(57)【要約】【課題】加熱ヒータの使用を制限して、低コストで消費電力の少ない自動販売機の冷媒回路を提供する。【解決手段】圧縮機と、庫外の凝縮器と、第１の膨張手段と、第１の庫内熱交換器とを配管接続し、第１の庫内熱交換器より冷媒を戻す態様で圧縮機にリターンパイプを接続する冷却循環回路とともに、圧縮機と、庫内を加熱する第２の庫内熱交換器と、第２の膨張手段と、庫内を冷却する第１の庫内熱交換器とを配管接続し、第１の庫内熱交換器より冷媒を戻す態様で圧縮機にリターンパイプを接続する加熱冷却循環回路を構成した冷媒循環回路において、圧縮機のプロセスパイプとリターンパイプとを接続し、分配調整手段によりプロセスパイプとリターンパイプへの分配比を調整することにより、冷媒回路の効率を上げる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を凝縮する室外の凝縮器と、冷媒を膨張させる第１の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する第１の室内熱交換器とを配管接続し、前記第１の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる冷却循環回路を構成するとともに、
前記圧縮機と、冷媒を凝縮させて室内を加熱する第２の室内熱交換器と、冷媒を膨張させる第２の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する前記第１の室内熱交換器とを配管接続し、前記第１の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる加熱冷却循環回路を構成した冷媒循環回路において、
前記圧縮機は、その内部に冷媒を圧縮するピストンシリンダ部と、該ピストンシリンダ部内から圧縮した冷媒を流出させる冷媒流出部と、圧縮機内部に開口部を有し圧縮する冷媒を流入される冷媒流入部とを有し、
前記圧縮機の外部には、前記冷媒流出部と直結するディスチャージパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、当該開口部の近傍位置に取設されたサクションパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、前記サクションパイプよりも離隔した位置に取設されたプロセスパイプとを有し、
前記リターンパイプからの配管を流入口に接続し、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプからの配管を流出口に接続して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへ流出させる冷媒量を調整する分配調整手段を設けたことを特徴とする冷媒回路。
【請求項２】
外気温度を検知する外気温度センサと、室内温度を検知する室内温度センサと、該室内温度センサにより冷却・加熱の運転を制御する制御手段を有し、
当該制御手段は外気温度に基づいて分配調整手段の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流出させる冷媒量を分配させることを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶、ビン、パック、ペットボトル等の容器に入れた飲料等の商品を冷却または加熱して販売に供する自動販売機等の冷媒回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化に対して二酸化炭素の排出量削減が課題となっており、自動販売機も省エネ型が開発されている。その１方式として従来は排熱していた凝縮器の熱を庫内の加熱に利用するヒートポンプ方式の自動販売機が注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この方式での自動販売機では、庫内、庫外の各熱交換器に複数の電磁弁を設け、電磁弁を切り替えることにより、庫内の熱交換器を凝縮器として作用をさせてヒートポンプ運転を行う。例えば、２室を加熱、1室を冷却する場合には、庫外の熱交換器を休止させ、加熱する庫内の熱交換器を凝縮器として作用させ、冷却する庫内の熱交換器を蒸発器として作用させるように電磁弁を切り替えることでヒートポンプ運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０９９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の自動販売機では、外気温が低いときには、凝縮器として作用させる庫内熱交換器の凝縮温度が低下するためにヒータを使用する。