(57)【要約】冷凍システム（２０）は、膨張装置（６３）と並列に配置した増加圧力逃がし弁（６２）を有する。
2008533431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を流路に沿って送り出す圧縮機（２２）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の下流の前記流路に沿っていて、ガス冷却器として動作する第１の熱交換器（２４）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の上流の前記流路に沿っていて、前記システムの内部空間にある内容物を冷却するために、蒸発器として動作する第２の熱交換器（２８）と、
前記第１の熱交換器（２４）の下流で、前記第２の熱交換器（２８）の上流の前記流路にある膨張装置（６３）と、
前記膨張装置と並列に配置した増加圧力逃がし弁（６２）と、
を備えることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記増加圧力逃がし弁（６２）は、純粋な機械式弁であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記膨張装置（６３）は純粋な機械式装置であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記増加圧力逃がし弁（６２）は、通常は閉じており、基本的に、前記第１の熱交換器のすぐ下流と前記第２の熱交換器のすぐ上流のそれぞれの圧力によって生じた合力に応じて開くように構成されたことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
バイアス力が前記合力と反対方向に作用し、このバイアス力は、
補助ばね（９４）によるバイアス力と、
システム状態センサ（１１０）によって付与されたバイアス力と、
外気圧力によって発生したバイアス力と、
の中の少なくとも１つから成ることを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記増加圧力逃がし弁（６２）が、膨張装置（６３）と一体とされたことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記膨張装置（６３）は、前記増加圧力逃がし弁との共通胴体部（７０）に固定オリフィス（１２０）を備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記膨張装置（６３）は非ＥＥＶ装置から成ることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記増加圧力逃がし弁は、板金から成るばね膜（８４）を有し、他のばねを有していないことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記増加圧力逃がし弁は、膜（８４）およびバイアスコイルばね（９４）を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記膨張装置の上流流路部分（７６）および下流流路部分（７８）は、前記増加圧力逃がし弁を構成する反バイアス有効面積部を有し、小さい方は大きい方の１０％以上であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
屋外に配置される、外部電源駆動の、内蔵式飲料用冷却器であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
前記冷媒は、主質量部分がＣＯ2から成り、
前記第１および第２の熱交換器は、冷媒−空気熱交換器であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記冷媒は、基本的にＣＯ2から成り、
前記第１の熱交換器（２４）および前記第２の熱交換器（２８）は、それぞれ関連するファン（３０、３２）を備えた冷媒−空気熱交換器であり、前記第１の熱交換器を横断する空気流は、外部から外部への流れであり、前記第２の熱交換器を横断する空気流は、再循環する内部流であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記内容物とともに、容量の範囲が０．３リットル〜４．０リットルの複数の飲料容器を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
現金を入れて作動する自動販売機と、
前部が透明ドアで、後部が閉じた陳列ケースと、
上部から出し入れするクーラボックスと、
から成る群より選択されることを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を流路に沿って送り出す圧縮機（２２）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の下流の前記流路に沿っていて、ガス冷却器として動作する第１の熱交換器（２４）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の上流の前記流路に沿っていて、蒸発器として動作する第２の熱交換器（２８）と、
