(57)【要約】【課題】簡単な構造としながら、容量変更の制御安定性を確保することができる可変容量受液器を提供すること。【解決手段】冷凍サイクルの冷媒循環経路にメインコンデンサ２からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体３１内に流入させて気液分離する可変容量受液器３において、タンク本体３１の内容積を複数に分割することで形成した分割室Ａ，Ｂと、複数の分割室Ａ，Ｂのうち隣接する分割室の連通位置に設置し、冷媒循環方向の冷媒流れのみを許可し、冷媒循環方向とは逆方向の冷媒流れを阻止する逆止弁３３と、メインコンデンサ２からの冷媒流入経路３６から分岐し、複数の分割室Ａ，Ｂのそれぞれの室に連通して設けた複数の冷媒流入経路３７，３８と、複数の冷媒流入経路３７，３８を切り替え選択する冷媒流入経路切り替え手段と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルの冷媒循環経路に凝縮器を有し、該凝縮器からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体内に流入させて気液分離する可変容量受液器において、
前記タンク本体の内容積を複数に分割することで形成した分割室と、
前記複数の分割室のうち隣接する分割室の連通位置に設置し、冷媒循環方向の冷媒流れのみを許可し、冷媒循環方向とは逆方向の冷媒流れを阻止する逆止弁と、
前記凝縮器からの冷媒流入経路から分岐し、複数の分割室のそれぞれの室に連通して設けた複数の冷媒流入経路と、
前記複数の冷媒流入経路を切り替え選択する冷媒流入経路切り替え手段と、
を備えたことを特徴とする可変容量受液器。
【請求項２】
請求項１に記載された可変容量受液器において、
前記冷媒流入経路切り替え手段は、前記複数の冷媒流入経路を切り替え選択する電磁弁と、該電磁弁の弁開閉作動を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、負荷検出手段により検出された負荷が低くなるほど、分割室の各容積を合算したタンク容積を小さくする制御指令を前記電磁弁に出力することを特徴とする可変容量受液器。
【請求項３】
請求項２に記載された可変容量受液器において、
前記負荷検出手段は、外気温度センサと、高圧冷媒飽和温度センサと、過冷却冷媒温度センサであり、
前記コントローラは、高圧冷媒飽和温度と過冷却冷媒温度との差による冷媒過冷却度を算出し、外気温度情報と冷媒過冷却度情報を制御入力情報として容量変更制御を行うことを特徴とする可変容量受液器。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された可変容量受液器において、
前記凝縮器からの冷媒流入経路に高圧時に作動する高圧スイッチを設け、
前記コントローラは、前記高圧スイッチの作動を検出した場合、あるいは、前記高圧スイッチの作動履歴がある場合、高容積状態から低容積状態への切り替えを禁止し、高容積状態を維持することを特徴とする可変容量受液器。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載された可変容量受液器において、
前記コントローラは、外気温度が第１設定温度未満という条件と、冷媒過冷却度が第１設定値未満の状態を設定時間以上連続しているという条件が成立すると、複数の分割室の容積を合算した高容積状態から、分割室を減らした低容積状態に切り替えることを特徴とする可変容量受液器。
【請求項６】
請求項５に記載された可変容量受液器において、
前記コントローラは、外気温度が第１設定温度より高い第２設定温度を超えているという条件と、冷媒過冷却度が第１設定値より大きな第２設定値を超えている状態を設定時間以上連続しているという条件のうち、少なくとも一方の条件が成立すると、分割室を減らした低容積状態から、複数の分割室の容積を合算した高容積状態に切り替えることを特徴とする可変容量受液器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載された可変容量受液器において、
前記複数の分割室は、第１分割室と第２分割室の２室であり、
前記第１分割室に、第１電磁弁を有する第１冷媒流入経路を連通して設け、
前記第２分割室に、第２電磁弁を有する第２冷媒流入経路を連通して設け、
前記コントローラは、第１電磁弁を開とし第２電磁弁を閉とすることで両分割室の容積を合算した高容積状態とし、第１電磁弁を閉とし第２電磁弁を開とすることで第２分割室の容積のみによる低容積状態とすることを特徴とする可変容量受液器。
【請求項８】
請求項３または請求項４に記載された可変容量受液器において、
受液器出口側の冷媒圧力を検出する圧力センサを設け、
前記コントローラは、外気温度が第１設定温度未満という条件と、冷媒過冷却度が第１設定値未満の状態を設定時間以上連続しているという条件が成立すると、複数の分割室の容積を合算した高容積状態から、複数の分割室から冷媒を回収する冷媒回収状態に切り替え、この冷媒回収状態で受液器出口側冷媒圧力検出値が設定値になると、冷媒回収状態から、分割室を減らした低容積状態に切り替えることを特徴とする可変容量受液器。
【請求項９】
請求項８に記載された可変容量受液器において、
前記複数の分割室は、第１分割室と第２分割室の２室であり、
前記第１分割室に、第１電磁弁を有する第１冷媒流入経路を連通して設け、
前記第２分割室に、第２電磁弁を有する第２冷媒流入経路を連通して設け、
前記コントローラは、第１電磁弁を開とし第２電磁弁を閉とすることで両分割室の容積を合算した高容積状態とし、第１電磁弁と第２電磁弁を共に閉とすることで分割室から冷媒を回収する冷媒回収状態とし、第１電磁弁を閉とし第２電磁弁を開とすることで第２分割室の容積のみによる低容積状態とすることを特徴とする可変容量受液器。
【請求項１０】
請求項８に記載された可変容量受液器において、
前記複数の分割室は、第１分割室と第２分割室の２室であり、
前記第１分割室に、第１冷媒流入経路を連通して設け、
前記第２分割室に、第２冷媒流入経路を連通して設け、
前記冷媒流入経路から第１冷媒流入経路と第２冷媒流入経路に分岐する分岐位置に三方向弁を設け、
前記コントローラは、三方向弁を第１冷媒流入経路開位置とすることにより両分割室の容積を合算した高容積状態とし、三方向弁を第１，第２冷媒流入経路閉位置とすることにより分割室から冷媒を回収する冷媒回収状態とし、三方向弁を第２冷媒流入経路開位置とすることにより第２分割室の容積のみによる低容積状態とすることを特徴とする可変容量受液器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒循環経路に凝縮器を有し、該凝縮器からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体内に流入させて気液分離する可変容量受液器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機、凝縮器、受液器、膨張器（膨張弁）、蒸発器を有して構成される冷凍サイクルを備えた自動車用冷房装置において、受液器がエンジンルーム内の熱気を受けて過熱されると、受液器出口での冷媒過冷却度が低下し、サイトグラスに泡が発生する。その結果、冷媒不足と誤認識し、冷媒を過充填してしまう。
【０００３】
この不具合対策のために、受液器内部に可変容量体（ベローズや樹脂製チャンバ等）を設置し、受液器の内容積を減少させ、冷媒過冷却度を確保する構造が既に従来技術として提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
ここで、「冷媒過冷却度」とは、高圧冷媒飽和温度（凝縮器にて凝縮した冷媒液の凝縮圧力に相当する温度）と過冷却冷媒温度（凝縮器を出た冷媒液が冷却されたときの温度）の差であらわされる冷媒状態指標をいう。そして、「冷媒過冷却度が低下する」とは、両温度差が小さくなることであり、「冷媒過冷却度を確保する」とは、両温度差を所定温度以上に保つことをいう。
