(57)【要約】【課題】冷温蔵装置において加熱する複数個の収納庫の温度設定値を異ならせることを、簡単な構成で低価格で実現する。【解決手段】冷媒を臨界点を超える温度で放熱させると、冷媒が異なる温度域を有しての放熱となる。そのため圧縮機４０に近い放熱器３０での冷媒温度が最も高く、膨張弁４２に近い放熱器３６での冷媒温度が最も低くなる。従って放熱器３０、放熱器３２、放熱器３４、放熱器３６の順に通過する冷媒温度は低くなる。そのため、それぞれの放熱器が隣接する収納庫の温度設定値は異なったものとなる。【選択図】図２
2006125800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を収納する収納庫を複数個有し、冷媒を圧縮機、複数個の放熱器、膨張機構、蒸発器に循環させ、前記収納庫内を前記放熱器で加熱する冷温蔵装置であって、
それぞれの前記放熱器は前記圧縮機と前記膨張機構との間で直列に接続されるとともに前記冷媒を臨界点を超える温度で放熱し、それぞれの前記収納庫内の温度を異ならせることを特徴とする冷温蔵装置。
【請求項２】
前記複数個の放熱器のうちの少なくとも一つを熱源とする給湯装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の冷温蔵装置。
【請求項３】
前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷温蔵装置。
【請求項４】
前記複数個の放熱器が前記収納庫内および前記給湯装置の微生物を不活化させる温度で不活化させる時間加熱することを特徴とする請求項３に記載の冷温蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱、冷却した収納庫に食品等を保管する冷温蔵装置に関し、特に複数個の収納庫を有しそれぞれの収納庫の温度設定が異なる冷温蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷温蔵装置は収納庫の加熱、冷却を同時に行う必要があるため、ヒートポンプサイクルの放熱器（凝縮器）と蒸発器を熱源に利用したものが多い。そして、複数の加熱する収納庫の温度設定がそれぞれ異なる冷温蔵装置では、放熱器を複数個設け、それぞれの放熱器を並列に接続し、冷媒を分流させている。
【０００３】
例えば、２個の収納庫の加熱が必要な冷温蔵装置では、ヒートポンプサイクルの圧縮機と膨張弁との間に２個の放熱器を並列に設けている。そして２個の放熱器への冷媒流量を調整するための電磁弁を設け、個々の収納庫を独立に温度制御できるようにしている（特許文献１参照）。
【０００４】
このように従来の冷温蔵装置では、加熱する複数個の収納庫の温度設定を異ならせるのに放熱器毎に冷媒流量を変えるのが最も簡単なため、個々の放熱器は並列接続されていた。
【特許文献１】特開２０００−３０４３９７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、個々の放熱器を並列接続すれば、配管長が長くなり装置が複雑化するとともに放熱器毎に電磁弁を必要とするため、冷温蔵装置の高価格化を引き起こすという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、加熱する複数個の収納庫の温度設定を異ならせる冷温蔵装置であっても、簡単な構成で低価格とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、物品を収納する収納庫を複数個有し、冷媒を圧縮機、複数個の放熱器、膨張機構、蒸発器に循環させ、収納庫内を放熱器で加熱する冷温蔵装置であって、それぞれの放熱器は圧縮機と膨張機構との間で直列に接続されるとともに冷媒を臨界点を超える温度で放熱し、それぞれの収納庫内の温度を異ならせることである。
【０００８】
このように冷媒を臨界点を超える温度、すなわち過熱蒸気から過冷却液の領域で放熱すると、湿り蒸気の領域とは異なり放熱に伴い冷媒温度が低下する。従って、放熱器を圧縮機と膨張機構の間に直列に接続しておくと、それぞれの放熱器を通過する冷媒温度が異なり、それぞれの収納庫内の温度を異ならせることができる。従って装置構成も簡単となり、電磁弁も必要なくなる。
【０００９】
また本発明は、複数個の放熱器のうちの少なくとも一つを熱源とする給湯装置を備えてもよい。このような構成とすることで、任意の温度の湯を取り出すことができ、単に保温、保冷するだけでなく給湯もできる利便性の高い冷温蔵装置とすることができる。
【００１０】
また、本発明の冷温蔵装置で使用される冷媒を、二酸化炭素としてもよい。二酸化炭素を冷媒とすると、通常使用する温度域の放熱圧力と蒸発圧力の比、すなわち圧縮比を３前後にでき、圧縮機に過重な負担をかけることがない。
【００１１】
