JP4720530B2 - 冷媒サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒サイクル装置に関し、より詳細には、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を順次接続してこれらの間で冷媒を循環させる冷媒循環経路を備えた冷媒サイクル装置に関する。

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ために、次のような冷媒サイクル装置が知られている。

冷媒サイクル装置は、圧縮機、ガスクーラ、電子膨張弁および蒸発器を備えて構成されている。圧縮機は、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものである。ガスクーラは、圧縮機で高温高圧の状態にされた冷媒を放熱させて液化するものである。電子膨張弁は、ガスクーラで液化された冷媒を断熱膨張させるものである。蒸発器は、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。この蒸発部は、電子膨張弁で断熱膨張された冷媒を蒸発させるものである。これら圧縮機、ガスクーラ、電子膨張弁および蒸発器を順次接続して冷媒循環経路を形成し、かかる冷媒循環経路で冷媒を循環させることにより、蒸発器の周辺領域が、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。そして、循環する冷媒としては、不燃性、安全性、不腐食性、更にオゾン層への影響が少ない等の点で、人体に悪影響を与えない二酸化炭素が用いられている。

そのような冷媒サイクル装置においては、ガスクーラの内部圧力が電子膨張弁での冷媒の流量の増加を受けて低下すると蒸発器での吸熱量の減少を招来することから、ガスクーラの周囲温度を低下させて蒸発器での吸熱量の増加を図るべく、ガスクーラへ送風する送風ファンが設けられている。そして、ガスクーラにおける冷媒の放熱温度に基づいて送風ファンの回転制御等を行うことにより、ガスクーラへの送風量を調整するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−５４４２４号公報

ところで、上記特許文献１に提案されている冷媒サイクル装置では、ガスクーラにおける冷媒の放熱温度に基づいて送風ファンの回転制御等を行うことにより、ガスクーラへの送風量を調整するようにしているので、かかる送風ファンの回転制御等を行うための複雑な制御回路等が必要になってしまう。

そこで、ガスクーラへ送風するための送風ファンを複数台用意し、各送風ファンを圧縮機の駆動・停止に同期させて駆動・停止するとともに、ガスクーラにおける冷媒の放熱温度に基づいて各送風ファンを駆動・停止する技術、すなわち、各送風ファンを圧縮機の駆動・停止に同期させて各送風ファンをオン／オフ制御するとともに、ガスクーラにおける冷媒の放熱温度に基づいて各送風ファンをオン／オフ制御する技術が知られている。

しかしながら、複数台の送風ファンを圧縮機の駆動・停止に同期させてオン／オフ制御するとともに、ガスクーラにおける冷媒の放熱温度に基づいて各送風ファンをオン／オフ制御すると、各送風ファンのオン／オフ回数を増加させることになり、突入電流等々の影響により、使用寿命の低下を招来する虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、簡単な構成で良好な運転効率を得ながら、使用寿命の低下を防止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。

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、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器で放熱させた冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、前記膨張弁で断熱膨張させた冷媒を蒸発させる蒸発器とを順次接続してこれらの間で冷媒を循環させる冷媒循環経路と、前記放熱器における冷媒の放熱温度を検知する温度検知手段と、前記放熱器へ送風する複数の放熱器送風手段とを備えた冷媒サイクル装置において、前記圧縮機が駆動し、かつ前記温度検知手段により検知された放熱温度が予め決められた第１閾値を超える場合には前記放熱器送風手段のすべてを駆動させ、前記圧縮機が駆動し、かつ前記温度検知手段により検知された放熱温度が前記第１閾値以下であって予め決められた第２閾値を超える場合には、予め決められた所定台数の前記放熱器送風手段を駆動させる一方、前記圧縮機が駆動停止した場合にのみ前記放熱器送風手段の駆動を停止させる制御手段を備え、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知された放熱温度が前記第１閾値以下であって前記第２閾値を超える場合であっても、既に前記所定台数を上回る前記放熱器送風手段が駆動しているときにはこれら放熱器送風手段の駆動を維持することを特徴とする。

