JP2010169362A - 冷媒回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の駆動時の振動によりキャピラリーチューブの端部に生ずる応力を低減させることにより、冷媒回路の破損を防止することができる冷媒回路装置を提供すること。
【解決手段】冷媒を蒸発させて自身が配設された商品収容庫（３）の内部雰囲気を冷却する庫内熱交換器（２４）と、庫内熱交換器で蒸発させた冷媒を吸引して圧縮する圧縮機（２１）と、圧縮機で圧縮させた冷媒を導入して凝縮させる庫外熱交換器２２と、庫外熱交換器２２で凝縮させた冷媒を導入して断熱膨張させて、庫内熱交換器（２４）に送出する第１キャピラリーチューブ２３とを冷媒配管２５で順次接続して構成した冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、第１キャピラリーチューブ２３の巻回部分２３１を庫外熱交換器２２に連結された冷媒配管２５に固定支持させて、第１キャピラリーチューブ２３の端部の可動範囲を規制するクランプ部材６０を備えたものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷媒回路装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機等に適用される冷媒回路装置に関するものである。

従来、例えば自動販売機等に適用される冷媒回路装置として、蒸発器、圧縮機、凝縮器及びキャピラリーチューブが冷媒配管で順次接続されて環状に構成された冷媒回路を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

蒸発器は、自動販売機の商品収容庫の内部に配設されている。この蒸発器は、例えば通過する冷媒が蒸発することにより、商品収容庫の内部空気を冷却するものである。圧縮機は、自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所、例えば機械室に配設されており、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出するものである。凝縮器は、圧縮機と同様に自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所（機械室等）に配設されている。この凝縮器は、通過する冷媒が凝縮することにより、周囲空気を加熱、すなわち周囲空気に放熱するものである。キャピラリーチューブは、圧縮機及び凝縮器と同様に自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所（機械室等）に配設されている。このキャピラリーチューブは、凝縮器で凝縮した冷媒を冷媒入口から導入して減圧して断熱膨張させ、断熱膨張させた冷媒を冷媒出口から蒸発器に向けて送出するためのものである。

特開平５−２５８１６４号公報

ところで、キャピラリーチューブは、内径が数ｍｍ程度の細い管状部材であり、その両端部は、凝縮器に連結された冷媒配管及び蒸発器に連結された冷媒配管にそれぞれロウ付けされているのが一般的である。そして、キャピラリーチューブ自身は特に固定されてない。

このような冷媒回路装置においては、冷媒回路の運転時の振動、すなわち圧縮機の駆動による振動がキャピラリーチューブに加わると、キャピラリーチューブと冷媒配管との接続部分、すなわちロウ付け部分に応力が集中してしまい、冷媒回路の破損が生じる虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、圧縮機の駆動時の振動によりキャピラリーチューブの端部に生ずる応力を低減させることにより、冷媒回路の破損を防止することができる冷媒回路装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒回路装置は、冷媒を蒸発させて自身が配設された室の内部雰囲気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で蒸発させた冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮させた冷媒を導入して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮させた冷媒を導入して断熱膨張させて、前記蒸発器に送出するキャピラリーチューブとを冷媒配管で順次接続して構成した冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、前記キャピラリーチューブの端部の可動範囲を規制する態様で前記キャピラリーチューブを固定支持する支持手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る冷媒回路装置は、上述した請求項１において、前記支持手段は、前記キャピラリーチューブの巻回部分を前記凝縮器に連結された冷媒配管に固定させて支持することを特徴とする。

本発明の冷媒回路装置によれば、支持手段が、キャピラリーチューブの端部の可動範囲を規制する態様でキャピラリーチューブを固定支持するので、圧縮機が駆動することによる振動がキャピラリーチューブに加えられても、キャピラリーチューブと冷媒配管との接続部分に生ずる応力を低減させることができる。従って、圧縮機の駆動時の振動によりキャピラリーチューブの端部に生ずる応力を低減させることにより、冷媒回路の破損を防止することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。 図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫の断面側面図である。 図３は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。 図４は、図３中の二点鎖線で囲まれた部分の構造を模式的に示す模式図である。 図５は、ＣＣＣ運転時における冷媒回路の概念図である。 図６は、ＨＨＣ運転時における冷媒回路の概念図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷媒回路装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、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形態を成すものである。この本体キャビネット１には、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫３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、断熱構造を有している。

