(57)【要約】      （修正有）【課題】冷媒が冷媒冷却回路の高圧側で超臨界圧力の状態となる場合、冷媒量調整手段を使用せずに安定した冷凍サイクルを実行できる冷却装置、および、この装置を用いた自動販売機を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱手段と、冷媒の流量を調節する絞り手段と、冷媒を蒸発させて圧縮機に帰還させる複数の蒸発器を有する蒸発手段と、放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷媒冷却回路において、臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、蒸発手段の複数の蒸発器に冷媒を選択的に流入させ運転制御する。高圧側の放熱器の圧力が臨界圧力を超える場合に、補助蒸発器に冷媒を流すことで低圧側の配管容積を拡大し、高圧側の冷媒体積が減少し、圧力上昇を抑制できる結果、圧縮機の停止、損傷を回避でき、運転する蒸発器の伝熱面積が増加するので、冷却能力を高状態で維持できる。【選択図】      図３
2006125789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱手段と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り手段と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる複数の蒸発器を有する蒸発手段と、前記放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷却装置において、
前記臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、前記蒸発手段の複数の蒸発器に冷媒を選択的に流入させて運転する制御手段を備えたことを特徴とする冷却加熱装置。
【請求項２】
複数の蒸発器が並列または直列に配設された蒸発手段であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる複数の放熱器を有する放熱手段と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り手段と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発手段と、前記放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷却装置において、
前記臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、前記放熱手段の複数の放熱器に冷媒を選択的に流入させて運転する制御手段を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
複数の放熱器が並列または直列に配設された放熱手段であることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる複数の放熱器を有する放熱手段と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り手段と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる複数の蒸発器を有する蒸発手段と、前記放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷却装置において、
前記臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、前記蒸発手段の複数の蒸発器、および、前記放熱手段の複数の放熱器に冷媒を選択的に流入させて運転する制御手段を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
上記請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷却装置を備えてなること特徴とする自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶、ビン、パック、ペットボトルなどの容器に入れた飲料などの商品を冷却、加熱して販売に供する自動販売機の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
断熱筐体の庫内（ 例えば自動販売機の庫内）を冷却するための冷媒冷却回路は、圧縮機、放熱器、絞り部、蒸発器を結合して冷媒循環経路を形成し、一連の冷凍サイクルを実行して冷媒を循環させるものである。冷媒冷却回路を循環する冷媒としては、今日、一般的にＨＦ Ｃ 冷媒（ ハイドロフルオロカーボン） が使用されている。しかしながら、地球環境を保護する観点から、更に地球環境に対する影響の少ない冷媒の開発が要求されている。そこで、最近では、不燃性、安全性、不腐食性、更にオゾン層への影響が少ない等の点で、人体に悪影響を与えない二酸化炭素を冷媒として使用する冷媒冷却回路の開発が進められている。
【０００３】
