JP2023110768A - 冷却装置 - Google Patents

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Yohei Watanabe
新吾 中村
Shingo Nakamura
浩司 滝口
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Abstract

【課題】省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度によらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することが可能な冷却装置を提供する。【解決手段】この検体保管装置100は、圧縮機4と、凝縮器5と、第1蒸発器21および第2蒸発器22を含む複数の蒸発器と、膨張弁71aおよび71bと、膨張弁72aおよび72bと、第1収容庫11および第2収容庫12を含む収容部1とを備える。そして、検体保管装置100は、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低い場合には、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を膨張弁71aおよび71bによって調整して、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温める動作を行う。【選択図】図5

Description

この発明は、冷却装置に関し、特に、複数の蒸発器を備える冷却装置に関する。
従来、複数の蒸発器を備える冷却装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、1つの圧縮機と、複数の蒸発器と、複数の収容庫を含む収容部とを備える冷却装置が開示されている。この冷却装置は、複数の蒸発器の各々の蒸発温度(冷媒温度)を個別に制御することによって、複数の蒸発器の各々に対応して設けられる収容庫内の各々の空気の温度を個別に調整している。
特開2002-106983号公報
ここで、上記特許文献1には記載されていないが、ユーザの使用条件に応じて、複数の収容庫の各々の内部の温度の設定(設定温度帯)を、常温、冷蔵および冷凍などの複数の温度帯に個別に設定可能な冷却装置が望まれている。
しかしながら、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度がいずれかの収容庫内の設定温度帯よりも低くなる屋外などの場所に冷却装置が設置される場合には、設定温度帯が収容部の外部の温度よりも高い温度に設定された収容庫の内部の温度が、設定温度帯より低くならないように、設定温度帯が収容部の外部の温度よりも高い温度に設定された収容庫の内部を温める必要がある。このような場合には、従来の冷却装置では、ヒータによる加熱を行うことによって、設定温度帯が収容部の外部の温度よりも高い温度に設定された収容庫の内部の温度を維持している。そのため、収容部の外部の温度がいずれかの収容庫内の設定温度帯よりも低い場合においては、ヒータなどの加熱装置による加熱のために電力を消費する必要がある。その結果、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度がいずれかの収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することが困難であるという問題点がある。そのため、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度によらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することが可能な冷却装置が望まれている。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度によらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することが可能な冷却装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機の下流側に設けられ、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器の下流側に設けられ、凝縮器が凝縮した冷媒を蒸発させる第1蒸発器および第2蒸発器を含む複数の蒸発器と、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第1調整弁と、第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第2調整弁と、第1蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第1収容庫、および、第2蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第2収容庫を含む収容部と、を備え、第1収容庫の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合には、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を第1調整弁によって調整して、第1蒸発器を流れる冷媒と、第1収容庫内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫内の空気を温める動作を行うように構成されている。
上記一の局面による冷却装置では、上記のように、第1収容庫の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合には、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を第1調整弁によって調整して、第1蒸発器を流れる冷媒と、第1収容庫内の空気との間で熱交換が行い、第1収容庫内の空気を温める動作行う。これにより、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を、第1調整弁によって第1収容庫内の設定温度帯以上の温度に調整して、第1蒸発器に流入させることによって、第1収容庫内の空気の温度が第1収容庫内の設定温度帯より低い場合には、第1蒸発器を流れる冷媒の熱が、第1収容庫内の空気に伝わり、第1収容庫内の空気を温めることができる。その結果、圧縮機によって圧縮された冷媒から凝縮器によって排熱されていた熱を利用した、第1蒸発器を流れる冷媒と第1収容庫内の空気との間の熱交換によって、第1収容庫内の空気を温めることができる。これにより、ヒータなどの加熱装置によって新たに熱を発生させるための電力の消費を抑制することができるので、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫の内部の温度を第1収容庫内の設定温度帯に維持することができる。その結果、複数の収容庫(第1収容庫および第2収容庫)を含む収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら第1収容庫の内部の温度を第1収容庫内の設定温度帯に維持することができる。また、第2収容庫は、第2蒸発器によって内部の空気の温度が調整されるので、第2調整弁を用いて第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第1収容庫とは、異なる温度帯に第2収容庫の内部の温度を調整することができる。その結果、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら第1収容庫の内部の温度を第1収容庫内の設定温度帯に維持しつつ、第1収容庫の内部の温度の調整とは別個に第2収容庫の内部の温度の調整を行うことができる。これらの結果、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。さらに、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも高い場合においては、第1調整弁を用いて第1蒸発器に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1収容庫の内部の空気を冷却することができる。したがって、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度によらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、冷媒の流路を、凝縮器に対して、第1蒸発器および第2蒸発器が並列に接続される並列状態と、凝縮器に対して、第1蒸発器および第2蒸発器が、上流側から第1蒸発器、第2蒸発器の順に直列に接続される直列状態とに切り替える流路切替部と、を備え、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低く、かつ、第2収容庫内の設定温度帯よりも高い場合には、冷媒の流路を、流路切替部により直列状態に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低く、かつ、第2収容庫内の設定温度帯よりも高い場合には、第1収容庫内の空気との間で熱交換を行った後に第1蒸発器から流出する冷媒が、第2蒸発器に流入する。その結果、第1収容庫内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒が、第2蒸発器に流入するので、第2蒸発器によって、第2収容庫内の空気を冷却する際に効率よく冷却を行うことができる。これにより、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低く、かつ、第2収容庫内の設定温度帯よりも高い場合において、省エネルギー化を図りながら第2蒸発器による第2収容庫内の空気の冷却を効率よく行うことができる。
この場合、好ましくは、収容部の外部の温度を検出する庫外温度検出部と、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、第1調整弁によって、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第1温度制御と、第2調整弁によって、第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第2温度制御と、流路切替部によって、冷媒の流路を切り替える切替制御とを行う制御部と、をさらに備える。このように構成すれば、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、流路切替部によって冷媒の流路を切り替える切替制御とが、制御部によって行われる。その結果、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、庫外温度検出部によって検出される収容部の外部の温度の変化に応じて、第1温度制御、第2温度制御および切替制御を制御部によって自動的に精度よく行うことができる。
上記制御部を備える構成において、好ましくは、流路切替部は、第1蒸発器の下流側に設けられ、第1蒸発器から流出する冷媒の流路を切り替える第1流路切替弁と、凝縮器と第2蒸発器との間に設けられ、凝縮器によって凝縮された冷媒の第2蒸発器への流入を制限することによって、凝縮器から流出する冷媒の流路を切り替える第2流路切替弁とを含む。このように構成すれば、第1流路切替弁によって、第1蒸発器から流出する冷媒の流路が切り替えられるので、第1蒸発器から流出する冷媒を、第2蒸発器の上流側の流路、および、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路の両方に流入させる場合に比べて、上記直列状態において、第1収容庫内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒(第1蒸発器から流出する冷媒)を効率よく第2蒸発器に流入させることができる。その結果、上記直列状態において、第2蒸発器による第2収容庫内の空気の冷却能力が低下することを抑制することができる。また、第2流路切替弁が、凝縮器によって凝縮された冷媒の第2蒸発器への流入を制限することによって、第1収容庫内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒(第1蒸発器から流出する冷媒)を、確実に第2蒸発器に流入させることができる。その結果、上記直列状態において、第2蒸発器に流入する冷媒の過冷却度が低下することを防止することができるので、第2蒸発器によって第2収容庫内の空気を冷却する際に、冷却性能が低下することを抑制することができる。
