JP2015215118A - 冷媒回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気液分離器を削減して製造コストの低減化を図ること。
【解決手段】それぞれが商品収容庫５の内部に配設された複数の庫内熱交換器２３と、冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、商品収容庫５の外部に配設された庫外熱交換器２２とを有した冷媒回路１０を備えた冷媒回路装置において、庫外熱交換器２２で放熱した冷媒のうち第１分岐点Ｑ１で２つに分岐した一方を断熱膨張させ、かつ最も冷却負荷の小さい中庫内熱交換器２３ｂに冷媒を供給する膨張機構２４と、第１分岐点Ｑ１で２つに分岐した冷媒の他方を減圧させることによって中庫内熱交換器２３ｂより吐出された冷媒を吸引してこれら冷媒を混合させ、かつ他の庫内熱交換器２３に混合させた冷媒を送出するエジェクタ２５を備えている。
【選択図】図３

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、かつ冷凍サイクルやヒートポンプサイクルを実現する冷媒回路装置において、エジェクタが用いられたものが知られている。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、自動販売機本体の各商品収容庫に配設された蒸発器より吐出された低圧の冷媒（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。

このようなエジェクタを用いた冷媒回路装置では、エジェクタが吸引した低圧冷媒を昇圧させた後に吐出し、その吐出冷媒を気液分離器にて気相冷媒と液相冷媒とに分離させている。そして、気液分離器にて分離させた液相冷媒を各蒸発器に送出させる一方、該気液分離器にて分離させた気相冷媒を圧縮機に吸引させている。

かかる冷媒回路装置では、圧縮機で吸引する冷媒の圧力を高くすることができ、これにより圧縮機の運転効率を向上させることができるという利点を有する（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５２６５００号公報

ところで、上述した冷媒回路装置では、エジェクタは各商品収容庫に配設されたすべての蒸発器を通過した冷媒を吸引し、高圧冷媒と混合させた後、気液二相状態の冷媒を蒸発器側及び圧縮機側に吐出する。その際、圧縮機側に液冷媒が戻ると圧縮効率の低下、あるいは圧縮機の故障を招来する虞れがある。そこで、エジェクタの吐出側に気液分離器を配設して該気液分離器により気液二相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吸引させる必要があった。しかし、気液分離器を配設することで部品点数が増加し、製造コストの増大化させていた。

本発明は、上記実情に鑑みて、気液分離器を削減して製造コストの低減化を図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、本発明に係る冷媒回路装置は、各対象室の内部に配設され、かつ供給された冷媒を蒸発させて対応する対象室の内部空気を冷却させる複数の庫内熱交換器と、前記複数の庫内熱交換器のうち少なくとも１つの庫内熱交換器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、前記各対象室の外部に配設され、かつ供給された冷媒を放熱させる庫外熱交換器とを有した冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、前記庫外熱交換器で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した一方を断熱膨張させ、かつ前記複数の庫内熱交換器のうち最も冷却負荷の小さい低負荷熱交換器に冷媒を供給する膨張機構と、前記分岐点で２つに分岐した冷媒の他方を減圧させることによって前記低負荷熱交換器より吐出された冷媒を吸引してこれら冷媒を混合させ、かつ前記低負荷熱交換器を除く少なくとも１つの庫内熱交換器に混合させた冷媒を送出するエジェクタとを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記庫外熱交換器から前記分岐点に至る経路に配設され、かつ開成する場合には冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合には前記冷媒が通過することを規制するバルブと、所定の開閉割合にて前記バルブを開閉させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記制御手段は、予め設定された対象室の目標温度と該対象室の室内温度との偏差を求め、かかる偏差に基づいてＰＩＤ演算を行って算出された開閉割合により前記バルブを開閉させることを特徴とする。

