(57)【要約】【課題】圧縮機の運転効率の低下及び冷却能力の低下を招来せずに、筐体の内部雰囲気を良好に冷却する冷媒サイクル装置を提供すること。【解決手段】圧縮機１１と、ガスクーラ１２と、商品収容庫内に配設された蒸発器１５と、エジェクタ１３と、気液分離器１４とを備え、商品収容庫の内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置１０において、蒸発器１５からエジェクタ１３に至る経路と、気液分離器１４から圧縮機１１に至る経路とを連通する態様で設けられ、蒸発器１５からの冷媒を導入して圧縮機１１に向けて送出するバイパス経路１７と、バイパス経路１７に配設された第１バルブ１８１と、常態においては第１バルブ１８１を閉成させてバイパス経路１７に冷媒が流れることを規制する一方、蒸発器１５への冷媒循環量が少ないと判断した場合には、第１バルブ１８１を開成させてバイパス経路１７に冷媒が流れることを許容する制御部４０とを備えたものである。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器と、
筐体内に配設され、供給された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記放熱器から供給された高圧冷媒を減圧させることによって、前記蒸発器で蒸発した低圧冷媒を吸引し、該低圧冷媒を減圧させた冷媒と混合させて吐出するエジェクタと、
前記エジェクタから吐出された混合冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機に送出する一方、液相冷媒を前記蒸発器に送出する気液分離器と
を備えた冷媒循環回路に冷媒を循環させることにより前記筐体内の内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置において、
前記蒸発器から前記エジェクタに至る経路と、前記気液分離器から前記圧縮機に至る経路とを連通する態様で設けられ、前記蒸発器で蒸発した冷媒を導入して前記圧縮機に向けて送出するためのバイパス経路と、
前記バイパス経路に配設されたバイパスバルブと、
常態においては、前記バイパスバルブを閉成させて前記バイパス経路に冷媒が流れることを規制する一方、前記蒸発器への冷媒循環量が少ないものと判断した場合には、前記バイパスバルブを開成させて前記バイパス経路に冷媒が流れることを許容する制御手段と
を備えたことを特徴とする冷媒サイクル装置。
【請求項２】
前記気液分離器から前記圧縮機に至る経路であって、前記バイパス経路との合流点よりも上流側に配設された帰還バルブを備え、
前記制御手段は、前記バイパスバルブを閉成させる場合には、前記帰還バルブを開成させて前記気相冷媒が前記圧縮機に向けて流れることを許容する一方、前記バイパスバルブを開成させる場合には、前記帰還バルブを閉成させて前記気相冷媒が前記圧縮機に向けて流れることを規制することを特徴とする請求項１に記載の冷媒サイクル装置。
【請求項３】
前記エジェクタから前記気液分離器に至る経路と、前記気液分離器から前記蒸発器に至る経路とを連通する態様で設けられ、前記エジェクタから吐出された冷媒を導入して前記蒸発器に向けて送出する短絡経路と、
前記短絡経路に配設された短絡バルブと、
前記気液分離器から前記蒸発器に至る経路であって、前記短絡経路との合流点よりも上流側に配設された送出バルブと
を備え、
前記制御手段は、前記バイパスバルブを閉成させる場合には、前記送出バルブを開成させて前記液相冷媒が前記蒸発器へ向けて冷媒が流れることを許容し、かつ前記短絡バルブを閉成させて前記短絡経路に冷媒が流れることを規制する一方、前記バイパスバルブを開成させる場合には、前記送出バルブを閉成させて前記液相冷媒が前記蒸発器へ向けて流れることを規制し、かつ前記短絡バルブを開成させて前記短絡経路に冷媒が流れることを許容することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒サイクル装置に関し、より詳細には、圧縮機、蒸発器、エジェクタおよび気液分離器を備えた冷媒循環回路に冷媒を循環させる冷媒サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動販売機、冷蔵庫、冷凍／冷蔵ショーケース、あるいは飲料ディスペンサ等における断熱筐体の内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置は、圧縮機、放熱器、蒸発器、エジェクタおよび気液分離器を備えて構成されている。
【０００３】
圧縮機は、供給された冷媒を圧縮するものである。放熱器は、圧縮機で圧縮された高圧冷媒を放熱させるものである。蒸発器は、例えば商品収容庫等の断熱筐体の内部に配設されており、断熱筐体が複数ある場合には断熱筐体ごとに配設されている。この蒸発器は、供給された冷媒を蒸発させるものである。
【０００４】
エジェクタは、放熱器から供給された高圧の冷媒（高圧冷媒）を減圧させることによるエネルギーを利用して、蒸発器で蒸発した低圧の冷媒（低圧冷媒）を吸引し、吸引した低圧冷媒を高圧冷媒と混合させ、該低圧冷媒を昇圧させた後に吐出するものである。気液分離器は、エジェクタから供給された混合冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機に送出する一方、液相冷媒を蒸発器に送出するものである。
【０００５】
上記圧縮機、放熱器、エジェクタおよび気液分離器が順次環状に接続され、かつエジェクタの低圧冷媒の吸入口と気液分離器の液相冷媒の送出口との間に蒸発器が設けられることにより、冷媒循環回路が構成され、かかる冷媒循環回路に冷媒を循環させるようにしている。これにより、蒸発器の周辺領域は、冷媒が蒸発することにより熱を吸収するために冷却される。その結果、断熱筐体の内部雰囲気が冷却されることになる。ここに、冷媒は、地球環境等の観点から二酸化炭素が用いられている。
【０００６】
そのような冷媒サイクル装置においては、放熱器における放熱量をほぼ一定に保持するために外気温度等の周囲温度に応じて圧縮機の回転数（運転量）を増減させたり、冷却負荷に応じて圧縮機の回転数を増減させたりするインバータ制御を行っているのが一般的である。
【０００７】
そのため、周囲温度が低い場合には、圧縮機の回転数を小さくすることにより、該圧縮機により圧縮される高圧冷媒の圧力が低下することになる。これにより、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が小さくなる。また、冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機の回転数を小さくすることにより、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が小さくなる。このように高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が小さくなると、エジェクタで高圧冷媒を減圧させても十分な吸引力が得られず、これにより、蒸発器からの低圧冷媒を良好に吸引することができず、結果として、蒸発器へ冷媒が循環しなくなってしまう虞れがある。蒸発器へ冷媒が循環しなくなると、断熱筐体の内部雰囲気を冷却することができなくなってしまう。
【０００８】
このような冷媒サイクル装置において、圧縮機の回転数を増大させることにより、冷媒の循環量を大きくすることもできるが、それでは、圧縮機の運転効率が低下してしまい、消費電力が増大してしまう。
【０００９】