ヒータによる加熱はヒートポンプ運転による加熱と比較して熱効率が悪いので、ヒータを使用する割合が高くなれば、その分だけ消費電力が増加することになる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、上記の課題を解決して、ヒータの使用を極力制限することにより、消費電力の少ない自動販売機等の冷媒回路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】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒回路は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を凝縮する室外の凝縮器と、冷媒を膨張させる第１の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する第１の室内熱交換器とを配管接続し、前記第１の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる冷却循環回路を構成するとともに、前記圧縮機と、冷媒を凝縮させて室内を加熱する第２の室内熱交換器と、冷媒を膨張させる第２の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する前記第１の室内熱交換器とを配管接続し、前記第１の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる加熱冷却循環回路を構成した冷媒循環回路において、前記圧縮機は、その内部に冷媒を圧縮するピストンシリンダ部と、該ピストンシリンダ部内から圧縮した冷媒を流出させる冷媒流出部と、圧縮機内部に開口部を有し圧縮する冷媒を流入される冷媒流入部とを有し、前記圧縮機の外部には、前記冷媒流出部と直結するディスチャージパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、当該開口部の近傍位置に取設されたサクションパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、前記サクションパイプよりも離隔した位置に取設されたプロセスパイプとを有し、前記リターンパイプからの配管を流入口に接続し、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプからの配管を流出口に接続して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへ流出させる冷媒量を調整する分配調整手段を設けたことを特徴とする冷媒回路。
【０００８】
本発明に係る請求項２の冷媒回路は、請求項１に記載の冷媒回路において、外気温度を検知する外気温度センサと、室内温度を検知する室内温度センサと、該室内温度センサにより冷却・加熱の運転を制御する制御手段を有し、当該制御手段は外気温度に基づいて分配調整手段の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流出させる冷媒量を分配させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る請求項１の冷媒回路は、圧縮機の冷媒流入部の開口部の近傍位置に取設されたサクションパイプと、前記冷媒流入部の開口部に離隔した位置に取設されたプロセスパイプとを有し、リターンパイプからの配管を流入口に接続し、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプからの配管を流出口に接続して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへ流出させる冷媒量を調整する分配調整手段を設けたことにより、前記プロセスパイプより流入する冷媒が圧縮機の圧縮工程前に吸入する前に圧縮機の内部にて昇温するので、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流入する冷媒の分配比を調整することにより、適切な過熱度、凝縮温度および蒸発温度が確保できる結果、ヒータの使用を制限でき、消費電力が低く抑えることができる。
【００１０】
本発明に係る請求項２の冷媒回路は、外気温度に基づいて分配調整手段の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流出させる冷媒の分配比を調整することにより、さらにきめ細かく過熱度、凝縮温度および蒸発温度を調整できるので、冷却加熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る自動販売機を示す斜視図。