本発明によれば、膨張機構が、庫外熱交換器で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した一方を断熱膨張させ、かつ複数の庫内熱交換器のうち最も冷却負荷の小さい低負荷熱交換器に冷媒を供給するので、低負荷熱交換器に供給された冷媒は蒸発して気相冷媒となる。またエジェクタが、分岐点で２つに分岐した冷媒の他方を減圧させ、低負荷熱交換器において蒸発した後の気相冷媒を吸引してこれら冷媒を混合させ、かつ低負荷熱交換器を除く少なくとも１つの庫内熱交換器に混合させた冷媒を送出するので、該庫内熱交換器に送出された冷媒を蒸発させることができ、これにより熱負荷（冷却負荷）が最も小さく冷媒流量が少量で済む低負荷熱交換器をエジェクタに吸引される側に配置するとともに、それ以外の庫内熱交換器をエジェクタに吐出される側に配置することで、従来必要とされた気液分離器を使用せずに気相冷媒を圧縮機に戻すことができる。従って、気液分離器を削減して部品点数を低減させることで、製造コストの低減化を図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１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説明図である。 図２は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置が適用された自動販売機の断面側面図である。 図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。 図４は、図３に示したエジェクタの構成を示す模式図である。 図５は、ＣＣＣ運転を行う場合の冷媒の流れを示す説明図である。 図６は、ＨＣＣ運転を行う場合の冷媒の流れを示す説明図である。 図７は、本発明の実施の形態２である冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。 図８は、本実施の形態２である冷媒回路装置の特徴的な制御系を示す説明図である。 図９は、図８に示した制御部が実施するバルブ開閉制御処理の処理内容を示すフローチャートである。

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。

＜実施の形態１＞
図１及び図２は、それぞれ本発明の実施の形態１である冷媒回路装置が適用された自動販売機を示すもので、図１は内部構造を正面から見た場合を示す説明図であり、図２は断面側面図である。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断熱体として形成されたものである。この本体キャビネット１には、その前面に外扉２及び内扉３ａ，３ｂが設けられており、その内部に例えば２つの断熱仕切板４によって仕切られた３つの独立した商品収容庫５が左右に並んだ態様で設けられている。

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５の前面を開閉するためのものである。内扉３ａ，３ｂは、上下に分割されており、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５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る。

商品収容庫５には、商品収納ラック６、払出機構７及び搬出シュータ８が設けられている。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。払出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けられており、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、払出機構７から払い出された商品を下側の内扉３ｂに設けられた商品搬出口３ｃを介して外扉２に設けられた商品取出口（図示せず）に導くためのものである。

図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された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、内部に冷媒が封入された冷媒回路１０を有しており、この冷媒回路１０は、主経路２０、高圧冷媒導入経路３０及び戻経路４０を備えて構成されている。

主経路２０は、圧縮機２１、庫外熱交換器２２、庫内熱交換器２３、膨張機構２４及びエジェクタ２５を冷媒管路２６にて接続して構成されている。

圧縮機２１は、図２にも示すように機械室９に配設されている。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５と区画され、かつ商品収容庫５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、圧縮機２１と同様に機械室９に配設されており、第１庫外熱交換器２２ａ及び第２庫外熱交換器２２ｂを有している。尚、この庫外熱交換器２２の近傍には庫外送風ファンＦ１が配設されている。

第１庫外熱交換器２２ａは、圧縮機２１で圧縮された冷媒が自身の流路を通過する場合に、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。この庫外熱交換器２２と圧縮機２１とを接続する冷媒管路２６には、三方弁２７１が設けられている。かかる三方弁２７１については後述する。

第２庫外熱交換器２２ｂは、自身の流路に熱的に接続されるフィン部材が第１庫外熱交換器２２ａと共通化された状態で該第１庫外熱交換器２２ａと一体的に構成されている。この第２庫外熱交換器２２ｂは、流路を通過する冷媒、すなわち第１庫外熱交換器２２ａで放熱した冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。

庫内熱交換器２３は、複数（図示の例では３つ）設けられており、それぞれが各商品収容庫５の内部低域であって背面ダクトＤの前方側に配設されている。各庫内熱交換器２３の近傍には、庫内送風ファンＦ２が配設されている。