図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫３の断面側面図である。尚、ここでは右側の商品収容庫３（以下、適宜右庫３ａとも称する）の内部構造について示すが、中央の商品収容庫３（以下、適宜中庫３ｂとも称する）及び左側の商品収容庫３（以下、適宜左庫３ｃとも称する）の内部構造も右庫３ａと略同じような構成である。尚、本明細書における右側とは、自動販売機を正面から見た場合の右方を示し、左側とは、自動販売機を正面から見た場合の左方を示す。

かかる図２に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４及び内扉５が設けてある。外扉４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５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。

上記商品収容庫３には、商品収納ラック６、搬出機構７及び搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック６は、商品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最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。

図３は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。ここで例示する冷媒回路装置は、主経路２０、分岐経路３０、放熱経路４０及び戻り経路５０からなる冷媒回路１０を備えて構成してある。冷媒回路１０は、内部に冷媒（例えばＲ１３４ａ）が封入されている。

主経路２０は、圧縮機２１、庫外熱交換器２２、第１キャピラリーチューブ２３及び庫内熱交換器２４を冷媒配管２５にて順次接続して構成してある。圧縮機２１は、図２にも示すように機械室９に配設してある。機械室９は、本体キャビネット１の内部であって商品収容庫３と区画され、かつ商品収容庫３の下方側の室である。この圧縮機２１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。

庫外熱交換器２２は、図２にも示すように圧縮機２１と同様に機械室９に配設してある。この庫外熱交換器２２は、通過する冷媒を凝縮させる凝縮器である。より詳細に説明すると、圧縮機２１で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管２５を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。

この庫外熱交換器２２と圧縮機２１とを接続する冷媒配管２５には、高圧側電磁弁２６１が設けてある。かかる高圧側電磁弁２６１は、開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。

第１キャピラリーチューブ２３は、図２にも示すように圧縮機２１及び庫外熱交換器２２と同様に機械室９に配設してある。この第１キャピラリーチューブ２３は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。

庫内熱交換器２４は、複数（図示の例では３つ）設けてあり、各商品収容庫３の内部低域であって、背面ダクトＤ（図２参照）の前面側に配設してある。これら庫内熱交換器２４と第１キャピラリーチューブ２３とを接続する冷媒配管２５は、その途中に配設された分配器２７により３つに分岐され、右庫３ａに配設された庫内熱交換器２４（以下、右庫内熱交換器２４ａとも称する）の入口側に、中庫３ｂに配設された庫内熱交換器２４（以下、中庫内熱交換器２４ｂとも称する）の入口側に、左庫３ｃの内部に配設された庫内熱交換器２４（以下、左庫内熱交換器２４ｃとも称する）の入口側にそれぞれ接続してある。

また、この冷媒配管２５においては、分配器２７から右庫内熱交換器２４ａ、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃのそれぞれに至る途中に低圧側電磁弁２６２，２６３，２６４が設けてある。低圧側電磁弁２６２，２６３，２６４は、開閉可能な弁体であり、制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。

中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側に接続された冷媒配管２５は、途中の第１合流点Ｐ１で合流し、更に右庫内熱交換器２４ａの出口側に接続された冷媒配管２５は、第２合流点Ｐ２で合流し、アキュムレータ２８を介して圧縮機２１に接続している。ここで、アキュムレータ２８は、通過する冷媒が気液混合冷媒である場合に、液相冷媒を貯留して気相冷媒を通過させるためのものである。

中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側に接続された冷媒配管２５には、それぞれ第１合流点Ｐ１の上流側に帰還用電磁弁２６５，２６６が配設してある。かかる帰還用電磁弁２６５，２６６は、開閉可能な弁体であり、制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。

分岐経路３０は、圧縮機２１と高圧側電磁弁２６１との経路の途中の高圧側分岐点Ｐ３から分岐し、その途中でさらに分岐して、一方が中庫内熱交換器２４ｂの入口側の冷媒配管２５に、他方が左庫内熱交換器２４ｃの入口側の冷媒配管２５にそれぞれ合流する分岐配管３１により構成された経路である。この分岐経路３０は、圧縮機２１で圧縮された冷媒（高圧冷媒）を導入する経路である。ここで、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの入口側の冷媒配管２５においては、各分岐配管３１との合流個所よりも上流側の経路、すなわち各合流個所とその上流にある低圧側電磁弁２６３，２６４との間の経路には、逆止弁２６７，２６８が設けてある。

かかる分岐経路３０においては、分岐個所の下流側にそれぞれ分岐電磁弁３２１，３２２が設けてある。分岐電磁弁３２１，３２２は、開閉可能な弁体であり、制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。

つまり、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃは、分岐経路３０を通じて圧縮機２１で圧縮された冷媒が供給された場合には、通過する冷媒を凝縮させて対象となる商品収容庫３（中庫３ｂ、左庫３ｃ）の内部空気を加熱するものである。

