ）には本制御フローを終了する。
【００６０】
ステップＳ３２では、図４のステップＳ１１と同様に、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２が計測され、ステップＳ２３に進む。
【００６１】
ステップＳ３３では、ステップＳ３２で計測した冷媒温度Ｔ１，Ｔ２の差分（Ｔ２−Ｔ１）がしきい値Ｋより大きいか否かが判定される。ここで、しきい値Ｋは、所定の温度幅を表し任意の正の数値である。Ｔ２−Ｔ１＞Ｋの場合（ステップＳ３３のＹｅｓ）にはステップＳ３４に進み、そうでない場合（ステップＳ３３のＮｏ）にはステップＳ３２に戻る。
【００６２】
ステップＳ３４では、ステップＳ３３の判定の結果、冷媒流量が通常状態ではあるものの、最低温度Ｔ１に対して出口近傍の冷媒温度Ｔ２との温度差が所定値Ｋを超えており、熱交換器２０の内部を流れる冷媒の温度差が大きい状態と判断して、温度分布制御が実行される。温度分布制御は、熱交換器内の冷媒を効率よく入れ替えて、温度分布の均一化を図る制御である。温度分布制御は、例えばコンプレッサの断続制御である。ステップＳ３４の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００６３】
次に第１実施形態に係る熱交換器２０の効果について説明する。
【００６４】
第１実施形態に係る熱交換器２０は、風下側４ターン、風上側２ターンの冷媒通路を有するエジェクタ付き熱交換器である。熱交換器２０は、風下側蒸発器１８の風下第２ターンＲ１２の下部に設置される第１サーミスタ３１と、風上側蒸発器１７の風上第２ターンＲ２２の上部、かつ、風上第１ターンＲ２１と反対側（積層方向手前側）の半分の部分Ｒ２２２に設置される第２サーミスタ３２とを備える。第１サーミスタ３１は、冷媒の供給流量が基準範囲である通常状態において冷媒が最低温度となる領域の温度Ｔ１を計測する。第２サーミスタ３２は、冷媒の供給流量が基準範囲を下回る低流量であり、かつ、供給される冷媒の過冷却度が相対的に小さくなる異常状態において最低温度となる領域の温度Ｔ２を計測する。熱交換器２０の制御部３０は、冷媒温度Ｔ１とＴ２とを比較して異常状態を検知し、異常状態を解消するために冷媒の供給量を調整する異常回復制御を実施する。
【００６５】
この構成により、通常状態において冷媒が最低温度となる領域の温度Ｔ１と、異常状態において最低温度となる領域の温度Ｔ２との大小関係をみて、通常状態か異常状態かを精度良く判別できる。そして、異常状態を検知したときには異常回復制御を実施して、異常状態を解消でき、速やかに通常状態に戻すことができる。この結果、異常状態が発生したとしても、基本的には、従来どおりの風下第２ターンＲ１２の冷媒温度Ｔ１に基づく冷媒流量制御を実施すれば、冷媒最低温度を凍結しない温度に維持できる。したがって、冷凍サイクル１０の運転状態や入力される冷媒の流量などの条件によらず、常に冷媒の凍結を好適に防止できる。
【００６６】
また、第１実施形態に係る熱交換器２０では、第１サーミスタ３１が風下側蒸発器１８に設置され、第２サーミスタ３２が風上側蒸発器１７に設置される。このように、一方のサーミスタを風上側蒸発器１７に設置することにより、通常状態において熱交換器２０の冷媒通路出口近傍の過熱度ＳＨを精度良く算出することも可能となるので、この過熱度ＳＨの情報を利用して熱交換器２０の運転効率をさらに向上させることが期待できる。
【００６７】
具体的には、制御部３０は、通常状態において、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２の差分から冷媒排出口近傍の過熱度ＳＨを算出し、算出した過熱度ＳＨに基づき冷媒の供給流量を制御する流量制御と、冷媒温度Ｔ１，Ｔ２との温度差に基づき冷媒のコア面の温度分布を均一化する温度分布制御と、を実施することができる。これらの制御を実施することで、熱交換器２０の運転効率をより一層向上させることが可能となり、また、異常状態の発生を抑制して冷媒の凍結防止を促進できる。また、冷媒の偏りによる熱交換器２０の温度分布の悪化を常に好適に防止できる。