【図２】図１に示した自動販売機の断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る冷媒回路図。
【図４】図１に示した自動販売機の圧縮機の模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＡＡで示す断面図，（ｄ）はＢＢで示す断面図
【図５】図３に示す運転時のモリエル線図。
【図６】制御装置のブロック図。
【図７】外気温度のよる分配弁の操作量を示す制御の動作表。
【図８】庫内温度のよる分配弁の操作量の補正量を示す制御の動作表。
【図９】３室を全て冷却する冷却単独運転における冷媒の流れを示す回路図。
【図１０】２室を加熱し、１室を冷却するヒートポンプ運転における冷媒の流れを示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る自動販売機における冷媒回路の好適な実施例１を詳細に説明する。なお、この実施例１によりこの発明が限定されるものではない。
図１の斜視図、図２の断面図、図３の冷媒回路図において、自動販売機は、前面が開口した直方状の断熱体として形成された本体キャビネット１０と、その前面に設けられた外扉２０および内扉３０と、本体キャビネット１０の内部を上下２段に底板１１にて区画形成し、上部を例えば２つの断熱仕切板４０ｗによって仕切られた３つの独立した商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、下部に商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却もしくは加熱する冷却／加熱ユニット６０を収納する機械室５０と、外扉２０の内側に配設され、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより自動販売機の冷却、加熱運転などを制御する制御手段９０と、を有して構成されている。
【００１３】
より詳細に説明すると、外扉２０は、本体キャビネット１０の前面開口を開閉するためのものであり、図には明示していないが、この外扉２０の前面には、販売する商品の見本を展示する商品展示室、販売する商品を選択するための選択ボタン、貨幣を投入するための貨幣投入口、払い出された商品を取り出すための商品取出口２１等々、商品の販売に必要となる構成が配置してある。なお、２２は吸排気口である。
【００１４】
内扉３０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの前面を開閉し、内部の商品を保温するものであり、上下２段に分割され内部に断熱体を有する箱型形状の構造体である。上側の内扉３０ａは、一端を外扉２０に軸支し、他端を外扉２０に係着して、外扉２０の開放と同時に上側の内扉３０ａを開放させて、商品の補充を容易にするものである。下側の内扉３０ｂは、一端を本体キャビネット１０に軸支し、他端を本体キャビネット１０に不図示の掛金にて掛着して、外扉２０を開放したときには、閉止した状態であり、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の冷却もしくは加熱した空気が流出することを防ぎ、メンテナンス時など必要に応じて開放できるものである。
【００１５】
商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品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商品収納庫４０ａ、４０ｃ、４０ｂの順番に大きな態様で配分されている。本実施例は、商品収納庫４０ａを冷却専用とし、商品収納庫４０ｂ、４０ｃを冷却加熱兼用としている。その商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、それぞれ、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納し、販売信号により1個ずつ商品を排出するための商品搬出機構を備えた商品収納ラックＲ、排出された商品Ｓを内扉３０ｂに取設された搬出扉３１を介して外扉の販売口２１へ搬出する商品搬出シュート４２を有している。
【００１６】
商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ下部には庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃが取設され、庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃは商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの庫内温度を検知するためのものである。
【００１７】