【特許文献１】実開昭５９−１９５４７３号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７９０６９号公報
【特許文献３】特許第２５５０６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の可変容量受液器にあっては、受液器の内容積を可変にする構成として、受液器内部に可変容量体（ベローズや樹脂製チャンバ等）を設置する構成を採用していたため、受液器の構造が複雑になる、という問題があった。加えて、受液器内部の可変容量体は、常に冷媒圧力を受ける環境にあるため、容量変更時、可変容量体に作用する冷媒圧力の影響により、環境条件によっては所望の容量変更が行われない場合がある等、容量変更の制御安定性を確保することができない、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、簡単な構造としながら、容量変更の制御安定性を確保することができる可変容量受液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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、冷凍サイクルの冷媒循環経路に凝縮器を有し、該凝縮器からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体内に流入させて気液分離する可変容量受液器において、
前記タンク本体の内容積を複数に分割することで形成した分割室と、
前記複数の分割室のうち隣接する分割室の連通位置に設置し、冷媒循環方向の冷媒流れのみを許可し、冷媒循環方向とは逆方向の冷媒流れを阻止する逆止弁と、
前記凝縮器からの冷媒流入経路から分岐し、複数の分割室のそれぞれの室に連通して設けた複数の冷媒流入経路と、
前記複数の冷媒流入経路を切り替え選択する冷媒流入経路切り替え手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明の可変容量受液器にあっては、冷媒流入経路切り替え手段による複数の冷媒流入経路の切り替え選択作用と、逆止弁による冷媒流れの方向を一方向に規定する作用により、例えば、全ての分割室の容積を合算した高容積状態、一部の分割室の容積を合算した中容積状態、１つの分割室の容積による低容積状態を得ることができる。
すなわち、タンク本体の内容積を複数に分割し、逆止弁を設けるだけの構成で良いため、受液器内部にベローズや樹脂製チャンバ等による可変容量体を設置した構造に比べ、簡単な構造となる。
また、容量変更制御時、受液器のタンク外部に設けられる冷媒流入経路切り替え手段を制御対象とし、複数の冷媒流入経路の切り替え選択により容量変更制御を行う。このため、受液器のタンク内部に設置された可変容量体を制御対象とする場合のように、冷媒圧力変化等の受液器内部環境の変化影響を受けることがなく、容量変更制御を安定して行うことができる。
この結果、簡単な構造としながら、容量変更の制御安定性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の可変容量受液器を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の可変容量受液器が適用された自動車用冷房装置の冷凍サイクルを示す全体システム図である。
【００１１】
実施例１の可変容量受液器が適用された自動車用冷房装置の冷凍サイクルは、図１に示すように、圧縮機１と、メインコンデンサ２（凝縮器）と、可変容量受液器３と、サブクールコンデンサ４（過冷却凝縮器）と、膨張器５（膨張弁）と、エバポレータ６（蒸発器）と、第１電磁弁７（冷媒流入経路切り替え手段）と、第２電磁弁８（冷媒流入経路切り替え手段）と、高圧冷媒飽和温度センサ９（負荷検出手段）と、過冷却冷媒温度センサ１０（負荷検出手段）と、外気温度センサ１１（負荷検出手段）と、高圧スイッチ１２と、感熱筒１４と、コントローラ１５（冷媒流入経路切り替え手段）と、を備えている。
【００１２】
前記圧縮機１は、エバポレータ６からの気体の冷媒を、圧縮することで高温高圧の冷媒とし、メインコンデンサ２へ送る。
【００１３】
前記メインコンデンサ２は、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を、放熱することで液化し、気液混合の高圧冷媒を、可変容量受液器３へ送る。
【００１４】
前記可変容量受液器３は、メインコンデンサ２からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体内に流入させて気液分離すると共に、水分やゴミを除去してサブクールコンデンサ４へ送る。この可変容量受液器３は、負荷変動時におけるメインコンデンサ２での液冷媒の滞留を無くして、放熱面積を確保し、高圧部の圧力上昇を抑制する役目も持つ。
【００１５】
前記サブクールコンデンサ４は、可変容量受液器３からの高圧液冷媒を、更に冷却して膨張器５へ送る。
【００１６】
前記膨張器５は、サブクールコンデンサ４からの高圧の液冷媒を、圧力を下げることで急激に膨張させ、低温低圧の霧状冷媒とし、低温低圧の霧状冷媒をエバポレータ６に送る。この膨張器５では、エバポレータ６の出口側に設けられた感熱筒１４により検知される冷媒温度により弁開度が調整される。
【００１７】
前記エバポレータ６は、膨張器５からの低温低圧の霧状冷媒を、周囲の空気から熱を奪うことで蒸発（気化）させることでガス状の冷媒とし、気体の冷媒を再び前記圧縮機１に送る。このエバポレータ６は、自動車用冷房装置では、インスツルメントパネル内に配置された空調ユニットに内蔵される。
【００１８】
前記高圧冷媒飽和温度センサ９は、メインコンデンサ２に設置される。前記過冷却冷媒温度センサ１０は、サブクールコンデンサ４の出口部に設置される。前記外気温度センサ１１は、車室外温度を検知できる位置に配置される。前記高圧スイッチ１２は、メインコンデンサ２の出口部に配置される。
【００１９】
前記コントローラ１５は、各センサ９，１０，１１及び高圧スイッチ１２からの信号を入力し、第１電磁弁７と第２電磁弁８の弁開閉作動を制御する。
【００２０】
図２は実施例１の通常の外気温度時における可変容量受液器を示す断面図である。図３は実施例１の低外気温度時（容量減少時）における可変容量受液器を示す断面図である。
【００２１】
実施例１の可変容量受液器３は、図２及び図３に示すように、タンク本体３１と、隔壁３２と、第１分割室Ａと、第２分割室Ｂと、逆止弁３３と、ドライア３４，３４と、ストレーナ３５と、冷媒流入経路３６と、第１冷媒流入経路３７と、第２冷媒流入経路３８と、冷媒流出経路３９と、を備えている。
【００２２】
前記第１分割室Ａと第２分割室Ｂは、タンク本体３１の内容積を、隔壁３２を介して２室に分割することで形成した室である。例えば、実施例１では、第１分割室Ａの内容積を175ccとし、第２分割室Ｂの内容積を175ccとしている。
【００２３】
前記逆止弁３３は、第１分割室Ａと第２分割室Ｂを画成する隔壁３２の位置に設置し、冷媒循環方向の冷媒流れのみを許可し、冷媒循環方向とは逆方向の冷媒流れを阻止する。
【００２４】
前記ドライア３４，３４は、第１分割室Ａと第２分割室Ｂの隔壁３２に接する位置に設けられ、冷媒に含まれる水分を除去する乾燥剤が容器に内蔵されている。
【００２５】
前記ストレーナ３５は、第２分割室Ｂ内に挿入された冷媒流出経路３９の端部位置に配置され、冷媒に含まれるゴミ等の異物を除去するメッシュフィルタを有する。
【００２６】
前記第１冷媒流入経路３７と第２冷媒流入経路３８は、前記メインコンデンサ２からの冷媒流入経路３６から分岐し、第１分割室Ａと第２分割室Ｂのそれぞれの室に連通して設けられる。この第１冷媒流入経路３７と第２冷媒流入経路３８の途中位置には、それぞれ第１冷媒流入経路３７と第２冷媒流入経路３８を切り替え選択する冷媒流入経路切り替え手段としての第１電磁弁７と第２電磁弁８が設けられている。
【００２７】