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、前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする。

本発明の冷媒サイクル装置によれば、制御手段が、圧縮機が駆動し、かつ温度検知手段により検知された放熱温度が予め決められた第１閾値を超える場合には放熱器送風手段のすべてを駆動させ、圧縮機が駆動し、かつ温度検知手段により検知された放熱温度が第１閾値以下であって予め決められた第２閾値を超える場合には、放熱器送風手段のうち予め決められた所定台数のみ駆動させる一方、圧縮機が駆動停止した場合にのみ放熱器送風手段の駆動を停止させるので、各放熱器送風手段をオン／オフ制御することにより放熱器への送風量を調整することができ、複雑な制御回路等を必要とせずに、放熱器の周囲温度を低下させて蒸発器での吸熱量の増加を図ることができ、簡単な構成で良好な運転効率を得ることができる。また、各放熱器送風手段の駆動は、圧縮機が駆動停止した場合にのみ停止させることから、放熱温度に応じて駆動する放熱器送風手段の数が増加することはあれ、放熱温度に応じて駆動停止する放熱器送風手段の数が増加することはない。これにより、放熱器送風手段のオン／オフ回数の増加を防ぐことができ、突入電流等々の影響を最小限に抑制して、装置全体の使用寿命の低下を防止することができる。

また、本発明の冷媒サイクル装置によれば、冷媒が二酸化炭素であるので、上述したような作用効果を奏しながら、環境にも優れたものになる。

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、本実施の形態における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。

図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態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１０は、本体キャビネット１１を備えている。

本体キャビネット１１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１１には、その前面に外扉１２および内扉１３ａ，１３ｂが設けてあり、その内部に例えば２つの断熱仕切板１４によって仕切られた３つの独立した商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（以下、適宜商品収容庫１５と称する）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１２は、本体キャビネット１１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉１３ａ，１３ｂは、商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃの前面を開閉するためのものである。この内扉１３ａ，１３ｂは、上下に分割してあり、上側の扉１３ａは、商品を補充する際に開閉するものである。商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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。

商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃには、それぞれ、商品収納ラック１６、商品搬出機構１７および商品搬出シュータ１８が設けてある。商品収納ラック１６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。商品搬出機構１７は、商品収納ラック１６の下部に設けてあり、この商品収納ラック１６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１８は、商品搬出機構１７から搬出された商品Ｗを商品取出口１３ｃに導くためのものである。

上記本体キャビネット１１の内部には、冷媒サイクル装置２０が配設してある。図３は、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。この図３において、冷媒サイクル装置２０は、冷媒循環経路Ｌと、ガス温度センサ（温度検知手段）３０と、庫外ファン（放熱器送風手段）４０とを備えて構成してある。

冷媒循環経路Ｌは、圧縮機２１と、ガスクーラ（放熱器）２２と、電子膨張弁２３と、蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（以下、適宜蒸発器２４と称する）とを備えて構成してある。この冷媒循環経路Ｌにおいて、冷媒としては、不燃性、安全性、不腐食性を有し、更にオゾン層への影響が少ない二酸化炭素を用いている。

圧縮機２１は、本体キャビネット１１の商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃの外部となる機械室１９に配設してあり、供給された冷媒（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。本実施の形態における圧縮機２１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２１は、１回目の圧縮動作を行う第１圧縮機２１１と、２回目の圧縮動作を行う第２圧縮機２１２とを有し、これらの間に中間熱交換器２１３を設けてある。この中間熱交換器２１３は、第１圧縮機２１１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２１２に戻すものである。ここに、中間熱交換器２１３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。

このように、圧縮機２１は、中間熱交換器２１３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、本実施の形態では、第１圧縮機２１１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２１２での２回目の圧縮によって冷媒を約９．８ＭＰａに圧縮する。