ところで、冷媒冷却回路の冷媒として二酸化炭素を使用すると、二酸化炭素の臨界温度が約３１℃と低いことから、放熱器では、通常の外気温度で二酸化炭素の冷媒を放熱させても液化しない超臨界圧力の状態を生じる場合がある。この場合、冷媒冷却回路の高圧側（圧縮機の出力部分から絞り部の入力部分までの冷媒循環経路）の圧力が高くなり、冷媒冷却回路の低圧側（ 絞り部の出力部分から圧縮機の入力部分までの冷媒循環経路）での冷媒量が減少する。つまり、圧縮機は、低効率の過負荷運転を行うことになり、更に、過負荷運転が限界に達した時点で停止してしまうことになる。
【０００４】
そこで、上記の課題を解決する方法としてアキュムレータ、レシーバ等の冷媒量調整手段を冷媒循環経路に設けたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、電子膨張弁を冷媒循環経路に設け、高圧側が臨界圧力以上の場合には、弁回路を開いて低圧側の圧力を高めるとともに、低圧側配管内の冷媒量を増加させて高圧側配管内の冷媒体積を減少させる方法もある（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特表平７−５０２３３５号公報
【特許文献２】特開２００４−５４４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の従来装置では、冷媒量調整手段を配設するための専用空間が必要となるので、小型の断熱筐体では対応できない課題が生じる。また、冷媒量調整手段を付加するので、製品コストが上昇するという課題も生じる。また、特許文献２に記載の従来装置においては、低圧側の圧力を高めると冷媒の温度が上昇するため、庫内空気と冷媒の温度差が小さくなり、冷却能力が低下する問題が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、冷媒が冷媒冷却回路の高圧側で超臨界圧力の状態となる場合、上記の冷媒量調整手段を使用せずに安定した冷凍サイクルを実行できる冷却装置、および、この冷却装置を用いた自動販売機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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱手段と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り手段と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる複数の蒸発器を有する蒸発手段と、前記放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷却装置において、
前記臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、前記蒸発手段の複数の蒸発器に冷媒を選択的に流入させて運転する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る冷却装置は、上記請求項１において、複数の蒸発器が並列または直列に配設された蒸発手段であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる複数の放熱器を有する放熱手段と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り手段と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発手段と、前記放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷却装置において、
前記臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、前記放熱手段の複数の放熱器に冷媒を選択的に流入させて運転する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る冷却装置は、上記請求項３において、複数の放熱器が並列または直列に配設された放熱手段であることを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係る冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる複数の放熱器を有する放熱手段と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り手段と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる複数の蒸発器を有する蒸発手段と、前記放熱手段に流れる冷媒の臨界圧力を検出する臨界圧力検出手段とを有する冷却装置において、