また本発明の冷温蔵装置は、複数個の放熱器が収納庫内および給湯装置の微生物を不活化させる温度で不活化させる時間加熱するようにしてもよい。収納庫内および給湯装置を高温雰囲気で一定時間保持することで、それらの内部で生息する微生物を加熱により不活化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加熱する複数個の収納庫の温度設定を異ならせる冷温蔵装置であっても、装置構成も簡単で低価格にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図1は本発明の第１の実施の形態の冷温蔵装置の断面図で、具体的には病院等で使用される配膳カートおよび列車内で使用される車両用冷温蔵装置がその例である。
【００１５】
冷温蔵装置１０は５個の収納庫１２、１４、１６、１８、２０を有し、そのうち４個は加熱して保温する収納庫１２、１４、１６、１８で、１個は冷却して保冷する収納庫２０である。そして、収納庫１２と収納庫１４との間に放熱器３２、収納庫１４と収納庫１６との間に放熱器３４、収納庫１６と収納庫１８との間に放熱器３６、収納庫２０の上側に蒸発器３８が設置されている。また、給湯装置２２が冷温蔵装置１０の最上部に取り付けられ、給湯タンク２４内部に放熱器３０が設置されている。ここで放熱器３０、３２、３４、３６は保温のための加熱源であり、蒸発器３８は保冷のための冷却源である。そして、収納庫１２、１４、１６、１８、２０および給湯タンク２４は断熱壁２６で囲まれている。また、キャスター２８で冷温蔵装置１０を移動させることができる。
【００１６】
次に本発明の第1の実施の形態の冷温蔵装置に搭載された冷媒回路について説明する。圧縮機４０は冷媒を圧縮し高温、高圧にして吐出する。そして高温となった冷媒は、放熱器３０で給湯タンク２４内の水と熱交換して放熱される。さらに冷媒は順に放熱器３２、放熱器３４、放熱器３６を通過し収納庫１２，１４、１６、１８を加熱することにより放熱される。膨張弁４２は、冷媒を膨張させて低圧にする。蒸発器３８では低圧となった冷媒が蒸発し、周囲より蒸発潜熱を奪うことで収納庫２０が冷却される。そして冷媒は圧縮機４０に戻り、冷媒回路を循環する。
【００１７】
ここで、放熱器３０では冷媒温度が最も高く、給湯タンク２４内の水を高温の湯にできる。そして放熱器３２、放熱器３４、放熱器３６を通過するにしたがい冷媒温度も下がり、収納庫１２、収納庫１４、収納庫１６、収納庫１８の温度設定値もこの順に低くなる。例えば収納庫１２の温度設定値を８０℃、収納庫１４を６５℃、収納庫１６を５０℃、収納庫１８を３０℃とすることもできる。これらの温度設定値は冷媒の放熱時の圧力、流量、放熱器の大きさ等でほぼ決まるが、より温度設定値を精度よくするために放熱器にファンを設け、庫内への伝熱量を制御してもよい。さらに収納庫それぞれの温度を温度設定値付近に維持するために、サーモスタットをつけ冷凍サイクルの運転と停止を制御するようにしてもよい。また収納庫２０は、蒸発器３８により例えば５℃〜１０℃の温度設定値とすることもできる。
【００１８】
なお冷媒としては二酸化炭素（ＣＯ２）が適している。すなわち冷媒として二酸化炭素を用いると、冷媒回路における高圧と低圧の比である圧縮比を小さな範囲とすることができ、圧縮機４０に過大な負担をかけることなく１００℃以上の高温冷媒も容易に得られる。
【００１９】
次に、放熱器を直列に接続して収納庫内の温度を異ならせることができる理由を説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る冷媒特性図で、冷媒として二酸化炭素を用いた場合で説明する。図２はモリエ線図とも呼ばれ、冷媒の圧力、エンタルピをそれぞれ縦軸、横軸に取ったものである。飽和液線と飽和蒸気線が交差した点が臨界点で、二酸化炭素の場合は温度３１℃、圧力７．４ＭＰａである。また図２で左上から右下にかけての曲線は、冷媒の等温線である。そして図２は、この冷媒特性図に本発明の第１の実施の形態の冷温蔵装置の冷媒回路図を書き込んでいる。この冷媒回路は冷媒が反時計方向に循環する。すなわち、湿り蒸気域の冷媒は蒸発器で飽和蒸気となり、圧縮機で圧縮され過熱蒸気となる。過熱蒸気となった冷媒は、圧力一定の下に放熱器で放熱し、過冷却液となる。そして、膨張弁等の膨張機構で圧力が低下し、湿り蒸気となって蒸発器に戻る。
【００２０】
ここで図２に示すように、冷媒は放熱器３０、３２、３４、３６で等温線を横切って放熱している。従って、放熱器３０、放熱器３２、放熱器３４、放熱器３６の順に通過する冷媒温度は低くなる。そのため、それぞれの放熱器が隣接する収納庫の温度設定値は異なったものとなる。冷媒を湿り蒸気域で放熱させると、相変化に伴い気液二相で温度一定であるが、このように冷媒の臨界点を超える温度で放熱させると、冷媒が異なる温度域を有しての放熱となる。そのため圧縮機４０に近い放熱器３０での冷媒温度が最も高く、膨張弁４２に近い放熱器３６での冷媒温度が最も低くなる。