ここに、圧縮機２１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。

ガスクーラ２２は、圧縮機２１と同様に、機械室１９に配設してあり、圧縮機２１より供給された冷媒、すなわち、圧縮機２１で高温高圧の状態に圧縮された冷媒を放熱させて液化するものである。本実施の形態におけるガスクーラ２２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。

電子膨張弁２３は、圧縮機２１およびガスクーラ２２と同様に、機械室１９に配設してあり、ガスクーラ２２より供給された冷媒、すなわち、ガスクーラ２２で放熱させた冷媒を断熱膨張させる、すなわち、該冷媒を減圧して低温低圧の状態に調整するものである。

蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、電子膨張弁２３で低温低圧の状態に断熱膨張させた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２４ａ，２４ｂ，２４ｃの周辺領域は、熱が奪われることになり、冷却される。本実施の形態における蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ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ある。

上記蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、図２に示すように、複数の商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれ独立して冷却するために、各商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃの内部に配設してある。つまり、蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、電子膨張弁２３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２５ａ，２５ｂ，２５ｃが設けてある。そして、電磁弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃを選択的に開成することで、対応する蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃに電子膨張弁２３からの冷媒が送出されることになる。一方、各蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃの出口側の経路は、互いに集合して圧縮機２１（第１圧縮機２１１）に接続してある。

各商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃの内部における蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃの近傍には、庫内ファン１５１および循環ダクト１５２等が設けてある。庫内ファン１５１は、蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃで冷却された空気（冷気）を送風することにより、蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃからの冷熱を商品Ｗに熱伝達させるものである。庫内ファン１５１により送風された空気は、循環ダクト１５２を通じて循環することになる。また、図２中の符号１５３は、商品収容庫１５ａ，１５ｂ，１５ｃ内の温度（庫内温度）を検出する庫内温度センサである。庫内温度センサ１５３は、検知した庫内温度を庫内温度情報として後述する制御部６０に出力するものである。

上述した圧縮機２１、ガスクーラ２２、電子膨張弁２３および蒸発器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、並びにこれらを接続する経路等により、上記冷媒循環経路Ｌが形成してある。

ガス温度センサ３０は、ガスクーラ２２で冷媒を放熱させた際の放熱温度を検知するものであり、例えば測温抵抗体、サーミスタ等で構成されるものである。ガス温度センサ３０は、ガスクーラ２２での冷媒の放熱温度を検知できるよう、ガスクーラ２２の近傍位置に配設してある。ガス温度センサ３０は、検知した放熱温度を放熱温度情報として後述する制御部６０に出力するものである。

庫外ファン４０は、ガスクーラ２２の近傍位置に配設してあり、該ガスクーラ２２へ送風するためのものである。本実施の形態においては、庫外ファン４０は、複数台（２台）設けてあり、一方を第１庫外ファン４１、他方を第２庫外ファン４２と称することにする。第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２は、それぞれ、ファンモータ４１１，４２１を有しており、かかるファンモータ４１１，４２１が駆動することにより回転するものである。

次に、上記冷媒サイクル装置２０の制御系について説明する。図４は、本発明の実施の形態における冷媒サイクル装置の制御系の要部を示すブロック図である。この図４において、冷媒サイクル装置２０は、記憶部５０および制御部６０を備えている。これら記憶部５０および制御部６０は、自動販売機全体を統括する自販機制御部（図示せず）に組み込まれても良いし、独立して設けてあっても良い。