そこで、従来、放熱器における冷媒の流路部分を規制して該放熱器での放熱量を抑制することにより、高圧冷媒が必要以上に低下してしまうことを防止し、これにより、エジェクタによる低圧冷媒の吸引力を確保して蒸発器への冷媒の循環量を保持する冷媒サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−０１６７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献１に提案されているような冷媒サイクル装置では、放熱器での放熱量を抑制するために、蒸発器にて冷媒が吸収した熱を十分に放出することができず、結果的に冷却能力の低下を招来する虞れがあった。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みて、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、筐体の内部雰囲気を良好に冷却することができる冷媒サイクル装置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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒サイクル装置は、供給された冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高圧冷媒を放熱させる放熱器と、筐体内に配設され、供給された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記放熱器から供給された高圧冷媒を減圧させることによって、前記蒸発器で蒸発した低圧冷媒を吸引し、該低圧冷媒を減圧させた冷媒と混合させて吐出するエジェクタと、前記エジェクタから吐出された混合冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を前記圧縮機に送出する一方、液相冷媒を前記蒸発器に送出する気液分離器とを備えた冷媒循環回路に冷媒を循環させることにより前記筐体内の内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置において、前記蒸発器から前記エジェクタに至る経路と、前記気液分離器から前記圧縮機に至る経路とを連通する態様で設けられ、前記蒸発器で蒸発した冷媒を導入して前記圧縮機に向けて送出するためのバイパス経路と、前記バイパス経路に配設されたバイパスバルブと、常態においては、前記バイパスバルブを閉成させて前記バイパス経路に冷媒が流れることを規制する一方、前記蒸発器への冷媒循環量が少ないものと判断した場合には、前記バイパスバルブを開成させて前記バイパス経路に冷媒が流れることを許容する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係る冷媒サイクル装置は、上述した請求項１において、前記気液分離器から前記圧縮機に至る経路であって、前記バイパス経路との合流点よりも上流側に配設された帰還バルブを備え、前記制御手段は、前記バイパスバルブを閉成させる場合には、前記帰還バルブを開成させて前記気相冷媒が前記圧縮機に向けて流れることを許容する一方、前記バイパスバルブを開成させる場合には、前記帰還バルブを閉成させて前記気相冷媒が前記圧縮機に向けて流れることを規制することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係る冷媒サイクル装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記エジェクタから前記気液分離器に至る経路と、前記気液分離器から前記蒸発器に至る経路とを連通する態様で設けられ、前記エジェクタから吐出された冷媒を導入して前記蒸発器に向けて送出する短絡経路と、前記短絡経路に配設された短絡バルブと、前記気液分離器から前記蒸発器に至る経路であって、前記短絡経路との合流点よりも上流側に配設された送出バルブとを備え、前記制御手段は、前記バイパスバルブを閉成させる場合には、前記送出バルブを開成させて前記液相冷媒が前記蒸発器へ向けて冷媒が流れることを許容し、かつ前記短絡バルブを閉成させて前記短絡経路に冷媒が流れることを規制する一方、前記バイパスバルブを開成させる場合には、前記送出バルブを閉成させて前記液相冷媒が前記蒸発器へ向けて流れることを規制し、かつ前記短絡バルブを開成させて前記短絡経路に冷媒が流れることを許容することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蒸発器からエジェクタに至る経路と、気液分離器から圧縮機に至る経路とを連通する態様で設けられ、蒸発器で蒸発した冷媒を導入して圧縮機に向けて送出するためのバイパス経路と、バイパス経路に配設されたバイパスバルブとを備え、制御手段が、常態においては、バイパスバルブを閉成させてバイパス経路に冷媒が流れることを規制する一方、蒸発器への冷媒循環量が少ないものと判断した場合には、バイパスバルブを開成させてバイパス経路に冷媒が流れることを許容するので、バイパス経路を通じて圧縮機の吸引力を蒸発器に及ぼすことが可能になる。その結果、圧縮機の吸引力を利用して蒸発器に向けて冷媒を流すことができ、蒸発器への冷媒循環量を所望の大きさにすることができる。また、圧縮機を必要以上の回転数で運転させないので、圧縮機の運転効率の低下を招来する虞れがなく、しかも、放熱器での放熱量を抑制しないので、冷却能力の低下を招来する虞れもない。従って、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、筐体の内部雰囲気を良好に冷却することができるという効果を奏する。
【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、本発明に係る冷媒サイクル装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、以下においては、説明の便宜上、冷媒サイクル装置は、自動販売機に適用されるものとして説明する。
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態１における冷媒サイクル装置が適用された自動販売機を模式的に示したものであり、図１は、正面断面図であり、図２は、断面側面図である。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。
【００１９】
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および内扉３ａ，３ｂ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る。
【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段にある商品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、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、冷媒サイクルユニット１０ａが配設してある。この冷媒サイクルユニット１０ａは、詳細は後述するが、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部に配設された蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（以下、単に蒸発器１５とも称する）とともに冷媒循環回路を形成して冷媒サイクル装置１０を構成するものである。