これら庫内熱交換器２３については、右側の商品収容庫５（以下、右庫５ａともいう）に配設された庫内熱交換器２３を右庫内熱交換器２３ａと称し、中央の商品収容庫５（以下、中庫５ｂともいう）に配設された庫内熱交換器２３を中庫内熱交換器２３ｂと称し、左側の商品収容庫５（以下、左庫５ｃともいう）に配設された庫内熱交換器２３を左庫内熱交換器２３ｃと称する。そして、各商品収容庫５においては、中庫５ｂが右庫５ａ及び左庫５ｃに比して最も容積が小さく、これにより中庫内熱交換器２３ｂが熱負荷（冷却負荷）が最も小さい低負荷熱交換器である。

これら庫内熱交換器２３においては、右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃのそれぞれの出口側に接続された冷媒管路２６は、途中の第１合流点Ｐ１で合流して圧縮機２１の吸引口に連通する態様で該圧縮機２１に接続されている。

膨張機構２４は、例えば電子膨張弁やキャピラリーチューブ等により構成されるものであり、通過する冷媒を断熱膨張させるものである。この膨張機構２４は、庫外熱交換器２２（第２庫外熱交換器２２ｂ）の出口側に接続された冷媒管路２６の途中の第１分岐点Ｑ１で分岐し、かつ中庫内熱交換器２３ｂの入口側に接続される冷媒管路２６に配設されている。

エジェクタ２５は、図４に示すように２相流噴射型エジェクタであり、ノズル部２５１、混合部２５２及びディフューザ部２５３を有している。

ノズル部２５１は、高圧冷媒導入口２５４を通じて吸入された高圧冷媒（駆動流）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２５５を通じて低圧冷媒（吸引流）を吸引することができる。このノズル部２５１には、ノズル弁２５１ａが設けられている。ノズル弁２５１ａ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。

混合部２５２は、ノズル部２５１で加速させた高圧冷媒と、冷媒吸入口２５５を通じて吸引した低圧冷媒とを混合させる部位である。

ディフューザ部２５３は、混合部２５２にて混合された冷媒（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、図示せぬ吐出口を通じて吐出されることになる。

上記高圧冷媒導入口２５４は、上記第１分岐点Ｑ１で分岐した他方の冷媒管路２６に連通しており、上記冷媒吸入口２５５は、中庫内熱交換器２３ｂの出口側に接続された冷媒管路２６に連通している。また上記吐出口は、右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃの入口側に接続された冷媒管路２６に連通している。ここでエジェクタ２５と、右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃとを接続する冷媒管路２６は、その途中の第２分岐点Ｑ２で２つに分岐され、一方が右庫内熱交換器２３ａの入口側に接続され、他方が左庫内熱交換器２３ｃの入口側に接続されている。そして、第２分岐点Ｑ２から左庫内熱交換器２３ｃに至る冷媒管路２６の途中に電磁弁２７２が設けられている。電磁弁２７２は、図示せぬ制御部から与えられる指令に応じて開閉する弁体である。

このような構成を有するエジェクタ２５は、庫外熱交換器２２（第２庫外熱交換器２２ｂ）で放熱された高圧の冷媒（高圧冷媒）の一部を減圧させることによって、中庫内熱交換器２３ｂより吐出された低圧の冷媒（低圧冷媒）を吸引し、該吸引した低圧冷媒を庫外熱交換器２２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。

高圧冷媒導入経路３０は、一端が三方弁２７１に連結され、かつ他端が左庫５ｃに配設された加熱用熱交換器３２の入口側に接続された高圧冷媒導入管路３１により構成されている。この高圧冷媒導入経路３０は、圧縮機２１で圧縮された高圧冷媒を加熱用熱交換器３２に導入させるためのものである。

ここで三方弁２７１は、圧縮機２１で圧縮された高圧冷媒を第１庫外熱交換器２２ａへ送出する第１送出状態と、加熱用熱交換器３２へ送出する第２送出状態との間で択一的に切り換え可能な弁体である。かかる三方弁２７１の切換動作は、制御部から与えられる指令に応じて行われる。

