(57)【要約】  冷凍サイクル装置においては、非共沸混合冷媒または特定冷媒が圧縮機、第１熱交換器、温度式膨張弁（３）、および第２熱交換器の順に循環する。感温筒（６）には、特定冷媒が封入されている。特定冷媒は、単一冷媒または擬似共沸混合冷媒である。感温筒（６）は、圧縮機に吸入される非共沸混合冷媒から熱を受けるように配置されている。温度式膨張弁（３）は、筐体（３０）と、ダイアフラム（３１）と、ベース（３５）と、弁体（３３）と、ばね（３４）とを含む。感温筒（６）は、第１空間（Ｓ１）に連通している。第２熱交換器と圧縮機との間の流路は、第２空間（Ｓ２）に連通している。温度式膨張弁（３）は、特定方向における基準位置（Ｚ０）からのベース（３５）の変位量（ｓ０）とばね（３４）のばね定数との積を調節可能なように構成されている。
2020066004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非共沸混合冷媒および特定冷媒が使用可能な冷凍サイクル装置であって、
圧縮機と、
第１熱交換器と、
温度式膨張弁と、
第２熱交換器と、
前記特定冷媒が封入された感温筒とを備え、
前記非共沸混合冷媒または前記特定冷媒は、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記温度式膨張弁、および前記第２熱交換器の順に循環し、
前記特定冷媒は、単一冷媒または擬似共沸混合冷媒であり、
前記感温筒は、前記圧縮機に吸入される冷媒から熱を受けるように配置され、
前記温度式膨張弁は、
筐体と、
前記筐体を第１空間および第２空間に分け、特定方向に移動可能なダイアフラムと、
ベースと、
前記ベースに対して、前記特定方向に前記ダイアフラムとともに一体的に移動可能な弁体と、
前記弁体に固定された第１端部、および前記ベースに固定された第２端部を有し、前記特定方向に伸縮するばねとを含み、
前記感温筒は、前記第１空間に連通し、
前記第２熱交換器と前記圧縮機との間の流路は、前記第２空間に連通し、
前記温度式膨張弁は、前記特定方向における基準位置からの前記ベースの変位量と前記ばねのばね定数との積を調節可能なように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記冷凍サイクル装置において想定される蒸発温度の範囲および前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度の範囲は、それぞれ第１範囲および第２範囲であり、
前記冷凍サイクル装置において前記特定冷媒を循環させる場合、前記蒸発温度を前記第１範囲とするとともに前記過熱度を前記第２範囲内とするために必要な前記積は、第１の値であり、
前記冷凍サイクル装置において前記非共沸混合冷媒を循環させる場合、前記積は、第２の値であり、
前記第１の値に対する前記第１の値と前記第２の値との差の割合は、−７８％以上−１％以下である、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記ベースの位置は、前記特定方向に調節可能であり、
前記冷凍サイクル装置において前記特定冷媒を循環させる場合、前記蒸発温度を前記第１範囲とするとともに前記過熱度を前記第２範囲内とするために必要な前記ベースの位置は、第１位置であり、
前記冷凍サイクル装置において前記非共沸混合冷媒を循環させる場合、前記ベースの位置は、第２位置であり、
前記基準位置からの前記第１位置の第１変位量に対する、前記第１変位量と前記基準位置からの前記第２位置の第２変位量との差の割合は、−７８％以上−１％以下である、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記ばねは、前記弁体および前記ベースに着脱可能に固定され、
前記冷凍サイクル装置において前記特定冷媒を循環させる場合、前記蒸発温度を前記第１範囲とするとともに前記過熱度を前記第２範囲内とするために必要な前記ばね定数は、第１定数であり、
前記冷凍サイクル装置において前記非共沸混合冷媒を循環させる場合、前記ばね定数は、第２定数であり、