機械室５０内部には外気温度センサＴｏが取設され、外気温度センサＴｏは外気の温度を検出するためのものである。
冷却／加熱ユニット６０は、機械室５０内に圧縮機６１、凝縮器６２、第１の膨張器（膨張手段）６３、第２の膨張器（膨張手段）７９、分流器６４、アキュムレータ６９、補助熱交換器７６、リリーフ弁７７、３方調整弁（分配調整手段）８１を取設し、底板１１を跨いで庫内に蒸発器（第１の室内熱交換器）６５ａ、庫内熱交換器（第１、第２の室内熱交換器を兼用する）６５ｂ、６５ｃの各機器を冷媒配管で接続されるとともに、電気通電により加熱するヒータ６６ｂ，６６ｃを有して構成されている。冷却／加熱ユニット６０は、冷却加熱の運転モードに応じて、庫内（室内）に冷却または加熱した空気を循環させて商品収納ラックＲ内の商品Ｓを冷却または加熱するものである。
【００１８】
冷却加熱用の圧縮機６１は、冷媒を圧縮して回路内を循環させるためのもので、冷却運転時には、蒸発温度が約−１０℃、凝縮温度が約４０℃で使用され、加熱運転時には、蒸発温度が約−１０℃、凝縮温度が約７０℃で使用される。
【００１９】
また、圧縮機６１は、図４の模式図で示されるように、厚肉鋳鉄で囲われた本体６１ｆと、圧縮機６１を固定する架台６１ａを有している。圧縮機内部６１ｉには、冷媒を圧縮するピストンシリンダ部６１ｐｃと、ピストンを駆動させるモータ６１ｍと、ピストンシリンダ部６１ｐｃから圧縮した冷媒を流出させるディスチャージポート（冷媒流出部）６１ｄｐと、圧縮機内部６１ｉに開口部を有し圧縮する冷媒を流入されるサクションポート（冷媒流入部）６１ｓｐを有し、本体６１ｆの外周部には、冷媒を流入出させる3本の配管であるディスチャージパイプ６１ｄ、サクションパイプ６１ｓ、プロセスパイプ６１ｐが溶接されている。
【００２０】
ディスチャージパイプ６１ｄは、ピストンシリンダ部６１ｐｃ内で圧縮された冷媒を冷媒回路内に吐出するための配管であり、圧縮機内部６１ｉとは連通せずにピストンシリンダ部６１ｐｃと直結をしている。
【００２１】
サクションパイプ６１ｓは冷媒回路より圧縮機６１に戻る冷媒をサクションポート６１ｓｐに吸引するための配管である。サクションパイプ６１ｓは、サクションポート６１ｓｐの開口部近傍の位置にその開口部６１ｓｐｏを圧縮機内部６１ｉに向けて本体６１ｆに接続されている。サクションパイプ６１ｓより吸引された冷媒は、一度本体６１ｆ内の流入したのち、サクションポート６１ｓｐに吸引され、ピストンシリンダ部６１ｐｃ内で圧縮される。
【００２２】
プロセスパイプ６１ｐは、圧縮機内部６１ｉと連通して、本体６１ｆ内の真空引き、冷媒封入、冷媒引出しなどに使用される配管である。プロセスパイプ６１ｐは、サクションパイプ６１ｓと比較してサクションポート６１ｓｐより離間してその開口部６１ｐｏを圧縮機内部６１ｉに向けて本体６１ｆに接続されている。冷媒の吸引管にプロセスパイプ６１ｐを使用することにより、圧縮機内部６１ｉに流入する冷媒は、図４（ｄ）の矢印で示す経路を通過するので、その間に加温されることになる。
【００２３】
凝縮器６２は、フィンチューブ型の熱交換器であり、冷却運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。凝縮器６２の後部にはファン６２ｆが取設され、ファン６２ｆは機械室５０の前面開口部より空気を吸入し、凝縮器６２による凝縮熱を吸入するとともに、圧縮機６１の排熱を吸収して、機械室５０の背面開口部へ排気するためのものである。
【００２４】
第１の膨張器６３は、冷却運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、温度膨張弁、電子膨張弁である。
分流器６４は、膨張器６３で断熱膨張させられた冷媒を蒸発器６５ａ，庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに分配するためのものである。
【００２５】
蒸発器６５ａは、商品収納庫４０ａを冷却するためのものであり、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃは、商品収納庫４０ｂ、４０ｃを冷却もしくは加熱するためのものである。また、蒸発器６５ａ、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃは、各商品収納庫の下部に取設され、風胴１６７で囲繞され、その後方にファン６５ｆが取設され、その後方にダクト１６７ｄが取設されている。商品収納庫内の冷却と加熱は、蒸発器６５ａ、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃにより冷却もしくは加熱された空気を商品収納庫内の商品Ｓに送風し、図２中の矢印で示すようにダクト１６７ｄより循環回収することにより行われる。