【００６８】
なお、制御部３０が、過熱度ＳＨに基づく流量制御、及び、温度分布制御の一方のみを実施する構成とすることもできる。
【００６９】
［第２実施形態］
図７及び図８を参照して第２実施形態を説明する。図７に示すように、第２実施形態の熱交換器２０Ａは、第２サーミスタ３２Ａの位置が風上コア７１の積層方向の略中央の位置に設置されている点で、第１実施形態の熱交換器２０と異なる。
【００７０】
図３を参照して説明したように、冷媒低流量時には、第２サーミスタ３２Ａが設置される風上コア７１の中央部には過熱域Ｓが発生する。つまり、第２サーミスタ３２Ａは、異常時に最高温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ２Ａを計測することができる。
【００７１】
制御部３０Ａは、第１サーミスタ３１及び第２サーミスタ３２Ａから入力される冷媒温度Ｔ１，Ｔ２Ａに基づいて熱交換器２０Ａを流れる冷媒の状態を判定し、低流量のとき異常対向制御を実施する。
【００７２】
次に、図８を参照して、第２実施形態の熱交換器２０Ａが行う異常回復制御の制御フローについて説明する。
【００７３】
ステップＳ４１では、通常時に最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ１と、異常時に最高温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ２Ａとが計測される。制御部３０Ａは、第１サーミスタ３１から冷媒温度Ｔ１を取得し、第２サーミスタ３２Ａから冷媒温度Ｔ２Ａを取得する。ステップＳ４１の処理が完了するとステップＳ４２に進む。
【００７４】
ステップＳ４２では、ステップＳ４１にて計測した冷媒温度Ｔ１、Ｔ２Ａの差分（Ｔ２Ａ−Ｔ１）がしきい値ＫＡより小さいか否かが判定される。ここで、しきい値ＫＡは、所定の温度幅を表し、任意の正の数値である。Ｔ２Ａ−Ｔ１＜ＫＡの場合（ステップＳ４２のＹｅｓ）にはステップＳ４３に進み、そうでない場合（ステップＳ４２のＮｏ）にはステップＳ４４に進む。
【００７５】
ステップＳ４３では、ステップＳ４２の判定の結果、冷媒温度Ｔ１に対して風上コア７１中央近傍の冷媒温度Ｔ２との温度差が所定温度幅ＴＡより小さく、風上コア７１の略中央部に過熱域が発生していない通常状態であると判断して、図４のステップＳ１３と同様に、Ｔ１に基づく通常制御が実行される。ステップＳ４３の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００７６】
ステップＳ４４では、ステップＳ４２の判定の結果、冷媒温度Ｔ１に対して風上コア７１の中央近傍の冷媒温度Ｔ２との温度差が所定温度幅ＴＡ以上であり、風上コア７１の略中央部に過熱域Ｓが発生している異常状態であると判断して、図４のステップＳ１４と同様に、異常回復制御が実行される。ステップＳ４４の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００７７】
なお、第１実施形態の冷媒通路の出口近傍における過熱域の過熱度ＳＨに基づく流量制御（図５）と、コア面の温度分布を均一化する温度分布制御（図６）は、共に冷媒温度Ｔ２を第２実施形態の第２サーミスタ３２Ａにより計測される冷媒温度Ｔ２Ａに置き換えることで、第２実施形態においてもこれらの制御を第１実施形態と同様に実施できる。
【００７８】
［第３実施形態］
図９及び図１０を参照して第３実施形態を説明する。図９に示すように、第３実施形態の熱交換器２０Ｂは、単一の装置で２か所の温度を計測できる二段サーミスタ３１Ｂを備える点で、第１実施形態の熱交換器２０と異なる。