放熱経路４０は、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側に接続された冷媒配管２５のそれぞれの途中で分岐され、第３合流点で合流し、庫外熱交換器２２に隣接する態様で配設されたガスクーラ（凝縮器）４１の入口側に接続された放熱配管４２により構成された経路である。この放熱経路４０は、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの少なくとも一方で凝縮した冷媒をガスクーラ４１に供給するためのものである。かかる放熱経路４０により冷媒が供給されたガスクーラ４１では、該冷媒と周囲空気との間で熱交換が行われ、該冷媒が放熱する。すなわち、放熱経路４０は、庫内熱交換器２４で凝縮した冷媒を導入してガスクーラ４１に供給し、該ガスクーラ４１にて該冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。

このような放熱経路４０を構成する放熱配管４２の途中、すなわち中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側に接続された冷媒配管２５との分岐点から第３合流点Ｐ４に至る途中に、それぞれ逆止弁４３１，４３２が設けてある。

戻り経路５０は、ガスクーラ４１の出口側に接続された戻り配管５１により構成された経路である。この戻り経路５０を構成する戻り配管５１は、一端がガスクーラ４１の出口側に接続され、他端が第２キャピラリーチューブ５２に接続されている。この第２キャピラリーチューブ５２は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。かかる第２キャピラリーチューブ５２は、第４合流点Ｐ５にて主経路２０を構成する冷媒配管２５に接続されている。

図４は、図３中の二点鎖線で囲まれた部分の構造を示す斜視図である。この図４に示すように、第１キャピラリーチューブ２３は、巻回部分２３１が庫外熱交換器２２に連結された冷媒配管２５にクランプ部材６０により固定支持されている。

このことについてより詳細に説明すると次のようになる。庫外熱交換器２２に連結された冷媒配管２５の下流側端部は屈曲されており、かかる屈曲部分にて第１キャピラリーチューブ２３の冷媒入口（図示せず）を有する入口側端部２３２とロウ付けにより接続されている。クランプ部材６０は、取付金具であり、第１キャピラリーチューブ２３の巻回部分２３１を庫外熱交換器２２に連結された冷媒配管２５に固定支持するものである。これにより、第１キャピラリーチューブ２３の端部、すなわち入口側端部２３２及び図示しない出口側端部（下流側であって、分配器２７に連結された冷媒配管２５に接続される端部）の可動範囲が規制されている。つまり、クランプ部材６０は、第１キャピラリーチューブ２３の端部の可動範囲を規制する態様で第１キャピラリーチューブ２３を固定支持する支持手段である。

以上のような構成を有する冷媒回路装置は、次のようにして商品収容庫３に収容された商品を冷却、あるいは加熱する。

まず、ＣＣＣ運転（すべての商品収容庫３の内部空気を冷却する運転）を行う場合について説明する。この場合、分岐電磁弁３２１，３２２を閉成させ、高圧側電磁弁２６１、低圧側電磁弁２６２，２６３，２６４及び帰還用電磁弁２６５，２６６を開成させる。これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、図５に示すように循環する。

すなわち、圧縮機２１で圧縮された冷媒は、開成する高圧側電磁弁２６１を通過して庫外熱交換器２２に至る。庫外熱交換器２２に至った冷媒は、該庫外熱交換器２２を通過中に、周囲空気（外気）に放熱して凝縮する。庫外熱交換器２２で凝縮した冷媒は、第１キャピラリーチューブ２３で断熱膨張する。

第１キャピラリーチューブ２３で断熱膨張して気化した冷媒は、分配器２７で３つに分岐され、右庫内熱交換器２４ａ、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに至り、各庫内熱交換器２４で蒸発して商品収容庫３の内部空気から熱を奪い、該内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、各庫内送風ファンの駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫３に収容された商品は、循環する内部空気に冷却される。各庫内熱交換器２４で蒸発した冷媒は、アキュムレータ２８にて気液分離された後、気相部分が圧縮機２１に吸引され、圧縮機２１に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

次に、ＨＨＣ運転（中庫３ｂ及び左庫３ｃの内部空気を加熱し、かつ右庫３ａの内部空気を冷却する運転）を行う場合について説明する。この場合、高圧側電磁弁２６１、低圧側電磁弁２６３，２６４及び帰還用電磁弁２６５，２６６を閉成させ、分岐電磁弁３２１，３２２及び低圧側電磁弁２６２を開成させる。これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、図６に示すように循環する。