前記臨界圧力検出手段の検出結果に応じて、前記蒸発手段の複数の蒸発器、および、前記放熱手段の複数の放熱器に冷媒を選択的に流入させて運転する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る自動販売機は、上記請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷却装置を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１，２に係る冷却装置によれば、高圧側の放熱器の圧力が臨界圧力を超える場合に、補助蒸発器に冷媒を流すことにより低圧側の配管容積を拡大させるので、高圧側の冷媒体積が減少し、圧力上昇を抑制できる結果、圧縮機の停止、損傷を回避でき、運転する蒸発器の伝熱面積が増加するので、冷却能力を高状態で維持できる。
【００１４】
また、本発明の請求項３，４に係る冷却装置によれば、高圧側の放熱器の圧力が臨界圧力を超える場合に、複数の放熱器に冷媒を流すことにより、高圧側配管容積が大きくなるので、放熱器内の圧力が上昇することを抑制することができる結果、放熱器内の冷媒が臨界点を越えることがなくなり、圧縮機の停止、損傷を回避でき、運転する蒸発器の伝熱面積が増加するので、冷却能力を高状態で維持できる。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る冷却装置によれば、高圧側の放熱器の圧力が臨界圧力を超える場合に、複数の蒸発器、複数の放熱器に選択的に冷媒を流す事により段階的に低圧側および高圧側の配管容積を拡大させるので、高圧側の冷媒体積が減少し、圧力上昇を抑制できる結果、より精細に圧縮機を安定に運転させ、圧縮機の停止、損傷を回避でき、運転する蒸発器の伝熱面積が増加するので、冷却能力を高状態で維持できる。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係る自動販売機によれば、上記冷却装置を備えているので、高圧側の放熱器の圧力が臨界圧力を超えないように冷却装置を運転できる結果、周囲温度が高い場合にでも安定して冷却運転ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）図１〜図４は、請求項１に係る本発明の冷却装置の形態を模式的に示した実施例１の説明図である。図１が冷却装置を搭載する自動販売機の正面図、図２がその自動販売機の横断面図、図３が冷却装置の冷媒回路、図４が自動販売機の制御ブロック図を示す。なお、以下においては、説明の便宜上、冷却装置は、自動販売機に適用されるものとして説明する。
【００１９】
これら図１および図２において、自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の断熱体として形成したものである。この本体キャビネット１には、その前面に外扉２と内扉３ａ，３ｂとが設けてあり、その内部に例えば２つの断熱仕切板４ａ，４ｂによって仕切られた３つの独立した商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃが左右に並んだ態様で設けてある。より詳細に説明すると、外扉２は、本体キャビネット１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉３ａ，３ｂは、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの前面を開閉するためのものである。この内扉３ａ，３ｂは、上下に分割してあり、上側の扉３ａは、商品を補充する際に開閉するものである。商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃは、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品Ｗを所望の温度に維持した状態で収容するためのものであり、その収納庫の容量は５ａ，５ｃ、５ｂの順に小さい。
【００２０】
商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃには、それぞれ、商品収納ラック６、搬出機構７および商品搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック６は、商品Ｗを上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けてあり、この商品収納ラック６に収納された商品群のうち最下部にある商品Ｗを一つずつ搬出するためのものである。商品搬出シュータ８は、その表面に搬出機構７から搬出された商品Ｗを商品取出口３ｃに導くためのものであり、また、その表面に多数の孔が穿設され、冷却加熱風を通過させるようにしてある。
【００２１】
上記本体キャビネット１の内部において商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの外部となる機械室９には、冷却装置１０が配設してある。
【００２２】
図３は、図１および図２に示した冷却装置（本発明の実施の形態に係る冷却装置）を概念的に示した概念図である。同図において、冷却装置１０は、圧縮機２０と、放熱ユニット３０と、電子膨張弁４０と、蒸発ユニット５００ａ，５０ｂ，５０ｃ（以下、単に蒸発ユニット５０とも称する）とを備えて構成してある。この冷却装置１０において、冷媒としては、不燃性、安全性、不腐食性を有し、更にオゾン層への影響が少ない二酸化炭素を用いている。