そして、前記コントローラ１５からのソレノイド駆動指令が第１電磁弁７を開とし第２電磁弁８を閉とする指令である場合には、図２に示すように、両分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態とされる。また、前記コントローラ１５からのソレノイド駆動指令が第１電磁弁７を閉とし第２電磁弁８を開とする指令である場合には、図３に示すように、第２分割室Ｂの容積のみによる低容積状態とされる。
【００２８】
図４(a)は実施例１のコントローラ１５にて実行される可変容量制御開始判定処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００２９】
ステップＳ１は、エンジン停止か否かを判断する。Yes（エンジン停止）と判断された場合はステップＳ５へ移行し、No（エンジン作動）と判断された場合はステップＳ２へ移行する。
【００３０】
ステップＳ２は、ステップＳ１でのエンジン作動判断に続き、圧縮機１が停止か否かを判断する。Yes（圧縮機停止）と判断された場合はステップＳ５へ移行し、No（圧縮機作動）と判断された場合はステップＳ３へ移行する。
【００３１】
ステップＳ３は、ステップＳ２での圧縮機１の作動判断に続き、高圧スイッチ作動カウントが１以上であるか否かを判断する。Yes（高圧スイッチ作動カウント≧１）と判断された場合はステップＳ５へ移行し、No（高圧スイッチ作動カウント＝０）と判断された場合はステップＳ４へ移行する。
【００３２】
ステップＳ４は、ステップＳ３での高圧スイッチ作動カウント＝０との判断に続き、圧縮機１が固定容量圧縮機であるか否かを判断する。Yes（固定容量圧縮機）と判断された場合はステップＳ５へ移行し、No（可変容量圧縮機）と判断された場合はステップＳ６へ移行する。
【００３３】
ステップＳ５は、ステップＳ１，２，３，４の少なくとも何れか１つのステップでYesであるとの判断に続き、可変容量制御フラグをOFFに設定すると共に、第１電磁弁７を開とし、第２電磁弁８を閉とするソレノイド駆動指令を出力し、リターンへ移行する。
【００３４】
ステップＳ６は、ステップＳ１，２，３，４の全てのステップでNoであるとの判断に続き、可変容量受液器３の可変容量制御を開始する。すなわち、ステップＳ１，２，３，４の全ての開始回避条件が不成立（No判断）であることを、可変容量受液器３の可変容量制御開始条件としている。
【００３５】
図４(b)は実施例１のコントローラ１５にて実行される高圧スイッチカウンター処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００３６】
ステップＳ７は、高圧スイッチ作動カウントのクリア指示有りか否かを判断する。No（クリア指示無し）と判断された場合はステップＳ８へ移行し、Yes（クリア指示有り）と判断された場合はステップＳ１０へ移行する。
【００３７】
ステップＳ８は、ステップＳ７での高圧スイッチ作動カウントのクリア指示無しとの判断に続き、高圧スイッチ１２の作動有りか否かを判断する。Yes（高圧スイッチ１２の作動有り）と判断された場合はステップＳ９へ移行し、No（高圧スイッチ１２の作動無し）と判断された場合はリターンへ移行する。
【００３８】
ステップＳ９は、ステップＳ８での高圧スイッチ１２の作動有りとの判断に続き、高圧スイッチ作動カウントを、高圧スイッチ作動カウント＝１とする。なお、既に高圧スイッチ作動カウントが１以上の値に設定されているときには、そのときのカウント値に１を加算する。
【００３９】
ステップＳ１０は、ステップＳ７での高圧スイッチ作動カウントのクリア指示有りとの判断に続き、高圧スイッチ作動カウントを、高圧スイッチ作動カウント＝０に設定し、リターンへ移行する。すなわち、高圧スイッチ１２の作動が有る場合や高圧スイッチ１２の作動履歴が有る場合には、高圧スイッチ作動カウント≧１に設定されることで、図４(a)のフローチャートのステップＳ３でYesと判断され、安全性が確認された後に出されるクリア指示がない限り、可変容量受液器３の可変容量制御を禁止し、大容量状態のままで固定する。
【００４０】
図５は実施例１のコントローラ１５にて実行される可変容量受液器３の可変容量制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００４１】
ステップＳ51は、可変容量制御フラグがONであるか否かを判断する。No（可変容量制御フラグ＝OFF）と判断された場合はステップＳ52へ移行し、Yes（可変容量制御フラグ＝ON）と判断された場合はステップＳ55へ移行する。
【００４２】
ステップＳ52は、ステップＳ51での可変容量制御フラグ＝OFFとの判断に続き、外気温度センサ１１からのセンサ信号により得られた外気温度が、５℃（第１設定温度）未満か否かを判断する。Yes（外気温度＜５℃）と判断された場合はステップＳ53へ移行し、No（外気温度≧５℃）と判断された場合は可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻る。
【００４３】
ステップＳ53は、ステップＳ52での外気温度＜５℃との判断に続き、冷媒過冷却度が３deg（第１設定値）未満である状態を１０秒（設定時間）以上連続して検出したか否かを判断する。Yes（冷媒過冷却度条件成立）と判断された場合はステップＳ54へ移行し、No（冷媒過冷却度条件不成立）と判断された場合は可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻る。
ここで、冷媒過冷却度は、高圧冷媒飽和温度センサ９からの高圧冷媒飽和温度と、過冷却冷媒温度センサ１０からの過冷却冷媒温度の差により計算される。
【００４４】
ステップＳ54は、ステップＳ53での冷媒過冷却度条件成立との判断に続き、可変容量制御フラグを、可変容量制御フラグ＝ONに設定すると共に、第１電磁弁７を閉とし、第２電磁弁８を開とするソレノイド駆動指令を出力し、可変容量制御スタートへ戻る。
【００４５】
ステップＳ55は、ステップＳ51での可変容量制御フラグ＝ONとの判断に続き、高圧スイッチ作動カウントが１以上であるか否かを判断する。Yes（高圧スイッチ作動カウント≧１）と判断された場合は可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻り、No（高圧スイッチ作動カウント＝０）と判断された場合はステップＳ56へ移行する。
【００４６】
ステップＳ56は、ステップＳ55での高圧スイッチ作動カウント＝０との判断に続き、エンジン停止か否かを判断する。Yes（エンジン停止）と判断された場合は可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻り、No（エンジン作動）と判断された場合はステップＳ57へ移行する。
【００４７】
ステップＳ57は、ステップＳ56でのエンジン作動判断に続き、圧縮機１が停止か否かを判断する。Yes（圧縮機停止）と判断された場合は可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻り、No（圧縮機作動）と判断された場合はステップＳ58へ移行する。
【００４８】
ステップＳ58は、ステップＳ57での圧縮機作動との判断に続き、外気温度センサ１１からのセンサ信号により得られた外気温度が、７℃（第２設定温度）を超えているか否かを判断する。Yes（外気温度＞７℃）と判断された場合はステップＳ60へ移行し、No（外気温度≦７℃）と判断された場合はステップＳ59へ移行する。
【００４９】
ステップＳ59は、ステップＳ58での外気温度≦７℃との判断に続き、冷媒過冷却度が５deg（第２設定値）を超えている状態を１０秒（設定時間）以上連続して検出したか否かを判断する。Yes（冷媒過冷却度条件成立）と判断された場合はステップＳ60へ移行し、No（冷媒過冷却度条件不成立）と判断された場合は可変容量制御スタートへ戻る。
【００５０】