前記第１の熱交換器（２４）の下流で、前記第２の熱交換器（２８）の上流の前記流路にある膨張装置（６３）と、
前記膨張装置と並列に配置した増加圧力逃がし弁（６２）と、
を備えることを特徴とする遷臨界ＣＯ2冷凍システム。
【請求項１８】
遷臨界ＣＯ2冷凍システムを運転する方法であって、
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を圧縮して、流路に沿って送り出すことと、
圧縮部の下流の前記流路に沿って、前記圧縮した冷媒を冷却することと、
前記冷却した冷媒を膨張させることと、
前記膨張した冷媒を加熱することと、
を含み、前記膨張させることは、有効流れ制限部の上流および下流の各圧力から生じた力を足し合わせたものに基づいて、前記制限部を機械的に、自動的に変形させることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
遷臨界ＣＯ2冷凍システムを再製造するか、またはその構成を再編成する方法であって、基本となる構成が、
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を流路に沿って送り出す圧縮機（２２）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の下流の前記流路に沿っていて、ガス冷却器として動作する第１の熱交換器（２４）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の上流の前記流路に沿っていて、蒸発器として動作する第２の熱交換器（２８）と、
前記第１の熱交換器（２４）の下流で、前記第２の熱交換器（２８）の上流の前記流路にある膨張装置（２６）と、
を含む方法において、
増加圧力逃がし弁（６２）を前記膨張装置（２６）と並列に増設することと、
前記膨張装置（２６）を増加圧力逃がし弁（６２）および構造上異なる膨張装置（６３）と置き換えることと、
のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍に関する。より詳細には、本発明は、飲料用ＣＯ2冷却器などの遷臨界冷凍システムに関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
「増加圧力逃がし弁を備えた遷臨界冷凍（ＴＲＡＮＳＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ  ＷＩＴＨ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＡＤＤＩＴＩＯＮ  ＲＥＬＩＥＦ  ＶＡＬＶＥ）」という名称で２００５年３月１８日に出願された米国特許出願第６０／６６３，９５９号についての利益を主張するものである。「遷臨界蒸気圧縮システム用の高圧側圧力制御（ＨＩＧＨ  ＳＩＤＥ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＲＥＧＵＬＡＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＴＲＡＮＳＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＶＡＰＯＲ  ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ）」という名称で同日付けで本願とともに出願された同時係属国際出願ドケット０５−２５８−ＷＯは、従来技術および発明の冷却システムを開示している。本願は、そのシステムに対しての可能な修正形態を開示する。前記２つの出願の開示は、詳細に説明した場合と同様に、参照することで本明細書に組み込むものとする。
【背景技術】
【０００３】
遷臨界蒸気圧縮システムは、亜臨界蒸気圧縮システムと比較して、制御の自由度が多い。亜臨界システムでは、システムの高圧部品および低圧部品内の圧力は、主として熱交換器の流体温度によって制御される。システムが空気対空気システムの場合、蒸発器圧力は、蒸発器に入る空気の温度と強い相関があり、凝縮器圧力は、凝縮器に入る空気の温度と強い相関がある。これは、これらの温度が熱交換器内の飽和圧力と密接な相関関係があるためである。遷臨界システムでは、システムの高圧側は飽和特性が何らなく、そのため、圧力は温度から独立している。高圧側圧力の選択によって、システムの性能は非常に強く影響を受け、エネルギ効率を最大にする最適圧力が存在することは公知である。この最適圧力は、ユニットの運転条件が変更になると変わる。さまざまな方法で高圧側の圧力を制御することができるが、速度および容量が一定の圧縮機を有するシステムに対しては、膨張装置が最も強く影響する。
【０００４】
図１は、作動流体としてＣＯ2を利用する遷臨界蒸気圧縮システム２０を概略的に示している。このシステムは、圧縮機２２、ガス冷却器２４、膨張装置２６、および蒸発器２８を有する。典型的なガス冷却器および蒸発器は、それぞれ冷媒−空気熱交換器の形態をとることができる。これらの熱交換器の一方または両方を横切る空気流を強制送風することができる。例えば、１つまたは複数のファン３０、３２は、２つの熱交換器を横断する各空気流３４、３６を送風することができる。冷媒流路４０には、蒸発器２８の出口から、圧縮機２２の入口４２に延びる吸入ラインが含まれる。吐出ラインは、圧縮機の出口４４からガス冷却器の入口に延びる。さらなるラインは、ガス冷却器出口を膨張装置入口に接続し、膨張装置出口を蒸発器入口に接続する。