この場合、好ましくは、第1流路切替弁は、三方弁であり、三方弁は、第1蒸発器から流出する冷媒の流路を、第2蒸発器の上流側の流路と、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1蒸発器から流出する冷媒の流路が、三方弁によって、第2蒸発器の上流側の流路と、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えられる。その結果、複数の弁を用いて、第1蒸発器から流出する冷媒の流路を、第2蒸発器の上流側の流路と、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替える場合に比べて、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制することができる。
上記流路切替部が第1流路切替弁と第2流路切替弁とを含む構成において、好ましくは、第2調整弁は、第2蒸発器の下流側に設けられ、開度を調整することによって、第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整可能な下流側調整弁を含み、制御部は、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、下流側調整弁を用いた第2温度制御と、切替制御とを行う。このように構成すれば、開度を調整することによって、第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整可能な下流側調整弁を用いて、第2温度制御を行うことができる。その結果、冷媒の圧損を一定にすることによって冷媒の温度を調整する場合に比べて、第2蒸発器に流入する冷媒の温度の調整をより細やかに行うことができるので、第2温度制御を温度変化に対してより応答性よく行うことができる。
上記制御部が下流側調整弁を用いた第2温度制御を行う構成において、好ましくは、第2調整弁は、第2流路切替弁の下流側、かつ、第2蒸発器の上流側に設けられ、開度を調整することによって、第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整可能な上流側調整弁をさらに含み、第2流路切替弁と上流側調整弁との間に設けられ、第1流路切替弁または第2流路切替弁を介して、冷媒が流入する第1流入部をさらに備え、制御部は、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、上流側調整弁および下流側調整弁を用いた第2温度制御と、冷媒の流路を、第1流路切替弁を介して第1流入部に冷媒が流入する直列状態と、第2流路切替弁を介して第1流入部に冷媒が流入する並列状態とに切り替える切替制御とを行う。このように構成すれば、上記並列状態および上記直列状態のいずれの状態においても、第2流路切替弁と上流側調整弁との間に設けられる第1流入部を介して、冷媒を第2蒸発器に流入させることができる。その結果、上記並列状態および上記直列状態のいずれの状態においても、上流側調整弁および下流側調整弁の開度を調整することによって、第2蒸発器に流入する冷媒の温度を二段階で調整することができる。これにより、上記並列状態および上記直列状態のいずれの状態においても、下流側調整弁のみを用いて、第2蒸発器に流入する冷媒の温度の調整を行う場合に比べて、第2蒸発器に流入する冷媒の温度の調整をより細やかに行うことができるので、第2温度制御を温度変化に対してより応答性よく行うことができる。
上記制御部が下流側調整弁を用いた第2温度制御を行う構成において、好ましくは、第2流路切替弁と第2蒸発器との間に設けられるキャピラリと、第2流路切替弁とキャピラリとの間に設けられ、第1流路切替弁または第2流路切替弁を介して、冷媒が流入する第2流入部と、をさらに備え、制御部は、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、キャピラリおよび下流側調整弁を用いた第2温度制御と、冷媒の流路を、第1流路切替弁を介して第2流入部に冷媒が流入する直列状態と、第2流路切替弁を介して第2流入部に冷媒が流入する並列状態とに切り替える切替制御とを行う。このように構成すれば、上記並列状態および上記直列状態のいずれの状態においても、第2流路切替弁とキャピラリとの間に設けられる第2流入部を介して、冷媒を第2蒸発器に流入させることができる。その結果、上記並列状態および上記直列状態のいずれの状態においても、キャピラリを用いて冷媒の圧損を一定にすることによって、第2蒸発器に流れる冷媒の温度を調整することができる。これにより、キャピラリを用いずに第2温度制御を行う場合に比べて、第2温度制御を簡易な構成で、より容易に行うことができるので、制御部による制御の複雑化を抑制することができる。
上記制御部が下流側調整弁を用いた第2温度制御を行う構成において、好ましくは、第2流路切替弁は、凝縮器と、第2蒸発器との間に設けられ、弁内部の冷媒の流路の全開または全閉を行う開閉弁であり、開閉弁と、第2蒸発器との間に設けられ、第1流路切替弁または開閉弁を介して、冷媒が流入する第3流入部をさらに備え、制御部は、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、第1流路切替弁および開閉弁による冷媒の流路の切り替えによって、冷媒の流路を、第1流路切替弁を介して第3流入部に冷媒が流入する直列状態と、開閉弁を介して第3流入部に冷媒が流入する並列状態とに切り替える切替制御とを行う。このように構成すれば、凝縮器と第2蒸発器との間に設けられ、弁内部の冷媒の流路の全開または全閉を行うことによって冷媒の流路を切り替える開閉弁、および、第1流路切替弁による冷媒の流路の切り替えによって、上記切替制御が行われる。その結果、上記直列状態時において、凝縮器と第2蒸発器との間に設けられる開閉弁が、弁内部の冷媒の流路を全閉することによって、凝縮器から流出する冷媒が開閉弁を介して、第3流入部に冷媒が流入することを確実に防止することができる。
上記制御部を備える構成において、好ましくは、収容部内の空気を加熱する加熱部をさらに備え、制御部は、庫外温度検出部の検出結果に基づいて、加熱部による加熱の制御、および、切替制御を行う。このように構成すれば、複数の蒸発器によって調整可能な温度以上に、収容庫内の空気の温度を上昇させたい場合においても、加熱部による加熱によって、複数の蒸発器によって調整可能な温度以上に収容庫内の空気の温度を温めることができる。
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、複数の蒸発器は、凝縮器の下流側に設けられ、凝縮器が凝縮した冷媒を蒸発させるとともに、凝縮器に対して、第1蒸発器および第2蒸発器と並列に接続される、第3蒸発器をさらに含み、収容部は、第3蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第3収容庫をさらに含み、第3蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第3調整弁をさらに備える。このように構成すれば、第3収容庫は、第3蒸発器によって内部の空気の温度が調整されるので、第3調整弁を用いて第3蒸発器に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第1収容庫、および、第2蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第2収容庫とは、異なる温度に第3収容庫の内部の温度を調整することができる。その結果、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら第1収容庫の内部の温度を第1収容庫内の設定温度帯に維持しつつ、第3収容庫の内部の温度の調整を、第1収容庫の内部の温度の調整および第2収容庫の内部の温度の調整とは別個に行うことができる。これにより、第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫を含む収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。その結果、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫を含む収容部の外部の温度によらずに、第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、第1収容庫および第2収容庫は、検体を収容する検体収容庫を含む。このように構成すれば、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら第1収容庫内に収容される検体の温度を第1収容庫内の設定温度帯に維持することができる。また、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において、第1収容庫内に収容される検体の温度を、省エネルギー化を図りながら第1収容庫内の設定温度帯に維持しつつ、第1収容庫に収容される検体の温度維持とは別個に第2収容庫に収容される検体の温度維持を行うことができる。これらの結果、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部に収容される検体の温度を個別に各々の収容庫の内部の設定温度帯に維持することができる。
本発明によれば、上記のように、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部の外部の温度によらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することが可能な冷却装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態による検体保管装置の正面側から見た収容部の構成を示した図である。 第1実施形態による検体保管装置の側面側から見た第1収容庫の内部の構成を示した図である。 第1実施形態による検体保管装置の運転パターンを示した表である。 第1実施形態の検体保管装置による並列状態の冷却回路を示した図である。 第1実施形態の検体保管装置による直列状態の冷却回路を示した図である。 第2実施形態の検体保管装置による並列状態の冷却回路を示した図である。 第2実施形態の検体保管装置による直列状態の冷却回路を示した図である。 第3実施形態の検体保管装置による並列状態の冷却回路を示した図である。 第3実施形態の検体保管装置による直列状態の冷却回路を示した図である。 第1変形例による冷却装置の冷却回路を示した図である。 第1変形例による冷却装置の正面側から見た収容部の構成を示した図である。 第2変形例による冷却装置の冷却回路を示した図である。 第2変形例による冷却装置の正面側から見た収容部の構成を示した図である。 第3変形例による冷却装置の冷却回路を示した図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
(電力変換装置の全体構成)
図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態による検体保管装置100の全体構成について説明する。
検体保管装置100は、検体Kを複数の温度帯において保管可能な装置である。また、検体保管装置100は、屋外に設置されている。なお、検体保管装置100は、特許請求の範囲の「冷却装置」の一例である。検体保管装置100は、第1収容庫11、第2蒸発器22および第3収容庫13を含む収容部1を備える。また、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々は、検体Kを収容する検体収容庫である。また、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13には、開閉可能な扉14、15および16がそれぞれ設けられている。
そして、検体保管装置100は、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23を備える。なお、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23は、特許請求の範囲の「複数の蒸発器」の一例である。
第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23は、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれに対応して設けられている。そして、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23によって、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部の空気の温度が調整される。
また、検体保管装置100は、収容部1内の温度を検出する庫内温度検出部3を備える。庫内温度検出部3は、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部の温度を検出する庫内センサ31、32および33を含む。庫内センサ31、32および33は、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部に配置されている。