ステップＳ60は、ステップＳ58での外気温度条件の成立、あるいは、ステップＳ59での冷媒過冷却度条件成立との判断に続き、可変容量制御フラグを、可変容量制御フラグ＝OFFに設定すると共に、第１電磁弁７を開とし、第２電磁弁８を閉とするソレノイド駆動指令を出力し、可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻る。
【００５１】
次に、本発明に至る経緯について説明する。
本発明は、圧縮機、凝縮器（メインコンデンサ、サブクールコンデンサ）、膨張器（膨張弁）、蒸発器で構成される一般的な自動車用冷房装置の冷凍サイクルに用いられる受液器に関するものである。
【００５２】
冷凍サイクルでの受液器の役目は、メインコンデンサを通過した気液混合の高圧冷媒を気液分離し、液冷媒を更に冷却するためのサブクールコンデンサへ供給すると共に、負荷変動時におけるメインコンデンサでの液冷媒の滞留を無くして放熱面積を確保し、高圧部の圧力上昇を抑制するための容器である。更に、受液器の内部には、一般的に冷凍サイクル内に混入した水分や、異物を除去するためのドライア、ストレーナを有している。
【００５３】
自動車用冷房装置は、圧縮機から吐出した高温高圧ガス冷媒を効率良く凝縮させることを目的として、空気熱交換式の凝縮器を車両前方のラジエータ前面部に配置している。しかし、外気空気温度が低い冬期においては、フロントガラス内側に発生する窓曇（デミスト）の解消を目的として冷房装置を作動させた場合、外気温度が低いために凝縮性能が高く、圧縮機から膨張弁までの高圧冷媒圧力が低下する。その結果、エバポレータへの冷媒流量が減少し、冷房能力（デミスト性能）が低下する。また、この時に低圧側の圧力も低下（冷媒蒸発温度の低下）するため、エバポレータの凍結等も発生し易くなる。
【００５４】
近年、省冷媒化や、高外気時における冷房能力向上を目的とした凝縮器の効率化により、低負荷時の冷房性能（デミスト性能）が悪化する傾向にある。この問題点の対策として、冷媒流量の確保のために膨張弁のセット値を上げる手段があるが、跳ね返りとして高負荷時の低圧圧力の上昇を伴い、冷房性能の低下が発生する。
一方、ある一定以下の外気温度を検出し、コンプレッサを停止し、外気を導入するフレッシュモードに固定する対策があるが、排気ガス流入対策との両立が出来ない。
【００５５】
低外気時に凝縮器放熱性能を低下させ、高圧圧力を上昇させるためには、
(a) 凝縮器に通過させる風量を下げる、
(b) 凝縮器を通過する空気温度を上げる、
(c) 凝縮器を通過する面積を減少させる、
(d) 凝縮器に冷媒を過充填し、凝縮器内部に液冷媒溜りを発生させ、放熱面積を少なくする、
等の手法がある。
【００５６】
しかしながら、自動車用冷房装置は、凝縮性能の効率化のために車両前方に配置され、車両走行時の走行風を利用していることから、前記(a)〜(c)の方法を採用することは難しい。また、前記(d)のように、低外気時のみ冷媒を充填し、高外気時に冷媒をパージするのも、不都合である。
そこで、低外気時のみ高圧圧力側の内容積を減少させ、前記(d)と同じ作用をもたらすために、受液器の容積を可変させる構造が最も適切な選択といえる。
【００５７】
サブクールコンデンサが無い一般的な自動車用冷房装置において、受液器がエンジンルーム内の熱気を受けて過熱されると、受液器出口での冷媒過冷却度が低下し、サイトグラスに泡が発生する。その結果、冷媒不足と誤認識し、冷媒を過充填してしまう。この不具合対策のために、受液器内部に可変容量体（ベローズや樹脂製チャンバ等）を設置し、受液器の内容積を可変させ、冷媒過冷却度を確保する構造が既に従来技術として提案されているが、いずれも構造が複雑で、且つ、下記に述べるような問題点を有している。
【００５８】
（実開昭５９−１９５４７３号公報）
(1)可変容量体23（ベローズ）、及びその制御機構が複雑（コイルバネ25、受金部材26、27、調整ネジ24）である。
(2)リキッドタンク底部に冷凍機油が残留する要素を持っている。
【００５９】
（特開昭６３−２７９０６９号公報）
(1)可変容量体（密封容器）（ベローズ21、）、及び制御構造が複雑（コイルバネ26、制御ガス25、他支持金具）である。
(2)且つリキッドタンク底部に冷凍機油が残留する要素を持っている。
(3)低外気時における、受液器内部冷媒温度は低い。可変容量体の内部封入制御ガス25は、周囲の冷媒温度が低い場合は、その飽和圧も低くなり、制御が難しい面もある。
【００６０】
（特許第２５５０６３２号公報）
(1)可変容量体13の容積を大きくするためには、凝縮器2の出入口の圧力差が必要である。冷凍サイクル内を循環する冷媒量が少ない（例えば、コンプレッサ１回転数が低い時、若しくは、可変容量コンプレッサによる流量調整時）場合では、凝縮器2の出入口圧力差が小さくなり、可変容量体13の容積を大きくすることが難しい。また、故意的に凝縮器の通路抵抗を増大させ、圧力差を生じさせることは、凝縮器出口部での冷媒過冷却を確保できない。
(2)可変容量体（ベローズ23）の容積を最小限に制御する場合、0.2φ程度の小穴25から制御器17を経由し圧縮機入口配管内へ冷媒がバイパスするため、蒸発器への冷媒流量が減少する。
(3)コンプレッサ回転数が低く、低圧配管内の圧力が高い時、可変容量体（ベローズ23）の容積を小さくすることが難しい。
【００６１】
本発明者は、受液器の構造を簡素化しつつ、高い安定性にて容量変更制御ができる可変容量受液器を得たいという要求に対し、受液器内の容積を分割することで、容量を可変にすることができる点に着目した。
この着目点にしたがって、受液器の内容積を複数に分割し、それぞれの室を１方向の流れのみ連通するように逆止弁を設置し、分割されたそれぞれの室に冷媒流入経路を設け、冷媒流入経路に設けた弁により冷媒経路を切り替える構成を採用した。
【００６２】
この構成を採用することにより、受液器内部にベローズや樹脂製チャンバ等による可変容量体を設置した従来構造に比べ、簡単な構造となる。また、容量変更制御時、受液器のタンク外部に設けられる冷媒流入経路切り替え手段を制御対象とし、複数の冷媒流入経路の切り替え選択により容量変更制御を行う。このため、受液器のタンク内部に設置された可変容量体を制御対象とする従来構造のように、冷媒圧力変化等の受液器内部環境の変化影響を受けることがなく、容量変更制御を安定して行うことができる。すなわち、受液器の構造を簡素化しつつ、高い安定性にて容量変更制御ができる可変容量受液器を得たいという要求に応えることができる。
【００６３】
次に、作用を説明する。
実施例１の可変容量受液器３は、タンク本体３１の内容積を、隔壁３２によって第１分割室Ａと第２分割室Ｂに分割し、個々の室Ａ，Ｂを１方向の流れの時のみ連通するように逆止弁３３を設置した。両分割室Ａ，Ｂへは、それぞれ第１冷媒流入経路３７と第２冷媒流入経路３８が設けられ、両冷媒流入経路３７，３８は、外気温度及び冷媒過冷却度を検出したコントローラ１５により第１電磁弁７と第２電磁弁８が切り替え選択される。
以下、実施例１の可変容量受液器３における作用を、「通常の外気温度時」、「低外気温度時」、「高圧スイッチ作動時」に分けて説明する。
【００６４】
［通常の外気温度時］
エンジン停止時には、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ５へと進み、また、圧縮機１が停止時には、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ５へと進む。したがって、ステップＳ５では、可変容量制御フラグがOFFに設定されると共に、第１電磁弁７を開き第２電磁弁８を閉じる指令が出力される。
【００６５】
このため、夏期の走行時等に車室内冷房を目的として冷房装置を作動させた場合、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進み、可変容量制御が開始される。そして、可変容量制御が開始されると、図５のフローチャートに移るが、外気温度条件が成立しないため、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ51→ステップＳ52から図４(a)の可変容量制御開始判定に戻り、再び、図４(a)のフローチャートのステップＳ１からの流れが繰り返されることになる。