前記第１定数に対する、前記第１定数と前記第２定数との差の割合は、−７８％以上−１％以下である、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第１熱交換器と前記温度式膨張弁の間に接続された冷媒容器をさらに備え、
前記冷凍サイクル装置において想定される蒸発温度の範囲および圧縮機に吸入される冷媒の過熱度の範囲は、それぞれ第１範囲および第２範囲であり、
前記冷凍サイクル装置において前記特定冷媒を循環させる場合、前記蒸発温度を前記第１範囲とするとともに前記過熱度を前記第２範囲内とするために必要な前記積は、第１の値であり、
前記冷凍サイクル装置において前記非共沸混合冷媒を循環させる場合、前記積は、第２の値であり、
前記第１の値に対する前記第１の値と前記第２の値との差の割合は、−７８％以上−１％以下でるか、または２％以上２７１％以下である、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記ベースの位置は、前記特定方向に調節可能であり、
前記冷凍サイクル装置において前記特定冷媒を循環させる場合、前記蒸発温度を前記第１範囲とするとともに前記過熱度を前記第２範囲内とするために必要な前記ベースの位置は、第１位置であり、
前記冷凍サイクル装置において前記非共沸混合冷媒を循環させる場合、前記ベースの位置は、第２位置であり、
前記基準位置からの前記第１位置の第１変位量に対する、前記基準位置からの前記第２位置の第２変位量と前記第１変位量との差の割合は、−７８％以上−１％以下であるか、または２％以上２７１％以下である、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記ばねは、前記弁体および前記ベースに着脱可能に固定され、
前記冷凍サイクル装置において前記特定冷媒を循環させる場合、前記蒸発温度を前記第１範囲とするとともに前記過熱度を前記第２範囲内とするために必要な前記ばね定数は、第１定数であり、
前記冷凍サイクル装置において前記非共沸混合冷媒を循環させる場合、前記ばね定数は、第２定数であり、
前記第１定数に対する、前記第１定数と前記第２定数との差の割合は、−７８％以上−１％以下であるか、または２％以上２７１％以下である、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記非共沸混合冷媒は、Ｒ４６３Ａであり、
前記特定冷媒は、Ｒ４１０Ａである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度式膨張弁を備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度式膨張弁を備える冷凍サイクル装置が知られている。たとえば、特開２０１３−３２８７５号公報（特許文献１）には、温度式膨張弁を備える冷凍サイクル装置が開示されている。当該冷凍サイクル装置においては、擬似共沸混合冷媒であるＲ４１０Ａが循環するとともに、感温筒にはＲ４１０ＡあるいはＲ１２５が非凝縮性ガスとともに封入されている。当該冷凍サイクル装置によれば、感温筒に非凝縮性ガスが混合された冷媒を封入することにより、感温筒の温度に対して温度式膨張弁の本体の温度が低下した場合でも、温度式膨張弁の開度が感温筒の温度に追従しやすくなる。その結果、過熱度が温度式膨張弁の本体の温度に影響され難くなり、過熱度偏差を一定にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、地球温暖化防止の観点から、冷凍サイクル装置に使用される冷媒として、擬似共沸混合冷媒あるいは単一成分の冷媒（単一冷媒）に替えて、地球温暖化係数（ＧＷＰ：Global  Warming  Potential）のより低い非共沸混合冷媒が望ましい場合がある。非共沸混合冷媒においては、一定の圧力において飽和液の温度と飽和蒸気の温度との間に温度勾配が生じる。そのため、擬似共沸混合冷媒あるいは単一冷媒が使用される冷凍サイクル装置において、非共沸混合冷媒を用いて所望の動作状態を実現するためには、温度式膨張弁の設定を変更する必要がある。しかし、特許文献１に開示されている冷凍サイクル装置においては、非共沸混合冷媒の特性に合わせた温度式膨張弁の設定については考慮されていない。