【００２６】
ヒータ６６ｂ、６６ｃは庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃの前方に取設され、商品収納庫４０ｂ、４０ｃの加熱の補助を行うものであり、具体的には、庫内の温度が所定の温度以下の時に通電される。このヒータ６６ｂ、６６ｃは従来よりも発熱容量が少ないものであり、仕様により省略も可能である。
【００２７】
凝縮器電磁弁６８は、圧縮機６１と凝縮器６２間の冷媒通路を開閉するものであり、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃは、圧縮機６１と庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃ間の圧縮された冷媒の通路を開閉するものである。第１の冷却器入口電磁弁７０ａ，第２の冷却器入口電磁弁７０ｂ，７０ｃは分流器６４と蒸発器６５ａ、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃ間の膨張された冷媒の通路を開閉するものであり、冷却器出口電磁弁７２ｂ，７２ｃは、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃと圧縮機６１と間の蒸発された冷媒の通路を開閉するものである。
【００２８】
アキュムレータ６９は、蒸発器６５ａ，庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃから蒸発された冷媒を流入し、気液分離させて液冷媒を貯留し、気体冷媒を圧縮機６１に戻すための密閉した容器である。また、アキュムレータ６９は、回路の冷媒循環に余った冷媒を貯留するための容器でもある。
【００２９】
補助熱交換器７６は、フィンチューブ型の熱交換器であり、加熱運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。
第２の膨張器７９は、加熱運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、温度膨張弁、電子膨張弁である。
【００３０】
リリーフ弁７７は、圧縮機６１と凝縮器６２との間に取設され、凝縮器電磁弁６８、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃが故障をして圧縮機６１が異常圧力を発生した時に、冷媒を凝縮器６２に回避して、圧縮機６１の破損を防ぐためのものである。
【００３１】
３方調整弁８１は、一の入口配管８１１と二の出口配管Ａ８１２、出口配管Ｂ８１３を有し、内部に取設された弁（不図示）を移動することにより出口配管Ａ８１２、出口配管Ｂ８１３より吐出する冷媒量を調整するものであり、たとえば、電動式ボール調整弁である。なお、内部に取設された弁は、外部に取設されたモータ８１４により駆動される。
【００３２】
冷却／加熱ユニット６０の冷媒回路構成について、図３を参照しつつ詳述する。冷媒回路は、庫内の冷却のみを行う冷却循環回路６０Ａと庫内の冷却加熱を同時に行う（ヒートポンプ運転を行う）加熱冷却循環回路６０Ｂを有している。なお、図中の点線の囲いは、冷却専用の商品収納庫４０ａと、冷却加熱兼用の商品収納庫４０ｂ、４０ｃを模式的に示している。
【００３３】
冷却循環回路６０Ａは、圧縮機６１のディスチャージパイプ６１ｄより、凝縮器電磁弁６８、凝縮器６２、第１の膨張器６３を経由して、分流器６４に接続し、分流器６４より一方は第１の冷却器入口電磁弁７０ａ、蒸発器６５ａを経由して集合器６７に接続し、また、分流器６４より他方は第２の冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃ、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃを経由して集合器６７に接続し、リターンパイプ８０からの配管がアキュムレータ６９を経由して３方調整弁８１の入口配管８１１と接続し、３方調整弁８１の出口配管Ａ８１２がサクションパイプ６１ｓに接続する配管と、出口配管Ｂ８１３がプロセスパイプ６１ｐに接続する配管とに分岐をして圧縮機６１に接続している
一方、加熱冷却循環回路６０Ｂには、冷却循環回路６０Ａに加えて、圧縮機６１と凝縮器電磁弁６８との接続点より並列接続された加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを介して、第２の冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃと庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃ入口側との中間点（接続点）１６８ｂ、１６８ｃとそれぞれ接続し、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃの出口側からそれぞれ逆止弁７１，７１を介して結合した後、補助熱交換器７６、第２の膨張器７９を経由して分配器６４へ接続する管路とが設けられている。