【００６６】
すなわち、通常の外気温度時においては、第１電磁弁７を開き第２電磁弁８を閉じる指令の出力状態がそのまま維持されることになり、メインコンデンサ２からの冷媒は、図２に示すように、冷媒流入経路３６から第１冷媒流入経路３７を経過して第１分割室Ａへ流入する。そして、第１分割室Ａへ流入した冷媒は、逆止弁３３を通過し、第２分割室Ｂへ至り、さらに、ストレーナ３５及び冷媒流出経路３９からサブクールコンデンサ４へ流出する。
【００６７】
このように、通常の外気温度が高い高負荷時には、第１冷媒流入経路３７から冷媒を流入する側に切り替えられたままで、逆止弁３３の動作により、受液器内容積として、第１分割室Ａと第２分割室Ｂを加えた最大限の容積にて使用される。このため、メインコンデンサ２の内部での液冷媒滞留が抑制され、十分な放熱面積が確保される。
【００６８】
［低外気温度時］
外気空気温度が低い冬期において、フロントガラス内側に発生する窓曇（デミスト）の解消を目的として冷房装置を作動させた場合、外気温度が低いためにメインコンデンサ２での凝縮性能が高くなり、可変容量受液器３を最大容量のままにしておくと、圧縮機１から膨張器５までの高圧冷媒圧力が低下する。
【００６９】
しかし、冬期にデミスト解消を目的として冷房装置を作動させた場合、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進み、可変容量制御が開始される。そして、可変容量制御が開始されると、図５のフローチャートに移るが、外気温度条件と冷媒過冷却度条件が成立するため、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ51→ステップＳ52→ステップＳ53→ステップＳ54へと進む。そして、ステップＳ54では、可変容量制御フラグがOFFからONに切り替え設定されると共に、開いていた第１電磁弁７を閉じ、閉じていた第２電磁弁８を開く指令が出力される。
【００７０】
すなわち、高圧側冷媒圧力が低下する低外気時であって、外気温度条件と冷媒過冷却度条件とが共に成立するときには、第１電磁弁７を開き第２電磁弁８を閉じて第１冷媒流入経路３７から冷媒を流入する全容積使用側（図２）から、第１電磁弁７を閉じ第２電磁弁８を開き、第２冷媒流入経路３８から冷媒を流入する容積減少側（図３）へと切り替えられ、逆止弁３３の逆流を阻止する動作により、受液器内容積として第２分割室Ｂのみによる容積に減少される。
【００７１】
その結果、外気温度が低い時には、上記の一連の制御により、可変容量受液器３の内容積が小さくなるため、メインコンデンサ２の内部に凝縮した液冷媒が滞留する液冷媒溜りが発生し、メインコンデンサ２の放熱面積が減少し、メインコンデンサ２での放熱性能が低下する。このメインコンデンサ２での放熱性能低下と共に、高圧部冷媒圧力（凝縮圧力）が上昇し、エバポレータ６への冷媒流量が確保される。したがって、低負荷でもエバポレータ６へ冷媒流量を確保でき、安定した冷房能力（デミスト性能）が得られる。この時に低圧側の圧力も上昇（冷媒蒸発温度の上昇）するため、エバポレータ６の凍結等の発生も防止される。
【００７２】
上記のように、可変容量受液器３の内容積を小さくする容量減少制御を維持している間に外気温度が高くなった場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ51→ステップＳ55→ステップＳ56→ステップＳ57→ステップＳ58→ステップＳ60へと進む。そして、ステップＳ60では、可変容量制御フラグがONからOFFに切り替え設定されると共に、閉じていた第１電磁弁７を開き、開いていた第２電磁弁８を閉じる指令が出力される。
【００７３】
また、上記のように、可変容量受液器３の内容積を小さくする容量減少制御を維持することで冷媒過冷却度が高くなった場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ51→ステップＳ55→ステップＳ56→ステップＳ57→ステップＳ58→ステップＳ59→ステップＳ60へと進む。そして、ステップＳ60では、可変容量制御フラグがONからOFFに切り替え設定されると共に、閉じていた第１電磁弁７を開き、開いていた第２電磁弁８を閉じる指令が出力される。
【００７４】
すなわち、高圧側冷媒圧力が低下する低外気時であって、可変容量受液器３の内容積減少状態で、外気温度条件（ステップＳ58）と冷媒過冷却度条件（ステップＳ59）のうち、少なくとも一方の条件が成立するときには、第１電磁弁７を閉じ第２電磁弁８を開き第２冷媒流入経路３８から冷媒を流入する容積減少側（図３）から、第１電磁弁７を開き第２電磁弁８を閉じ第１冷媒流入経路３７から冷媒を流入する全容積使用側（図２）へと切り替えられ、逆止弁３３の循環方向の流れを許可する動作により、受液器内容積として第１分割室Ａと第２分割室Ｂを合わせた元の容積に拡大される。このため、受液器内容積として元の容積に拡大された後は、メインコンデンサ２の内部での液冷媒滞留が抑制され、十分な放熱面積が確保される。
【００７５】
［高圧スイッチ作動時］
メインコンデンサ２の出口における冷媒圧力が高いとき、可変容量受液器３の内容積を減少させる制御を行うと、メインコンデンサ２での放熱性能をより低下させると共に、高圧部冷媒圧力（凝縮圧力）が上昇し、冷凍サイクルの安全性を損なうおそれがある。また、可変容量受液器３の内容積減少状態で、メインコンデンサ２の出口における冷媒圧力が高くなっても可変容量受液器３の内容積減少制御をそのまま維持する場合も同様である。
【００７６】
そこで、実施例１では、メインコンデンサ２の出口側に高圧スイッチ１２を設け、メインコンデンサ２の出口側の冷媒圧がスイッチ動作圧以上に高まっているかどうかを監視する。つまり、図４(b)のフローチャートに示すように、高圧スイッチ１２の作動が有る場合や高圧スイッチ１２の作動履歴が有る場合には、高圧スイッチ作動カウントとして１以上の値が設定されるようにしている。
【００７７】
したがって、可変容量受液器３の可変容量制御スタート前に、高圧スイッチ１２の作動あるいは作動履歴が有る場合には、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５へと進み、可変容量受液器３の可変容量制御をスタートさせないようにし、受液器内容積として第１分割室Ａと第２分割室Ｂを合わせた容積を確保したままとされる。
【００７８】
さらに、可変容量受液器３の可変容量制御により受液器内容積として第２分割室Ｂのみによる減少容積の状態のときに、高圧スイッチ１２の作動が有ると判断された場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ51→ステップＳ55から可変容量制御開始判定へ戻る流れとなる。そして、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５へと進み、可変容量受液器３の受液器内容積として、第２分割室Ｂのみによる減少容積の状態から、直ちに第１分割室Ａと第２分割室Ｂを合わせた最大容積状態へと切り替えられる。
【００７９】
このように、高圧スイッチ１２の作動あるいは作動履歴が有る場合には、安全性が確認された後に出されるクリア指示がない限り、可変容量受液器３を大容量状態のままで固定して容量変更制御を禁止する。あるいは、可変容量受液器３の減少容量側への制御中は、高圧スイッチ１２の作動が有ると直ちに大容量状態に戻すようにしたため、冷凍サイクルの安全性を確保することができる。
【００８０】
次に、効果を説明する。
実施例１の可変容量受液器３にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００８１】