【００２２】
図３は、図１および図２に示した冷媒サイクル装置（本発明の実施の形態１における冷媒サイクル装置）を概念的に示した概念図である。この図３において、冷媒サイクル装置１０は、冷媒循環回路を有してなり、かかる冷媒循環回路は、圧縮機１１と、ガスクーラ（放熱器）１２と、エジェクタ１３と、気液分離器１４と、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃとを適宜接続して構成してある。この冷媒サイクル装置１０においては、不燃性、安全性、不腐食性を有し、かつオゾン層への影響が少ない二酸化炭素を冷媒として用いている。
【００２３】
圧縮機１１は、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１１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１１は、１回目の圧縮動作を行う第１圧縮機１１１と、２回目の圧縮動作を行う第２圧縮機１１２とを有し、これらの間に中間熱交換器１１３を設けてある。中間熱交換器１１３は、第１圧縮機１１１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１１２に送出するものである。ここに、中間熱交換器１１３は、例えばステンレス等の金属製の配管と、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、中間熱交換器１１３の近傍には、風量調整用の送風ファンＦ１が設置してある。
【００２４】
このように圧縮機１１は、中間熱交換器１１３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。尚、本実施の形態１では、第１圧縮機１１１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１１２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、図には明示しないが、圧縮機１１にはオイルセパレータが接続してある。オイルセパレータは、圧縮機１１（第２圧縮機１１２）から送出された冷凍機油を圧縮機１１（第１圧縮機１１１）に戻すためのものである。冷凍機油は、圧縮機１１の内部における摩擦や冷媒漏れ等を防止するためのものであるが、この冷凍機油を圧縮機１１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１１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１１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１では、第２圧縮機１１２の出口側と、第１圧縮機１１１の入口側との間にオイルセパレータを接続しており、第２圧縮機１１２から送出した冷凍機油を第１圧縮機１１１に戻すようにしている。
【００２６】
ここに、上記圧縮機１１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、冷媒サイクル装置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】
ガスクーラ１２は、圧縮機１１で高温高圧の状態に圧縮された冷媒、すなわち高圧冷媒を放熱させるものである。本実施の形態１におけるガスクーラ１２は、例えば銅等の金属製の配管と、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、ガスクーラ１２は、上述した中間熱交換器１１３と略等しい容積を有している。このガスクーラ１２の近傍には、風量調整用の庫外ファンＦ２が設置してある。
【００２８】
エジェクタ１３は、詳細は後述するが、ガスクーラ１２で放熱させた高圧冷媒を減圧させることによって、蒸発器１５で蒸発した低圧の冷媒（低圧冷媒）を吸引し、該吸引した低圧冷媒をガスクーラ１２からの高圧冷媒と混合させ、昇圧させた後に吐出するものである。本実施の形態１におけるエジェクタ１３は、図４に示すように、二相流噴射型エジェクタであり、ノズル部１３１、混合部１３２およびディフューザ部１３３を有して成る。
【００２９】
ノズル部１３１は、高圧冷媒入口１３４を通じて吸入されたガスクーラ１２からの高圧冷媒を減圧して加速させる部位である。このように高圧冷媒を加速させることで、冷媒吸入口１３５を通じて、蒸発器１５で蒸発した低圧冷媒を吸引することができる。このノズル部１３１には、ノズル弁１３１ａが設けてある。ノズル弁１３１ａは、高圧冷媒を減圧させるためのノズル径を調整するための弁体である。つまり、このノズル弁１３１ａを駆動させることにより、エジェクタ１３の開度を調整することができる。
【００３０】
混合部１３２は、ノズル部１３１で加速させた高圧冷媒と、冷媒吸入口１３５を通じて吸引した低圧冷媒とを混合させる部位である。
【００３１】
ディフューザ部１３３は、混合部１３２にて混合させた冷媒（混合冷媒）を昇圧させる部位である。昇圧された混合冷媒は、気液分離器１４に向けて吐出されることになる。
【００３２】
気液分離器１４は、エジェクタ１３より吐出された混合冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するものであり、分離した気相冷媒を圧縮機１１（第１圧縮機１１１）に送出する一方、分離した液相冷媒を蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに送出するものである。
【００３３】
蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、気液分離器１４により吐出された液相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、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃの周辺領域は、熱が奪われることになる結果、冷却される。本実施の形態１における蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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。
【００３４】
上記蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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。より詳細には、蒸発器１５ａは、商品収容庫５ａの内部に配設してあり、蒸発器１５ｂは、商品収容庫５ｂの内部に配設してあり、蒸発器１５ｃは、商品収容庫５ｃの内部に配設してある。これら蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、気液分離器１４から３方に分岐したそれぞれの経路に接続してある。また、それぞれの経路には、電磁弁１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けてある。そして、電磁弁１６ａ，１６ｂ，１６ｃを選択的に開成することで、対応する蒸発器１５に気液分離器１４からの冷媒が送出されることになる。一方、各蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃの出口側の経路は、互いに集合してエジェクタ１３の冷媒吸入口１３５に接続してある。これにより、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃで蒸発した冷媒は、エジェクタ１３に至ることになる。