【００３４】
しかして、加熱冷却循環回路６０Ｂは、圧縮機６１のディスチャージパイプ６１ｄから加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを介し庫内熱交換器６５ｃ、６５ｂに接続され、庫内熱交換器６５ｃ、６５ｂから逆止弁７１、７１を介して補助熱交換器７６、第２の膨張器７９を経由して分配器６４に接続され、分流器６４から第１の冷却器入口電磁弁７０ａを介して蒸発器６５ａに接続され、集合器６７、リターンパイプ８０、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１のプロセスパイプ６１ｐに戻る回路である。
【００３５】
上記の冷凍サイクルの運転状態を図５に示すモリエル線図にて、リターンパイプ８０からサクションパイプ６１ｓへ流れる場合とリターンパイプ８０からプロセスパイプ６１ｐへ流れる場合とを比較して模式的に説明する。
【００３６】
リターンパイプ８０からサクションパイプ６１ｓへ流れる場合には、冷媒は図５中の点線で示された経路を循環する。すなわち、蒸発器６５ａの出口近傍点Ｑ１で低温低圧の気相の状態に蒸発された冷媒は、リターンパイプ８０、サクションパイプ６１ｓを経由して圧縮機内部６１ｉに入りサクションポート６１ｓｐからピストンシリンダ部６１ｐｃの入口部Ｑ２に入り、ピストンシリンダ部６１ｐｃ内で圧縮され、ディスチャージポート６１ｄｐの出口部Ｑ３にて高温高圧の状態で吐出する。吐出した冷媒は、庫内熱交換器６５ｃ，６５ｂの入口部の近傍Ｑ４より凝縮を開始し、庫内熱交換器６５ｃ，６５ｂの出口部の近傍Ｑ５にて凝縮を終了し、高温高圧の液相となる。この液相の冷媒は、第２の膨張器７９の入口部から膨張をして第２の膨張器７９の出口部Ｑ６で低温低圧の気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器６５ａ内で蒸発して気相の状態になり、蒸発器６５ａの出口近傍点Ｑ１に戻る。
【００３７】
一方、リターンパイプ８０からプロセスパイプ６１ｐへ流れる場合には、冷媒は図５中の実線で示された経路を循環する。すなわち、蒸発器６５ａの出口近傍点Ｐ1で低温低圧の気相状態に蒸発された冷媒は、リターンパイプ８０、プロセスパイプ６１ｐを経由して圧縮機内部６１ｉに入り、加熱状態である圧縮機内部６１ｉで温度が上昇をしてサクションポート６１ｓｐからピストンシリンダ部６１ｐｃの入口部Ｐ２に入る。この時温度はＱ２よりも高い状態を保持している。そして、高温度の冷媒がピストンシリンダ部６１ｐｃ内で圧縮されて高温高圧の状態となるので、ディスチャージポート６１ｄｐの内部Ｐ３の冷媒はＱ３と比較してさらに高温高圧の状態となる。すなわち、凝縮温度が高く保持できることになる。そして、庫内熱交換器６５ｃ，６５ｂの入口部の近傍Ｐ４にて高い凝縮温度で凝縮を開始し、庫内熱交換器６５ｃ，６５ｂ内にて凝縮を終了して、高温高圧の液相となる。この液相の冷媒は、第２の膨張器７９の入口部から膨張をして第２の膨張器７９の出口部Ｐ６で低温低圧の気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器６５ａ内で蒸発して気相の状態になり、蒸発器６５ａの出口近傍点Ｐ1に戻る。
【００３８】
したがって、３方調整弁８１によりプロセスパイプ６１ｐおよびサクションパイプ６１ｓへ流出させる冷媒量を調整することにより、図５で示した実線と点線の冷凍サイクルとの中間で冷媒回路の運転ができるので、すなわち、実線と点線の冷凍サイクルで凝縮温度、蒸発温度、および過熱度（Ｐ２とＰ１との温度差、Ｑ２とＱ１との温度差）を制御することができる。具体的には、加熱を重点に制御をする場合は、プロセスパイプ６１ｐ側に冷媒の分配量を増やして、凝縮温度、過熱度を上げ、冷却を重点に制御をする場合は、サクションパイプ６１ｓ側に冷媒の分配量を増やして、蒸発温度、過熱度を下げて運転することにより、冷媒回路の効率が向上し、ヒータの使用を制限できる結果、消費電力が低く抑えることができる。
【００３９】