図2に示すように、検体保管装置100は、冷媒を圧縮する圧縮機4と、圧縮機4から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器5とを備える。なお、圧縮機4および凝縮器5の各々は、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23に対して、共通に設けられている。
そして、第1収容庫11の内部には、第1蒸発器21によって冷却または加温された空気を送風する送風ファン24が設けられている。また、第2収容庫12および第3収容庫13の内部の構成は、第1収容庫11と同様であり、第2収容庫12および第3収容庫13の内部には、第1収容庫11と同様に、後述する送風ファン25および26がそれぞれ設けられている。そして、第2収容庫12の内部では、第2蒸発器22によって冷却または加温された空気が、送風ファン25によって送風されている。また、第3収容庫13の内部では、第3蒸発器23によって冷却または加温された空気が、送風ファン26によって送風されている。
そして、検体保管装置100は、複数の運転パターンによる運転が行えるように構成されている。具体的には、検体保管装置100は、図3に示すように、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の空気の温度を冷凍、冷蔵、常温の三段階に調整可能に構成することによって、複数(9つ)の運転パターンによる運転が行えるように構成されている。すなわち、検体保管装置100は、冷凍、冷蔵、常温の三段階に設定温度帯が設定されている。なお、常温、冷蔵および冷凍の各々は、特許請求の範囲の「設定温度帯」の一例である。冷蔵は、冷凍の温度帯よりも温度が高い温度帯であり、常温は、冷蔵の温度帯よりも温度が高い温度帯である。すなわち、検体保管装置100において、設定される設定温度帯は、温度の低い順に、冷凍、冷蔵、常温である。たとえば、常温は、10℃以上35℃以下の範囲に収まる温度帯である。そして、冷蔵は、0℃以上かつ常温より低い温度の範囲に収まる温度帯であり、冷凍は、0℃より低い温度帯である。第1実施形態では、検体保管装置100は、常温に設定されている収容庫の温度を、20℃±4℃(16℃以上24℃以下)の範囲に収まる温度に調整している。そして、第1実施形態では、検体保管装置100は、冷蔵に設定されている収容庫の温度を、4℃±2℃(2℃以上6℃以下)の範囲に収まる温度に調整し、冷凍に設定されている収容庫の温度を、-20℃以下の範囲に収まる温度に調整している。なお、各運転パターンにおいて設定される冷凍、冷蔵および常温の温度帯(設定温度帯)の範囲は、上記温度帯(第1実施形態において示す温度帯)の範囲に限られない。たとえば、複数の設定温度帯同士において、設定温度帯の範囲が一部重複してもよい。
検体保管装置100は、運転パターンA~Dにおいて、第1蒸発器21によって、第1収容庫11内の空気を冷却するように構成されている。また、検体保管装置100は、運転パターンE~Iにおいて、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低い場合には、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温めるように構成されている。また、検体保管装置100は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を、それぞれ常温および冷凍の温度帯に調整する運転パターン(運転パターンEおよびF)において、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、冷媒の流路を切り替えるように構成されている。そして、検体保管装置100は、運転パターンEおよびFにおいて、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、後述する並列状態から直列状態に冷媒の流路に切り替えた状態で、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温めるように構成されている。すなわち、検体保管装置100は、運転パターンEおよびFにおいて、収容部1の外部の温度TO(外気温)の変化に応じて、冷媒の流路が並列状態のモード、および、冷媒の流路が直列状態のモードの2つのモードに切替可能に構成されている。
図4に示すように、凝縮器5は、圧縮機4の下流側に設けられている。そして、第1蒸発器21および第2蒸発器22、および、第3蒸発器23は、凝縮器5の下流側に設けられ、凝縮器5が凝縮した冷媒を蒸発させる。検体保管装置100は、第1蒸発器21および第2蒸発器22、および、第3蒸発器23の各々における冷媒の蒸発(気化熱)を利用して、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部の空気の冷却を行うことができる。
また、第1蒸発器21は、第1収容庫11の内部の空気を温めるために、第1収容庫11の内部の空気と、第1蒸発器21を流れる冷媒との間で、熱交換を行えるように構成されている。すなわち、第1蒸発器21は、第1収容庫11の内部の空気を温めるための熱交換器としても用いることが可能である。また、第2蒸発器22および第3蒸発器23についても、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部の空気を温めるための熱交換器として用いることが可能である。
検体保管装置100は、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23のそれぞれに対応して、送風ファン24、25および26を備える。また、検体保管装置100は、凝縮器5に対応して設けられる送風ファン51を備える。また、検体保管装置100は、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23の各々に流入する冷媒の温度を検出するための温度センサ34、35および36をそれぞれ備える。温度センサ34は、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1を検出する。また、温度センサ35は、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2を検出する。そして、温度センサ36は、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を検出する。
また、検体保管装置200は、ヒータ27、28および29を備える。ヒータ27、28および29は、第1収容庫11(第1蒸発器21)、第2収容庫12(第2蒸発器22)および第3収容庫13(第3蒸発器23)のそれぞれに対応して設けられている。また、ヒータ27、28および29は、それぞれ第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の内部の空気を加熱するように構成されている。すなわち、ヒータ27、28および29は、収容部1内の空気を加熱する。ヒータ27、28および29は、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23のそれぞれの除霜に用いられる。なお、ヒータ27、28および29は、特許請求の範囲の「加熱部」の一例である。
検体保管装置100は、冷媒の流路の開放および閉塞を調整することによって、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23のそれぞれに流入する冷媒の流量を調整する流量調整弁61、62および63を備える。流量調整弁61、62および63は、弁内部の流路の開放および閉塞の各々の時間を調整することによって、下流に流れる冷媒の流量を調整するように構成されている。流量調整弁61、62および63は、たとえば、開閉式の電子膨張弁である。
検体保管装置100は、膨張弁71a、71b、72a、72b、73aおよび73bを備える。膨張弁71a、71b、72a、72b、73aおよび73bは、弁の開度を調整可能に構成されている。膨張弁71a、71b、72a、72b、73aおよび73bは、たとえば、ニードル式(バルブ式)の電子膨張弁である。
膨張弁71aおよび膨張弁71bは、第1蒸発器21に対応して設けられている。なお、膨張弁71aおよび膨張弁71bは、特許請求の範囲の「第1調整弁」の一例である。膨張弁71aは、第1蒸発器21の下流側に設けられ、開度を調整することによって、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整可能に構成されている。また、膨張弁71bは、流量調整弁61の下流側、かつ、第1蒸発器21の上流側に設けられ、開度を調整することによって、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整可能に構成されている。
また、検体保管装置100は、第1収容庫11の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低い場合には、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を膨張弁71aおよび71bによって調整して、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温める動作を行うように構成されている。第1実施形態では、検体保管装置100は、第1収容庫11の内部の温度を常温の温度帯に調整し、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の温度を複数の設定温度帯(常温、冷蔵または冷凍)のうちのいずれかの温度帯に調整する際に、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低い場合には、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を膨張弁71aおよび71bによって調整する。そして、検体保管装置100は、膨張弁71aおよび71bによって温度が調整され、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温める動作を行うように構成されている。
また、膨張弁72aおよび膨張弁72bは、第2蒸発器22に対応して設けられている。なお、膨張弁72aおよび膨張弁72bは、特許請求の範囲の「第2調整弁」の一例である。
膨張弁72aは、第2蒸発器22の下流側に設けられ、開度を調整することによって、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を調整可能に構成されている。なお、膨張弁72aは、特許請求の範囲の「下流側調整弁」の一例である。また、膨張弁72bは、流量調整弁62の下流側、かつ、第2蒸発器22の上流側に設けられ、開度を調整することによって、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を調整可能に構成されている。なお、膨張弁72bは、特許請求の範囲の「上流側調整弁」の一例である。
また、膨張弁73aおよび膨張弁73bは、第3蒸発器23に対応して設けられている。なお、膨張弁73aおよび膨張弁73bは、特許請求の範囲の「第3調整弁」の一例である。膨張弁73aは、第3蒸発器23の下流側に設けられ、開度を調整することによって、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度を調整可能に構成されている。また、膨張弁73bは、流量調整弁63の下流側、かつ、第3蒸発器23の上流側に設けられ、開度を調整することによって、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度を調整可能に構成されている。
また、検体保管装置100は、流路切替部8を備える。流路切替部8は、冷媒の流路を、凝縮器5に対して、第1蒸発器21および第2蒸発器22が並列に接続される並列状態(図4参照)と、凝縮器5に対して、第1蒸発器21および第2蒸発器22が、上流側から第1蒸発器21、第2蒸発器22の順に直列に接続される直列状態(図5参照)とに切り替えるように構成されている。
また、流路切替部8は、第1蒸発器21の下流側に設けられ、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路を切り替える三方弁81を含む。三方弁81は、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路を、第2蒸発器22の上流側の流路と、複数の蒸発器(第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23)の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えるように構成されている。なお、三方弁81は、特許請求の範囲の「第1流路切替弁」の一例である。