記憶部５０は、各種のデータや、制御部６０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、圧縮機運転情報５１および庫外ファン運転情報５２を備える。圧縮機運転情報５１は、駆動停止中（オフ中）の圧縮機２１を駆動させるための閾値となる庫内オン温度（例えば８℃）や、駆動中（オン中）の圧縮機２１を停止させるための閾値となる庫内オフ温度（例えば３℃）等の情報である。庫外ファン運転情報５２は、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２を駆動させるための第１閾値となる温度Ｔ１（図８参照）や、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方を駆動させるための第２閾値となる温度Ｔ２（図８参照）等の情報である。ここに、温度Ｔ１は、温度Ｔ２よりも大きく、温度Ｔ１は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では例えば２０℃とし、また、温度Ｔ２は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では例えば１０℃とする。

制御部６０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、圧縮機駆動判定部６１と、庫外ファン駆動判定部６２と、圧縮機駆動部６３と、庫内ファン駆動部６４と、庫外ファン駆動部６５とを備える。

圧縮機駆動判定部６１は、庫内温度センサ１５３から出力された庫内温度情報と、記憶部５０から読み出した圧縮機運転情報５１とを比較して、圧縮機２１を駆動させるか、あるいは駆動停止させるかを判定するものである。

庫外ファン駆動判定部６２は、ガス温度センサ３０から出力された放熱温度情報と、記憶部５０から読み出した庫外ファン運転情報５２とを比較して、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２を運転させるか否か、あるいは第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方を運転させるか否かを判定するものである。

圧縮機駆動部６３は、圧縮機駆動判定部６１により判定された結果に応じて、圧縮機２１を駆動、もしくは駆動停止させる、すなわち、圧縮機２１をオン／オフ制御するものである。

庫内ファン駆動部６４は、圧縮機駆動部６３による圧縮機２１のオン／オフ制御に同期して、庫内ファン１５１を駆動、もしくは駆動停止させる、すなわち、庫内ファン１５１をオン／オフ制御するものである。

庫外ファン駆動部６５は、庫外ファン駆動判定部６２により判定された結果に応じて、庫外ファン４０の駆動処理を行うものであり、より詳細には、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のそれぞれを駆動、もしくは駆動停止させる、すなわち第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２をオン／オフ制御するものである。

以上のような構成を有する冷媒サイクル装置２０は、次のようにして自動販売機１０の商品収容庫１５の内部雰囲気を冷却する。ここでは、商品収容庫１５ａの内部雰囲気のみを冷却するものとして説明する。図５は、本実施の形態における冷媒サイクル装置と、冷却対象となる商品収容庫とを模式的に示した模式図であり、かかる図５を適宜用いて説明することにする。尚、商品収容庫１５ａの内部雰囲気のみを冷却するため、他の商品収容庫１５ｂ，１５ｃの内部に配設してある蒸発器２４ｂ，２４ｃに冷媒を循環させる必要はない。そのため、電磁弁２５ａのみを開成状態にし、他の電磁弁２５ｂ，２５ｃは閉成状態にしてある。また、電子膨張弁２３の開度は、予め調整された所定の大きさを有しているものとする。

そのような状態で圧縮機２１を駆動させると、冷媒循環経路Ｌにおける冷媒は、圧縮機２１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２１１で圧縮（約４．９ＭＰａに圧縮）され、その後、中間熱交換器２１３に送出される。中間熱交換器２１３に送出された冷媒は、該中間熱交換器２１３で放熱して冷却される。中間熱交換器２１３で冷却された冷媒は、再び第２圧縮機２１２に送出され、該第２圧縮機２１２で圧縮（約９．８ＭＰａに圧縮）され、高温高圧の状態になる。

高温高圧の状態の冷媒は、ガスクーラ２２に送出され、該ガスクーラ２２で放熱して冷却される。ガスクーラ２２で冷却された冷媒は、電子膨張弁２３に送出され、該電子膨張弁２３で減圧されて断熱膨張し、低温低圧の状態になる。

低温低圧の状態の冷媒は、開成状態にある電磁弁２５ａを通じて蒸発器２４ａに送出される。蒸発器２４ａに送出された冷媒は、該蒸発器２４ａ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２４ａ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、庫内ファン１５１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１５ａ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１５ａの内部雰囲気が冷却されると、該商品収容庫１５ａの内部に配設された商品収納ラック１６に収納された商品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。