【００３５】
各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部における蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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。
【００３６】
上述した圧縮機１１（第１圧縮機１１１および第２圧縮機１１２）、ガスクーラ１２、エジェクタ１３、気液分離器１４および蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃを適宜接続して構成される冷媒循環回路においては、バイパス経路１７が設けてある。
【００３７】
バイパス経路１７は、蒸発器１５からエジェクタ１３に至る経路と、気液分離器１４から圧縮機１１に至る経路とを連通する態様で設けられている。バイパス経路１７は、蒸発器１５で蒸発した冷媒を導入して圧縮機１１に向けて送出するものである。このようなバイパス経路１７には、第１バルブ（バイパスバルブ）１８１が配設してある。第１バルブ１８１は、開閉動作するものであり、開成状態の場合にはバイパス経路１７における冷媒の通過を許容する一方、閉成状態の場合にはバイパス経路１７における冷媒の通過を規制するものである。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態１における冷媒サイクル装置の制御系の要部を示したブロック図である。この図５において、冷媒サイクル装置１０は、記憶部３０および制御部４０を備えている。
【００３９】
記憶部３０は、各種のデータや、制御部４０による各種処理に必要なデータやプログラムを格納する格納手段（記憶手段）であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、冷媒循環量判定情報３０１を備える。冷媒循環量判定情報３０１は、蒸発器１５に向けて流れる冷媒の循環量を判定するための様々な基準値（閾値）に関する情報である。具体的には、予め外気温度や圧縮機周波数を変更して蒸発器１５に向けて流れる冷媒の循環量を測定しておき、これにより冷媒循環量が少なくなる条件をデータ化して得られた基準値、圧縮機１１の運転時間（ＯＮ時間）がある一定時間以上となる場合に冷媒の循環量が少ないものとして得られる基準値、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの庫内温度の温度変化が小さい場合（庫内温度の低下速度が小さい場合）に冷媒の循環量が少ないものとして得られる基準値等である。
【００４０】
制御部４０は、ＯＳ（Operating  System）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、情報入力部４０１、判定部４０２およびバルブ駆動処理部４０３を備える。
【００４１】
情報入力部４０１は、各センサ等から出力された各種情報を入力処理するものである。より具体的には、圧縮機駆動監視部５１、庫内温度センサＳおよび外気温度センサ５２から出力された各種情報を入力処理するものである。ここに、圧縮機駆動監視部５１は、圧縮機１１の駆動時間を監視するものである。この圧縮機駆動監視部５１は、監視した圧縮機１１の駆動時間を圧縮機駆動情報として制御部４０に出力するものである。庫内温度センサＳは、図２に示すように、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部に配設してあり、配設された商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの庫内温度を検知するものである。この庫内温度センサＳは、検知した庫内温度を庫内温度情報として制御部４０に出力するものである。外気温度センサ５２は、外気温度を検知するものである。この外気温度センサ５２は、検知した外気温度を外気温度情報として制御部４０に出力するものである。
【００４２】
判定部４０２は、情報入力部４０１を通じて入力処理された各種情報に含まれる時間または温度と、記憶部３０から読み込んだ冷媒循環量判定情報３０１に含まれる基準値とを比較して、蒸発器１５に向けて流れる冷媒の循環量が少ないか否かを判定するものである。
【００４３】
バルブ駆動処理部４０３は、判定部４０２を通じての判定結果に従い、第１バルブ１８１を駆動処理、すなわち開成、あるいは閉成するものである。
【００４４】
以上のような構成を有する冷媒サイクル装置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説明する。説明の前提として、電磁弁１６ａは開成状態であり、他の電磁弁１６ｂ，１６ｃは閉成状態であるとする。これにより、冷媒が蒸発器１５ｂ，１５ｃを通過することはない。尚、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。また、エジェクタ１３の開度は、予め決められた大きさに調整してある。更に、第１バルブ１８１が閉成状態にあるものとする。
【００４５】
冷媒循環回路における冷媒は、圧縮機１１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１１１で圧縮（約４．９ＭＰａに圧縮）され、その後、中間熱交換器１１３に送出される。中間熱交換器１１３に送出された冷媒は、該中間熱交換器１１３で放熱して冷却される。中間熱交換器１１３で冷却された冷媒は、再び第２圧縮機１１２に送出され、該第２圧縮機１１２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１１２から冷媒とともに送出された冷凍機油は、オイルセパレータによって第１圧縮機１１１の入口側に戻ることになる。
【００４６】
高温高圧の状態の冷媒は、ガスクーラ１２に送出され、該ガスクーラ１２で放熱して冷却される。ガスクーラ１２で冷却された冷媒（高圧冷媒）は、エジェクタ１３に送出される。
【００４７】
エジェクタ１３に送出された冷媒（高圧冷媒）は、高圧冷媒入口１３４を通じてノズル部１３１に進入し、減圧されて加速する。これにより、蒸発器１５ａを通過した冷媒（低圧冷媒）が冷媒吸入口１３５を通じて吸引されることになる。そして、該エジェクタ１３の混合部１３２にて、加速された高圧冷媒と、吸引された低圧冷媒とが混合して混合冷媒となってディフューザ部１３３に至り、混合冷媒は、ディフューザ部１３３で昇圧された後吐出される。
【００４８】
エジェクタ１３から吐出された混合冷媒（低圧冷媒）は、気液分離器１４に送出され、該気液分離器１４で気相冷媒と、液相冷媒とに分離される。分離された気相冷媒は、圧縮機１１（第１圧縮機１１１）に向けて送出される。一方、分離された液相冷媒は、開成状態にある電磁弁１６ａを通じて蒸発器１５ａに送出される。蒸発器１５ａに送出された冷媒は、該蒸発器１５ａ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１５ａ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に収容された商品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。