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、擬似共沸混合冷媒あるいは単一冷媒が使用可能な冷凍サイクル装置において、非共沸混合冷媒を用いて所望の動作状態を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る冷凍サイクル装置においては、非共沸混合冷媒および特定冷媒が使用可能である。冷凍サイクル装置は、圧縮機と、第１熱交換器と、温度式膨張弁と、第２熱交換器と、感温筒とを備える。感温筒には、特定冷媒が封入されている。非共沸混合冷媒または特定冷媒は、圧縮機、第１熱交換器、温度式膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。特定冷媒は、単一冷媒または擬似共沸混合冷媒である。感温筒は、圧縮機に吸入される冷媒から熱を受けるように配置されている。温度式膨張弁は、筐体と、ダイアフラムと、ベースと、弁体と、ばねとを含む。ダイアフラムは、筐体を第１空間および第２空間に分け、特定方向に移動可能である。弁体は、ベースに対して、特定方向にダイアフラムとともに一体的に移動可能である。ばねは、第１端部および第２端部を有し、特定方向に伸縮する。第１端部は、弁体に固定されている。第２端部は、ベースに固定されている。感温筒は、第１空間に連通している。第２熱交換器と圧縮機との間の流路は、第２空間に連通している。温度式膨張弁は、特定方向における基準位置からのベースの変位量とばねのばね定数との積を調節可能に構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、温度式膨張弁が特定方向における基準位置からのベースの変位量とばねのばね定数との積を調節可能に構成されていることにより、非共沸混合冷媒の特性に合わせて温度式膨張弁の設定を変更することができる。その結果、擬似共沸混合冷媒あるいは単一冷媒が使用可能な冷凍サイクル装置において、非共沸混合冷媒を用いて所望の動作状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の温度式膨張弁の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】Ｒ４１０ＡおよびＲ４６３Ａの圧力、エンタルピ、および温度の関係を示すモリエル線図である。
【図４】圧縮機に吸入される冷媒の過熱度と、調整ネジの変位量割合との関係を示す図である。
【図５】実施の形態１の変形例１に係る温度式膨張弁の構造を概略的に示す断面図である。
【図６】実施の形態１の変形例２に係る温度式膨張弁の構造を概略的に示す断面図である。
【図７】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】非共沸混合冷媒としてＲ４６３Ａを用いたときの、冷凍サイクル装置に封入されたＲ４６３Ａの量（初期冷媒量）に対するレシーバ内のガス冷媒量の比と循環組成比との関係を示す図である。
【図９】圧縮機に吸入される冷媒の過熱度と、調整ネジ３５の変位量割合との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示されるように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１と、凝縮器２と、温度式膨張弁３と、蒸発器４と、感温筒５と、制御装置１０とを備える。冷凍サイクル装置１００においては、冷媒が、圧縮機１、凝縮器２、温度式膨張弁３、および蒸発器４の順に循環する。
【００１１】
感温筒５には、擬似共沸混合冷媒または単一冷媒が封入されている。感温筒５は、圧縮機１に吸入される冷媒から熱を受けるように配置される。感温筒５に封入されている冷媒は、当該熱により気液二相状態となる。
【００１２】
制御装置１０は、圧縮機１の駆動周波数ｆｃを制御することにより、圧縮機１が単位時間当たりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置１０は、記憶部１１を含む。記憶部１１には、非共沸混合冷媒の物性値、感温筒５に封入されている冷媒の物性値、および特定パラメータ（たとえば蒸発温度あるいは凝縮温度）の制御目標値が予め保存されている。なお、非共沸混合冷媒において、或る圧力における蒸発温度とは、モリエル線図上において、飽和液線上の当該圧力に対応する点の温度と、飽和蒸気線上の当該圧力に対応する温度との平均温度である。