【０００５】
遷臨界運転と従来の運転の主な違いは、ＣＯ2の臨界温度が８７．８°Ｆであることから、ガス冷却器内の熱除去が超臨界領域でなされることである。したがって、圧力は単に温度だけに依存するわけではなく、これにより、システム運転に対するさらなる制御や最適化の問題が浮上する。
【０００６】
ガス冷却器の吐出温度が一定の場合、高圧側の圧力が増加するにつれて、冷媒の出口エンタルピは減少するので、ガス冷却器を通じてエンタルピ差がより大きくなる。ガス冷却容量は、冷媒の質量流量とガス冷却器両端のエンタルピ差とに依存する。飲料用冷却器の場合、蒸発器は、基本的に、冷却器の内部温度とすることができる。通常は、外部の状態にかかわらず、この温度を非常に狭い範囲に維持することが望ましい。例えば、内部を３７°Ｆに近接して維持することが望ましい。基本的に、この温度により、定常状態の圧縮機吸入圧力が決まる。
【０００７】
圧縮機吸入圧力が一定の場合、高圧側圧力が増加するにつれて、圧縮機で使用するエネルギ量が増加し、圧縮機の体積効率は低下する。圧縮機の体積効率が低下すると、システムを流れる流量は減少する。これら２つの相反する作用のバランスをとると、通常では、高圧側圧力が高くなるにつれて、ガス冷却容量が増える。しかし、特定の圧力を超えると、容量の増加量は非常に小さくなる。膨張装置では通常、等エンタルピ膨張するので、高圧側圧力が高くなるにつれて、通常、蒸発容量も増える。
【０００８】
蒸気圧縮システムのエネルギ効率である性能係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）（ＣＯＰ）は通常、消費したエネルギに対するシステム容量の比で表される。通常では、圧力が増加すると、容量もエネルギ消費もともに増えるので、２つの間のバランスが全ＣＯＰを決める。したがって、通常、可能な限りの高い性能をもたらす最適圧力が存在する。
【０００９】
電子式膨張弁（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｖａｌｖｅ）が通常、ＣＯ2蒸気圧縮システムのＣＯＰを最適化するために、高圧側の圧力を調整する装置２６として使用される。電子式膨張弁は通常、有効弁開口すなわち流れの容量を多数のとり得る状態（通常は１００を超える）に変えるために、ニードル弁に取り付けられたステッピングモータを有する。これにより、広範な運転条件にわたって高圧側圧力を良好に制御できる。弁の開口は、実際の高圧側圧力を所望の設定値に合わせるために、コントローラ５０によって電子制御される。コントローラ５０は、高圧側圧力を測定するためにセンサ５２に接続される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細が添付の図面に示され、以下に説明される。本発明の他の特徴、目的、および利点が、説明と図面から、さらに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１１】
様々な図面にある同じ参照番号および符号は同じ部材を示す。
【００１２】
増加圧力逃がし弁（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｄｄｉｔｉｏｎ  ｒｅｌｉｅｆ  ｖａｌｖｅ）（ＰＡＲＶ）は、主膨張装置と組み合わせて使用することができる。図２は、従来技術のシステム２０の修正形態として形成したシステム６０を示している。実施例では、ＰＡＲＶ６２および膨張装置６３は、ガス冷却器からの冷媒流路の高圧（上流）部分６４と蒸発器に向かう低圧（下流）部分６６の間で並列に接続されている。ＰＡＲＶ６２の両側の圧力を合わせたものは、ＰＡＲＶを開くように作用して、流れが通るのを可能にする。ＰＡＲＶおよび膨張装置を合体して組合せ弁６８とすることができる。
【００１３】
典型的な弁６８（図３）は、導管部分６４を受け入れる入口開口７２と、導管部分６６を受け入れる出口７４とを備えた胴体部７０を有する。入口開口７２および出口開口７４はそれぞれ、ともに胴体部内にある高圧空間７６および低圧空間７８に連通している。典型的な胴体部７０は、主要部分８０とそれに固定されたカバー８２とを有する。典型的なカバーは、膜８４の外縁部を封止し、主要部分８０に固定している。典型的な膜はディスク状のばね鋼板とされる。
【００１４】
膜は、胴体主要部分８０の着座面８８に通常は係合された／密着された前面／表面８６を有する。空間７６、７８は、表面８８にそれぞれの開口９０、９２を有する。開口９０、９２は通常、膜前面８６との係合によって塞がれている。特定の膜に十分な弾性がない（例えば、金属板ばねではなくフィルムなど）場合、バイアスばね９４がその係合を助けることができる。典型的なバイアスばね９４は、裏側／面９８と係合する第１の端部９６と、カバー８２の裏側１０２と係合する第２の端部１００とを有する圧縮コイルばねである。膜の裏側空間（バックスペース）１０４は、ばねを収容するように形成されている。カバーの開口１０６により、裏側空間１０４を基準圧力にさらすことができる。基準圧力は外気圧とすることができ、または真空もしくは他の密封した一定の圧力（この場合に、開口１０６は削除されてもよい）としてもよいし、またはシステムの状態に応じた圧力（例えば、導管１０８を介して、システム内の他の場所に配置されたＴＸＶタイプの感温筒１１０に接続して圧力を可変にする）としてもよい。この裏側圧力は、膜をその閉じた状態に維持するように働く。