【００４９】
蒸発器１５ａで蒸発した冷媒は、上記エジェクタ１３において高圧冷媒が減圧されて加速されることによる吸引力により、該蒸発器１５ａから吐出されてエジェクタ１３の冷媒吸入口１３５に至る。このようにして、冷媒は、冷媒循環回路を循環するサイクルを繰り返すことになる。
【００５０】
以上のように商品収容庫５ａの内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置１０では、所定時間ごとに次のような動作を行う。ここで、図６は、図５に示した制御部の処理内容を示したフローチャートである。尚、上述した例では、商品収容庫５ａの内部雰囲気のみを冷却するものについて説明していたので、以下においてもこれに準じて説明する。
【００５１】
制御部４０は、情報入力部４０１を通じて、圧縮機駆動監視部５１からの圧縮機駆動情報の入力の有無を確認する（ステップＳ１０１）。そして、かかる圧縮機駆動情報が入力された場合には、制御部４０は、判定部４０２を通じて、記憶部３０から冷媒循環量判定情報３０１を読み込み、情報入力部４０１を通じて入力した圧縮機駆動情報に含まれる圧縮機１１の駆動時間が、冷媒循環量判定情報３０１に含まれる基準時間（閾値）を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０２，ステップＳ１０３）。
【００５２】
駆動時間が基準時間を超えるものと判定した場合には、蒸発器１５ａに向けて流れる冷媒循環量が少ないものと判断する。
【００５３】
駆動時間が基準時間を超えるものと判定した場合には、制御部４０は、バルブ駆動処理部４０３を通じて、第１バルブ１８１のバルブ駆動処理を行う（ステップＳ１０４）。より詳細に説明すると、制御部４０は、バルブ駆動処理部４０３を通じて、閉成状態にある第１バルブ１８１を開動作させて開成状態にする。
【００５４】
これによれば、バイパス経路１７が開通状態になり、圧縮機１１の吸引力が蒸発器１５ａの出口側に及ぶことになる。一般に圧縮機１１の吸引力は、エジェクタ１３の吸引力よりも大きいため、蒸発器１５ａで蒸発した冷媒は、圧縮機１１の吸引力によりバイパス経路１７を通じて圧縮機１１に向けて流れることになる。つまり、圧縮機１１の吸引力を利用して蒸発器１５ａに冷媒を循環させることができる。このようなバルブ駆動処理を行って今回の処理を終了する。
【００５５】
上記ステップＳ１０３において、駆動時間が基準時間以下の場合には、制御部４０は、蒸発器１５ａへの冷媒循環量が所望量であるとして、バルブ駆動処理を行わずに今回の処理を終了する。
【００５６】
以上説明したような本実施の形態１における冷媒サイクル装置１０においては、駆動時間が基準時間を超える場合には、制御部４０は、蒸発器１５ａへの冷媒循環量が少ないものと判断して、閉成状態にある第１バルブ１８１を開成状態にするバルブ駆動処理を行ってバイパス経路１７を開通状態にし、該バイパス経路１７を通じて圧縮機１１の吸引力を蒸発器１５ａに及ぼすことが可能になる。その結果、圧縮機１１の吸引力を利用して蒸発器１５ａに向けて冷媒を流すことができ、蒸発器１５ａへの冷媒循環量を所望の大きさにすることができる。また、本実施の形態１の冷媒サイクル装置１０では、圧縮機１１を必要以上の回転数で運転させないので、圧縮機１１の運転効率の低下を招来する虞れがなく、しかも、ガスクーラ１２での放熱量を抑制しないので、冷却能力の低下を招来する虞れもない。
【００５７】
従って、本実施の形態１における冷媒サイクル装置１０によれば、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機１１の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、商品収容庫５ａ（５ｂ，５ｃ）の内部雰囲気を良好に冷却することができる。
【００５８】
尚、本発明の実施の形態１では、一例として、圧縮機１１の駆動時間とそれに対応する閾値との比較に基づいて蒸発器１５ａへの冷媒循環量が少ないか否かを判定した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの庫内温度や外気温度等の様々な要素に基づいて蒸発器１５への冷媒循環量が少ないか否かを判定して良い。
【００５９】
＜実施の形態２＞
図７は、本発明の実施の形態２における冷媒サイクル装置を概念的に示した概念図である。尚、上述した実施の形態１における冷媒サイクル装置１０と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。この図７において、冷媒サイクル装置１０１は、上述した実施の形態１における冷媒サイクル装置１０と同様に、図１および図２に示した自動販売機に適用されるものであり、冷媒循環回路を有してなり、かかる冷媒循環回路は、圧縮機１１と、ガスクーラ１２と、エジェクタ１３と、気液分離器１４と、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃとを適宜接続して構成してある。この冷媒サイクル装置１０１においては、不燃性、安全性、不腐食性を有し、かつオゾン層への影響が少ない二酸化炭素を冷媒として用いている。
【００６０】
冷媒循環回路には、気液分離器１４から圧縮機１１に至る経路であって、バイパス経路１７との合流点よりも上流側となる個所に第２バルブ（帰還バルブ）１８２が設けてある。第２バルブ１８２は、開閉動作するものであり、開成状態の場合には気液分離器１４からの気相冷媒が圧縮機１１に向けて流れることを許容する一方、閉成状態の場合には該気相冷媒が圧縮機１１に向けて流れることを規制するものである。
【００６１】
図８は、本発明の実施の形態２における冷媒サイクル装置の制御系の要部を示したブロック図である。この図８において、冷媒サイクル装置１０１は、記憶部３０および制御部４０を備えている。
【００６２】
制御部４０は、ＯＳ（Operating  System）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、情報入力部４０１、判定部４０２およびバルブ駆動処理部４０３を備える。バルブ駆動処理部４０３は、判定部４０２を通じての判定結果に従い、第１バルブ１８１および第２バルブ１８２のそれぞれを個別に駆動処理、すなわち開成、あるいは閉成するものである。
【００６３】
以上のような構成を有する冷媒サイクル装置１０１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説明する。説明の前提として、電磁弁１６ａは開成状態であり、他の電磁弁１６ｂ，１６ｃは閉成状態であるとする。これにより、冷媒が蒸発器１５ｂ，１５ｃを通過することはない。尚、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。また、エジェクタ１３の開度は、予め決められた大きさに調整してある。更に、第１バルブ１８１が閉成状態にあり、第２バルブ１８２が開成状態にあるものとする。
【００６４】
冷媒循環回路における冷媒は、圧縮機１１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１１１で圧縮（約４．９ＭＰａに圧縮）され、その後、中間熱交換器１１３に送出される。中間熱交換器１１３に送出された冷媒は、該中間熱交換器１１３で放熱して冷却される。中間熱交換器１１３で冷却された冷媒は、再び第２圧縮機１１２に送出され、該第２圧縮機１１２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１１２から冷媒とともに送出された冷凍機油は、オイルセパレータによって第１圧縮機１１１の入口側に戻ることになる。