【００２３】
圧縮機２０は、蒸発ユニット５０からの冷媒（二酸化炭素）を圧縮して高温高圧の状態にするものである。この圧縮機２０は、２回に分けて圧縮動作を行う二段式圧縮機である。より詳細に説明すると、圧縮機２０は、１回目（最初）の圧縮動作を行う第１圧縮機２１と、２回目（最後）の圧縮動作を行う第２圧縮機２２とを有し、これらの間に中間熱交換器２３を設けてある。この中間熱交換器２３は、第１圧縮機２１による１回目の圧縮動作により圧縮された冷媒を冷却、すなわち放熱させて該冷媒を第２圧縮機２２に戻すものである。
【００２４】
このように、圧縮機２０は、中間熱交換器２３を介して２回の圧縮動作を実行することで、低消費電力で冷媒を所望の高温高圧の状態に圧縮することが可能になる。なお、本実施の形態では、第１圧縮機２１での１回目の圧縮によって冷媒を約４．９ＭＰａに圧縮し、第２圧縮機２２での２回目の圧縮によって冷媒を約９．８ＭＰａに圧縮する。
【００２５】
また、圧縮機２０には、オイルセパレータ２４が接続してある。オイルセパレータ２４は、圧縮機２０（第２圧縮機２２）から送出した冷凍機油を圧縮機２０（第１圧縮機２１）に戻すためのものである。冷凍機油は、圧縮機２０の内部における摩擦や冷媒漏れ等を防止するが、この冷凍機油を圧縮機２０の内部で完全に封止することが困難である。特に、上述のように圧縮機２０によって冷媒を高圧に圧縮しており、この圧力が従前の冷媒（例えばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン））を使用したときと比較してはるかに高圧であるので、圧縮機２０からの冷凍機油の送出量は多くなる。そこで、本実施の形態では、第２圧縮機２２の出口側と、第１圧縮機２１の入口側との間にオイルセパレータ２４を接続しており、第２圧縮機２２から送出した冷凍機油を第１圧縮機２１に戻すようにしている。図３中の符号２５は、圧縮機２０に戻る冷凍機油と冷媒の圧力を低減するためのキャピラリーチューブである。
【００２６】
ここに、圧縮機２０としては、レシプロ圧縮機、ロータリー圧縮機、スクロール圧縮機、あるいは、これらの圧縮能力を調整可能なインバータ圧縮機等を適用することができる。そして、冷却装置１０を配設する対象、環境、あるいは装置全体に要するコスト等に見合う圧縮機を適宜適用すれば良い。
【００２７】
放熱ユニット３０は、圧縮機２０で高温高圧の状態に圧縮された冷媒を、放熱させて冷媒を液化するものである。本実施の形態における放熱ユニット３０は、銅管とアルミフィンとで構成したフィンチューブタイプのものを使用している。また、放熱ユニット３０の入口部には、放熱ユニット３０の臨界圧力を監視するため臨界圧力検出手段としての放熱器温度センサ１１０が取設され、放熱ユニット３０の臨界圧力を冷媒の臨界温度として検出するものである。また、電子膨張弁４０は、放熱ユニット３０で放熱させた冷媒を断熱膨張させる、すなわち該冷媒を減圧して低温低圧の状態に調整するものである。なお、臨界圧力検出手段は圧力センサであっても良い。
【００２８】
蒸発ユニット５０は、電子膨張弁４０で低温低圧の状態に断熱膨張させた冷媒を蒸発させるものである。この冷媒が蒸発することにより、蒸発ユニット５０の周辺領域は、熱が奪われることになり、冷却される。
【００２９】
上記蒸発ユニット５０は、図２に示したように、複数の商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃをそれぞれ独立して冷却するために、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部に配設してある。つまり、蒸発ユニット５００ａ，５０ｂ，５０ｃは、電子膨張弁４０から３方に分岐したそれぞれの経路に接続してある。さらに、蒸発ユニット５００ａは、蒸発器５１ａと補助蒸発器５３ａが並列に接続され、補助蒸発器５３ａは、蒸発器５１ａよりも容量が小さいものである。
【００３０】
また、それぞれの経路には、電磁弁５２ａ，５４ａ、５２ｂ，５２ｃが設けてあり、電磁弁５２ａ，５４ａ、５２ｂ，５２ｃを選択的に開成することで、対応する蒸発ユニット５００ａ，５０ｂ，５０ｃに電子膨張弁４０からの冷媒が送出されることになる。一方、各蒸発ユニット５００ａ，５０ｂ，５０ｃの出口側の経路は、互いに集合して圧縮機２０の第１圧縮機２１に接続してある。
【００３１】
各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部における蒸発ユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃの近傍には、ヒータＨ、庫内送風ファンＦおよび循環ダクトＤ等が設けてある。ヒータＨは、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの空気（内部雰囲気）を加熱、すなわち商品収納ラック６に収納してある商品Ｗを加熱するためのものである。庫内送風ファンＦは、蒸発ユニット５０で冷却された空気（冷気）、あるいはヒータＨで加熱された空気（暖気）を送風することにより、蒸発ユニット５０からの冷熱、あるいはヒータＨからの高熱を商品Ｗに熱伝達させるものである。庫内送風ファンＦにより送風された空気は、循環ダクトＤを通じて循環することになる。また、図２中の符号７１は、庫内送風ファンＦをカバーするファンカバーであり、符号７２は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃ内の温度を検出する温度センサである。