【００１３】
図２は、図１の温度式膨張弁３の構造を概略的に示す断面図である。図２に示されるように、温度式膨張弁３は、筐体３０と、ダイアフラム３１と、軸体３２と、弁体３３と、ばね３４と、調整ネジ（ベース）３５とを含む。
【００１４】
ダイアフラム３１は、筐体３０を空間Ｓ１（第１空間）および空間Ｓ２（第２空間）に分け、Ｚ軸方向（特定方向）に移動可能である。軸体３２は、Ｚ軸方向に延在し、ダイアフラム３１と弁体３３とを接続する。ダイアフラム３１、軸体３２、および弁体３３は、調整ネジ３５に対して一体的に移動可能である。ばね３４の一方端は弁体３３に固定され、ばね３４の他方端は調整ネジ３５に固定されている。変位量ｓ１は、ばね３４の変位量である。位置Ｚ１は、当該他方端のＺ軸方向の位置である。位置Ｚ０（基準位置）は、凝縮器２からの冷媒が通過する空間Ｓ３の底部の位置である。変位量ｓ０は、位置Ｚ０からの位置Ｚ１の変位量である。感温筒５は、空間Ｓ１に連通している。蒸発器４と圧縮機１との間の流路ＦＰは、空間Ｓ２に連通している。
【００１５】
圧縮機１に吸入される冷媒の圧力（蒸発圧力）および温度をそれぞれＰ１およびＴ１とすると、感温筒５に封入されている冷媒の温度はＴ１となる。感温筒５に封入されている冷媒の圧力Ｐ２は、当該冷媒の種類（冷媒種）、温度Ｔ１を用いて、以下の式（１）のように表される。
【００１６】
Ｐ２＝ｆ１（冷媒種，Ｔ１）  …（１）
空間Ｓ１には、感温筒５に封入されている冷媒が存在している。当該冷媒がダイアフラム３１に加える力Ｆ２は、ダイアフラム３１の面積をＡ１とすると、以下の式（２）のように表される。
【００１７】
Ｆ２＝Ｐ２・Ａ１  …（２）
空間Ｓ２には、圧縮機１に吸入される冷媒が存在している。当該冷媒がダイアフラム３１に加える力Ｆ１は、以下の式（３）のように表される。
【００１８】
Ｆ１＝Ｐ１・Ａ１  …（３）
ばね３４が弁体３３に加える力Ｆ３は、ばね３４のばね定数をｋ１とすると、以下の式（４）のように表される。
【００１９】
Ｆ３＝ｋ１・（ｓ０＋ｓ１）  …（４）
弁体３３の位置は、以下の式（５）で表される力のつり合いによって決定される。
【００２０】
Ｆ２＝Ｆ１＋Ｆ３  …（５）
式（５）に式（１）〜（４）を代入することにより、以下の式（６）が得られる。
【００２１】
Ｐ２・Ａ１＝Ｐ１・Ａ１＋ｋ１・（ｓ０＋ｓ１）  …（６）
式（６）を変形することにより、以下の式（７）が得られる。
【００２２】
ｓ０＋ｓ１＝（Ｐ２−Ｐ１）・Ａ１／ｋ１  …（７）
式（７）に式（１）を代入することにより、以下の式（８）が得られる。
【００２３】
ｓ０＋ｓ１＝（ｆ１（冷媒種，Ｔ１）−Ｐ１）・Ａ１／ｋ１  …（８）
温度式膨張弁３の開度と相関関係を有する流量係数Ｃｖ値は、以下の式（９）のように表される。
【００２４】
Ｃｖ∝１／（ｓ０＋ｓ１）  …（９）
冷凍サイクル装置１００に使用される冷媒としては、地球温暖化防止の観点から、擬似共沸混合冷媒あるいは単一冷媒に替えて、地球温暖化係数（ＧＷＰ：Global  Warming  Potential）のより低い非共沸混合冷媒が望ましい場合がある。たとえば非共沸混合冷媒のＲ４６３Ａ（ＧＷＰは１４９４）の動作圧力は、擬似共沸混合冷媒であるＲ４１０Ａ（ＧＷＰは２０９０）の動作圧力に類似しているため、Ｒ４６３ＡはＲ４１０Ａに対して代替性を有することが知られている。
【００２５】
図３は、Ｒ４１０ＡおよびＲ４６３Ａの圧力、エンタルピ、および温度の関係を示すモリエル線図である。図３において、実線はＲ４１０Ａの場合を示し、破線はＲ４６３Ａの場合を示す。図３に示されるように、Ｒ４６３Ａのモリエル線図においては、気液二相状態の領域（飽和液線と飽和蒸気線との間の領域）において等温線が負の傾きを有し、エンタルピの増加に伴ってエンタルピの軸（横軸）に近づいている。等温線が気液二相状態の領域において負の傾きを有することにより、気液二相状態の領域において、圧力を一定としてエンタルピを変化させた場合にＲ４６３Ａの温度が変化するという温度勾配が生じる。一方、Ｒ４１０Ａの場合、気液二相状態の領域において温度勾配はほとんど生じていない。そのため、Ｒ４１０Ａに替えてＲ４６３Ａを用いる場合、Ｒ４１０Ａを用いて実現可能な所望の動作状態を実現するためには、温度式膨張弁３の設定をＲ４１０Ａの設定から変更する必要がある。