【００６５】
高温高圧の状態の冷媒は、ガスクーラ１２に送出され、該ガスクーラ１２で放熱して冷却される。ガスクーラ１２で冷却された冷媒（高圧冷媒）は、エジェクタ１３に送出される。
【００６６】
エジェクタ１３に送出された冷媒（高圧冷媒）は、高圧冷媒入口１３４を通じてノズル部１３１に進入し、減圧されて加速する。これにより、蒸発器１５ａを通過した冷媒（低圧冷媒）が冷媒吸入口１３５を通じて吸引されることになる。そして、該エジェクタ１３の混合部１３２にて、加速された高圧冷媒と、吸引された低圧冷媒とが混合して混合冷媒となってディフューザ部１３３に至り、混合冷媒は、ディフューザ部１３３で昇圧された後吐出される。
【００６７】
エジェクタ１３から吐出された混合冷媒（低圧冷媒）は、気液分離器１４に送出され、該気液分離器１４で気相冷媒と、液相冷媒とに分離される。分離された気相冷媒は、第２バルブ１８２が開成状態であることから圧縮機１１（第１圧縮機１１１）に向けて送出される。一方、分離された液相冷媒は、開成状態にある電磁弁１６ａを通じて蒸発器１５ａに送出される。蒸発器１５ａに送出された冷媒は、該蒸発器１５ａ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１５ａ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に収容された商品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。
【００６８】
蒸発器１５ａで蒸発した冷媒は、上記エジェクタ１３において高圧冷媒が減圧されて加速されることによる吸引力により、該蒸発器１５ａから吐出されてエジェクタ１３の冷媒吸入口１３５に至る。このようにして、冷媒は、冷媒循環回路を循環するサイクルを繰り返すことになる。
【００６９】
以上のように商品収容庫５ａの内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置１０１では、所定時間ごとに次のような動作を行う。ここで、図９は、図８に示した制御部の処理内容を示したフローチャートである。尚、上述した例では、商品収容庫５ａの内部雰囲気のみを冷却するものについて説明していたので、以下においてもこれに準じて説明する。
【００７０】
制御部４０は、情報入力部４０１を通じて、圧縮機駆動監視部５１からの圧縮機駆動情報の入力の有無を確認する（ステップＳ２０１）。そして、かかる圧縮機駆動情報が入力された場合には、制御部４０は、判定部４０２を通じて、記憶部３０から冷媒循環量判定情報３０１を読み込み、情報入力部４０１を通じて入力した圧縮機駆動情報に含まれる圧縮機１１の駆動時間が、冷媒循環量判定情報３０１に含まれる基準時間（閾値）を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０２，ステップＳ２０３）。
【００７１】
駆動時間が基準時間を超えるものと判定した場合には、蒸発器１５ａに向けて流れる冷媒循環量が少ないものと判断する。
【００７２】
駆動時間が基準時間を超えるものと判定した場合には、制御部４０は、バルブ駆動処理部４０３を通じて、第１バルブ１８１および第２バルブ１８２のバルブ駆動処理を行う（ステップＳ２０４）。より詳細に説明すると、制御部４０は、バルブ駆動処理部４０３を通じて、閉成状態にある第１バルブ１８１を開動作させて開成状態にするとともに、開成状態にある第２バルブ１８２を閉動作させて閉成状態にする。
【００７３】
これによれば、バイパス経路１７が開通状態になり、圧縮機１１の吸引力が蒸発器１５ａの出口側に及ぶことになる。一般に圧縮機１１の吸引力は、エジェクタ１３の吸引力よりも大きいため、蒸発器１５ａで蒸発した冷媒は、圧縮機１１の吸引力によりバイパス経路１７を通じて圧縮機１１に向けて流れることになる。つまり、圧縮機１１の吸引力を利用して蒸発器１５ａに冷媒を循環させることができる。その一方、第２バルブ１８２を閉成状態にすることにより、気液分離器１４で分離された気相冷媒が圧縮機１１に向けて流れることがない。このことは、一般に、蒸発器１５ａに向けて流れる冷媒の圧力損失（抵抗）に比べ、気液分離器１４から圧縮機１１に向けて流れる冷媒の圧力損失の方が小さいため、気液分離器１４から圧縮機１１に向けて冷媒が流れてしまうことを防止するためである。このように気液分離器１４から圧力に向けて冷媒が流れることを防止することにより、気液分離器１４を通過した冷媒は、蒸発器１５ａに向けて確実に流れることになる。このようなバルブ駆動処理を行って今回の処理を終了する。
【００７４】
上記ステップＳ２０３において、駆動時間が基準時間以下の場合には、制御部４０は、蒸発器１５ａへの冷媒循環量が所望量であるとして、バルブ駆動処理を行わずに今回の処理を終了する。
【００７５】
以上説明したような本実施の形態２における冷媒サイクル装置１０１においては、駆動時間が基準時間を超える場合には、制御部４０は、蒸発器１５ａへの冷媒循環量が少ないものと判断して、閉成状態にある第１バルブ１８１を開成状態にするとともに、開成状態にある第２バルブ１８２を閉成状態にするバルブ駆動処理を行う。これにより、バイパス経路１７を開通状態にし、該バイパス経路１７を通じて圧縮機１１の吸引力を蒸発器１５ａに及ぼすことが可能になるとともに、気液分離器１４を通過した冷媒が圧縮機１１に向けて流れることを防止することができる。その結果、圧縮機１１の吸引力を利用して蒸発器１５ａに向けて冷媒を確実に流すことができ、蒸発器１５ａへの冷媒循環量を所望の大きさにすることができる。また、本実施の形態２の冷媒サイクル装置１０１では、圧縮機１１を必要以上の回転数で運転させないので、圧縮機１１の運転効率の低下を招来する虞れがなく、しかも、ガスクーラ１２での放熱量を抑制しないので、冷却能力の低下を招来する虞れもない。
【００７６】
従って、本実施の形態２における冷媒サイクル装置１０１によれば、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機１１の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、商品収容庫５ａ（５ｂ，５ｃ）の内部雰囲気を良好に冷却することができる。
【００７７】
上記実施の形態２における冷媒サイクル装置１０１では、図１０に示すように、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃからエジェクタ１３に至る経路であって、バイパス経路１７との分岐点の下流側に第３バルブ１８３を設けるとともに、気液分離器１４と蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃとの間に電子膨張弁１９を設けても良い。第３バルブ１８３は、常態においては開成状態となっており、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの冷媒循環量が少ないものと判断した場合に閉成状態となるものである。つまり、第３バルブ１８３は、第１バルブ１８１と開閉状態が相反する関係にある。電子膨張弁１９は、気液分離器１４により送出された液相冷媒を断熱膨張させるものである。
【００７８】
このような構成によっても、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機１１の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部雰囲気を良好に冷却することができる。