また、第1実施形態において、流路切替部8は、流量調整弁62を含む。流量調整弁62は、凝縮器5と第2蒸発器22との間に設けられ、凝縮器5によって凝縮された冷媒の第2蒸発器22への流入を制限することによって、凝縮器5から流出する冷媒の流路を切り替える。なお、流量調整弁62は、特許請求の範囲の「第2流路切替弁」の一例である。
検体保管装置100は、流量調整弁62と膨張弁72bとの間に設けられ、三方弁81または流量調整弁62を介して、冷媒が流入する流入部P1を備える。なお、流入部P1は、特許請求の範囲の「第1流入部」の一例である。
また、検体保管装置100は、収容部1の外部の温度TOを検出する庫外センサ37と、制御部9とを備える。庫外センサ37は、屋外に設置される検体保管装置100において、収容部1の外部に設けられ、検体保管装置100の外部の温度(外気温)を検出するセンサ(温度センサ)である。なお、庫外センサ37は、特許請求の範囲の「庫外温度検出部」の一例である。
制御部9は、検体保管装置100の全体の制御を行うように構成されている。制御部9は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)などを有する記憶部(図示せず)とを含んでいる。記憶部には、収容部1の各収容庫(第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13)内の空気の温度を、運転パターンに基づいて調整するためのプログラムが記憶されている。また、圧縮機4は、制御部9による制御(動作制御)によって、圧縮機4から吐出される冷媒の流量を調整可能に構成されている。
制御部9は、流量調整弁61、62および63の各々の弁内部の流路の開放および閉塞の時間(デューティ比)を制御することによって、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23の各々に流入する冷媒の流量を調整している。
また、制御部9は、庫内センサ31、32および33の各々の検出結果に基づいて、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部の空気の温度が、各運転パターンにおいて設定された温度になるように、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23のそれぞれによって対応する収容庫の内部の空気の温度を調整する制御を行うように構成されている。
第1実施形態では、制御部9は、庫内センサ31および温度センサ34の検出結果に基づいて、第1蒸発器21を流れる冷媒の温度を膨張弁71aおよび71bによって調整している。また、制御部9は、庫内センサ32および温度センサ35の検出結果に基づいて、第2蒸発器22を流れる冷媒の温度を膨張弁72aおよび72bによって調整している。また、制御部9は、庫内センサ33および温度センサ36の検出結果に基づいて、第3蒸発器23を流れる冷媒の温度を膨張弁73aおよび73bによって調整している。すなわち、制御部9は、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23のそれぞれに流入する冷媒の温度T1、T2およびT3と、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部の温度とを確認しながら、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23のそれぞれを流れる冷媒の温度を運転パターンに応じて制御する。
また、検体保管装置100は、図5に示すように、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低く、かつ、第2収容庫12内の設定温度帯よりも高い場合には、冷媒の流路を、流路切替部8により直列状態に切り替えるように構成されている。第1実施形態では、検体保管装置100は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を、それぞれ常温および冷凍に調整する際に、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、冷媒の流路を、流路切替部8により直列状態に切り替えるように構成されている。
制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、膨張弁71aおよび71bによって、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整する第1温度制御と、膨張弁72aおよび72bによって、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を調整する第2温度制御と、流路切替部8によって、冷媒の流路を切り替える切替制御とを行う。また、第1実施形態では、制御部9は、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御と、膨張弁73aおよび73bによって、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度を調整する第3温度制御とを行う。
第1実施形態において、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、膨張弁72aおよび72bを用いた第2温度制御と、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P1に冷媒が流入する並列状態(図4参照)と、三方弁81を介して流入部P1に冷媒が流入する直列状態(図5参照)とに切り替える切替制御とを行う。制御部9は、収容部1(第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々)の内部の温度を調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11の内部の設定温度帯以上の場合には、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P1に冷媒が流入する並列状態にする制御を行う。具体的には、制御部9は、運転パターンE~I(図3参照)のように、第1収容庫11の内部の温度を常温に調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温以上の場合には、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P1に冷媒が流入する並列状態(図4参照)にする制御を行う。また、制御部9は、運転パターンA~D(図3参照)の場合、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P1に冷媒が流入する並列状態(図4参照)にする制御を行う。そして、制御部9は、運転パターンEおよびFのように、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を、それぞれ常温および冷凍に調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P1に冷媒が流入する直列状態(図5参照)に切り替える制御を行う。また、検体保管装置100は、運転パターンGおよびHにおいて、収容部1(第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々)の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷蔵よりも高い場合には、冷媒の流路を、流路切替部8により直列状態に切り替えるように構成されてもよい。すなわち、検体保管装置100は、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低く、かつ、第2収容庫12内の設定温度帯よりも高いことに起因して、第1収容庫11内を温めるとともに、第2収容庫12を冷却する必要がある場合には、冷媒の流路を、流路切替部8により直列状態に切り替えるように構成してもよい。また、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温(第1収容庫11内の設定温度帯)よりも低く、かつ、冷凍(第2収容庫12内の設定温度帯)よりも高い場合に、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P1に冷媒が流入する直列状態に切り替えた際には、膨張弁71aおよび71bによって、第1蒸発器21を流れる冷媒の温度が常温以上(第1収容庫11内の設定温度帯)に調整される。
たとえば、検体保管装置100は、運転パターンEにおいて、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、凝縮器5によって凝縮された25℃程度の冷媒を凝縮器5から流出させる。そして、運転パターンEでは、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1が20℃程度になるように、膨張弁71aおよび71bの開度を大きくして、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1を調整する。また、第1蒸発器21から流出した冷媒を膨張弁72aおよび72bによって膨張させて、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2が-35℃程度になるように、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2を調整する。そして、凝縮器5から流出した冷媒を膨張弁73aおよび73bによって膨張させて、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3が-5℃程度になるように、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を調整する。このようにして、検体保管装置100は、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2および第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を調整することによって、運転パターンEにおいて、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部を常温、冷凍および冷蔵の温度帯に調整する。これにより、屋外に設置される検体保管装置100は、収容部1の外部の温度TOが、常温(第1収容庫11内の設定温度帯)よりも低くなる冬季などにおいても、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。その結果、検体保管装置100は、省エネルギー化を図りながら、外気温の変化によらず、年間を通して、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1実施形態では、検体保管装置100は、第1収容庫11の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低い場合には、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を膨張弁71aおよび膨張弁71bによって調整して、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温める動作を行う。これにより、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を、膨張弁71aおよび膨張弁71bによって第1収容庫11内の設定温度帯(常温)以上の温度に調整して、第1蒸発器21に流入させることによって、第1収容庫11内の空気の温度が第1収容庫11内の設定温度帯(常温)より低い場合には、第1蒸発器21を流れる冷媒の熱が、第1収容庫11内の空気に伝わり、第1収容庫11内の空気を温めることができる。その結果、圧縮機4によって圧縮された冷媒から凝縮器5によって排熱されていた熱を利用した、第1蒸発器21を流れる冷媒と第1収容庫11内の空気との間の熱交換によって、第1収容庫11内の空気を温めることができる。これにより、ヒータなどの加熱装置によって新たに熱を発生させるための電力の消費を抑制することができるので、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫11の内部の温度を第1収容庫11内の設定温度帯(常温)に維持することができる。その結果、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13を含む収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら第1収容庫11の内部の温度を第1収容庫11内の設定温度帯(常温)に維持することができる。また、第2収容庫12は、第2蒸発器22によって内部の空気の温度が調整されるので、膨張弁72aおよび72bを用いて第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1蒸発器21によって内部の空気の温度が調整される第1収容庫11とは、異なる温度帯に第2収容庫12の内部の温度を調整することができる。