【００２６】
そこで、冷凍サイクル装置１００においては、調整ネジ３５の位置をＺ軸方向に調節可能とする。非共沸混合冷媒が使用される場合と、擬似共沸混合冷媒または単一冷媒が使用される場合とで変位量ｓ０を適宜変更することにより、いずれの冷媒が使用された場合でも所望の動作状態を実現することができる。具体的には、或る蒸発温度および或る過熱度において、Ｒ４１０Ａが使用される場合の温度式膨張弁３の開度が、Ｒ４６３Ａが使用される場合の温度式膨張弁３の開度と同じとなるように、変位量ｓ０を設定することができる。温度式膨張弁３には、変位量ｓ０を確認するための目盛が付されていることが望ましい。
【００２７】
図４は、圧縮機１に吸入される冷媒の過熱度と、調整ネジ３５の変位量割合との関係を示す図である。調整ネジ３５の変位量割合とは、Ｒ４１０Ａが使用される場合の変位量ｓ０（第１変位量）に対する、第１変位量とＲ４６３Ａが使用される場合の変位量ｓ０（第２変位量）との差の割合である。また、冷凍サイクル装置１００において想定される蒸発温度の範囲は−４０℃以上１０℃以下（第１範囲）であり、過熱度の範囲は６０℃以下（第２範囲）である。図４において、曲線Ｃ１〜Ｃ６は、蒸発温度が−４０℃、−３０℃、−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃の場合をそれぞれ示している。
【００２８】
図４に示されるように、調整ネジ３５の変位量割合の範囲は、−７８％以上−１％以下である。調整ネジ３５の変位量割合の範囲を、−７８％以上−１％以下とすることにより、冷凍サイクル装置１００において想定される過熱度および蒸発温度を、Ｒ４６３ＡおよびＲ４１０Ａのいずれによっても実現することができる。また、Ｒ４６３Ａを使用するために、冷凍サイクル装置１００とは異なる仕様の冷凍サイクル装置を設計する必要がないため、Ｒ４６３Ａを使用可能な冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。
【００２９】
実施の形態１の変形例．
式（４）は、以下の式（９）のように展開される。
【００３０】
Ｆ３＝ｋ１・ｓ０＋ｋ１・ｓ１  …（１）
ばね定数ｋ１を一定として、調整ネジ３５の変位量割合の範囲を、−７８％以上−１％以下とすることは、式（９）の第１項ｋ１・ｓ０の値に関して、Ｒ４１０Ａが使用される場合の第１項ｋ１・ｓ０の値（第１の値）に対する、第１の値とＲ４６３Ａが使用される場合の第１項ｋ１・ｓ０の値（第２の値）との差の割合（ばね定数および変位量の積の割合）の範囲を、−７８％以上−１％以下とすることを意味する。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の効果は、ばね定数および変位量の積の割合を−７８％以上−１％以下とすることによって実現することができる。
【００３１】
以下では、実施の形態１の変形例１においてばね定数ｋ１を変化させる場合について説明する。実施の形態１の変形例２においてばね定数ｋ１および変位量ｓ０の双方を変化させる場合について説明する。
【００３２】
実施の形態１の変形例１．
図５は、実施の形態１の変形例１に係る温度式膨張弁３Ａの構造を概略的に示す断面図である。温度式膨張弁３Ａの構成は、図２の温度式膨張弁３の調整ネジ３５がベース３５Ａに置き換えられているとともに、弁体３３およびベース３５Ａにばねが着脱可能に固定可能である。これら以外は同様であるため説明を繰り返さない。
【００３３】
ベース３５Ａは、空間Ｓ３の底部に固定されており、Ｚ軸方向に移動することはできない。すなわち、温度式膨張弁３Ａにおいては変位量ｓ０を調節することができない。温度式膨張弁３Ａにおいては、Ｒ４１０Ａが使用される場合はばね３４Ａが使用され、Ｒ４６３Ａが使用される場合はばね３４Ｂが使用される。ばね３４Ａのばね定数をｋ１１（第１ばね定数）とし、ばね３４Ｂのばね定数をｋ１２（第２ばね定数）とする。
【００３４】