【００７９】
＜実施の形態３＞
図１１は、本発明の実施の形態３における冷媒サイクル装置を概念的に示した概念図である。尚、上述した実施の形態１および実施の形態２における冷媒サイクル装置１０，１０１と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。この図１１において、冷媒サイクル装置１０２は、上述した実施の形態１および実施の形態２における冷媒サイクル装置１０，１０１と同様に、図１および図２に示した自動販売機に適用されるものであり、冷媒循環回路を有してなり、かかる冷媒循環回路は、圧縮機１１と、ガスクーラ１２と、エジェクタ１３と、気液分離器１４と、蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃとを適宜接続して構成してある。この冷媒サイクル装置１０２においては、不燃性、安全性、不腐食性を有し、かつオゾン層への影響が少ない二酸化炭素を冷媒として用いている。
【００８０】
冷媒循環回路には、短絡経路１７１が設けてある。短絡経路１７１は、エジェクタ１３から気液分離器１４に至る経路の途中で分岐し、気液分離器１４から蒸発器１５への経路の途中に至る経路である。この短絡経路１７１は、エジェクタ１３から吐出された冷媒を導入し、蒸発器１５に向けて送出するものである。このような短絡経路１７１には、第４バルブ（短絡バルブ）１８４が配設してある。第４バルブ１８４は、開閉動作するものであり、開成状態の場合には短絡経路１７１における冷媒の通過を許容する一方、閉成状態の場合には短絡経路１７１における冷媒の通過を規制するものである。
【００８１】
また、上記冷媒循環回路には、第５バルブ（送出バルブ）１８５が配設してある。第５バルブ１８５は、気液分離器１４から蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃへ至る経路であって、短絡経路１７１との合流点よりも上流側に配設してある。第５バルブ１８５は、開閉動作するものであり、開成状態の場合には気液分離器１４で分離された液相冷媒が蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに向けて流れることを許容する一方、閉成状態の場合には気液分離器１４を通過した冷媒が蒸発器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに向けて流れることを規制するものである。
【００８２】
図１２は、本発明の実施の形態３における冷媒サイクル装置の制御系の要部を示したブロック図である。この図１２において、冷媒サイクル装置１０２は、記憶部３０および制御部４０を備えている。
【００８３】
制御部４０は、ＯＳ（Operating  System）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、情報入力部４０１、判定部４０２およびバルブ駆動処理部４０３を備える。バルブ駆動処理部４０３は、判定部４０２を通じての判定結果に従い、第１バルブ１８１、第２バルブ１８２、第４バルブ１８４および第５バルブ１８５のそれぞれを個別に駆動処理、すなわち開成、あるいは閉成するものである。
【００８４】
以上のような構成を有する冷媒サイクル装置１０２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説明する。説明の前提として、電磁弁１６ａは開成状態であり、他の電磁弁１６ｂ，１６ｃは閉成状態であるとする。これにより、冷媒が蒸発器１５ｂ，１５ｃを通過することはない。尚、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。また、エジェクタ１３の開度は、予め決められた大きさに調整してある。更に、第１バルブ１８１および第４バルブ１８４が閉成状態にあり、第２バルブ１８２および第５バルブ１８５が開成状態にあるものとする。
【００８５】
冷媒循環回路における冷媒は、圧縮機１１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１１１で圧縮（約４．９ＭＰａに圧縮）され、その後、中間熱交換器１１３に送出される。中間熱交換器１１３に送出された冷媒は、該中間熱交換器１１３で放熱して冷却される。中間熱交換器１１３で冷却された冷媒は、再び第２圧縮機１１２に送出され、該第２圧縮機１１２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１１２から冷媒とともに送出された冷凍機油は、オイルセパレータによって第１圧縮機１１１の入口側に戻ることになる。
【００８６】
高温高圧の状態の冷媒は、ガスクーラ１２に送出され、該ガスクーラ１２で放熱して冷却される。ガスクーラ１２で冷却された冷媒（高圧冷媒）は、エジェクタ１３に送出される。
【００８７】
エジェクタ１３に送出された冷媒（高圧冷媒）は、高圧冷媒入口１３４を通じてノズル部１３１に進入し、減圧されて加速する。これにより、蒸発器１５ａを通過した冷媒（低圧冷媒）が冷媒吸入口１３５を通じて吸引されることになる。そして、該エジェクタ１３の混合部１３２にて、加速された高圧冷媒と、吸引された低圧冷媒とが混合して混合冷媒となってディフューザ部１３３に至り、混合冷媒は、ディフューザ部１３３で昇圧された後吐出される。
【００８８】
エジェクタ１３から吐出された混合冷媒（低圧冷媒）は、気液分離器１４に送出され、該気液分離器１４で気相冷媒と、液相冷媒とに分離される。分離された気相冷媒は、第２バルブ１８２が開成状態であることから圧縮機１１（第１圧縮機１１１）に向けて送出される。一方、分離された液相冷媒は、第５バルブ１８５が開成状態であることから開成状態にある電磁弁１６を通じて蒸発器１５ａに送出される。蒸発器１５ａに送出された冷媒は、該蒸発器１５ａ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１５ａ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に収容された商品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。
【００８９】
蒸発器１５ａで蒸発した冷媒は、上記エジェクタ１３において高圧冷媒が減圧されて加速されることによる吸引力により、該蒸発器１５ａから吐出されてエジェクタ１３の冷媒吸入口１３５に至る。このようにして、冷媒は、冷媒循環回路を循環するサイクルを繰り返すことになる。
【００９０】
以上のように商品収容庫５ａの内部雰囲気を冷却する冷媒サイクル装置１０２では、所定時間ごとに次のような動作を行う。ここで、図１３は、図１２に示した制御部の処理内容を示したフローチャートである。尚、上述した例では、商品収容庫５ａの内部雰囲気のみを冷却するものについて説明していたので、以下においてもこれに準じて説明する。
【００９１】
制御部４０は、情報入力部４０１を通じて、圧縮機駆動監視部５１からの圧縮機駆動情報の入力の有無を確認する（ステップＳ３０１）。そして、かかる圧縮機駆動情報が入力された場合には、制御部４０は、判定部４０２を通じて、記憶部３０から冷媒循環量判定情報３０１を読み込み、情報入力部４０１を通じて入力した圧縮機駆動情報に含まれる圧縮機１１の駆動時間が、冷媒循環量判定情報３０１に含まれる基準時間（閾値）を超えるか否かを判定する（ステップＳ３０２，ステップＳ３０３）。