【００１５】
高圧空間７６および低圧空間７８内の圧力は、それらの開口９０、９２の相対面積に基づき、かつ開口の位置などの機械的に有利な要因を反映して、膜に力を作用させる。これらの圧力は、裏側空間１０４の圧力と反対の方向に作用する。相対的なバランス。
【００１６】
高圧の力と低圧の力を合わせた結果が、膜の裏側にかかる裏側圧力とばね力を合わせた結果を超えたならば、その場合に、膜は外側に曲がって開いた状態（図４）になり、開口９０から出て開口９２に戻る（したがって、弁６８を通る）流れ１１２を可能にする。高圧の力と低圧の力を合わせた結果が、膜の裏側にかかる力を合わせたものを超えないならば、その場合に、膜は閉じたままで、ほとんど全く流れがないようにすることができる。このように、膜および関連する部品はＰＡＲＶとして働き、余分な圧力を制御したレベルに調整する。
【００１７】
ＰＡＲＶは、主膨張装置と組み合わせて使用されて、高圧を調整するより良好な機構をもたらす。主膨張装置は、さらに以下に説明するように単純なオリフィスとすることができるし、または毛細管、ＴＸＶ、ＥＸＶ、もしくは他の弁などの別のタイプの膨張装置とすることもできる。例えば、一実施例では、ＴＸＶタイプの弁を、ガス冷却器または凝縮器の出口温度を検出する感温筒とともに使用することができる。その他では、空気温度と、ガス冷却器吐出温度または凝縮器吐出温度との差を検出するために、二重感温筒ＴＸＶを使用することができる。
【００１８】
図３および図４の実施例では、流れ１２２を通すオリフィス１２０は、組合せ弁の固定した膨張装置部分の基本機能を与える。ＰＡＲＶという用語は、説明のために、純粋なＰＡＲＶと組合せ弁の両方を特定するのに使用できる。
【００１９】
典型的なシステム設計には、設計上の特定の外部（周囲）温度および内部温度を反映させることができる。設計上の典型的な周囲温度は、９０°Ｆ（３２℃）である。設計上の典型的なプルダウン温度は、１６°Ｆ（−９℃）である。
【００２０】
理論上の最適制御とは、ＣＯＰをできる限り高くする制御を言う。
【００２１】
図５は、最適制御による対策を行った場合の吐出圧力対周囲温度のプロット４００を示している。プロット４０２は、設計上の周囲圧力で同じ圧力をもたらすような寸法とされた固定オリフィスについて示している。低い方の周囲温度に対して、固定オリフィスでは、最適吐出圧力よりも高い吐出圧力を発生させる。高い方の周囲温度に対して、固定オリフィスでは、最適吐出圧力よりも低い吐出圧力を発生させる。プロット４０４は、最適値から大きく逸脱することさえある、圧力を一定とした場合について示している。
【００２２】
図６は、最適制御による対策を行った場合の性能係数対周囲温度のプロット４１０を示している。プロット４１２は、固定オリフィスについて示し、プロット４１４は、圧力を一定とした場合について示している。図７は、最適制御による対策を行った場合の容量対周囲温度のプロット４２０を示している。プロット４２２は、固定オリフィスについて示し、プロット４２４は、圧力を一定とした場合について示している。図５〜図７から、固定オリフィスでは、最適制御と比べて圧力差が小さいと分かる。この差が引き起こす効率（ＣＯＰ）の低下は比較的小さく、容量の減少はさらに小さい。固定オリフィス装置の価格の低さは、これらのわずかな性能の低下より重要であるかもしれない。しかし、別の検討もある。
【００２３】
図８は、最適制御による対策を行った場合のプルダウン中における吐出圧力対蒸発温度のプロット４３０を示している。プロット４３２は、固定オリフィスについて示し、プロット４３４は、圧力を一定とした場合について示す。プロット４３２から、プルダウン状態では、固定オリフィスは、最適制御よりもはるかに高い吐出圧力を発生させることが分かる。高い方の蒸発温度において、そのために高くなった圧力がシステムに損傷を与える恐れがある。したがって、単純な固定オリフィスだけを使用することに伴う問題は、プルダウン状態時（例えば、冷却する空間内が高温で、周囲温度が高いままシステムが始動した場合）など、低圧がはるかに高くなった場合に、高い（吐出）圧力がシステムのハードウェアの実用設計圧力を超えることである。ＰＡＲＶは、そのような高い吐出圧力を回避するように機能することができる。プロット４３６は、オリフィスとＰＡＲＶの組合せについて示し、温度が例示した７．５℃以上になるとプロット４３２から分かれ、ハードウェアの強度に基づいて選択された例示の１２０００ｋＰａに吐出圧力を制限するのを示している。ＰＡＲＶは、プルダウン時に圧力が特定の値を超えることができないようにし、したがって、システムが損傷を受けるのを防止し、固定オリフィス装置などの単純な圧力制御装置を使用できるようにする。高圧の調整に対するＰＡＲＶによる対策の趣旨は、最適圧力制御に非常に近いものとして動作するが、冷媒が過剰に流れる期間中には過度に加圧しない機構にある。