蒸発器２４ａで蒸発した冷媒は、圧縮機２１（第１圧縮機２１１）に送出され、該圧縮機２１で圧縮されて循環を繰り返す。

また、冷媒サイクル装置２０では、予め設定された時間ごとに次のような動作を行う。図６〜図８は、制御部の処理内容を示したフローチャートである。これら図６〜図８を適宜用いて説明することにする。尚、以下においても、商品収容庫１５ａのみを冷却するものとして説明する。

制御部６０は、図６に示すように、圧縮機駆動処理を行う（ステップＳ１００）。かかる圧縮機駆動処理について説明する。

制御部６０は、図７に示すように、冷却対象となる商品収容庫１５ａの内部に配設された庫内温度センサ１５３から庫内温度情報を入力したか否かを確認し（ステップＳ１０１）、庫内温度情報の入力が確認できた場合には、制御部６０は、圧縮機駆動判定部６１を通じて、該庫内温度情報と、記憶部５０から読み出した圧縮機運転情報５１とを比較して、庫内温度情報に含まれる庫内温度が、庫内オン温度（例えば８℃）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

そして、庫内温度情報に含まれる庫内温度が庫内オン温度以上であると判断した場合には、制御部６０は、圧縮機駆動部６３を通じて圧縮機２１を駆動させるとともに、庫内ファン駆動部６４を通じて庫内ファン１５１を駆動させ（ステップＳ１０３，ステップＳ１０４）、今回の圧縮機駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、圧縮機２１（第１圧縮機２１１および第２圧縮機２１２）が駆動して、上述したように圧縮機２１で圧縮された冷媒が冷媒循環経路Ｌを流れて循環することにより、より詳細には、圧縮機２１で圧縮された冷媒がガスクーラ２２、電子膨張弁２３および蒸発器２４ａを順次流れてこれらの間を循環することにより、蒸発器２４ａの周辺領域、すなわち、商品収容庫１５ａの内部雰囲気が冷却される。

上記ステップＳ１０２において、庫内温度が庫内オン温度以上でないと判断した場合には、制御部６０は、かかる庫内温度が庫内オフ温度（例えば３℃）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

庫内温度情報に含まれる庫内温度が庫内オフ温度以下であると判断した場合には、制御部６０は、圧縮機駆動部６３を通じて圧縮機２１を駆動停止させるとともに、庫内ファン駆動部６４を通じて庫内ファン１５１を駆動停止させ（ステップＳ１０６，ステップＳ１０７）、今回の圧縮機駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、圧縮機２１が駆動停止して冷媒が冷媒循環経路Ｌを循環しなくなり、蒸発器２４ａでの熱交換が行われなくなる結果、商品収容庫１５ａの内部雰囲気が徐々に温度上昇する。

一方、上記ステップＳ１０１において庫内温度情報の入力が確認できない場合、並びに、上記ステップＳ１０５において庫内温度が庫内オフ温度以下ではない、つまり、庫内温度が庫内オフ温度より大きくて庫内オン温度未満であると判断した場合には、制御部６０は、上述したような圧縮機２１および庫内ファン１５１の駆動、もしくは圧縮機２１および庫内ファン１５１の駆動停止を行わずに、今回の圧縮機駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、圧縮機２１がすでに駆動している場合には、その駆動状態が維持され、圧縮機２１が駆動を停止している場合には、その駆動停止状態が維持されることになる。