【００７９】
二段サーミスタ３１Ｂは、熱交換器のチューブ部分を風流れ方向に貫通して設置され、風下側蒸発器１８の冷媒温度Ｔ１Ｂと、風上側蒸発器１７の冷媒温度Ｔ２Ｂとを計測できるよう構成されている。二段サーミスタ３１Ｂは、風流れ方向から視たときに重畳する位置における風下側蒸発器１８の温度Ｔ１Ｂと風上側蒸発器１７の温度Ｔ２Ｂとを計測することができる。二段サーミスタ３１Ｂの設置位置は、風下第１ターンＲ１１の下部、すなわち、風上第２ターンの手前側Ｒ２２２の下部である。この位置は、冷媒流路において、第１実施形態における第１サーミスタ３１の設置位置（風下第２ターンＲ１２の下部）と、第２サーミスタ３２の設置位置（風上第２ターンＲ２２の手前側Ｒ２２２の上部）との略中間の位置である。
【００８０】
言い換えると、二段サーミスタ３１Ｂは、風下側蒸発器１８の第１ターンＲ１１の下部（第１部分）にて第１の冷媒温度Ｔ１Ｂを計測し、風流れ方向から視たときに冷媒温度Ｔ１Ｂを計測部分と重畳する風上側蒸発器１７の風上第２ターンの手前側Ｒ２２２の下部（第２部分）において第２の冷媒温度Ｔ２Ｂを計測する。
【００８１】
冷媒温度Ｔ１Ｂは、第１実施形態における冷媒温度Ｔ１の計測位置の近傍で計測されるので、冷媒温度Ｔ１と同様に、通常時に最低温度となりうる領域の温度として定義できる。一方、冷媒温度Ｔ２Ｂは、第１実施形態における冷媒温度Ｔ２の計測位置の近傍で計測されるので、冷媒温度Ｔ２と同様に、異常時に最低温度となりうる領域の温度として定義できる。
【００８２】
制御部３０Ｂは、二段サーミスタ３１Ｂから入力される冷媒温度Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ｂに基づいて熱交換器２０Ｂを流れる冷媒の状態を判定し、低流量のとき異常対向制御を実施する。
【００８３】
次に、図１０を参照して、第３実施形態の熱交換器２０Ｂが行う異常回復制御の制御フローについて説明する。
【００８４】
ステップＳ５１では、二段サーミスタ３１Ｂを用いて、風上第１ターンＲ１２の下部の冷媒温度Ｔ１Ｂと、風上第２ターンＲ２２の手前側Ｒ２２２の下部の冷媒温度Ｔ２Ｂとが計測される。ステップＳ５１の処理が完了するとステップＳ５２に進む。
【００８５】
ステップＳ５２では、ステップＳ５１にて計測した冷媒温度Ｔ１Ｂ、Ｔ２Ｂの差分（Ｔ２Ｂ−Ｔ１Ｂ）がしきい値ＫＢより大きいか否かが判定される。ここで、しきい値ＫＢは、所定の温度幅を表し、任意の正の数値である。また、しきい値ＫＢは、第２実施形態のしきい値ＫＡより小さいのが好ましい。Ｔ２Ｂ−Ｔ１Ｂ＞ＫＢの場合（ステップＳ５２のＹｅｓ）にはステップＳ５３に進み、そうでない場合（ステップＳ５２のＮｏ）にはステップＳ５４に進む。
【００８６】
ステップＳ５３では、ステップＳ５２の判定の結果、冷媒温度Ｔ２に対して冷媒温度Ｔ１との温度差が所定温度幅ＴＢより大きく、風下側の冷媒温度Ｔ１が他の領域に対して十分に低温となる通常状態であると判断して、図４のステップＳ１３と同様に、Ｔ１Ｂに基づく通常制御が実行される。ステップＳ５３の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００８７】
ステップＳ５４では、ステップＳ５２の判定の結果、冷媒温度Ｔ２に対して冷媒温度Ｔ１との温度差が所定温度幅ＴＢ以下であり、風下側の冷媒温度Ｔ１が他の領域と大差なく最低温度とはならない異常状態であると判断して、図４のステップＳ１４と同様に、異常回復制御が実行される。ステップＳ５４の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００８８】