【００９２】
駆動時間が基準時間を超えるものと判定した場合には、蒸発器１５ａに向けて流れる冷媒循環量が少ないものと判断する。
【００９３】
駆動時間が基準時間を超えるものと判定した場合には、制御部４０は、バルブ駆動処理部４０３を通じて、第１バルブ１８１、第２バルブ１８２、第４バルブ１８４および第５バルブ１８５のバルブ駆動処理を行う（ステップＳ３０４）。より詳細に説明すると、制御部４０は、バルブ駆動処理部４０３を通じて、閉成状態にある第１バルブ１８１および第４バルブ１８４を開動作させて開成状態にするとともに、開成状態にある第２バルブ１８２および第５バルブ１８５を閉動作させて閉成状態にする。
【００９４】
これによれば、バイパス経路１７が開通状態になり、圧縮機１１の吸引力が蒸発器１５ａの出口側に及ぶことになる。一般に圧縮機１１の吸引力は、エジェクタ１３の吸引力よりも大きいため、蒸発器１５ａで蒸発した冷媒は、圧縮機１１の吸引力によりバイパス経路１７を通じて圧縮機１１に向けて流れることになる。つまり、圧縮機１１の吸引力を利用して蒸発器１５ａに冷媒を循環させることができる。また、短絡経路１７１が開通状態になり、エジェクタ１３の吐出口から蒸発器１５ａの入口までの配管距離を短くすることができる。その一方、第２バルブ１８２および第５バルブ１８５を閉成状態にすることにより、エジェクタ１３から吐出された冷媒は、積極的に短絡経路１７１を流れることになる。このようなバルブ駆動処理を行って今回の処理を終了する。
【００９５】
上記ステップＳ３０３において、駆動時間が基準時間以下の場合には、制御部４０は、蒸発器１５ａへの冷媒循環量が所望量であるとして、バルブ駆動処理を行わずに今回の処理を終了する。
【００９６】
以上説明したような本実施の形態３における冷媒サイクル装置１０２においては、駆動時間が基準時間を超える場合には、制御部４０は、蒸発器１５ａへの冷媒循環量が少ないものと判断して、閉成状態にある第１バルブ１８１および第４バルブ１８４を開成状態にするとともに、開成状態にある第２バルブ１８２および第５バルブ１８５を閉成状態にするバルブ駆動処理を行う。これにより、バイパス経路１７および短絡経路１７１を開通状態にし、該バイパス経路１７を通じて圧縮機１１の吸引力を蒸発器１５ａに及ぼすことが可能になるとともに、エジェクタ１３より吐出された冷媒が短絡経路１７１を積極的に流れ、エジェクタ１３と蒸発器１５ａとの配管距離を短くすることができる。その結果、圧縮機１１の吸引力を利用して蒸発器１５ａに向けて冷媒を確実に流すことができて蒸発器１５ａへの冷媒循環量を所望の大きさにすることができ、しかも、庫外への放熱量が低減できるために省エネルギー化を図ることができる。また、本実施の形態３の冷媒サイクル装置１０２では、圧縮機１１を必要以上の回転数で運転させないので、圧縮機１１の運転効率の低下を招来する虞れがなく、しかも、ガスクーラ１２での放熱量を抑制しないので、冷却能力の低下を招来する虞れもない。
【００９７】
従って、本実施の形態３における冷媒サイクル装置１０２によれば、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機１１の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、商品収容庫５ａ（５ｂ，５ｃ）の内部雰囲気を良好に冷却することができる。
【００９８】
上記実施の形態３における冷媒サイクル装置１０２では、図１４に示すように、電子膨張弁１９および内部熱交換器２０を設けても良い。電子膨張弁１９は、気液分離器１４により送出された液相冷媒を断熱膨張させるものである。内部熱交換器２０は、ガスクーラ１２からの高圧冷媒と、気液分離器１４から圧縮機１１に送出される冷媒（気相冷媒）とを熱交換させるものである。このような内部熱交換器２０の内部には、ガスクーラ１２で放熱させた冷媒が流れる冷媒管路と、気液分離器１４から圧縮機１１に送出される冷媒が流れる冷媒管路とが、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。
【００９９】
このような構成によっても、周囲温度が低い場合や冷却負荷が小さい場合にも、圧縮機１１の運転効率の低下および冷却能力の低下を招来せずに、商品収容庫５ａ（５ｂ，５ｃ）の内部雰囲気を良好に冷却することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上のように、本発明は、例えば自動販売機の商品収容庫のような断熱筐体の内部雰囲気を冷却するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態１における冷媒サイクル装置が適用された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１における冷媒サイクル装置が適用された自動販売機を模式的に示した断面側面図である。
【図３】図１および図２に示した冷媒サイクル装置を概念的に示した概念図である。
【図４】図３に示したエジェクタを示した断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における冷媒サイクル装置の制御系を示したブロック図である。
【図６】図５に示した制御部の処理内容を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２における冷媒サイクル装置を概念的に示した概念図である。
【図８】本発明の実施の形態２における冷媒サイクル装置の制御系を示したブロック図である。
【図９】図８に示した制御部の処理内容を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２における冷媒サイクル装置の変形例を概念的に示した概念図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における冷媒サイクル装置を概念的に示した概念図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における冷媒サイクル装置の制御系を示したブロック図である。
【図１３】図１２に示した制御部の処理内容を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態３における冷媒サイクル装置の変形例を概念的に示した概念図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，１０１，１０２      冷媒サイクル装置
１１      圧縮機
１２      ガスクーラ
１３      エジェクタ
１４      気液分離器
１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）      蒸発器
１７      バイパス経路
１７１      短絡経路
１８１      第１バルブ
１８２      第２バルブ
１８３      第３バルブ
１８４      第４バルブ
１８５      第５バルブ
１９      電子膨張弁
２０      内部熱交換器
３０      記憶部
４０      制御部
４０１      情報入力部
４０２      判定部
４０３      バルブ駆動部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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