(1) 冷凍サイクルの冷媒循環経路にメインコンデンサ２からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体３１内に流入させて気液分離する可変容量受液器３において、前記タンク本体３１の内容積を複数に分割することで形成した分割室Ａ，Ｂと、前記複数の分割室Ａ，Ｂのうち隣接する分割室の連通位置に設置し、冷媒循環方向の冷媒流れのみを許可し、冷媒循環方向とは逆方向の冷媒流れを阻止する逆止弁３３と、前記メインコンデンサ２からの冷媒流入経路３６から分岐し、複数の分割室Ａ，Ｂのそれぞれの室に連通して設けた複数の冷媒流入経路３７，３８と、前記複数の冷媒流入経路３７，３８を切り替え選択する冷媒流入経路切り替え手段と、を備えたため、簡単な構造としながら、容量変更の制御安定性を確保することができる。
【００８２】
(2) 前記冷媒流入経路切り替え手段は、前記複数の冷媒流入経路３７，３８を切り替え選択する電磁弁７，８と、該電磁弁７，８の弁開閉作動を制御するコントローラ１５と、を備え、前記コントローラ１５は、負荷検出手段により検出された負荷が低くなるほど、分割室Ａ，Ｂの各容積を合算したタンク容積を小さくする制御指令を前記電磁弁７，８に出力するため、複数の冷媒流入経路３７，３８を切り替え選択する電磁弁７，８の弁開閉作動制御により、容易に可変容量受液器３の可変容量制御を行うことができる。
【００８３】
(3) 前記負荷検出手段は、外気温度センサ１１と、高圧冷媒飽和温度センサ９と、過冷却冷媒温度センサ１０であり、前記コントローラ１５は、高圧冷媒飽和温度と過冷却冷媒温度との差による冷媒過冷却度を算出し、外気温度情報と冷媒過冷却度情報を制御入力情報として容量変更制御を行うため、メインコンデンサ２と可変容量受液器３を有する冷凍サイクルの負荷を、外気温度情報と冷媒過冷却度情報により精度良く検知し、負荷に応じた適切な可変容量受液器３の可変容量制御を行うことができる。
【００８４】
(4) 前記メインコンデンサ２からの冷媒流入経路３６に高圧時に作動する高圧スイッチ１２を設け、前記コントローラ１５は、前記高圧スイッチ１２の作動を検出した場合、あるいは、前記高圧スイッチ１２の作動履歴がある場合、高容積状態から低容積状態への切り替えを禁止し、高容積状態を維持するため、メインコンデンサ２の出口側冷媒圧力の過上昇を防止し、冷凍サイクルの安全性を確保することができる。
【００８５】
(5) 前記コントローラ１５は、外気温度が５℃未満という条件（ステップＳ52でYes）と、冷媒過冷却度が３deg未満の状態を１０秒以上連続しているという条件（ステップＳ53でYes）が成立すると、複数の分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態から、分割室を減らした低容積状態に切り替えるため、冬期のフロントガラス内側に発生するデミストの解消を目的として冷房装置を作動させた場合、エバポレータ６へ冷媒流量の確保により安定したデミスト性能を得ることができると共に、エバポレータ６の凍結等の発生も防止できる。
【００８６】
(6) 前記コントローラ１５は、外気温度が５℃より高い７℃を超えているという条件（ステップＳ58でYes）と、冷媒過冷却度が３degより大きな５degを超えている状態を１０秒以上連続しているという条件（ステップＳ59でYes）のうち、少なくとも一方の条件が成立すると、分割室を減らした低容積状態から、複数の分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態に切り替えるため、可変容量制御の制御ハンチングを生じることなく、適切なタイミングにて低容積状態から高容積状態に切り替えることができる。
【００８７】
(7) 前記複数の分割室は、第１分割室Ａと第２分割室Ｂの２室であり、前記第１分割室Ａに、第１電磁弁７を有する第１冷媒流入経路３７を連通して設け、前記第２分割室Ｂに、第２電磁弁８を有する第２冷媒流入経路３８を連通して設け、前記コントローラ１５は、第１電磁弁７を開とし第２電磁弁８を閉とすることで両分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態とし、第１電磁弁７を閉とし第２電磁弁８を開とすることで第２分割室Ｂの容積のみによる低容積状態とするため、２室という最小分割によるきわめて簡単な構造の可変容量受液器３としながら、高容積状態と低容積状態を切り替える容量可変制御を行うことができる。
【実施例２】
【００８８】
実施例２は、高容積状態から低容積状態に切り替える際、冷媒回収状態を経過して容量可変制御を行うようにした例である。
【００８９】
まず、構成を説明する。
図６は実施例２の可変容量受液器が適用された自動車用冷房装置の冷凍サイクルを示す全体システム図である。
【００９０】
実施例２の可変容量受液器が適用された自動車用冷房装置の冷凍サイクルは、図６に示すように、圧縮機１と、メインコンデンサ２（凝縮器）と、可変容量受液器３と、サブクールコンデンサ４（過冷却凝縮器）と、膨張器５（膨張弁）と、エバポレータ６（蒸発器）と、第１電磁弁７（冷媒流入経路切り替え手段）と、第２電磁弁８（冷媒流入経路切り替え手段）と、高圧冷媒飽和温度センサ９（負荷検出手段）と、過冷却冷媒温度センサ１０（負荷検出手段）と、外気温度センサ１１（負荷検出手段）と、高圧スイッチ１２と、圧力スイッチ１３と、感熱筒１４と、コントローラ１５（冷媒流入経路切り替え手段）と、を備えている。
【００９１】
前記圧力スイッチ１３は、冷媒流出経路３９に配置され、可変容量受液器３の出口側の冷媒圧力を検出する。なお、他の構成は、実施例１の図１と同様であるので、説明を省略する。
【００９２】
図７は実施例２の通常の外気温度時における可変容量受液器を示す断面図である。図８は実施例２の冷媒回収動作時における可変容量受液器を示す断面図である。図９は実施例２の低外気温度時（容量減少時）における可変容量受液器を示す断面図である。
【００９３】
実施例２の可変容量受液器３は、図７〜図９に示すように、タンク本体３１と、隔壁３２と、第１分割室Ａと、第２分割室Ｂと、逆止弁３３と、ドライア３４，３４と、ストレーナ３５と、冷媒流入経路３６と、第１冷媒流入経路３７と、第２冷媒流入経路３８と、冷媒流出経路３９と、を備えている。すなわち、実施例１の可変容量受液器３と同様の構成であるため、各構成要素の説明を省略する。
【００９４】
図１０は実施例２のコントローラ１５にて実行される可変容量受液器３の可変容量制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
なお、ステップＳ101〜ステップＳ110の各ステップは、図５に示すフローチャートのステップＳ51〜ステップＳ60の各ステップでの処理に対応するので、これらのステップＳ101〜ステップＳ110（ステップＳ104'を除く）の説明を省略する。
【００９５】
ステップＳ111は、ステップＳ103での冷媒過冷却度条件成立との判断に続き、冷媒回収制御フラグを、冷媒回収制御フラグ＝ONに設定すると共に、第１電磁弁７を閉とし、第２電磁弁８を閉とするソレノイド駆動指令を出力し、ステップＳ112へ移行する。
【００９６】
ステップＳ112は、冷媒回収制御フラグ＝ONに設定すると共に冷媒回収状態を得るソレノイド駆動指令の出力に続き、高圧スイッチ作動カウントが１以上であるか否かを判断する。Yes（高圧スイッチ作動カウント≧１）と判断された場合は可変容量制御開始判定（図４(a)に示す処理）へ戻り、No（高圧スイッチ作動カウント＝０）と判断された場合はステップＳ113へ移行する。
【００９７】
ステップＳ113は、ステップＳ112での高圧スイッチ作動カウント＝０であるとの判断に続き、圧力スイッチ１３により検知された冷媒圧力値がスイッチON動作を行う任意の値となったか否かを判断する。No（冷媒圧力値＜任意の値）と判断された場合はステップＳ111へ戻り、Yes（冷媒圧力値≧任意の値）と判断された場合はステップＳ104'へ移行する。
【００９８】
ステップＳ104'は、ステップＳ113での冷媒圧力値≧任意の値との判断に続き、冷媒回収制御フラグを、冷媒回収制御フラグ＝OFFに設定し、可変容量制御フラグを、可変容量制御フラグ＝ONに設定すると共に、第１電磁弁７を閉とし、第２電磁弁８を開とするソレノイド駆動指令を出力し、可変容量制御スタートへ戻る。