上述したような圧縮機駆動処理を行った制御部６０は、図６に示すように、庫外ファン駆動処理を行う（ステップＳ２００）。かかる庫外ファン駆動処理について説明する。

制御部６０は、図８に示すように、圧縮機駆動部６３を通じて、圧縮機２１が駆動中であるか否かを判断し（ステップＳ２０１）、圧縮機２１が駆動中でないと判断した場合には、制御部６０は、庫外ファン駆動部６５を通じて、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の駆動停止処理を行い（ステップＳ２０２）、今回の庫外ファン駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の両方、あるいは、いずれか一方が駆動中であっても、これらの駆動が強制的に停止される。また、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２がともに駆動停止中である場合には、その駆動停止状態が維持される。

上記ステップＳ２０１において、圧縮機２１が駆動中であると判断した場合は、ガス温度センサ３０から放熱温度情報を入力したか否かを確認し（ステップＳ２０３）、放熱温度情報の入力が確認できた場合には、制御部６０は、庫外ファン駆動判定部６２を通じて、放熱温度情報に含まれる放熱温度情報と、記憶部５０から読み出した庫外ファン運転情報５２とを比較して、放熱温度情報に含まれる放熱温度Ｔが、温度Ｔ１を超えるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。

放熱温度Ｔが温度Ｔ１を超えたと判断した場合には、制御部６０は、庫外ファン駆動部６５を通じて、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の駆動処理を行い（ステップＳ２０５）、今回の庫外ファン駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２がともに駆動中の場合には、その駆動状態が維持され、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方が駆動中の場合、あるいはそれら両方が駆動停止中の場合には、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の両方が駆動される。これにより、ガスクーラ２２への送風量を増大させることができ、その結果、ガスクーラ２２の周囲温度を低下させて蒸発器２４ａでの吸熱量の増加を図ることができる。

上記ステップＳ２０４において、放熱温度Ｔが温度Ｔ１を超えていないと判断した場合には、制御部６０は、かかる放熱温度Ｔが温度Ｔ２を超えるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。

放熱温度Ｔが温度Ｔ２を超えていないと判断した場合には、そのまま今回の庫外ファン駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の両方が駆動中の場合には、その駆動状態が維持され、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方が駆動中の場合には、その駆動状態が維持される。また、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の両方が駆動停止中である場合には、その駆動停止状態が維持される。

上記ステップＳ２０６において、放熱温度Ｔが温度Ｔ２を超えたと判断した場合（Ｔ２＜Ｔ≦Ｔ１）には、制御部６０は、庫外ファン駆動部６５を通じて、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２がともに駆動中であるか否かを確認し（ステップＳ２０７）、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２が駆動中であることを確認した場合には、そのまま今回の庫外ファン駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の両方が駆動中の場合には、その駆動状態が維持される。つまり、放熱温度Ｔが温度Ｔ２より大きく温度Ｔ１以下（Ｔ２＜Ｔ≦Ｔ１）であったとしても、駆動中である第１庫外ファン４１および第２庫外ファンのいずれか一方が駆動停止にされることはない。

上記ステップＳ２０７において、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２がともに駆動中でなければ、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方の駆動処理を行い（ステップＳ２０８）、今回の庫外ファン駆動処理を終了して、手順をリターンする。

これによれば、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方が駆動中の場合には、その駆動状態が維持され、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の両方が駆動停止中の場合には、それらのうちいずれか一方が駆動される。