その結果、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら第1収容庫11の内部の温度を第1収容庫11内の設定温度帯(常温)に維持しつつ、第1収容庫11の内部の温度の調整とは別個に第2収容庫12の内部の温度の調整を行うことができる。これらの結果、複数の収容庫を含む収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。さらに、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも高い場合においては、膨張弁71aおよび71bを用いて第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1収容庫11の内部の空気を冷却することができる。したがって、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部1の外部の温度TOによらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、検体保管装置100は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低く、かつ、第2収容庫12内の設定温度帯(冷凍)よりも高い場合には、冷媒の流路を、流路切替部8により直列状態に切り替えるように構成されている。これにより、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低く、かつ、第2収容庫12内の設定温度帯(冷凍)よりも高い場合には、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行った後に第1蒸発器21から流出する冷媒が、第2蒸発器22に流入する。その結果、第1収容庫11内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒が、第2蒸発器22に流入するので、第2蒸発器22によって、第2収容庫12内の空気を冷却する際に効率よく冷却を行うことができる。これにより、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低く、かつ、第2収容庫12内の設定温度帯(冷凍)よりも高い場合において、省エネルギー化を図りながら第2蒸発器22による第2収容庫12内の空気の冷却を効率よく行うことができる。
また、第1実施形態では、上記のように、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、膨張弁71aおよび膨張弁71bによって、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を調整する第1温度制御と、膨張弁72aおよび膨張弁72bによって、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を調整する第2温度制御と、流路切替部8によって、冷媒の流路を切り替える切替制御とを行う。これにより、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、流路切替部8によって冷媒の流路を切り替える切替制御とが、制御部9によって行われる。その結果、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、庫外センサ37によって検出される収容部1の外部の温度TOの変化に応じて、第1温度制御、第2温度制御および切替制御を制御部9によって自動的に精度よく行うことができる。
また、第1実施形態では、上記のように、流路切替部8は、第1蒸発器21の下流側に設けられ、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路を切り替える三方弁81を含む。これにより、三方弁81によって、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路が切り替えられるので、第1蒸発器21から流出する冷媒を、第2蒸発器22の上流側の流路、および、複数の蒸発器(第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23)の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路の両方に流入させる場合に比べて、直列状態において、第1収容庫11内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒(第1蒸発器21から流出する冷媒)を効率よく第2蒸発器22に流入させることができる。その結果、直列状態において、第2蒸発器22による第2収容庫12内の空気の冷却能力が低下することを抑制することができる。また、流路切替部8は、凝縮器5と第2蒸発器22との間に設けられ、凝縮器5によって凝縮された冷媒の第2蒸発器22への流入を制限することによって、凝縮器5から流出する冷媒の流路を切り替える流量調整弁62を含む。これにより、流量調整弁62が、凝縮器5によって凝縮された冷媒の第2蒸発器22への流入を制限することによって、第1収容庫11内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒(第1蒸発器21から流出する冷媒)を、確実に第2蒸発器22に流入させることができる。その結果、直列状態において、第2蒸発器22に流入する冷媒の過冷却度が低下することを防止することができるので、第2蒸発器22によって第2収容庫12内の空気を冷却する際に、冷却性能が低下することを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、三方弁81は、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路を、第2蒸発器22の上流側の流路と、複数の蒸発器(第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23)の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えるように構成されている。これにより、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路が、三方弁81によって、第2蒸発器22の上流側の流路と、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えられる。その結果、複数の弁を用いて、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路を、第2蒸発器22の上流側の流路と、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替える場合に比べて、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、膨張弁72bを用いた第2温度制御と、切替制御とを行う。これにより、開度を調整することによって、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を調整可能な下流側調整弁を用いて、第2温度制御を行うことができる。その結果、冷媒の圧損を一定にすることによって冷媒の温度を調整する場合に比べて、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度の調整をより細やかに行うことができるので、第2温度制御を温度変化に対してより応答性よく行うことができる。
また、第1実施形態では、上記のように、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、膨張弁72aおよび膨張弁72bを用いた第2温度制御と、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P1に冷媒が流入する直列状態と、流量調整弁62を介して第1流入部に冷媒が流入する並列状態とに切り替える切替制御とを行う。これにより、並列状態および直列状態のいずれの状態においても、流量調整弁62と膨張弁72bとの間に設けられる流入部P1を介して、冷媒を第2蒸発器22に流入させることができる。その結果、並列状態および直列状態のいずれの状態においても、膨張弁72aおよび膨張弁72bの開度を調整することによって、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度を二段階で調整することができる。これにより、並列状態および直列状態のいずれの状態においても、膨張弁72aのみを用いて、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度の調整を行う場合に比べて、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度の調整をより細やかに行うことができるので、第2温度制御を温度変化に対してより応答性よく行うことができる。
また、第1実施形態では、上記のように、検体保管装置100は、凝縮器5に対して、第1蒸発器21および第2蒸発器22と並列に接続される第3蒸発器23と、第3蒸発器23によって内部の空気の温度が調整される第3収容庫13と、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度を調整する膨張弁73aおよび膨張弁73bとを備える。これにより、第3収容庫13は、第3蒸発器23によって内部の空気の温度が調整されるので、膨張弁73aおよび73bを用いて第3蒸発器23に流入する冷媒の温度を調整することによって、第1蒸発器21によって内部の空気の温度が調整される第1収容庫11、および、第2蒸発器22によって内部の空気の温度が調整される第2収容庫12とは、異なる温度に第3収容庫13の内部の温度を調整することができる。その結果、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低い場合において、省エネルギー化を図りながら第1収容庫11の内部の温度を第1収容庫内の設定温度帯(常温)に維持しつつ、第3収容庫13の内部の温度の調整を、第1収容庫11の内部の温度の調整および第2収容庫12の内部の温度の調整とは別個に行うことができる。これにより、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13を含む収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯(常温)よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。その結果、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13を含む収容部1の外部の温度TOによらずに、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13は、検体Kを収容する検体収容庫である。これにより、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら第1収容庫11内に収容される検体Kの温度を第1収容庫11内の設定温度帯に維持することができる。また、収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低い場合において、第1収容庫11内に収容される検体Kの温度を、省エネルギー化を図りながら第1収容庫11内の設定温度帯に維持しつつ、第1収容庫11に収容される検体Kの温度維持とは別個に第2収容庫12に収容される検体Kの温度維持を行うことができる。これらの結果、複数の収容庫を含む収容部1の外部の温度TOが第1収容庫11内の設定温度帯よりも低い場合においても、省エネルギー化を図りながら、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部に収容される検体Kの温度を個別に各々の収容庫の内部の設定温度帯に維持することができる。
[第2実施形態]
図6および図7を参照して、第2実施形態による検体保管装置200の構成について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
検体保管装置200は、図6に示すように、第1実施形態(検体保管装置100)の膨張弁72bおよび73bの代わりに、キャピラリ272bおよび273bをそれぞれ備える。キャピラリ272bは、流量調整弁62と第2蒸発器22との間に設けられる。そして、キャピラリ273bは、流量調整弁63と第3蒸発器23との間に設けられる。また、第2実施形態による検体保管装置200では、流量調整弁61と、第1蒸発器21との間には、膨張弁は、設けられていない。