なお、実施例１の図４に相当するフローチャートを実施例２でも用いるが、同様であるので、図示を省略する。
【００９９】
次に、作用を説明する。
可変容量受液器３の容量を減少させる時、冷媒が流れていない第１分割室Ａに冷媒が残留し、その結果、高圧冷媒側の圧力が上昇し難い場合には、可変容量受液器３の全容積使用時から容量減少状態へ移行する過渡期に、冷媒回収動作を行うと良い。この点に着目してなされたのが、実施例２の可変容量受液器３である。以下、実施例２の可変容量受液器３での低外気温度時における可変容量制御作用について説明する。
【０１００】
［低外気温度時］
冬期にデミスト解消を目的として冷房装置を作動させた場合、図４(a)のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進み、可変容量制御が開始される。そして、可変容量制御が開始されると、図１０のフローチャートに移るが、外気温度条件と冷媒過冷却度条件が成立するため、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ101→ステップＳ102→ステップＳ103→ステップＳ111へと進む。そして、ステップＳ111では、冷媒回収制御フラグが、冷媒回収制御フラグ＝ONに設定されると共に、第１電磁弁７を閉とし、第２電磁弁８を閉とするソレノイド駆動指令が出力される。
【０１０１】
すなわち、高圧側冷媒圧力が低下する低外気時であって、外気温度条件と冷媒過冷却度条件とが共に成立するときには、第１電磁弁７を開き第２電磁弁８を閉じて第１冷媒流入経路３７から冷媒を流入する全容積使用側（図７）から、第１電磁弁７を閉じると共に第２電磁弁８を閉じ、両冷媒流入経路３７，３８からの冷媒流入を阻止する冷媒回収側（図８）へと切り替えられ、逆止弁３３の循環方向の流れを許可する動作により、第１分割室Ａの冷媒が第２分割室Ｂに流れ込み、さらに、冷媒流出経路３９からサブクールコンデンサ４へ流出させることで、タンク本体３１内から冷媒を排除した冷媒回収状態とされる。
【０１０２】
そして、ステップＳ111からステップＳ112→ステップＳ113へと進み、ステップＳ113にてNoと判断される限り、ステップＳ111→ステップＳ112→ステップＳ113へと進む流れが繰り返され、ステップＳ104'では、可変容量制御フラグがOFFからONに切り替え設定されると共に、図８に示す冷媒回収動作が維持される。
【０１０３】
その結果、外気温度が低い時には、全容積使用側（図７）から冷媒回収側（図８）へと切り替える制御が行われることにより、可変容量受液器３の容量を減少させる時、冷媒が流れていない第１分割室Ａに冷媒が残留することが無い。その結果、速やかに高圧冷媒側の圧力が上昇する。そして、可変容量受液器３の冷媒が無くなり、冷媒の流れが一時的に停止するため、メインコンデンサ２の内部に凝縮した液冷媒が滞留する液冷媒溜りが発生し、全容積使用側（図７）から冷媒回収側（図８）へと切り替えた直後から、効果的にメインコンデンサ２の放熱面積が減少し、メインコンデンサ２での放熱性能が低下する。
【０１０４】
次に、図８に示す冷媒回収動作維持している間に、ステップＳ113の圧力条件が成立すると、ステップＳ113からステップＳ104'へと進み、ステップＳ104'では、冷媒回収制御フラグをOFFに書き換え、可変容量制御フラグをONに書き換えると共に、第１電磁弁７は閉じたままで、閉じていた第２電磁弁８を開く指令が出力される。
【０１０５】
すなわち、冷媒回収動作状態において、圧力条件が成立すると、図８に示す冷媒回収動作状態から、第１電磁弁７を閉じ第２電磁弁８を開き第２冷媒流入経路３８から冷媒を流入する容量減少側（図９）へと切り替えられ、逆止弁３３の逆流を阻止する動作により、受液器内容積として第２分割室Ｂのみによる容積に減少される。
【０１０６】
その結果、外気温度が低い時には、上記の一連の制御により、可変容量受液器３の内容積が小さくなるため、メインコンデンサ２の内部に凝縮した液冷媒が滞留する液冷媒溜りが発生し、メインコンデンサ２の放熱面積が減少し、メインコンデンサ２での放熱性能が低下する。このメインコンデンサ２での放熱性能低下と共に、高圧部冷媒圧力（凝縮圧力）が上昇し、エバポレータ６への冷媒流量が確保される。したがって、低負荷でもエバポレータ６へ冷媒流量を確保でき、安定した冷房能力（デミスト性能）が得られる。この時に低圧側の圧力も上昇（冷媒蒸発温度の上昇）するため、エバポレータ６の凍結等の発生も防止される。
【０１０７】
なお、図９に示す容量減少状態から図７に示す全容量使用動作状態への切り替えは、実施例１と同様に冷媒回収動作を介在させることなく、容量減少制御を維持している間に外気温度が高くなった場合、あるいは、可変容量受液器３の内容積を小さくする容量減少制御を維持することで冷媒過冷却度が高くなった場合、容量減少状態から全容量使用動作状態へ切り替えられる。また、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１０８】
次に、効果を説明する。
実施例２の可変容量受液器にあっては、実施例１の(1)〜(7)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【０１０９】
(8) 可変容量受液器３の出口側の冷媒圧力を検出する圧力スイッチ１３を設け、前記コントローラ１５は、外気温度が５℃未満という条件（ステップＳ102でYes）と、冷媒過冷却度が３deg未満の状態を１０秒以上連続しているという条件（ステップＳ103でYes）が成立すると、両分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態から、両分割室Ａ，Ｂから冷媒を回収する冷媒回収状態に切り替え（ステップＳ111）、この冷媒回収状態で可変容量受液器３の出口側冷媒圧力検出値が任意の値を検出すると（ステップＳ113でYes）、冷媒回収状態から、分割室を減らした低容積状態に切り替える（ステップＳ104'）ため、可変容量受液器３の容量を減少させる時、確実に第１分割室Ａからの冷媒を排除し、速やかに高圧冷媒側の圧力を上昇させることができると共に、全容積使用側から冷媒回収側へと切り替えた直後から、効果的にメインコンデンサ２での放熱性能を低下させることができる。
【０１１０】
(9) 前記複数の分割室は、第１分割室Ａと第２分割室Ｂの２室であり、前記第１分割室Ａに、第１電磁弁７を有する第１冷媒流入経路３７を連通して設け、前記第２分割室Ｂに、第２電磁弁８を有する第２冷媒流入経路３８を連通して設け、前記コントローラ１５は、第１電磁弁７を開とし第２電磁弁８を閉とすることで両分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態とし、第１電磁弁７と第２電磁弁８を共に閉とすることで分割室Ａ，Ｂから冷媒を回収する冷媒回収状態とし、第１電磁弁７を閉とし第２電磁弁８を開とすることで第２分割室Ｂの容積のみによる低容積状態とするため、２室という最小分割によるきわめて簡単な構造の可変容量受液器３とし、２つの電磁弁７，８を用いながら、高容積状態と冷媒回収状態と低容積状態を切り替える容量可変制御を行うことができる。
【実施例３】
【０１１１】
実施例３は、実施例１，２は冷媒流入経路３７，３８の切り替えに２つの電磁弁７，８を使用した例であるが、電磁弁７，８の代替として三方弁を使用した例である。
【０１１２】
まず、構成を説明する。
図１１は実施例３の通常の外気温度時・冷媒回収動作時・低負荷時（容量減少時）における可変容量受液器を示す断面図である。
【０１１３】
実施例３の可変容量受液器３は、第１分割室Ａに、第１冷媒流入経路３７を連通して設け、第２分割室Ｂに、第２冷媒流入経路３８を連通して設けている。そして、冷媒流入経路３６から第１冷媒流入経路３７と第２冷媒流入経路３８に分岐する分岐位置に三方向弁１６を設けている。この三方向弁１６は、コントローラ１５からの駆動指令により駆動するモーターアクチュエータ１７により弁位置が切り替えられる。
【０１１４】