【００３２】
上述した圧縮機２０、放熱ユニット３０、電子膨張弁４０および蒸発ユニット５０、並びにこれらを接続する経路等により、冷媒を循環させるための冷媒循環路Ｌが形成してある。そして、この冷媒循環路Ｌには、内部熱交換器６０が設けてある。内部熱交換器６０は、放熱ユニット３０からの高圧の冷媒と、蒸発ユニット５０からの低圧の冷媒とを熱交換させるものである。より詳細に説明すると、内部熱交換器６０の内部には、放熱ユニット３０で放熱させた冷媒が流れる冷媒管路６１と、蒸発ユニット５０で蒸発させた冷媒が流れる冷媒管路６２とが、互いに熱交換可能な距離を有して非接触向流する態様で配設してある。
【００３３】
図４は、自動販売機の制御ブロックを示す図である。制御装置１００は、商品収納庫５ａ，５ｂ，５ｃの冷却加熱の運転モードにより、庫内温度を検出して冷却装置１０、加熱ヒータＨの運転を制御し、商品収納庫内の商品を所望の温度に設定するためのものである。
【００３４】
制御装置１００は、より詳細に説明すると、商品収納庫５ａ，５ｂ，５ｃの冷却または加熱のモードを設定する運転モード選択スイッチ１０５、放熱器３１の入口温度を検出する放熱器温度センサ１１０、商品収納庫５ａ，５ｂ，５ｃの庫内温度を検出する庫内温センサ７２を入力とし、圧縮機２０、ヒータＨの起動停止、電磁弁５２，５４を開閉するものである。
【００３５】
以上のような構成を有する冷却装置１０は、次のようにして自動販売機の商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部雰囲気を冷却することができる。ここでは、商品収容庫５ａの内部雰囲気のみを冷却するものとしてその動作を説明する。
【００３６】
商品収容庫５ａの内部雰囲気のみを冷却する場合、他の商品収容庫５ｂ，５ｃの内部に配設してある蒸発ユニット５０ｂ，５０ｃに冷媒を循環させる必要はない。そのため、電磁弁５２ａのみを開成状態にし、他の電磁弁５４ａ、５１ｂ，５１ｃは閉成状態にしてある。また、商品収容庫５ａの内部に配設されたヒータＨはオフ状態になっている。
【００３７】
冷媒循環路Ｌにおける冷媒は、圧縮機２０で２回に分けて圧縮される。より詳細に説明すると、冷媒は、第１圧縮機２１で圧縮（約４．９ＭＰａに圧縮）され、その後、中間熱交換器２３に送出される。中間熱交換器２３に送出された冷媒は、該中間熱交換器２３で放熱して冷却される。中間熱交換器２３で冷却された冷媒は、再び第２圧縮機２２に送出され、該第２圧縮機２２で圧縮（約９．８ＭＰａに圧縮）され、高温高圧の状態になる。この場合において、第２圧縮機２２から冷媒とともに送出された冷凍機油は、オイルセパレータ２４によって第１圧縮機２１の入口側に戻ることになる。
【００３８】
高温高圧の状態の冷媒は、放熱器３１に送出され、該放熱器３１で放熱して冷却される。放熱器３１で冷却された冷媒は、内部熱交換器６０を通じて電子膨張弁４０に送出され、該電子膨張弁４０で減圧されて断熱膨張し、低温低圧の状態になる。
【００３９】
低温低圧の状態の冷媒は、開成状態にある電磁弁５２ａを通じて蒸発器５１ａに送出される。蒸発器５１ａに送出された冷媒は、該蒸発器５１ａの周辺領域から熱を与えられて蒸発する。換言すると、蒸発器５１ａの周辺領域は、冷媒が蒸発することにより熱を奪われて冷却されて冷気が生成する。生成した冷気は、庫内送風ファンＦの作用により図２中の矢印で示したように吹き出し、これにより、商品収容庫５ａの内部雰囲気は冷却されることになる。このように商品収容庫５ａの内部雰囲気が冷却されると、該商品収容庫５ａの内部に配設された商品収納ラック６に収納された商品Ｗは、所望の温度状態（例えば、約５℃）に冷却されることになる。
【００４０】
蒸発ユニット５００ａで蒸発した冷媒は、内部熱交換器６０を通じて圧縮機２０（第１圧縮機２１）に送出され、該圧縮機２０で圧縮されて上記サイクルを繰り返すことになる。
【００４１】
そして、このような冷却装置１０の運転状態において、例えば外気温が高い場合など放熱器温度センサ１１０の温度が冷媒の臨界温度を越える場合が発生する。この時、制御装置１００は、電磁弁５４ａを開放する。
【００４２】
冷媒を補助蒸発器５３ａに流す事により、低圧側の配管容積が拡大することになるので、高圧側の冷媒体積が減少し、圧力上昇を抑制できる結果、圧縮機の停止、損傷を回避することが出来る。また、低圧側の冷媒量を増加するように電子膨張弁４０の開度を大きくすることにより、低圧側の圧力が下がり、蒸発温度が上昇しても、伝熱面積が補助蒸発器５３ａの分だけ伝熱面積が増加している結果、熱交換能力は高状態で維持される。
【００４３】
また、放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度より低い所定温度（例えば２５℃）より下がれば、制御装置１００は、電磁弁５４ａを閉止する。このことにより、冷媒循環量が過度に低下することを防止することになるので、高い冷却能力を維持することが出来る。