したがって、検体保管装置200では、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度は、第1蒸発器21の下流側に設けられる膨張弁71aによって、調整されている。また、検体保管装置200では、キャピラリ272bおよび273bの各々の上流側における冷媒の圧損(減圧量)は、運転パターンによらず、キャピラリ272bおよび273bのそれぞれによって、一定に調整されている。
また、検体保管装置200は、流量調整弁62とキャピラリ272bとの間に設けられ、三方弁81または流量調整弁62を介して、冷媒が流入する流入部P2を備える。なお、流入部P2は、特許請求の範囲の「第2流入部」の一例である。
また、第2実施形態では、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度に調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、膨張弁72aおよびキャピラリ272bを用いた第2温度制御とを行う。また、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を常温に調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御および第2温度制御に加えて、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P2に冷媒が流入する並列状態(図6参照)と、三方弁81を介して流入部P2に冷媒が流入する直列状態(図7参照)とに切り替える切替制御とを行う。具体的には、制御部9は、運転パターンE~I(図3参照)のように、第1収容庫11の内部の温度を常温に調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温以上の場合には、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P2に冷媒が流入する並列状態(図6参照)にする制御を行う。また、制御部9は、運転パターンA~D(図3参照)の場合、冷媒の流路を、流量調整弁62を介して流入部P2に冷媒が流入する並列状態(図6参照)にする制御を行う。そして、制御部9は、運転パターンEおよびFのように、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を、それぞれ常温および冷凍に調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P2に冷媒が流入する直列状態(図7参照)に切り替える制御を行う。また、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P2に冷媒が流入する直列状態に切り替えた際には、膨張弁71aによって、第1蒸発器21を流れる冷媒の温度が常温以上に調整される。
たとえば、検体保管装置100は、運転パターンEにおいて、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、凝縮器5によって凝縮された25℃程度の冷媒を凝縮器5から流出させる。そして、運転パターンEでは、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1が20℃程度になるように、膨張弁71aの開度を大きくして、凝縮器5から流出して、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1を調整する。また、第1蒸発器21から流出した冷媒を、キャピラリ272bを流した後に膨張弁72aによって膨張させて、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2が-35℃程度になるように、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2を調整する。そして、凝縮器5から流出した冷媒を、キャピラリ273bを流した後に膨張弁73aによって膨張させて、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3が-5℃程度になるように、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を調整する。このようにして、検体保管装置200は、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2および第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を調整することによって、運転パターンEにおいて、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部を常温、冷凍および冷蔵の温度帯に調整する。
また、第2実施形態では、制御部9は、庫外センサ37の検出結果に基づいて、ヒータ27による加熱の制御を行うように構成されている。具体的には、制御部9は、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが所定の値を超えた場合には、第1温度制御に加えて、ヒータ27による加熱の制御を行う。これにより、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1を調整することのみによって、第1収容庫11の内部の空気を温める場合に比べて、第1収容庫11内の空気の温度の維持を容易に行うことができる。
また、検体保管装置200は、第2蒸発器22に冷媒を流しながら、ヒータ28による空気の加熱を行うことによって、第2蒸発器22によって、調整可能な温度以上に、第2蒸発器22内の空気を調整することも可能である。たとえば、キャピラリ272bによって生じる圧損により、第2蒸発器22を流れる冷媒の温度を常温以上に調整することができない場合でも、ヒータ28による空気の加熱を行うことによって、第2収容庫12内の空気を常温にすることが可能である。
同様に、検体保管装置200は、第3蒸発器23に冷媒を流しながら、ヒータ28による空気の加熱を行うことによって、第3蒸発器23によって、調整可能な温度以上に、第3蒸発器23内の空気を調整することが可能である。たとえば、キャピラリ273bによって生じる圧損により、第3蒸発器23を流れる冷媒の温度を常温以上に調整することができない場合でも、ヒータ29による空気の加熱を行うことによって、第3収容庫13内の空気を常温にすることが可能である。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第2実施形態の検体保管装置200は、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部1の外部の温度TOによらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、検体保管装置200は、流量調整弁62と第2蒸発器22との間に設けられるキャピラリ272bと、流量調整弁62とキャピラリ272bとの間に設けられ、三方弁81または流量調整弁62を介して冷媒が流入する流入部P2とを備える。そして、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、キャピラリ272bおよび膨張弁72aを用いた第2温度制御と、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P2に冷媒が流入する直列状態と、流量調整弁62を介して流入部P2に冷媒が流入する並列状態とに切り替える切替制御とを行う。これにより、並列状態および直列状態のいずれの状態においても、流量調整弁62とキャピラリ272bとの間に設けられる流入部P2を介して、冷媒を第2蒸発器22に流入させることができる。その結果、並列状態および直列状態のいずれの状態においても、キャピラリ272bを用いて冷媒の圧損を一定にすることによって、第2蒸発器22に流れる冷媒の温度を調整することができる。これにより、キャピラリ272bを用いずに第2温度制御を行う場合に比べて、第2温度制御を簡易な構成で、より容易に行うことができるので、制御部9による制御の複雑化を抑制することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、制御部9は、庫外センサ37の検出結果に基づいて、ヒータ27による加熱の制御、および、切替制御を行う。これにより、複数の蒸発器のうちの第1蒸発器21によって調整可能な温度以上に、収容部1の第1収容庫11内の空気の温度を上昇させたい場合においても、ヒータ27による加熱によって、第1蒸発器21によって調整可能な温度以上に第1収容庫11内の空気の温度を温めることができる。
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
[第3実施形態]
図8および図9を参照して、第3実施形態による検体保管装置300の構成について説明する。なお、図中において、上記第1および第2実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
検体保管装置300は、図8に示すように、検体保管装置100および200とは異なり、膨張弁71b、72bおよび73bを備えておらず、凝縮器5と第2蒸発器22との間、かつ、凝縮器5と流量調整弁62との間に開閉弁82が設けられている。また、検体保管装置300は、流量調整弁62と三方弁81とを含む流路切替部8を備える検体保管装置100および200とは異なり、三方弁81と開閉弁82とを含む流路切替部308を備える。開閉弁82は、弁内部の冷媒の流路の全開または全閉を行うように構成されている。なお、開閉弁82は、特許請求の範囲の「第2流路切替弁」の一例である。
また、検体保管装置300は、開閉弁82と第2蒸発器22との間に設けられ、三方弁81または開閉弁82を介して、冷媒が流入する流入部P3を備える。第3実施形態では、流入部P3は、開閉弁82と第2蒸発器22との間、かつ、開閉弁82と流量調整弁62との間に設けられている。なお、流入部P3は、特許請求の範囲の「第3流入部」の一例である。
また、第3実施形態では、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、三方弁81および開閉弁82による冷媒の流路の切り替えによって、冷媒の流路を、開閉弁82を介して流入部P3に冷媒が流入する並列状態(図8参照)と、三方弁81を介して流入部P3に冷媒が流入する直列状態(図9参照)とに切り替える切替制御とを行う。具体的には、制御部9は、運転パターンE~I(図3参照)のように、第1収容庫11の内部の温度を常温に調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温以上の場合には、冷媒の流路を、開閉弁82を介して流入部P3に冷媒が流入する並列状態(図8参照)にする制御を行う。また、制御部9は、運転パターンA~D(図3参照)の場合、冷媒の流路を、開閉弁82を介して流入部P3に冷媒が流入する並列状態(図8参照)にする制御を行う。そして、制御部9は、運転パターンEおよびFのように、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の温度を、それぞれ常温および冷凍に調整する際に、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P3に冷媒が流入する直列状態(図9参照)に切り替える制御を行う。また、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P3に冷媒が流入する直列状態に切り替えた際には、膨張弁71aによって、第1蒸発器21を流れる冷媒の温度が常温以上に調整される。
たとえば、検体保管装置300は、運転パターンEにおいて、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合には、凝縮器5によって凝縮された25℃程度の冷媒を凝縮器5から流出させる。そして、運転パターンEでは、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1が20℃程度になるように、膨張弁71aの開度を大きくして、凝縮器5から流出して、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1を調整する。また、第1蒸発器21から流出した冷媒を膨張弁72aによって膨張させて、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2が-35℃程度になるように、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2を調整する。そして、凝縮器5から流出した冷媒を膨張弁73aによって膨張させて、第3蒸発器23に流れる冷媒の温度T3が-5℃程度になるように、第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を調整する。このようにして、検体保管装置300は、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度T1、第2蒸発器22に流入する冷媒の温度T2および第3蒸発器23に流入する冷媒の温度T3を調整することによって、運転パターンEにおいて、庫外センサ37によって検出した収容部1の外部の温度TOが常温よりも低く、かつ、冷凍よりも高い場合に、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13のそれぞれの内部を常温、冷凍および冷蔵の温度帯に調整する。