【００２４】
図９は、最適制御による対策を行った場合のプルダウン中における性能係数対蒸発温度のプロット４４０を示している。プロット４４２は、固定オリフィスについて示し、プロット４４４は、圧力を一定とした場合について示し、プロット４４６は、オリフィスにＰＡＲＶを加えた組合せについて示している。図１０は、最適制御による対策を行った場合の容量対周囲温度のプロット４５０を示している。プロット４５２は、固定オリフィスについて示し、プロット４５４は、圧力を一定とした場合について示し、プロット４５６は、オリフィスにＰＡＲＶを加えた組合せについて示している。プロット４４６、４５６から、効率（ＣＯＰ）は劇的な影響を受けず、一方容量は、ＰＡＲＶの使用によって、制御して最適圧力に調整する膨張装置に比較して実際に大きくなることが分かる。この効果として、プルダウン時間が低減され、したがって、装置の全体的なエネルギ消費も同様に減少する。
【００２５】
ＰＡＲＶを実装する特定の領域は、ボトル冷却器の中であり、そのボトル冷却器には、（周囲温度の変動が大きい）屋外に置くことができる、または屋外に置ける性能を持たなければならないものが含まれる。図１１は冷媒および空気処理システムを収容した取り外し可能なカセット２０２を有する典型的な冷却器２００を示している。典型的なカセット２０２は、ハウジングを構成するベース２０４のコンパートメントに取り付けられている。ハウジングは、左側壁および右側壁、後部壁／ダクト２１６、上部壁／ダクト２１８、前部ドア２２０、ならびにベースコンパートメントの間に内部空間２０６を有する。内部には、飲料容器２２４を保持する、垂直方向配列の棚２２２が含まれる。
【００２６】
典型的なカセット２０２は、ベース２２４の前部格子から空気流３４を引き込み、ベースの後部から空気流３４を排気する。カセットは、格子を取り外すか、または開くことにより、ベース前部から引き出すことができる。典型的なカセットは、後部ダクト２１０および上部ダクト２１８を経由して内部２０６を通る再循環流路に空気流３６を送り出す。
【００２７】
図１２は、典型的なカセット２０２をさらに詳細に示している。熱交換器２８は、断熱壁２４２によって画定される窪み２４０内に配置されている。熱交換器２８は、大部分がカセットの上方後部の象限に配置され、空気流３６を概略的に後方に通過させるように向けられて示され、空気流は、熱交換器を出た後で上向きになり、カセット上端の後部部分から排出される。ドレイン２５０は、壁２４２の底部を貫通して、流れ３６からの凝縮水をドレインパン２５２に送ることができる。水の集積体２５４がパン２５２内に見られる。パン２５２は、熱交換器２４の下流の流れ３４を通す空気ダクト２５６に沿っている。流れ３４内の加熱空気に集積体２５４を触れさせることで蒸発を促進することができる。
【００２８】
本発明の１つまたは複数の実施形態を説明した。それでも、本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができるのは当然のことである。例えば、既存のシステムの再製造または既存のシステム構成の再編成として実施する場合に、既存の構成の細部は、実施の細部に影響を与えることがあり得る。したがって、他の実施形態は添付の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術のボトル用ＣＯ2冷却器の概略図。
【図２】変更したボトル用ＣＯ2冷却器の概略図。
【図３】閉じた状態にある、図２の冷却器の増加圧力逃がし弁の断面図。
【図４】開いた状態にある、図２の冷却器の増加圧力逃がし弁の断面図。
【図５】３つの異なる膨張方法についての吐出圧力対周囲温度のグラフ。
【図６】前記３つの異なる膨張方法についての性能係数対周囲温度のグラフ。
【図７】前記３つの異なる膨張方法についての容量対周囲温度のグラフ。
【図８】前記３つの異なる膨張方法および発明の方法についてのプルダウン中の吐出圧力対蒸発温度のグラフ。
【図９】前記３つの異なる膨張方法および前記発明の方法についてのプルダウン中の性能係数対蒸発温度のグラフ。
【図１０】前記３つの異なる膨張方法および前記発明の方法についてのプルダウン中の容量対蒸発温度のグラフ。
【図１１】冷凍部および空気管理カセットを含む陳列ケースボトル冷却器の概略側面図。
【図１２】冷凍部および空気管理カセットの図。
【図１】
2008533431.tif 000003
【図２】
2008533431.tif 000004
【図３】
2008533431.tif 000005
【図４】
2008533431.tif 000006
【図５】
2008533431.tif 000007
【図６】
2008533431.tif 000008
【図７】
2008533431.tif 000009
【図８】
2008533431.tif 000010
【図９】
2008533431.tif 000011
【図１０】
2008533431.tif 000012
【図１１】
2008533431.tif 000013
【図１２】