なお、第１実施形態の過熱度ＳＨに基づく流量制御（図５）と、コア面の温度分布を均一化する温度分布制御（図６）は、共に冷媒温度Ｔ１，Ｔ２を本実施形態の二段サーミスタ３２Ｂにより計測される冷媒温度Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ｂに置き換えることで、第３実施形態においてもこれらの制御を第１実施形態と同様に実施できる。
【００８９】
［第４実施形態］
図１１を参照して第４実施形態を説明する。第４実施形態に係る熱交換器２０Ｃは、エジェクタ１５を備えない点、所謂２ターン方式の冷媒通路を有する点で、第１〜第３実施形態に示したエジェクタ１５を内蔵し、風下側４ターン、風上側２ターンの冷媒通路を有するタイプのエジェクタ付き熱交換器２０，２０Ａ，２０Ｂとは異なる。
【００９０】
熱交換器２０Ｃは、図１１に示すように、風下側蒸発器１８では、冷媒が上側の入口から下方向へ流れる風下第１ターンＲ１１と、冷媒が上方向へ流れる風下第２ターンＲ１２とがチューブ積層方向の手前側から奥側へ沿ってこの順で連なり、風上側蒸発器１７では、風下第２ターンＲ１２から導入される冷媒が下方向へ流れる風上第１ターンＲ２１と、冷媒が上方向へ流れる風上第２ターンＲ２２とが、チューブ積層方向の奥側から手前側へ沿ってこの順で連なる冷媒通路が形成されている。
【００９１】
このような２ターン方式の熱交換器２０Ｃでは、典型的には、通常時に冷媒が最低温度となりうる領域は、風下第２ターンＲ１２の下部であるので、この部分に第１サーミスタ３１Ｃが設置されている。第１サーミスタ３１Ｃは、通常時に最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ１Ｃを計測する。一方、２ターン方式の熱交換器２０Ｃでは、典型的には、異常時に最低温度となりうる領域は、風上第２ターンＲ２２の上部であるので、この部分に第２サーミスタ３２Ｃが設置されている。第２サーミスタ３２Ｃは、異常時に最低温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ２Ｃを計測する。
【００９２】
したがって、第４実施形態の熱交換器２０Ｃでも、第１サーミスタ３１Ｃ及び第２サーミスタ３２Ｃにより計測された冷媒温度Ｔ１Ｃ，Ｔ２Ｃに基づいて、第１実施形態と同様の異常回復制御（図４）、過熱度ＳＨに基づく流量制御（図５）、及び、コア面の温度分布を均一化する温度分布制御（図６）を実施できる。
【００９３】
［第５実施形態］
図１２を参照して第５実施形態を説明する。第５実施形態に係る熱交換器２０Ｄは、第４実施形態と同様の２ターン方式の熱交換器であるが、第２サーミスタ３２Ｄの位置が風上コア７１の積層方向の略中央の位置に設置されている点で、第４実施形態の熱交換器２０Ｃと異なる。
【００９４】
第２サーミスタ３２Ｄは、第２実施形態の第２サーミスタ３２Ａと同様に、異常時に最高温度となりうる領域の冷媒温度Ｔ２Ｄを計測することができる。
【００９５】
したがって、第５実施形態の熱交換器２０Ｄでも、第１サーミスタ３１Ｃ及び第２サーミスタ３２Ｄにより計測された冷媒温度Ｔ１Ｃ，Ｔ２Ｄに基づいて、第２実施形態と同様の異常回復制御（図８）、並びに、第１実施形態と同様の過熱度ＳＨに基づく流量制御（図５）、及び、コア面の温度分布を均一化する温度分布制御（図６）を実施できる。
【００９６】
［第６実施形態］
図１３を参照して第６実施形態を説明する。上記の第１〜第５実施形態では、２つのサーミスタが熱交換器の風上コア７１及び風下コア８１に１個ずつ個別に設置される構成を例示したが、この代わりに、風下コア８１のみに２つのサーミスタを設置する構成としてもよい。
【００９７】