ばね定数ｋ１１に対する、ばね定数ｋ１１とばね定数ｋ１２との差の割合（ばね定数の差の割合）の範囲は、−７８％以上−１％以下である。ばね定数の差の割合を−７８％以上−１％以下とすることによっても実施の形態１と同様の効果を実現することができる。
【００３５】
ばね３４Ａ，３４Ｂの本体、あるいはばね３４Ａ，３４Ｂの梱包材に「Ｒ４１０Ａ」および「Ｒ４６３Ａ」のような、どの冷媒用のばねかがわかる記載があることが望ましい。また、冷凍サイクル装置の取り扱い説明書に、冷凍サイクル装置に使用可能な冷媒の種類毎に当該種類に適したばねの種類が記載されていることが望ましい。
【００３６】
実施の形態１の変形例２．
図６は、実施の形態１の変形例２に係る温度式膨張弁３Ｂの構造を概略的に示す断面図である。温度式膨張弁３Ｂと３Ａとの違いは、図２の弁体３３および調整ネジ３５にばね３４Ｃが着脱可能に固定されている点である。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。
【００３７】
温度式膨張弁３Ｂにおいては、Ｒ４１０Ａが使用される場合はばね３４Ｃが使用されるとともに、変位量ｓ０がｓ２１（第１変位量）に調節される。Ｒ４６３Ａが使用される場合は、ばね３４Ｄが使用されるともに、変位量ｓ０がｓ２２（第２変位量）に調節される。ばね３４Ｃのばね定数をｋ２１（第１ばね定数）とし、ばね３４Ｄのばね定数をｋ２２（第２ばね定数）とする。
【００３８】
積ｋ２１・ｓ２１の値（第１の値）に対する、第１の値と積ｋ２２・ｓ２２の値（第２の値）との差の割合の範囲は、−７８％以上−１％以下である。ばね定数および変位量の積の割合を−７８％以上−１％以下とすることによっても実施の形態１と同様の効果を実現することができる。
【００３９】
以上、実施の形態１および変形例１，２に係る冷凍サイクル装置によれば、非共沸混合冷媒を用いて所望の動作状態を実現することができる。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１においては、冷凍サイクル装置を循環する非共沸混合冷媒の組成比（循環組成比）がほとんど変化しない場合について説明した。実施の形態２においては、冷凍サイクル装置を循環する非共沸混合冷媒の循環組成比が変化する場合について説明する。
【００４１】
図７は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置２００の構成は、図１の冷凍サイクル装置１００の構成にレシーバ６（冷媒容器）が加えられた構成である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
【００４２】
レシーバ６には、液体の非共沸混合冷媒が貯留されるとともに、非共沸混合冷媒に含まれる冷媒のうち他の冷媒よりも比較的沸点が低い冷媒（低沸点冷媒）が気化する。非共沸混合冷媒が冷凍サイクル装置２００を循環することに伴い、レシーバ６に含まれる気体の冷媒（ガス冷媒）が増加する。冷凍サイクル装置２００を循環する非共沸混合冷媒に含まれる低沸点冷媒が減少するため、冷凍サイクル装置２００を循環する非共沸混合冷媒の循環組成比が変化する。
【００４３】
図８は、非共沸混合冷媒としてＲ４６３Ａを用いたときの、冷凍サイクル装置２００に封入されたＲ４６３Ａの量（初期冷媒量）に対するレシーバ６内のガス冷媒量の比と循環組成比との関係を示す図である。
【００４４】
Ｒ４６３Ａは、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１３４ａ、およびＣＯ２を、３６：３０：１４：１４：６の重量パーセント（ｗｔ％）比（純組成比）で含む。Ｒ４６３Ａには、冷媒圧力を確保するためにＣＯ２が含まれる。Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１３４ａ、およびＣＯ２の１気圧での沸点は、それぞれ、−５１．７℃、−４８．１℃、−２９．４℃、−２６．１℃、および−７８．５℃である。ＣＯ２は、Ｒ４６３Ａに含まれる冷媒の中で沸点が最も低く、Ｒ３２がＣＯ２に次いで沸点が低い。Ｒ４６３Ａの低沸点冷媒には、Ｒ３２およびＣＯ２が含まれる。
【００４５】