すなわち、圧縮機２１で圧縮された冷媒は、分岐経路３０を通過して中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに至る。中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに至った冷媒は、該熱交換器を通過中に、中庫３ｂ及び左庫３ｃの内部空気とそれぞれ熱交換し、該内部空気に放熱して凝縮する。これにより、中庫３ｂ及び左庫３ｃの内部空気を加熱する。加熱された内部空気は、図示せぬ庫内送風ファンの駆動により、中庫３ｂ及び左庫３ｃのそれぞれの内部を循環し、これにより各商品収容庫３（中庫３ｂ及び左庫３ｃ）に収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。

中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃで凝縮した冷媒は、放熱経路４０を構成する放熱配管４２を通過してガスクーラ４１に至り、該ガスクーラ４１で周囲空気に放熱する。ガスクーラ４１で放熱した冷媒は、第２キャピラリーチューブ５２で断熱膨張する。

第２キャピラリーチューブ５２で断熱膨張して気化した冷媒は、分配器２７を経由し、開成する低圧側電磁弁２６２を通過して右庫内熱交換器２４ａに至り、この右庫内熱交換器２４ａで蒸発して右庫３ａの内部空気から熱を奪い、該内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、右庫内送風ファンＦ１（図２参照）の駆動により右庫３ａの内部を循環し、これにより右庫３ａに収容された商品は冷却される。右庫内熱交換器２４ａで蒸発した冷媒は、アキュムレータ２８にて気液分離された後、気相部分が圧縮機２１に吸引され、圧縮機２１に圧縮されて上述した循環を繰り返す。このように冷媒回路１０は、ヒートポンプとしての機能を有している。

上述したような本実施の形態における冷媒回路装置によれば、クランプ部材６０が、第１キャピラリーチューブ２３の巻回部分２３１を庫外熱交換器２２に連結された冷媒配管２５に固定支持して、第１キャピラリーチューブ２３の端部、すなわち入口側端部２３２及び出口側端部の可動範囲を規制するので、ＣＣＣ運転やＨＨＣ運転時のように圧縮機２１が駆動することによる振動が第１キャピラリーチューブ２３に加えられても、第１キャピラリーチューブ２３と冷媒配管２５との接続部分、すなわちロウ付け部分に生ずる応力を低減させることができる。従って、圧縮機２１の駆動時の振動によりキャピラリーチューブの端部に生ずる応力を低減させることにより、冷媒回路１０の破損を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態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、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、第１キャピラリーチューブ２３の巻回部分２３１をクランプ部材６０により庫外熱交換器２２に連結された冷媒配管２５に固定支持する場合について説明したが、本発明においては、キャピラリーチューブの巻回部分２３１を該キャピラリーチューブ以外の他の部位に固定支持させても構わない。

また、上述した実施の形態では、第１キャピラリーチューブ２３の巻回部分２３１を固定支持していたが、本発明では、キャピラリーチューブの巻回部分を固定支持する必要は必ずしもなく、キャピラリーチューブの端部、すなわち冷媒配管とロウ付けにより接続される部分のみを固定支持しても良い。

また、上述した実施の形態では、第１キャピラリーチューブ２３の巻回部分２３１のみを固定支持していたが、第２キャピラリーチューブ５２についても第１キャピラリーチューブ２３と同様にクランプ部材等を用いて固定支持しても構わない。

１０ 冷媒回路
２０ 主経路
２１ 圧縮機
２２ 庫外熱交換器（凝縮器）
２３ 第１キャピラリーチューブ
２３１ 巻回部分
２３２ 入口側端部
２４ 庫内熱交換器（蒸発器）
２５ 冷媒配管
２７ 分配器
３０ 分岐経路
３１ 分岐配管
４０ 放熱経路
４１ ガスクーラ（凝縮器）
４２ 放熱配管
５０ 戻り経路
５１ 戻り配管
５２ 第２キャピラリーチューブ
６０ クランプ部材
Ｄ 背面ダクト
Ｆ１ 右庫内送風ファン

Claims (2)

1. 冷媒を蒸発させて自身が配設された室の内部雰囲気を冷却する蒸発器と、
   前記蒸発器で蒸発させた冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機で圧縮させた冷媒を導入して凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器で凝縮させた冷媒を導入して断熱膨張させて、前記蒸発器に送出するキャピラリーチューブと
   を冷媒配管で順次接続して構成した冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、
   前記キャピラリーチューブの端部の可動範囲を規制する態様で前記キャピラリーチューブを固定支持する支持手段を備えたことを特徴とする冷媒回路装置。
2. 前記支持手段は、前記キャピラリーチューブの巻回部分を前記凝縮器に連結された冷媒配管に固定させて支持することを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路装置。

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