例えば図１３に示す第６実施形態に係る熱交換器２０Ｅのように、第１サーミスタ３１が風下側蒸発器１８の風下第２ターンＲ１２の下部に設置され、第２サーミスタ３２Ｅが、風下側蒸発器１８の風下第１ターンＲ１１の上部に設置される構成とすることもできる。第６実施形態における第２サーミスタ３２Ｅの位置は、風流れ方向から視たときに、第１実施形態において風上側蒸発器１７に設置された第２サーミスタ３２と重なる位置である。
【００９８】
第６実施形態の熱交換器２０Ｅでも、第１サーミスタ３１及び第２サーミスタ３２Ｅにより計測された冷媒温度Ｔ１，Ｔ２Ｅに基づいて、第１実施形態と同様の異常回復制御（図４）を実施できる。
【００９９】
［第７実施形態］
図１４を参照して第７実施形態を説明する。第７実施形態の熱交換器２０Ｆは、第６実施形態と同様に、風下コア８１のみに２つのサーミスタを設置する構成の他の構成例である。
【０１００】
図１４に示す第７実施形態に係る熱交換器２０Ｆのように、第１サーミスタ３１が風下側蒸発器１８の風下第２ターンＲ１２の下部に設置され、第２サーミスタ３２Ｆが、風下側蒸発器１８の風下第２ターンＲ１２及び風下第３ターンＲ１３の中間部かつ上部に設置される構成とすることもできる。第７実施形態における第２サーミスタ３２Ｆの位置は、風流れ方向から視たときに、第２実施形態において風上側蒸発器１７に設置された第２サーミスタ３２Ａと重なる位置である。
【０１０１】
第７実施形態の熱交換器２０Ｆでも、第１サーミスタ３１及び第２サーミスタ３２Ｆにより計測された冷媒温度Ｔ１，Ｔ２Ｆに基づいて、第２実施形態と同様の異常回復制御（図８）を実施できる。
【０１０２】
上記の第２〜第７実施形態に係る熱交換器２０Ａ〜２０Ｆは、冷媒の供給流量が基準範囲である通常状態において冷媒が最低温度となる領域の第１温度（冷媒温度Ｔ１，Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｃ）と、冷媒の供給流量が基準範囲を下回る低流量であり、かつ、供給される冷媒の過冷却度が相対的に小さくなる異常状態において最低温度となる領域、または、最高温度となる領域の第２温度（冷媒温度Ｔ２，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ，Ｔ２Ｃ、Ｔ２Ｄ，Ｔ２Ｅ，Ｔ２Ｆ）とを比較して異常状態を検知し、異常状態を解消するために冷媒の供給量を調整する異常回復制御を実施する点で、第１実施形態の熱交換器２０と共通する。したがって、第２〜第７実施形態に係る熱交換器２０Ａ〜２０Ｆも、第１実施形態と同様に、冷凍サイクル１０の運転状態や入力される冷媒の流量などの条件によらず、常に冷媒の凍結を好適に防止できる、という効果を奏することができる。
【０１０３】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１５：エジェクタ
１７：風上側蒸発器
１８：風下側蒸発器
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ：熱交換器
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ：制御部
３１，３１Ｂ，３１Ｃ：第１サーミスタ（第１温度計測部）
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ：第２サーミスタ（第２温度計測部）
Ｔ１，Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｃ：冷媒温度（第１温度）
Ｔ２，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ，Ｔ２Ｃ、Ｔ２Ｄ，Ｔ２Ｅ，Ｔ２Ｆ：冷媒温度（第２温度）
ＳＨ：過熱度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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