制御手段９０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却加熱の運転モードにより冷却もしくは加熱の制御をするものである。図６に示すように内部にＣＰＵ、メモリを有し、運転モード設定ＳＷ９１の設定により決まる冷却加熱の運転モードに応じて冷媒回路の圧縮機運転、電磁弁開閉などの制御を行う。運転モードは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの冷却もしくは加熱の運転をＣ、Ｈで示すものであり、商品収納庫の左側から（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）順に、例えば、すべてが冷却の場合にはＣＣＣモード、右の商品収納庫４０ｃのみが加熱の場合にはＣＣＨモードなどと記す。また、制御手段９０は、メモリに記憶された冷却する庫内の上限温度Ｔｃｏｎ、下限温度Ｔｃｏｆｆ、加熱する庫内の上限温度Ｔｈｏｆｆ、下限温度Ｔｈｏｎ温度の範囲内になるように、温度庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより検知した温度により、圧縮機６１、凝縮器電磁弁６８、第１の冷却器入口電磁弁７０ａ、第２の冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃ、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃなどをＯＮ・ＯＦＦ制御するサーモサイクル運転により庫内温度を適温に維持する。
【００４０】
また、制御手段９０は、図７の制御の動作表に示すように外気温度Ｔにより３方調整弁８１の弁開度を決め、さらに、図８の制御の動作表に示すように庫内温度により３方調整弁８１の弁開度の補正を行う。
【００４１】
具体的には、図７に示すように外気温度センサＴｏよりの読み値（外気温度）Ｔが４℃以下のときは、出口配管Ａ８１２に５０％、出口配管Ｂ８１３に５０％に冷媒が分配されるように３方調整弁８１の弁開度を決める。また、外気温度センサＴｏよりの読み値Ｔが４℃より高く２０℃以下のときは、出口配管Ａ８１２に６０％、出口配管Ｂ８１３に４０％に冷媒が分配されるように３方調整弁８１の弁開度を決める。すなわち、外気温度が低いほどプロセスパイプ６１ｐに流す冷媒を多くして、凝縮温度、過熱度を上げる。
【００４２】
さらに、庫内温度により３方調整弁８１の弁開度を補正する。具体的には、加熱する庫内の上限温度Ｔｈｏｆｆ、加熱する庫内の庫内温度センサの温度Ｔ２、冷却する庫内の下限温度Ｔｃｏｆｆ、冷却する庫内の庫内温度センサの温度Ｔ１から次の補正温度△Ｔを求める。
【００４３】
△Ｔ＝（Ｔｈｏｆｆ−Ｔ２）−（Ｔ１−Ｔｃｏｆｆ）
なお、（Ｔｈｏｆｆ−Ｔ２）は加熱する庫内の加熱負荷を示し、（Ｔ１−Ｔｃｏｆｆ）は冷却する庫内の冷却負荷を示している。
【００４４】
図８に示すように補正温度△Ｔが５℃より大きい場合には出口配管Ａ８１２に−１０％、出口配管Ｂ８１３に＋１０％の冷媒が増減するように３方調整弁８１の弁開度を調整する。補正温度△Ｔが２℃より大きく５℃以下の場合には出口配管Ａ８１２に−５％、出口配管Ｂ８１３に＋５％に冷媒が増減するように３方調整弁８１の弁開度を調整する。すなわち、庫内の加熱負荷が庫内の冷却負荷より大きい場合には、冷凍サイクルの過熱度を増加させるようにプロセスパイプ６１ｐに流す冷媒を多くする。
【００４５】
かかる構成で運転モード設定ＳＷ９１の操作により運転モードをＣＣＣモードに設定すると、制御手段９０は凝縮器電磁弁６８、第１の冷却器入口電磁弁７０ａ、第２の冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃを開成し、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを閉止し、３方調整弁８１を１００％出口配管Ａ８１２に流出するように調整する。このとき、冷媒は図９の太線で示すように流れ、具体的には、圧縮機６１のピストンシリンダ部６１ｐｃで圧縮された高温冷媒は、ディスチャージパイプ６１ｄより吐出し、凝縮器６２にて凝縮され液体となり、膨張器６３で膨張して低温の気液二相流となり、分流器６４で三方に分流された後に蒸発器６５ａ、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに流入する。流入した冷媒は、蒸発器６５ａ、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃで蒸発して商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却し、蒸発した冷媒は集合器６７にて集合してリターンパイプ８０より液冷媒を貯留するアキュムレータ６９を介して気液分離されて、気相が３方調整弁８１より圧縮機６１のサクションパイプ６１ｓに入り、圧縮機内体６１ｉですぐにサクションポート６１ｓｐからピストンシリンダ部６１ｐｃに入り、再びピストンシリンダ部６１ｐｃで圧縮され吐出する。
【００４６】