以上説明したような庫外ファン駆動処理を行った後、制御部６０は、今回の処理を終了する。

本発明の実施の形態に係る冷媒サイクル装置２０においては、圧縮機２１が駆動し、かつ放熱温度Ｔが温度Ｔ１を超える場合には、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２を駆動させ、圧縮機２１が駆動し、かつ放熱温度Ｔが温度Ｔ１以下であって温度Ｔ２を超える場合には、第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２のいずれか一方を駆動させ、その一方、圧縮機２１が駆動停止した場合にのみ第１庫外ファン４１および第２庫外ファン４２の駆動を停止させているので、各庫外ファン４０をオン／オフ制御することによりガスクーラ２２への送風量を調整することができ、複雑な制御回路等を必要とせずに、ガスクーラ２２の周囲温度を低下させて蒸発器２４での吸熱量の増加を図ることができる。従って、簡単な構成で良好な運転効率を得ることができ、また、ガスクーラ２２の内部で冷媒が滞留してしまうことを回避して、冷媒を良好に循環させることができる。また、各庫外ファン４０の駆動は、圧縮機２１が駆動停止した場合にのみ停止させることから、放熱温度Ｔに応じて駆動する庫外ファン４０の数が増加することはあれ、放熱温度Ｔに応じて駆動停止する庫外ファン４０の数が増加することはない。これにより、庫外ファン４０のオン／オフ回数の増加を防ぐことができ、突入電流等々の影響を最小限に抑制して、装置全体の使用寿命の低下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。例えば、上述した実施の形態では、冷媒サイクル装置２０は、対象となる商品収容庫（断熱筐体）１５ａの内部雰囲気を冷却するために用いていたが、本発明では、対象となる断熱筐体の内部雰囲気を加熱するために用いることもできる。このように対象となる断熱筐体の内部雰囲気を加熱する場合には、かかる断熱筐体の内部に放熱器を配置し、蒸発器を断熱筐体外に配置して、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を順次接続して形成される冷媒循環経路内で冷媒を循環させれば良い。そして、このような場合、筐体外に配置した蒸発器へ送風する蒸発器送風手段（上述した放熱器送風手段に相当）の駆動を制御することになる。

以上のように、本発明は、例えば断熱筐体の内部雰囲気を冷却、あるいは加熱するための冷媒サイクル装置として有用である。

本発明の実施の形態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。 本発明の実施の形態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。 本発明の実施の形態における冷媒サイクル装置の制御系の要部を示すブロック図である。 本実施の形態における冷媒サイクル装置と、冷却対象となる商品収容庫とを模式的に示した模式図である。 制御部の処理内容を示したフローチャートである。 制御部の処理内容を示したフローチャートである。 制御部の処理内容を示したフローチャートである。

符号の説明

２０ 冷媒サイクル装置
２１ 圧縮機
２１１ 第１圧縮機
２１２ 第２圧縮機
２１３ 中間熱交換器
２２ ガスクーラ
２３ 電子膨張弁
２４ 蒸発器
３０ ガス温度センサ
４０ 庫外ファン
４１ 第１庫外ファン
４２ 第２庫外ファン
５０ 記憶部
５１ 圧縮機運転情報
５２ 庫外ファン運転情報
６０ 制御部
６１ 圧縮機駆動判定部
６２ 庫外ファン駆動判定部
６３ 圧縮機駆動部
６４ 庫内ファン駆動部
６５ 庫外ファン駆動部

Claims (2)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器で放熱させた冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、前記膨張弁で断熱膨張させた冷媒を蒸発させる蒸発器とを順次接続してこれらの間で冷媒を循環させる冷媒循環経路と、
   前記放熱器における冷媒の放熱温度を検知する温度検知手段と、
   前記放熱器へ送風する複数の放熱器送風手段と
   を備えた冷媒サイクル装置において、
   前記圧縮機が駆動し、かつ前記温度検知手段により検知された放熱温度が予め決められた第１閾値を超える場合には前記放熱器送風手段のすべてを駆動させ、前記圧縮機が駆動し、かつ前記温度検知手段により検知された放熱温度が前記第１閾値以下であって予め決められた第２閾値を超える場合には、予め決められた所定台数の前記放熱器送風手段を駆動させる一方、前記圧縮機が駆動停止した場合にのみ前記放熱器送風手段の駆動を停止させる制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記温度検知手段により検知された放熱温度が前記第１閾値以下であって前記第２閾値を超える場合であっても、既に前記所定台数を上回る前記放熱器送風手段が駆動しているときにはこれら放熱器送風手段の駆動を維持することを特徴とする冷媒サイクル装置。
2. 前記冷媒が二酸化炭素であ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。

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