戻経路４０は、一端が加熱用熱交換器３２の出口側に接続され、かつ他端が主経路２０を構成する冷媒管路２６、すなわち第１庫外熱交換器２２ａと第２庫外熱交換器２２ｂとの間の冷媒管路２６の第２合流点Ｐ２に接続された戻管路４１により構成されている。この戻経路４０は、加熱用熱交換器３２を通過した冷媒を主経路２０に戻すためのものである。尚、図３中の符号４２は逆止弁である。

以上のような構成を有する冷媒回路装置においては、制御部を通じて三方弁２７１や電磁弁２７２を制御することで各商品収容庫５の内部温度を所望の温度状態に調整することができ、次のようにして商品収容庫５に収容された商品を冷却、あるいは加熱することができる。ここでは、ＣＣＣ運転（全ての商品収容庫５の内部空気を冷却する運転）を行う場合とＨＣＣ運転（左庫５ｃの内部空気を加熱し、右庫５ａ及び中庫５ｂの内部空気を冷却する運転）を行う場合とを代表例として説明する。

まずＣＣＣ運転を行う場合について説明する。この場合、制御部は、三方弁２７１を第１送出状態にさせるとともに、電磁弁２７２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、第１送出状態にある三方弁２７１を通過して第１庫外熱交換器２２ａに至る。第１庫外熱交換器２２ａに至った冷媒は、該第１庫外熱交換器２２ａを通過中に、周囲空気（外気）と熱交換を行って放熱する。第１庫外熱交換器２２ａで放熱した冷媒は、第２庫外熱交換器２２ｂに至り、かかる第２庫外熱交換器２２ｂを通過中に、周囲空気と熱交換してさらに放熱する。第２庫外熱交換器２２ｂで放熱した冷媒は、第１分岐点Ｑ１で２つに分岐する。

第１分岐点Ｑ１で２つに分岐した冷媒の一方は、膨張機構２４に至る。膨張機構２４に至った冷媒は、断熱膨張して低圧冷媒として中庫内熱交換器２３ｂに送出される。中庫内熱交換器２３ｂに送出された冷媒（低圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（中庫５ｂの内部空気）と熱交換して該内部空気を冷却する。冷却された空気は、中庫内熱交換器２３ｂに近接配置された庫内送風ファンＦ２の駆動により内部を循環し、これにより中庫５ｂに収容された商品は、循環する空気により冷却される。

一方、第１分岐点Ｑ１で２つに分岐した冷媒の他方は、エジェクタ２５に送出される。エジェクタ２５に送出された冷媒（高圧冷媒）は、高圧冷媒導入口２５４を通じてノズル部２５１に進入し、減圧されて加速する。これにより、中庫内熱交換器２３ｂを通過した冷媒（低圧冷媒）が冷媒吸入口２５５を通じて吸引されることになる。そして、該エジェクタ２５の混合部２５２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２５３に至り、混合冷媒は、ディフューザ部２５３で昇圧された後に吐出される。

エジェクタ２５から吐出された混合冷媒は、第２分岐点Ｑ２で分岐して右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃに送出される。右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃに送出された冷媒（低圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該内部空気を冷却する。冷却された空気は、各庫内熱交換器２３に近接配置された庫内送風ファンＦ２の駆動により内部を循環し、これにより右庫５ａ及び左庫５ｃに収容された商品は、循環する空気により冷却される。右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃを通過した冷媒は、第１合流点Ｐ１で合流した後に、圧縮機２１に吸引されて、冷媒回路１０を循環するサイクルを繰り返す。

次に、ＨＣＣ運転を行う場合について説明する。この場合、制御部は、三方弁２７１を第２送出状態にさせ、電磁弁２７２を閉成させる。

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、第２送出状態である三方弁２７１を通過して高圧冷媒導入管路３１を通じて加熱用熱交換器３２に送出される。

加熱用熱交換器３２に送出された冷媒（高圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該内部空気を加熱する。加熱された空気は、庫内送風ファンＦ２の駆動により内部を循環し、これにより左庫５ｃに収容された商品は、循環する空気により加熱される。