このとき、リターンパイプ８０よりの戻り冷媒が１００％サクションパイプ６１ｓに入るので、図５中の点線の冷凍サイクルで運転されるので、蒸発温度が低く、過熱度が小さくなる結果、効率的な冷却運転が行われる。
【００４７】
また、運転モード設定ＳＷ９１の操作により運転モードをＣＨＨモードに設定すると、制御手段９０は、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃ、第１の冷却器入口電磁弁７０ａを開成し、凝縮器電磁弁６８、第２の冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃを閉止する。そして、制御手段９０は、外気温度センサＴｏにより図７に示すように３方調整弁８１の操作量を決め、庫内温度センサＴａ，Ｔｂ，Ｔｃにより図８に示すように３方調整弁８１の操作量を補正する。このとき圧縮機６１のピストンシリンダ部６１ｐｃで圧縮された高温冷媒は、図１０の太線で示すようにディスチャージパイプ６１ｄより加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃ、接続点１６８ｂ、１６８ｃを経由して庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに流入した冷媒は凝縮し、商品収納庫４０ｂ、４０ｃを加熱し、逆止弁７１，７１を介して集合し、補助熱交換器７６でさらに凝縮して第２の膨張器７９に流入する。第２の膨張器７９に流入した冷媒は、膨張して低温低圧の気液二相流となり分流器６４、第１の冷却器入口電磁弁７０ａを経由して蒸発器６５ａに流入する。蒸発器６５ａに流入した冷媒は、蒸発して商品収納庫４０ａを冷却し、集合器６７、リターンパイプ８０、アキュムレータ６９を経由して３方調整弁８１に入る。３方調整弁８１に流入した冷媒は、図７、図８で示される分配比にて圧縮機６１のサクションパイプ６１ｓ、プロセスパイプ６１ｐに入りサクションポート６１ｓｐからピストンシリンダ部６１ｐｃに戻る。このとき、図５中に示す実線と点線の冷凍サイクルの間で冷媒回路の運転が行われる。
【００４８】
上述のように、プロセスパイプ６１ｐより流入する冷媒が圧縮機６１の圧縮工程前に吸入する前に圧縮機の内部６１ｉにて昇温して、圧縮機６１の吐出温度が上昇をするので、プロセスパイプ６１ｐおよびサクションパイプ６１ｓへの流入する冷媒の分配比を調整することにより、適切な過熱度、凝縮温度および蒸発温度が確保できるので、ヒータの使用を制限できる結果、消費電力が低く抑えることができる。
【００４９】
また、外気温度Ｔｏに基づいて３方調整弁８１の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、プロセスパイプ６１ｐおよびサクションパイプ６１ｓへの流入する冷媒の分配比を調整することにより、さらにきめ細かく過熱度、凝縮温度および蒸発温度を調整できるので、冷却加熱効率を向上させることができる。
【００５０】
なお、上述の説明は、冷却加熱の運転モードをＣＨＨモードで説明をしたが、加熱を１室の商品収納庫で行うＣＣＨモード、ＣＨＣモードでも同様な効果が得られる。また、上述の説明は、２室の商品収納庫を冷却加熱兼用とした自動販売機で説明をしたが、１室のみの商品収納庫を冷却加熱兼用とした自動販売機でも同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明に係る冷媒回路は、缶、ビン、パック、ペットボトル等の容器に入れた飲料等の商品を冷却または加熱して販売する自動販売機の冷媒回路に適している。
【符号の説明】
【００５２】
１０    本体キャビネット
２０    外扉
３０    内扉
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ    商品収納庫
６０    冷却／加熱ユニット
６１    圧縮機
６１ｄ    ディスチャージパイプ
６１ｐ    プロセスパイプ
６１ｓｐ    サクションポート
６２    凝縮器
６３    第１の膨張器
６４    分流器
６５ａ    蒸発器
６５ｂ、６５ｃ    庫内熱交換器
６８    凝縮器電磁弁
６８ａ、６８ｂ    加熱器電磁弁
７０ａ    第１の冷却器入口電磁弁
７０ｂ、７０ｃ    第２の冷却器入口電磁弁
７２ｂ、７２ｃ    冷却器出口電磁弁
７９    第２の膨張器
８０    リターンパイプ
９０    制御装置
９１    運転モード選択ＳＷ
８１    ３方調整弁（分配調整手段）
８１１    入口配管
８１２、８１３    出口配管Ａ，Ｂ
８１４    モータ
【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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