【００４４】
図５は、請求項１，２に係る本発明の冷却装置に関する別の実施例２を示す冷媒回路図である。同図に示す冷却装置１０ａにおいて、実施例１と異なるところは、冷却装置１０ａの蒸発ユニット５００ａを２個の蒸発器を直列に接続した構成であり、その他の構成は実施例１と同一である。より詳細に説明すると、蒸発ユニット５００ａは、電磁弁５２ａ、蒸発器５１ａ、電磁弁５５ａ、補助蒸発器５３ａと直列に接続し、蒸発器５１ａ、電磁弁５５ａの中間に電磁弁５６ａを介してバイパス回路を接続させた構成である。
【００４５】
かかる構成において、商品収納庫５ａのみを冷却運転を行う場合には、電磁弁５２ａ、５６ａを開成状態し、電磁弁５５ａを閉成状態とする。この状態での冷媒回路の動作は、実施例１と同一なので説明を省略する。
【００４６】
このような冷却装置１０ａの運転状態において、放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度を越えると、制御装置１００は電磁弁５５ａを開放し、電磁弁５６ａを閉止する。
【００４７】
冷媒を補助蒸発器５３ａに流す事により、低圧側の配管容積を拡大することになるので、実施例１と同様な理由で高圧側の圧力上昇を抑制できる。
【００４８】
図６は、実施例１を応用した別の実施例３を示す冷媒回路図である。同図の冷却装置１０ｂにおいて、実施例１との相違点は、各商品収納庫５に蒸発器５１、補助蒸発器５３を各１台づつ並列に接続した構成であり、その他の構成は実施例１と同一である。
【００４９】
冷却加熱の運転モードが一室のみをコールド運転にする場合は、実施例１と同じ動作となるので、ここでは、３室がコールド運転をする運転モードの場合について説明する。
【００５０】
運転モード選択スイッチ１０５より３室コールド運転の信号が入ると、制御装置１００は、電磁弁５２ａ、５２ｂ、５２ｃを開成状態とし、電磁弁５４ａ、５４ｂ、５４ｃを閉成状態とする。
【００５１】
この冷却装置１０ｂの運転状態において、放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度を越えると、制御装置１００は商品収納庫の大きい順番に電磁弁５４を開放する。より詳細に説明すると、制御装置１００はセンサ１１０の温度を検出しながら電磁弁５４ａ、５４ｃ、５４ｂの順番に開放する。
【００５２】
また、放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度以下（例えば２５℃）になれば、制御装置１００は上記と逆の順番で電磁弁５４を開放する。
【００５３】
このように補助蒸発器５３が３個あるので、低圧側の配管容積が３段階に拡大することができるため、実施例１と比較してきめ細かい制御が可能である。
【００５４】
なお、上記電磁弁５４の開成順序は、補助蒸発器５３の小さい順に行ってもよい。
【００５５】
（実施の形態２）図７、８は、請求項３、４に係る本発明の冷却装置の形態を模式的に示した実施例４の説明図である。図７が冷媒回路図を示し、図８が制御ブロック図を示す。実施例１と相違する点は、放熱ユニット３００、蒸発ユニット５０ａと制御装置１０１である。より詳細に説明すると、放熱ユニット３００は、２段目の圧縮機２２の出口から内部熱交換器６１との間に電磁弁３５をその直前に直列接続した補助放熱器３３が放熱器３１と並列接続する構成である。また、蒸発ユニット５０ａは補助蒸発器がなく蒸発器５１ａと電磁弁５２ａで構成され、制御装置１０１は出力側に新たに補助放熱器３３に関する電磁弁３５が追加された構成である。その他の構成は実施例１と同一である。
【００５６】
かかる構成において、冷却装置１０ｃの動作を商品収納庫５ａのみが冷却される運転モードについて説明をする。その他の運転モードにおいても動作は同様である。
【００５７】
初期の運転時は、電磁弁５２ａが開成状態で電磁弁３５、５２ｂ、５２ｃが閉成状態にあり、動作は実施例１と同一であるので、その説明を省略する。
【００５８】
放熱器温度センサ１１０の温度が上昇をして冷媒の臨界圧力を超える温度に達すると、制御回路１０１は補助放熱器用の電磁弁３３を開放する。すると、２段目の圧縮機２２より流出する冷媒は、放熱器３１、補助放熱器３３に分流し、各放熱器の出口後に合流して中間熱交換器６１に流れる。
【００５９】
冷媒が放熱器３１と補助放熱器３３とに流れることにより、高圧側配管容積が大きくなるため、放熱器内の圧力を上昇させることを抑制することができる。このことにより、放熱器内の冷媒が臨界点を越えることがなくなるので、圧縮機の停止、損傷をすることなく、安定して冷却運転を継続できる。
【００６０】
放熱器温度センサ１１０の温度が下降して安定点（例えば２５℃）に達すると、制御回路１０１は補助放熱器用の電磁弁３５を閉成状態にする。このことにより、放熱ユニット３００内の配管容積が減少し、液冷媒の滞留量が減少するので、冷媒回路に流れる冷媒循環量の低下が抑制される結果、冷却能力が高状態で維持される。
【００６１】