図８に示されるように、レシーバ６内のガス冷媒量が０である場合、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１３４ａ、およびＣＯ２の循環組成比は、Ｒ４６３Ａの組成比（初期値）に等しい。レシーバ６内のガス冷媒量の増加に伴い、ＣＯ２およびＲ３２の循環組成比が減少する。一方で、Ｒ１２５、Ｒ１２３４ｙｆ、およびＲ１３４ａの循環組成比が増加する。
【００４６】
図７および図２を参照しながら、低沸点冷媒であるＣＯ２の循環組成比が減少すると、圧力が一定である場合、冷凍サイクル装置２００を循環する冷媒の蒸発温度がＲ４６３Ａの蒸発温度に対して上昇する。蒸発温度を維持するためには、蒸発圧力Ｐ１を低下させる必要がある。蒸発圧力Ｐ１が低下すると、力Ｆ２が小さくなるため、温度式膨張弁３の開度が大きくなる。変位量ｓ０を小さくすることにより、ＣＯ２の循環組成比の低下に対して、温度式膨張弁３の開度を維持することができる。
【００４７】
図９は、圧縮機１に吸入される冷媒の過熱度と、調整ネジ３５の変位量割合との関係を示す図である。冷凍サイクル装置２００において想定される蒸発温度の範囲は−４０℃以上１０℃以下（第１範囲）であり、過熱度の範囲は６０℃以下（第２範囲）である。図９において、曲線Ｃ２１〜Ｃ２６は、蒸発温度が−４０℃、−３０℃、−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃の場合をそれぞれ示している。
【００４８】
なお、図９におけるＲ４６３Ａの循環組成比は、図８の点線Ｃｒで囲まれた循環組成比である。当該循環組成比を有するＲ４６３ＡをＲ４１０Ａとの比較対象として選んだ理由は、点線Ｃｒで囲まれた循環組成比が、レシーバ６内に液冷媒が存在しなくなる（初期冷媒量に対するレシーバ６内のガス冷媒量の比が１になる）という臨界的状態に図９に示された循環組成比の中で最も近い循環組成比であるためである。
【００４９】
図９に示されるように、調整ネジ３５の変位量割合の範囲は、２％以上２７１％以下である。調整ネジ３５の変位量割合の範囲を、２％以上２７１％以下とすることにより、冷凍サイクル装置２００において想定される過熱度および蒸発温度を、Ｒ４６３ＡおよびＲ４１０Ａのいずれによっても実現することができる。また、Ｒ４６３Ａの循環組成比が変化することが考慮して冷凍サイクル装置２００とは異なる仕様の冷凍サイクル装置を設計する必要がないため、Ｒ４６３Ａを使用可能な冷凍サイクル装置の製造コストを抑制することができる。なお、Ｒ４６３Ａの循環組成比が変化していない間は、実施の形態１と同様に調整ネジ３５の変位量割合の範囲を−７８％以上−１％以下とすることにより、冷凍サイクル装置２００において想定される過熱度および蒸発温度を、Ｒ４６３ＡおよびＲ４１０Ａのいずれによっても実現することができる。
【００５０】
また、実施の形態１と同様に、ばね定数の差の割合またはばね定数および変位量の積の割合を、−７８％以上−１％以下または２％以上２７１％以下としてもよい。
【００５１】
以上、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置によれば、非共沸混合冷媒の循環組成比が変化しても、所望の動作状態を実現することができる。
【００５２】
今回開示された各実施の形態および変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態および変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５３】
１  圧縮機、２  凝縮器、３，３Ａ，３Ｂ  温度式膨張弁、４  蒸発器、５  感温筒、６  レシーバ、１０  制御装置、１１  記憶部、３０  筐体、３１  ダイアフラム、３２  軸体、３３  弁体、３４，３４Ａ〜３４Ｄ  ばね、３５  調整ネジ、３５Ａ  ベース、１００，２００  冷凍サイクル装置、ＦＰ  流路。
【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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【国際調査報告】
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