前記コントローラ１５は、三方向弁１６を第１冷媒流入経路開位置（図１１の左側部に示す位置）とすることにより両分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態とし、三方向弁１６を第１，第２冷媒流入経路閉位置（図１１の中央部に示す位置）とすることにより分割室Ａ，Ｂから冷媒を回収する冷媒回収状態とし、三方向弁１６を第２冷媒流入経路開位置（図１１の右側部に示す位置）とすることにより第２分割室Ｂの容積のみによる低容積状態とする。なお、他の構成については、実施例２と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【０１１５】
次に、作用を説明する。
この三方弁１６は、可変容量受液器３への冷媒流入を遮断することができ、通常の高負荷時は、外気温度を検出し三方弁１６を第１冷媒流入経路３７に切り替え（図１１の左側）、可変容量受液器３の内容積を最大限に使用する。高圧側冷媒圧力が低下する低負荷時は、外気温度及び冷媒過冷却度を検出し、圧縮機１を作動した状態で三方弁１６を任意時間全閉させ（図１１の中央）、可変容量受液器３内の冷媒を回収する。そして、圧力スイッチ１３にて冷媒回収完了時の圧力を検出し、検出した後、第２冷媒流入経路３８に切り替える（図１１の右側）。
【０１１６】
第２冷媒流入経路３８に切り替えると、図１１の右側に示すように、逆止弁３３の動作により、第２分割室Ｂのみに冷媒が流れるようになり、内容積が減少した状態になる。なお、低負荷から高負荷への切り替えは、冷媒回収動作を行うことなく、三方弁１６を図１１の左側に示す状態に切り替える。すなわち、実施例３は、２つの電磁弁７，８に代え三方弁１６を用いた点でのみ実施例２と相違するだけで、実施例２とは同様の作用を示す。
【０１１７】
次に、効果を説明する。
実施例３の可変容量受液器３にあっては、実施例１の(1)〜(7)の効果、および、実施例２の(8)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【０１１８】
(10) 前記複数の分割室は、第１分割室Ａと第２分割室Ｂの２室であり、前記第１分割室Ａに、第１冷媒流入経路３７を連通して設け、前記第２分割室Ｂに、第２冷媒流入経路３８を連通して設け、前記冷媒流入経路３６から第１冷媒流入経路３７と第２冷媒流入経路３８に分岐する分岐位置に三方向弁１６を設け、前記コントローラ１５は、三方向弁１６を第１冷媒流入経路開位置とすることにより両分割室Ａ，Ｂの容積を合算した高容積状態とし、三方向弁１６を第１，第２冷媒流入経路閉位置とすることにより分割室Ａ，Ｂから冷媒を回収する冷媒回収状態とし、三方向弁１６を第２冷媒流入経路開位置とすることにより第２分割室Ｂの容積のみによる低容積状態とするため、２室という最小分割によるきわめて簡単な構造の可変容量受液器３とし、１つの三方弁１６のみを用いた冷媒流入経路切り替え構造としながら、高容積状態と冷媒回収状態と低容積状態を切り替える容量可変制御を行うことができる。
【０１１９】
以上、本発明の可変容量受液器を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１２０】
実施例１〜３では、外気温度５℃未満、並びに、冷媒過冷却度３deg未満で流路を切り替える設定をしているが、採用される冷凍サイクルの素性毎に、第１設定温度と第１設定値は任意に設定することができる。
【０１２１】
実施例１〜３では、同じ容積で２室に分割した例を示したが、３室以上に分割する例としても良い。さらに、分割された内容積の比率についても、実施例１〜３では、第１分割室Ａの容積を175ccとし、第２分割室の容積を175ccとしているが、採用される冷凍サイクル素性毎に、任意に設定することができる。可変容量受液器の内容積もしくは分割数によっては、逆止弁を複数設置しても良いのは勿論である。
【０１２２】
実施例２，３では、冷媒回収制御終了判定を、冷凍サイクルに追加した圧力センサ（圧力SW）等の任意圧力値をコントローラが検出する例を示したが、冷凍サイクルの素性が予め判明している場合は、タイマ値にて設定した任意時間だけ冷媒回収動作をさせても良い。
【０１２３】
要するに、タンク本体の内容積を複数に分割することで形成した分割室と、複数の分割室のうち隣接する分割室の連通位置に設置し、冷媒循環方向の冷媒流れのみを許可し、冷媒循環方向とは逆方向の冷媒流れを阻止する逆止弁と、凝縮器からの冷媒流入経路から分岐し、複数の分割室のそれぞれの室に連通して設けた複数の冷媒流入経路と、複数の冷媒流入経路を切り替え選択する冷媒流入経路切り替え手段と、を備えたものであれば、実施例１〜３に限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
実施例１〜３では、エンジン車の自動車用冷房装置の冷凍サイクルへ可変容量受液器を適用する例を示した。しかし、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車用冷房装置の冷凍サイクルの可変容量受液器に対しても適用することができるし、さらに、家庭用冷房装置や事業所用冷房装置の冷凍サイクルの可変容量受液器に対しても適用することができる。また、実施例１〜３では、メインコンデンサとサブクールコンデンサを備えた冷凍サイクルの可変容量受液器への適用例を示したが、サブクールコンデンサを有しない冷凍サイクルの可変容量受液器へも適用できる。要するに、冷凍サイクルの冷媒循環経路に凝縮器を有し、該凝縮器からの気液混合の高圧冷媒を、タンク本体内に流入させて気液分離する可変容量受液器であれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】実施例１の可変容量受液器が適用された自動車用冷房装置の冷凍サイクルを示す全体システム図である。
【図２】実施例１の通常の外気温度時における可変容量受液器を示す断面図である。
【図３】実施例１の低外気温度時（容量減少時）における可変容量受液器を示す断面図である。
【図４】実施例１のコントローラ１５にて実行される制御処理フローチャートであり、図４(a)は可変容量制御開始判定処理の流れを示し、図４(b)は高圧スイッチカウンター処理の流れを示す。
【図５】実施例１のコントローラ１５にて実行される可変容量受液器３の可変容量制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例２の可変容量受液器が適用された自動車用冷房装置の冷凍サイクルを示す全体システム図である。
【図７】実施例２の通常の外気温度時における可変容量受液器を示す断面図である。
【図８】実施例２の冷媒回収動作時における可変容量受液器を示す断面図である。
【図９】実施例２の低外気温度時（容量減少時）における可変容量受液器を示す断面図である。
【図１０】実施例２のコントローラ１５にて実行される可変容量受液器３の可変容量制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施例３の通常の外気温度時・冷媒回収動作時・低負荷時（容量減少時）における可変容量受液器を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  圧縮機
２  メインコンデンサ（凝縮器）
３  可変容量受液器
４  サブクールコンデンサ（過冷却凝縮器）
５  膨張器（膨張弁）
６  エバポレータ（蒸発器）
７  第１電磁弁（冷媒流入経路切り替え手段）
８  第２電磁弁（冷媒流入経路切り替え手段）
９  高圧冷媒飽和温度センサ（負荷検出手段）
１０  過冷却冷媒温度センサ（負荷検出手段）
１１  外気温度センサ（負荷検出手段）
１２  高圧スイッチ
１３  圧力スイッチ
１４  感熱筒
１５  コントローラ（冷媒流入経路切り替え手段）
１６  三方弁
１７  モーターアクチュエータ
【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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