図９は、請求項３，４に係る本発明の冷却装置に関する別の実施例５を示す冷媒回路図である。同図に示す冷却装置１０ｄにおいて、実施例４と相違する点は、放熱ユニット３１０の放熱器３１と補助放熱器３２を直列接続した構成にあり、その他の構成は実施例４と同一である。より詳細に説明すると、放熱ユニット３０は、放熱器３１と補助放熱器３３を電磁弁３５を介して直列に接続し、放熱器３１の出口と補助放熱器３３の出口との間を電磁弁３６を介してバイパス回路を接続させた構成である。
【００６２】
かかる構成において、商品収納庫５ａのみを冷却運転を行う場合には、電磁弁３６、５２ａを開成状態し、電磁弁３５、５２ｂ、５２ｃを閉成状態止とする。この時の冷媒の流れは実施例４と同一であり、説明を省略する。
【００６３】
放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度を越えると、制御装置１０１は電磁弁３５を開放し電磁弁３６を閉止する。このことにより、実施例４の動作と同様に高圧側配管容積が大きくなるため、放熱器内の圧力を抑制し、安定した冷却運転が維持できる。
【００６４】
図１０は、請求項５に係る本発明の冷却装置に関する別の実施例６を示す冷媒回路図である。同図に示す冷却装置１０ｅは、実施例１の冷却装置１０に実施例４の放熱器ユニット３００を組合せた構成であり、その他の点は実施例１と同一である。
【００６５】
かかる構成において、商品収納庫５ａのみを冷却運転を行う場合には、電磁弁５２ａを開成状態し、電磁弁３５、５４ａ、５２ｂ、５２ｃを閉成状態とする。この時の冷媒の流れは実施例１と同一であり、説明を省略する。
【００６６】
放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度を越えると、制御装置１０１は電磁弁５４ａを開放する。このことにより、実施例１の動作と同様に低圧側配管容積が大きくなるため、放熱ユニット内の圧力を抑制し、安定した冷却運転が維持できる。また、それでもまだ放熱器温度センサ１１０の温度が臨界温度を越える場合には、電磁弁３５を開放する。このことにより、実施例４の動作と同様に高圧側配管容積が大きくなるため、放熱ユニット内の圧力を抑制し、安定した冷却運転が維持できる。
【００６７】
上記のように補助蒸発器５３ａ、補助放熱器３３があるので、放熱ユニット内の圧力を２段階に抑制することができるため、実施例１と比較してきめ細かい制御が可能となる。
【００６８】
なお、上記電磁弁の開成順序は、電磁弁３５を開放してから電磁弁５４ａを開放しても良い。
【００６９】
また、本発明の実施の形態に係る自動販売機によれば、上記冷却装置を備え、制御装置で冷媒の流れを制御しているので、冷凍能力および運転効率を良好なものとしながら圧縮機への損傷を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明は、例えば断熱筐体の内部雰囲気を冷却するための冷却装置および自動販売機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動販売機を模式的に示した正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自動販売機を模式的に示した断面側面図である。
【図３】本発明の実施例１の冷却装置を概念的に示した冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る自動販売機の制御ブロック図である。
【図５】本発明の実施例２の冷却装置を概念的に示した冷媒回路図である。
【図６】本発明の実施例３の冷却装置を概念的に示した冷媒回路図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る実施例４の冷却装置を概念的に示した冷媒回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る自動販売機の制御ブロック図である。
【図９】本発明の実施例５の冷却装置を概念的に示した冷媒回路図である。
【図１０】本発明の実施例６の冷却装置を概念的に示した冷媒回路図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０    冷却装置
２０    圧縮機
２１    第１圧縮機
２２    第２圧縮機
２３    中間熱交換器
３０    放熱ユニット
３１    放熱器
３３    補助放熱器
３４    電磁弁
３５    電磁弁
４０    電子膨張弁
５０    蒸発ユニット
５１    蒸発器
５２    電磁弁
５３    補助蒸発器
５４    電磁弁
６０    内部熱交換器
１００  制御装置
１１０  放熱器温度センサ
【図１】
2006125789.tif 000003
【図２】
2006125789.tif 000004
【図３】
2006125789.tif 000005
【図４】
2006125789.tif 000006
【図５】
2006125789.tif 000007
【図６】
2006125789.tif 000008
【図７】
2006125789.tif 000009
【図８】
2006125789.tif 000010
【図９】
2006125789.tif 000011
【図１０】
2006125789.tif 000012