なお、第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第3実施形態の検体保管装置300は、省エネルギー化を図りながら、複数の収容庫を含む収容部1の外部の温度TOによらずに、複数の収容庫の各々の内部の温度を個別に各々の設定温度帯に維持することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、流路切替部308は、第1蒸発器21の下流側に設けられ、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路を切り替える三方弁81を含む。これにより、三方弁81によって、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路が切り替えられるので、第1蒸発器21から流出する冷媒を、第2蒸発器22の上流側の流路、および、複数の蒸発器(第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23)の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路の両方に流入させる場合に比べて、直列状態において、第1収容庫11内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒(第1蒸発器21から流出する冷媒)を効率よく第2蒸発器22に流入させることができる。その結果、直列状態において、第2蒸発器22による第2収容庫12内の空気の冷却能力が低下することを抑制することができる。また、流路切替部308は、凝縮器5と第2蒸発器22との間に設けられ、凝縮器5によって凝縮された冷媒の第2蒸発器22への流入を制限することによって、凝縮器5から流出する冷媒の流路を切り替える開閉弁82を含む。これにより、開閉弁82が、凝縮器5によって凝縮された冷媒の第2蒸発器22への流入を制限することによって、第1収容庫11内の空気との熱交換により熱を奪われた過冷却状態の冷媒(第1蒸発器21から流出する冷媒)を、確実に第2蒸発器22に流入させることができる。その結果、直列状態において、第2蒸発器22に流入する冷媒の過冷却度が低下することを防止することができるので、第2蒸発器22によって第2収容庫12内の空気を冷却する際に、冷却性能が低下することを抑制することができる。
また、第3実施形態では、上記のように、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、三方弁81および開閉弁82による冷媒の流路の切り替えによって、冷媒の流路を、三方弁81を介して流入部P3に冷媒が流入する直列状態と、開閉弁82を介して流入部P3に冷媒が流入する並列状態とに切り替える切替制御とを行う。これにより、凝縮器5と第2蒸発器22との間に設けられ、弁内部の冷媒の流路の全開または全閉を行うことによって冷媒の流路を切り替える開閉弁82、および、三方弁81による冷媒の流路の切り替えによって、切替制御が行われる。その結果、直列状態時において、凝縮器5と第2蒸発器22との間に設けられる開閉弁82が、弁内部の冷媒の流路を全閉することによって、凝縮器5から流出する冷媒が開閉弁82を介して、第3流入部に冷媒が流入することを確実に防止することができる。
なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
また、上記第1~第3実施形態の構成は互いに組み合わされてもよい。
[変形例]
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、第1~第3実施形態では、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13は、検体Kを収容する検体収容庫である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置の収容部(第1収容庫、第2収容庫または第3収容庫)が収容する物品は、検体でなくてもよい。すなわち、本発明は、検体保管装置以外の冷却装置に適用してもよい。たとえば、本発明は、自動販売機、ショーケース、宅配ロッカー、冷蔵冷凍車、または、倉庫などの冷却装置に適用されてもよい。
また、第1~第3実施形態では、検体保管装置100、200および300(冷却装置)のそれぞれが、屋外に設置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置は、屋内に設置されていてもよい。この場合、冷却装置は、第1収容庫の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度(屋内の温度)が常温などの第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合には、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を第1調整弁によって調整して、第1蒸発器を流れる冷媒と、第1収容庫内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫内の空気を温める動作を行う。
また、第1~第3実施形態では、凝縮器5に対して、第1蒸発器21および第2蒸発器22が1つずつ設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、凝縮器に対して、直列な状態と並列な状態とに切り替えられる第1蒸発器および第2蒸発器は、複数組(2組以上)設けられてもよい。たとえば、冷却装置は、図10に示す第1変形例による冷却装置400のように、第1蒸発器21、第2蒸発器22および流路切替部8(流路切替部308)に加えて、蒸発器421、蒸発器422および流路切替部408を備えてもよい。なお、蒸発器421および蒸発器422は、それぞれ特許請求の範囲の「第1蒸発器」および「第2蒸発器」の一例である。また、冷却装置400は、蒸発器421に対応して、送風ファン424、ヒータ427、温度センサ434、流量調整弁461、膨張弁471aおよび膨張弁471bを備える。なお、膨張弁471aおよび471bは、特許請求の範囲の「第1調整弁」の一例である。また、冷却装置400は、蒸発器422に対応して、送風ファン425、ヒータ428、温度センサ435、流量調整弁462、膨張弁472aおよび膨張弁472bを備える。そして、流路切替部408は、三方弁481と、流量調整弁462とを含む。なお、三方弁481は、特許請求の範囲の「第1流路切替弁」の一例であり、流量調整弁462は、特許請求の範囲の「第2流路切替弁」の一例である。また、膨張弁472aおよび472bは、特許請求の範囲の「第2調整弁」の一例である。また、膨張弁472aは、特許請求の範囲の「下流側調整弁」の一例であり、膨張弁472bは、特許請求の範囲の「上流側調整弁」の一例である。また、ヒータ427および428は、特許請求の範囲の「加熱部」の一例である。また、図11に示すように、冷却装置400の蒸発器421および蒸発器422は、収容庫411および収容庫412のそれぞれに対応して設けられている。そして、冷却装置400は、収容部401として、4つの収容庫(第1収容庫11、第2収容庫12、収容庫411および収容庫412)を含む。また、収容庫411および412の内部には、それぞれ庫内センサ431および432が設けられている。なお、収容庫411および収容庫412は、それぞれ特許請求の範囲の「第1収容庫」および「第2収容庫」の一例である。
また、上記第1~第3実施形態では、検体保管装置100、200および300(冷却装置)のそれぞれが、複数の蒸発器として、第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置は、図12に示す第2変形例による冷却装置500のように、複数の蒸発器として、第1蒸発器21および第2蒸発器22のみを備えてもいい。冷却装置500は、図13に示すように、収容部501として、2つの収容庫(第1収容庫11および第2収容庫12)を含む。
また、上記第1~第3実施形態では、上記のように、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、収容部1の外部の温度TOが常温(第1収容庫11内の設定温度帯)よりも低く、かつ、冷凍(第2収容庫12内の設定温度帯)よりも高い場合には、冷媒の流路が、流路切替部8または308により直列状態に切り替えられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置は、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を常温に調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫11の設定温度帯よりも低く、かつ、第2収容庫12の設定温度帯よりも高い場合においても、冷媒の流路を切り替えずに、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を第1調整弁によって調整して、第1蒸発器を流れる冷媒と、第1収容庫内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫内の空気を温める動作だけを行ってもよい。すなわち、冷却装置は、流路切替部を備えなくてもよい。
また、上記第1~第3実施形態では、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37(庫外温度検出部)の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御とを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、凝縮器から流出する冷媒の温度とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御とを行ってもよい。たとえば、図14に示す第3変形例による冷却装置600のように、凝縮器5の下流側に、凝縮器5から流出する冷媒の温度を検出する温度センサ652を設けて、制御部9が、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、温度センサ652の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御とを行ってもよい。また、制御部9は、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果と、温度センサ652の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御とを行ってもよい。また、制御部は、冷却装置とは別個に設けられた温度センサによって検出した収容部の外部の温度に基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御とを行ってもよい。すなわち、冷却装置は、庫外温度検出部を備えなくてもよい。
また、上記第1~第3実施形態では、検体保管装置100、200および300(冷却装置)のそれぞれの制御部9が、第1収容庫11および第2収容庫12の各々の内部の温度を調整する際に、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、庫外センサ37の検出結果とに基づいて、第1温度制御と、第2温度制御と、切替制御とを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において行われる第1温度制御、第2温度制御および切替制御を開始または停止するための指令が、冷却装置の制御部に対して、ネットワークを介して、冷却装置の外部から送られてもよい。そして、冷却装置の制御部は、冷却装置の外部からの指令に基づいて、第1温度制御と第2温度制御と切替制御とを行ってもよい。また、第1収容庫および第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、収容部の外部の温度が第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合において行われる第1温度制御、第2温度制御および切替制御の開始および停止は、ユーザの操作によって、行われてもよい。