【００２１】
このような冷媒および装置構成にすることで、高温給湯が可能となり、温度設定レベルを数段階とした保温収納庫および保冷収納庫を一体とした冷温蔵装置を実現できる。そして個々の放熱器に冷媒流量を調節する電磁弁を設ける必要がなく、簡単な構成のため低価格で実現できる。
【００２２】
次に、本発明の第１の実施の形態の冷温蔵装置内の微生物の不活化について説明する。収納庫の温度設定値がおおよそ６０℃以下であると、微生物の生育にとって適した環境である。しかしこのような収納庫を一定時間、高温加熱することでその内部の微生物を不活化することができる。上述したように冷媒を二酸化炭素とすると１００℃以上の高温冷媒が容易に得られるため、この高温冷媒を利用した高温加熱が可能となる。
【００２３】
通常の温度設定値が約６０℃以下の収納庫を高温加熱するには、圧縮機４０の吐出圧を上げ、それぞれの放熱器の放熱温度を６０℃以上に上げるようにすればよい。また図３に示すように、本発明の第１の実施の形態の冷温蔵装置の冷媒回路に四方弁４４を付加する。収納庫２０を保冷庫として使用する場合、冷媒の流れは図３のＡ方向であるが、四方弁４４により冷媒の流れをＢ方向に切り替えると、蒸発器３８が放熱器となり、収納庫２０を高温加熱することも可能となる。このように、放熱器の温度を一定時間上げて収納庫内の微生物を不活化することができる。また冷媒回路の流れを切り替えて保冷用の収納庫内の微生物も不活化することができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態の冷温蔵装置の断面図で、具体的には保温、保冷の両機能を有する飲料の自動販売機の例である。冷温蔵装置５０は、保温用の収納庫５２、５４、５６と、保冷用の収納庫５８とを備え、それぞれの収納庫は断熱壁６０で囲まれている。そして収納庫５２、収納庫５４、収納庫５６にはそれぞれ放熱器６４、放熱器６６、放熱器６８が、収納庫５８には蒸発器７２が備えられている。冷媒は圧縮機６２で高温、高圧となり、放熱器６４、放熱器６６、放熱器６８で放熱した後、膨張弁７０で圧力を下げ蒸発器７２で蒸発し圧縮機６２に戻る。
【００２５】
また本発明の第２の実施の形態の冷温蔵装置においても、冷媒として二酸化炭素を用いると、容易に１００℃前後の冷媒温度が得られる。さらに臨界点を超える温度で冷媒を放熱することで、収納庫の温度設定値を異ならせることができる。さらに高温加熱による収納庫内の微生物の不活化も可能となる。
【００２６】
このように自動販売機で、複数の温度レベルの保温用の収納庫と保冷用の収納庫とを備えることで、好みの温度レベルで保温された飲料を選択できる。また、給湯装置（図示していない）を備えることで、即席麺等の給湯により調理する即席食品にも適用できる。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施の形態と一部が異なる冷温蔵装置の断面図である。図５は、放熱器７４と放熱器７６とを並列に接続するとともに、それらに放熱器６８を直列に接続した構成である。このような構成とすることにより、同一温度の冷媒が放熱器７４と放熱器７６とに分岐するため、それらをそれぞれ備えた収納庫５２、収納庫５４の温度設定値をほぼ等しくできる。そのためほぼ等しい温度設定値の収納庫を大きくとることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の冷温蔵装置によれば、加熱する複数の収納庫の温度設定を異ならせても装置構成も簡単で低価格にでき、配膳カートや自動販売機等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の冷温蔵装置の断面図
【図２】同実施の形態に係る冷媒特性図
【図３】同実施の形態の冷媒回路に四方弁を付加した冷温蔵装置の断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態の冷温蔵装置の断面図
【図５】同実施の形態の一部が異なる冷温蔵装置の断面図
【符号の説明】
【００３０】
１０，５０    冷温蔵装置
１２，１４，１６，１８，２０，５２，５４，５６，５８    収納庫
２２    給湯装置
２４    給湯タンク
２６，６０    断熱壁
２８    キャスター
３０，３２，３４，３６，６４，６６，６８，７４，７６    放熱器
３８，７２    蒸発器
４０，６２    圧縮機
４２，７０    膨張弁
４４    四方弁
【図１】
2006125800.tif 000003
【図２】
2006125800.tif 000004
【図３】
2006125800.tif 000005
【図４】
2006125800.tif 000006
【図５】
2006125800.tif 000007