加熱用熱交換器３２を通過した冷媒は、戻管路４１を通過した後に第２合流点Ｐ２に至り、かかる第２合流点Ｐ２で主経路２０に進入する。主経路２０に進入した冷媒は、第２庫外熱交換器２２ｂを通過する。かかる第２庫外熱交換器２２ｂを通過中に、周囲空気と熱交換して放熱する。第２庫外熱交換器２２ｂで放熱した冷媒は、第１分岐点Ｑ１で２つに分岐する。

第１分岐点Ｑ１で２つに分岐した冷媒の一方は、膨張機構２４に至る。膨張機構２４に至った冷媒は、断熱膨張して低圧冷媒として中庫内熱交換器２３ｂに送出される。中庫内熱交換器２３ｂに送出された冷媒（低圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（中庫５ｂの内部空気）と熱交換して該内部空気を冷却する。冷却された空気は、中庫内熱交換器２３ｂに近接配置された庫内送風ファンＦ２の駆動により内部を循環し、これにより中庫５ｂに収容された商品は、循環する空気により冷却される。その際、中庫内熱交換器２３ｂを通過する冷媒を確実に全て蒸発させるために中庫内熱交換器２３ｂの入口と出口とに温度センサを設置し、入口の飽和温度に対し出口で温度上昇するように圧縮機の回転数やエジェクタの弁開度を随時調整してもよい。

一方、第１分岐点Ｑ１で２つに分岐した冷媒の他方は、エジェクタ２５に送出される。エジェクタ２５に送出された冷媒（高圧冷媒）は、高圧冷媒導入口２５４を通じてノズル部２５１に進入し、減圧されて加速する。これにより、中庫内熱交換器２３ｂを通過した冷媒（低圧冷媒）が冷媒吸入口２５５を通じて吸引されることになる。そして、該エジェクタ２５の混合部２５２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２５３に至り、混合冷媒は、ディフューザ部２５３で昇圧された後に吐出される。

エジェクタ２５から吐出された混合冷媒は、右庫内熱交換器２３ａに送出される。右庫内熱交換器２３ａに送出された冷媒（低圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該内部空気を冷却する。冷却された空気は、右庫内熱交換器２３ａに近接配置された庫内送風ファンＦ２の駆動により内部を循環し、これにより右庫５ａに収容された商品は、循環する空気により冷却される。その際、右庫内熱交換器２３ａを通過する冷媒を確実に全て蒸発させるために中庫内熱交換器２３ａの入口と出口とに温度センサを設置し、入口の飽和温度に対し出口で温度上昇するように圧縮機の回転数やエジェクタの弁開度を随時調整してもよい。右庫内熱交換器２３ａを通過した冷媒は、圧縮機２１に吸引されて、冷媒回路１０を循環するサイクルを繰り返す。

以上説明したような本実施の形態１である冷媒回路装置によれば、膨張機構２４が、庫外熱交換器２２で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した一方を断熱膨張させ、かつ中庫内熱交換器２３ｂに冷媒を供給するので、中庫内熱交換器２３ｂに供給された冷媒は蒸発して気相冷媒となる。またエジェクタ２５が、庫外熱交換器２２で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した冷媒の他方を減圧させ、中庫内熱交換器２３ｂにおいて蒸発した後の気相冷媒を吸引してこれら冷媒を混合させ、かつ右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃの少なくとも１つに混合させた冷媒を送出するので、各庫内熱交換器２３に送出された冷媒を蒸発させることができ、これにより熱負荷（冷却負荷）が最も小さく冷媒流量が少量で済む中庫内熱交換器２３ｂをエジェクタ２５に吸引される側に配置するとともに、それ以外の右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃをエジェクタ２５に吐出される側に配置することで、従来必要とされた気液分離器を使用せずに気相冷媒を圧縮機に戻すことができる。従って、気液分離器を削減して部品点数を低減させることで、製造コストの低減化を図ることができる。

＜実施の形態２＞
図７は、本発明の実施の形態２である冷媒回路装置を概念的に示す概念図であり、図８は、本実施の形態２である冷媒回路装置の特徴的な制御系を示す説明図である。尚、上述した実施の形態１である冷媒回路装置と同様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適宜割愛する。