また、上記第1~第3実施形態では、上記のように、第1蒸発器21から流出する冷媒の流路が、三方弁81によって、第2蒸発器22の上流側の流路と、複数の蒸発器(第1蒸発器21、第2蒸発器22および第3蒸発器23)の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えられるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1蒸発器から流出する冷媒の流路が、複数の弁によって、第2蒸発器の上流側の流路と、複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えられるように構成されてもよい。
また、上記第1~第3実施形態では、上記のように、検体保管装置100、200および300のそれぞれは、第1収容庫11、第2収容庫12および第3収容庫13の各々の内部の空気の温度を冷凍、冷蔵、常温の三段階に調整する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置は、収容部に含まれる複数の収容庫(第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫)の各々の内部の温度を、冷蔵と冷凍、常温と冷蔵、または、常温と冷凍の二段階に調整してもよい。また、冷却装置は、チルド(0℃程度の温度帯)、パーシャル(-3℃程度の温度帯)など冷凍、冷蔵および常温とは異なる温度帯を調整(設定)可能な温度帯(設定温度帯)に含み、収容部に含まれる複数の収容庫(第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫)の内部の温度を4段階以上に調整してもよい。また、収容部に含まれる複数の収容庫(第1収容庫、第2収容庫および第3収容庫)の各々の内部の温度は、互いに異なった1つの温度帯に固定されていてもよい。
また、上記第1実施形態では、上記のように、検体保管装置100は、第1収容庫11の内部の温度を常温に調整する際に、収容部1の外部の温度TOが常温よりも低い場合には、凝縮器5によって凝縮され、第1蒸発器21に流入する冷媒の温度を膨張弁71aおよび71bによって調整して、第1蒸発器21を流れる冷媒と、第1収容庫11内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫11内の空気を温める動作を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置は、第1収容庫の内部の温度を冷蔵の温度帯に調整する際に、収容部の外部の温度が冷蔵の温度帯よりも低い場合には、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を第1調整弁によって調整して、第1蒸発器を流れる冷媒と、第1収容庫内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫内の空気を温める動作を行うように構成されてもよい。また、冷却装置は、第1収容庫の内部の温度を冷凍の温度帯に調整する際に、収容部の外部の温度が冷凍の温度帯よりも低い場合には、凝縮器によって凝縮され、第1蒸発器に流入する冷媒の温度を第1調整弁によって調整して、第1蒸発器を流れる冷媒と、第1収容庫内の空気との間で熱交換を行い、第1収容庫内の空気を温める動作を行うように構成されてもよい。
また、上記第1~3実施形態では、上記のように、ヒータ27、28および29(加熱部)が、第1収容庫11(第1蒸発器21)、第2収容庫12(第2蒸発器22)および第3収容庫13(第3蒸発器23)のそれぞれに対応して設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却装置は、除霜が必要な蒸発器に対してのみ、ヒータなどの加熱部を設ける構成であってよい。また、冷却装置は、ヒータなどの加熱部を備えなくてもよい。
1、401、501 収容部
4 圧縮機
5 凝縮器
8、308、408 流路切替部
9 制御部
11 第1収容庫
12 第2収容庫
13 第3収容庫
21 第1蒸発器
22 第2蒸発器
23 第3蒸発器
27、28、29、427、428 ヒータ(加熱部)
37 庫外センサ(庫外温度検出部)
62、462 流量調整弁(第2流路切替弁)
71a、71b、471a、471b 膨張弁(第1調整弁)
72a、472a 膨張弁(第2調整弁、下流側調整弁)
72b、472b 膨張弁(第2調整弁、上流側調整弁)
73a、73b 膨張弁(第3調整弁)
81、481 三方弁(第1流路切替弁)
82 開閉弁(第2流路切替弁)
100、200、300 検体保管装置(冷却装置)
272b キャピラリ
400、500、600 冷却装置
411 収容庫(第1収容庫)
412 収容庫(第2収容庫)
421 蒸発器(第1蒸発器)
422 蒸発器(第2蒸発器)
K 検体
P1 流入部(第1流入部)
P2 流入部(第2流入部)
P3 流入部(第3流入部)

Claims (12)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    前記圧縮機の下流側に設けられ、前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
    前記凝縮器の下流側に設けられ、前記凝縮器が凝縮した冷媒を蒸発させる第1蒸発器および第2蒸発器を含む複数の蒸発器と、
    前記第1蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第1調整弁と、
    前記第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第2調整弁と、
    前記第1蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第1収容庫、および、前記第2蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第2収容庫を含む収容部と、を備え、
    前記第1収容庫の内部の温度を調整する際に、前記収容部の外部の温度が前記第1収容庫内の設定温度帯よりも低い場合には、前記凝縮器によって凝縮され、前記第1蒸発器に流入する冷媒の温度を前記第1調整弁によって調整して、前記第1蒸発器を流れる冷媒と、前記第1収容庫内の空気との間で熱交換を行い、前記第1収容庫内の空気を温める動作を行うように構成されている、冷却装置。
  2. 冷媒の流路を、前記凝縮器に対して、前記第1蒸発器および前記第2蒸発器が並列に接続される並列状態と、前記凝縮器に対して、前記第1蒸発器および前記第2蒸発器が、上流側から前記第1蒸発器、前記第2蒸発器の順に直列に接続される直列状態とに切り替える流路切替部と、を備え、
    前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、前記収容部の外部の温度が前記第1収容庫内の設定温度帯よりも低く、かつ、前記第2収容庫内の設定温度帯よりも高い場合には、冷媒の流路を、前記流路切替部により前記直列状態に切り替えるように構成されている、請求項1に記載の冷却装置。
  3. 前記収容部の外部の温度を検出する庫外温度検出部と、
    前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、前記庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、前記第1調整弁によって、前記第1蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第1温度制御と、前記第2調整弁によって、前記第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第2温度制御と、前記流路切替部によって、冷媒の流路を切り替える切替制御とを行う制御部と、をさらに備える、請求項2に記載の冷却装置。
  4. 前記流路切替部は、前記第1蒸発器の下流側に設けられ、前記第1蒸発器から流出する冷媒の流路を切り替える第1流路切替弁と、前記凝縮器と前記第2蒸発器との間に設けられ、前記凝縮器によって凝縮された冷媒の前記第2蒸発器への流入を制限することによって、前記凝縮器から流出する冷媒の流路を切り替える第2流路切替弁とを含む、請求項3に記載の冷却装置。
  5. 前記第1流路切替弁は、三方弁であり、
    前記三方弁は、前記第1蒸発器から流出する冷媒の流路を、前記第2蒸発器の上流側の流路と、前記複数の蒸発器の各々から流出する冷媒が合流する前記複数の蒸発器の下流側の流路とに切り替えるように構成されている、請求項4に記載の冷却装置。
  6. 前記第2調整弁は、前記第2蒸発器の下流側に設けられ、開度を調整することによって、前記第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整可能な下流側調整弁を含み、
    前記制御部は、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、前記庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、前記第1温度制御と、前記下流側調整弁を用いた前記第2温度制御と、前記切替制御とを行う、請求項4または5に記載の冷却装置。
  7. 前記第2調整弁は、前記第2流路切替弁の下流側、かつ、前記第2蒸発器の上流側に設けられ、開度を調整することによって、前記第2蒸発器に流入する冷媒の温度を調整可能な上流側調整弁をさらに含み、
    前記第2流路切替弁と前記上流側調整弁との間に設けられ、前記第1流路切替弁または前記第2流路切替弁を介して、冷媒が流入する第1流入部をさらに備え、
    前記制御部は、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、前記庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、前記第1温度制御と、前記上流側調整弁および前記下流側調整弁を用いた前記第2温度制御と、冷媒の流路を、前記第1流路切替弁を介して前記第1流入部に冷媒が流入する前記直列状態と、前記第2流路切替弁を介して前記第1流入部に冷媒が流入する前記並列状態とに切り替える前記切替制御とを行う、請求項6に記載の冷却装置。
  8. 前記第2流路切替弁と前記第2蒸発器との間に設けられるキャピラリと、
    前記第2流路切替弁と前記キャピラリとの間に設けられ、前記第1流路切替弁または前記第2流路切替弁を介して、冷媒が流入する第2流入部と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、前記庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、前記第1温度制御と、前記キャピラリおよび前記下流側調整弁を用いた前記第2温度制御と、冷媒の流路を、前記第1流路切替弁を介して前記第2流入部に冷媒が流入する前記直列状態と、前記第2流路切替弁を介して前記第2流入部に冷媒が流入する前記並列状態とに切り替える前記切替制御とを行う、請求項6に記載の冷却装置。
  9. 前記第2流路切替弁は、前記凝縮器と、前記第2蒸発器との間に設けられ、弁内部の冷媒の流路の全開または全閉を行う開閉弁であり、
    前記開閉弁と、前記第2蒸発器との間に設けられ、前記第1流路切替弁または前記開閉弁を介して、冷媒が流入する第3流入部をさらに備え、
    前記制御部は、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の温度を調整する際に、前記第1収容庫および前記第2収容庫の各々の内部の設定温度帯と、前記庫外温度検出部の検出結果とに基づいて、前記第1温度制御と、前記第2温度制御と、前記第1流路切替弁および前記開閉弁による冷媒の流路の切り替えによって、冷媒の流路を、前記第1流路切替弁を介して前記第3流入部に冷媒が流入する前記直列状態と、前記開閉弁を介して前記第3流入部に冷媒が流入する前記並列状態とに切り替える前記切替制御とを行う、請求項6に記載の冷却装置。
  10. 前記収容部内の空気を加熱する加熱部をさらに備え、
    前記制御部は、前記庫外温度検出部の検出結果に基づいて、前記加熱部による加熱の制御、および、前記切替制御を行う、請求項3~9のいずれか1項に記載の冷却装置。
  11. 前記複数の蒸発器は、前記凝縮器の下流側に設けられ、前記凝縮器が凝縮した冷媒を蒸発させるとともに、前記凝縮器に対して、前記第1蒸発器および前記第2蒸発器と並列に接続される、第3蒸発器をさらに含み、
    前記収容部は、前記第3蒸発器によって内部の空気の温度が調整される第3収容庫をさらに含み、
    前記第3蒸発器に流入する冷媒の温度を調整する第3調整弁をさらに備える、請求項1~10のいずれか1項に記載の冷却装置。
  12. 前記第1収容庫および前記第2収容庫は、検体を収容する検体収容庫を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の冷却装置。
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