2008533431.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月27日(2007.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を流路に沿って送り出す圧縮機（２２）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の下流の前記流路に沿っていて、ガス冷却器として動作する第１の熱交換器（２４）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の上流の前記流路に沿っていて、前記システムの内部空間にある内容物を冷却するために、蒸発器として動作する第２の熱交換器（２８）と、
前記第１の熱交換器（２４）の下流で、前記第２の熱交換器（２８）の上流の前記流路にある膨張装置（６３）と、
前記膨張装置と並列に配置した増加圧力逃がし弁（６２）と、
を備えることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記増加圧力逃がし弁（６２）は、純粋な機械式弁であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記膨張装置（６３）は純粋な機械式装置であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記膨張装置（６３）は固定オリフィス装置であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記増加圧力逃がし弁（６２）は、通常は閉じており、基本的に、前記第１の熱交換器のすぐ下流と前記第２の熱交換器のすぐ上流のそれぞれの圧力によって生じた合力に応じて開くように構成されたことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項６】
バイアス力が前記合力と反対方向に作用し、このバイアス力は、
補助ばね（９４）によるバイアス力と、
システム状態センサ（１１０）によって付与されたバイアス力と、
外気圧力によって発生したバイアス力と、
の中の少なくとも１つから成ることを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記増加圧力逃がし弁（６２）が、膨張装置（６３）と一体とされたことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記膨張装置（６３）は、前記増加圧力逃がし弁との共通胴体部（７０）に固定オリフィス（１２０）を備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記膨張装置（６３）は非ＥＥＶ装置から成ることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記増加圧力逃がし弁は、板金から成るばね膜（８４）を有し、他のばねを有していないことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記増加圧力逃がし弁は、膜（８４）およびバイアスコイルばね（９４）を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記膨張装置の上流流路部分（７６）および下流流路部分（７８）は、前記増加圧力逃がし弁を構成する反バイアス有効面積部を有し、前記反バイアス面積部の小さい方は前記反バイアス面積部の大きい方の１０％以上であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
屋外に配置される、外部電源駆動の、内蔵式飲料用冷却器であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記冷媒は、主質量部分がＣＯ2から成り、
前記第１および第２の熱交換器は、冷媒−空気熱交換器であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記冷媒は、基本的にＣＯ2から成り、
前記第１の熱交換器（２４）および前記第２の熱交換器（２８）は、それぞれ関連するファン（３０、３２）を備えた冷媒−空気熱交換器であり、前記第１の熱交換器を横断する空気流は、外部から外部への流れであり、前記第２の熱交換器を横断する空気流は、再循環する内部流であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
前記内容物とともに、容量の範囲が０．３リットル〜４．０リットルの複数の飲料容器を含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
現金を入れて作動する自動販売機と、
前部が透明ドアで、後部が閉じた陳列ケースと、
上部から出し入れするクーラボックスと、
から成る群より選択されることを特徴とする請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を流路に沿って送り出す圧縮機（２２）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の下流の前記流路に沿っていて、ガス冷却器として動作する第１の熱交換器（２４）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の上流の前記流路に沿っていて、蒸発器として動作する第２の熱交換器（２８）と、