ここで例示する冷媒回路装置は、内部に冷媒が封入された冷媒回路１０′を有しており、バルブ２８、庫内温度センサＳ１及び制御部５０を有している。

バルブ２８は、主経路２０′における第２庫外熱交換器２２ｂと第１分岐点Ｑ１との間の冷媒管路２６に配設されている。このバルブ２８は、制御部５０から与えられる指令により開閉可能な弁体であり、開成する場合には第２庫外熱交換器２２ｂから膨張機構２４及びエジェクタ２５に向けて冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合には第２庫外熱交換器２２ｂから膨張機構２４及びエジェクタ２５に向けて冷媒が通過することを規制するものである。

庫内温度センサＳ１は、各商品収容庫５の内部に配設されており、自身が配設された商品収容庫５の庫内温度（内部温度）を検出するものである。庫内温度センサＳ１で検出された庫内温度は、庫内温度信号として制御部５０に与えられることになる。

制御部５０は、メモリ５５に記憶されたプログラムやデータにしたがってバルブ２８の制御を行うものあり、入力処理部５１、算出処理部５２及び出力処理部５３を備えている。尚、ここではバルブ２８の制御を行う制御部５０について示しているが、本発明においては、かかる処理部は、バルブ２８の他、三方弁２７１や電磁弁２７２、圧縮機２１等を制御するものであってもよい。

入力処理部５１は、各庫内温度センサＳ１や自販機制御部６０からの信号や指令を入力処理するものである。自販機制御部６０は、冷媒回路装置が適用される自動販売機の動作を統括的に制御するものである。

算出処理部５２は、入力処理部５１を通じて入力した対象となる商品収容庫５の庫内温度と、メモリ５５に記憶された当該商品収容庫５の目標温度との偏差を求め、かかる偏差に基づいてＰＩＤ演算を行ってバルブ２８の開閉割合（デューティー比）を算出処理するものである。出力処理部５３はバルブ２８に対して指令を与えるものである。

このような本実施の形態２である冷媒回路装置においては、上述したＣＣＣ運転やＨＣＣ運転を行う場合において、予め設定された時間間隔毎にバルブ開閉制御処理を行う。

図９は、図８に示した制御部が実施するバルブ開閉制御処理の処理内容を示すフローチャートである。

このバルブ開閉制御処理において制御部５０は、入力処理部５１を通じて庫内温度センサＳ１より庫内温度信号を入力した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、すなわち冷却対象となる商品収容庫５（ここでは右庫５ａとする）の庫内温度が庫内温度センサＳ１により検出された場合、算出処理部５２を通じて開閉割合の算出を行う（ステップＳ１０２）。より詳細に説明すると、制御部５０は、算出処理部５２を通じてメモリ５５より庫内温度センサＳ１が配設された商品収容庫５（右庫５ａ）の目標温度を読み出し、読み出した目標温度と、ステップＳ１０１で入力した庫内温度との偏差を求め、かかる偏差に基づいてＰＩＤ演算を行ってバルブ２８の開閉割合（デューティー比）を算出する。

バルブ２８の開閉割合を算出した制御部５０は、出力処理部５３を通じてバルブ２８に対して該開閉割合にしたがって指令を与えてバルブ２８を開閉させ（ステップＳ１０３）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、バルブ２８を所定の開閉割合にて開閉させることでエジェクタ２５に対する冷媒流量を連続的に制御することができる。

以上説明したように、本実施の形態２である冷媒回路装置によれば、膨張機構２４が、庫外熱交換器２２で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した一方を断熱膨張させ、かつ中庫内熱交換器２３ｂに冷媒を供給するので、中庫内熱交換器２３ｂに供給された冷媒は蒸発して気相冷媒となる。またエジェクタ２５が、庫外熱交換器２２で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した冷媒の他方を減圧させ、中庫内熱交換器２３ｂにおいて蒸発した後の気相冷媒を吸引してこれら冷媒を混合させ、かつ右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃの少なくとも１つに混合させた冷媒を送出するので、各庫内熱交換器２３に送出された冷媒を蒸発させることができ、これにより熱負荷（冷却負荷）が最も小さく冷媒流量が少量で済む中庫内熱交換器２３ｂをエジェクタ２５に吸引される側に配置するとともに、それ以外の右庫内熱交換器２３ａ及び左庫内熱交換器２３ｃをエジェクタ２５に吐出される側に配置することで、従来必要とされた気液分離器を使用せずに気相冷媒を圧縮機に戻すことができる。従って、気液分離器を削減して部品点数を低減させることで、製造コストの低減化を図ることができる。

また、上記冷媒回路装置によれば、庫外熱交換器２２から第１分岐点Ｑ１に至る冷媒管路２６に配設されたバルブ２８が、開成する場合には庫外熱交換器２２から膨張機構２４及びエジェクタ２５に向けて冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合には庫外熱交換器２２から膨張機構２４及びエジェクタ２５に向けて冷媒が通過することを規制し、制御部５０が予め設定された商品収容庫５の目標温度と該商品収容庫５の庫内温度との偏差を求め、かかる偏差に基づいてＰＩＤ演算を行って算出された開閉割合によりバルブ２８を開閉させるので、従来のようにノズル部やノズル弁の形状を高精度に加工して組み立て等することなく、エジェクタ２５に対する冷媒流量を連続的に制御することができる。これにより、製造コストの増大化を抑制しつつ、低流量域においても流量制御が良好に実現できる。

以上、本発明の好適な実施の形態１及び２について説明したが、本発明はこれら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１及び２では、中庫内熱交換器２３ｂを低負荷熱交換器として説明したが、本発明においては、いずれかの庫内熱交換器を低負荷熱交換器とすることができればよく、冷媒回路の回路構成も低負荷熱交換器に設定されたものに応じて適宜変更することができることはいうまでもない。

上述した実施の形態１及び２では、ヒートポンプサイクルが可能な冷媒回路１０，１０′について示したが、本発明においては、冷凍サイクルのみ可能な冷媒回路に適用しても構わない。

１０ 冷媒回路
２０ 主経路
２１ 圧縮機
２２ 庫外熱交換器
２３ 庫内熱交換器
２４ 膨張機構
２５ エジェクタ
２６ 冷媒管路
２７１ 三方弁
２７２ 電磁弁
２８ バルブ
３０ 高圧冷媒導入経路
３１ 高圧冷媒導入管路
３２ 加熱用熱交換器
４０ 戻経路
４１ 戻管路
５０ 制御部
５１ 入力処理部
５２ 算出処理部
５３ 出力処理部
５５ メモリ
Ｓ１ 庫内温度センサ

Claims (3)

1. 各対象室の内部に配設され、かつ供給された冷媒を蒸発させて対応する対象室の内部空気を冷却させる複数の庫内熱交換器と、
   前記複数の庫内熱交換器のうち少なくとも１つの庫内熱交換器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、
   前記各対象室の外部に配設され、かつ供給された冷媒を放熱させる庫外熱交換器と
   を有した冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、
   前記庫外熱交換器で放熱した冷媒のうち分岐点で２つに分岐した一方を断熱膨張させ、かつ前記複数の庫内熱交換器のうち最も冷却負荷の小さい低負荷熱交換器に冷媒を供給する膨張機構と、
   前記分岐点で２つに分岐した冷媒の他方を減圧させることによって前記低負荷熱交換器より吐出された冷媒を吸引してこれら冷媒を混合させ、かつ前記低負荷熱交換器を除く少なくとも１つの庫内熱交換器に混合させた冷媒を送出するエジェクタと
   を備えたことを特徴とする冷媒回路装置。
2. 前記庫外熱交換器から前記分岐点に至る経路に配設され、かつ開成する場合には冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合には前記冷媒が通過することを規制するバルブと、
   所定の開閉割合にて前記バルブを開閉させる制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路装置。
3. 前記制御手段は、予め設定された対象室の目標温度と該対象室の室内温度との偏差を求め、かかる偏差に基づいてＰＩＤ演算を行って算出された開閉割合により前記バルブを開閉させることを特徴とする請求項２に記載の冷媒回路装置。

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