前記第１の熱交換器（２４）の下流で、前記第２の熱交換器（２８）の上流の前記流路にある膨張装置（６３）と、
前記膨張装置と並列に配置した増加圧力逃がし弁（６２）と、
を備えることを特徴とする遷臨界ＣＯ2冷凍システム。
【請求項１９】
遷臨界ＣＯ2冷凍システムを運転する方法であって、
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を圧縮して、流路に沿って送り出すことと、
圧縮部の下流の前記流路に沿って、前記圧縮した冷媒を冷却することと、
前記冷却した冷媒を膨張させることと、
前記膨張した冷媒を加熱することと、
を含み、前記膨張させることは、有効流れ制限部の上流および下流の各圧力から生じた力を足し合わせたものに基づいて、前記制限部を機械的に、自動的に変形させることを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
遷臨界ＣＯ2冷凍システムを再製造するか、またはその構成を再編成する方法であって、基本となる構成が、
システム運転の少なくとも第１のモードで、冷媒を流路に沿って送り出す圧縮機（２２）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の下流の前記流路に沿っていて、ガス冷却器として動作する第１の熱交換器（２４）と、
前記第１のモードにある前記圧縮機の上流の前記流路に沿っていて、蒸発器として動作する第２の熱交換器（２８）と、
前記第１の熱交換器（２４）の下流で、前記第２の熱交換器（２８）の上流の前記流路にある膨張装置（２６）と、
を含む方法において、
増加圧力逃がし弁（６２）を前記膨張装置（２６）と並列に増設することと、
前記膨張装置（２６）を増加圧力逃がし弁（６２）および構造上異なる膨張装置（６３）と置き換えることと、
のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ＰＡＲＶを実装する特定の領域は、ボトル冷却器の中であり、そのボトル冷却器には、（周囲温度の変動が大きい）屋外に置くことができる、または屋外に置ける性能を持たなければならないものが含まれる。図１１は冷媒および空気処理システムを収容した取り外し可能なモジュール２０２を有する典型的な冷却器２００を示している。典型的なモジュール２０２は、ハウジングを構成するベース２０４のコンパートメントに取り付けられている。ハウジングは、左側壁および右側壁、後部壁／ダクト２１６、上部壁／ダクト２１８、前部ドア２２０、ならびにベースコンパートメントの間に内部空間２０６を有する。内部には、飲料容器２２４を保持する、垂直方向配列の棚２２２が含まれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
典型的なモジュール２０２は、ベース２２４の前部格子から空気流３４を引き込み、ベースの後部から空気流３４を排気する。モジュールは、格子を取り外すか、または開くことにより、ベース前部から引き出すことができる。典型的なモジュールは、後部ダクト２１０および上部ダクト２１８を経由して内部２０６を通る再循環流路に空気流３６を送り出す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図１２は、典型的なモジュール２０２をさらに詳細に示している。熱交換器２８は、断熱壁２４２によって画定される窪み２４０内に配置されている。熱交換器２８は、大部分がモジュールの上方後部の象限に配置され、空気流３６を概略的に後方に通過させるように向けられて示され、空気流は、熱交換器を出た後で上向きになり、モジュール上端の後部部分から排出される。ドレイン２５０は、壁２４２の底部を貫通して、流れ３６からの凝縮水をドレインパン２５２に送ることができる。水の集積体２５４がパン２５２内に見られる。パン２５２は、熱交換器２４の下流の流れ３４を通す空気ダクト２５６に沿っている。流れ３４内の加熱空気に集積体２５４を触れさせることで蒸発を促進することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【図１】従来技術のボトル用ＣＯ2冷却器の概略図。
【図２】変更したボトル用ＣＯ2冷却器の概略図。
【図３】閉じた状態にある、図２の冷却器の増加圧力逃がし弁の断面図。
【図４】開いた状態にある、図２の冷却器の増加圧力逃がし弁の断面図。
【図５】３つの異なる膨張方法についての吐出圧力対周囲温度のグラフ。
【図６】前記３つの異なる膨張方法についての性能係数対周囲温度のグラフ。
【図７】前記３つの異なる膨張方法についての容量対周囲温度のグラフ。
【図８】前記３つの異なる膨張方法および発明の方法についてのプルダウン中の吐出圧力対蒸発温度のグラフ。
【図９】前記３つの異なる膨張方法および前記発明の方法についてのプルダウン中の性能係数対蒸発温度のグラフ。
【図１０】前記３つの異なる膨張方法および前記発明の方法についてのプルダウン中の容量対蒸発温度のグラフ。
【図１１】冷凍部および空気管理モジュールを含む陳列ケースボトル冷却器の概略側面図。
【図１２】冷凍部および空気管理モジュールの図。
【国際調査報告】
2008533431.tif 000015