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公開番号2023110768
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-08-09
出願番号2022012397
出願日2022-01-28
発明の名称冷却装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類F25D 11/00 20060101AFI20230802BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【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
特許請求の範囲【請求項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。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
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。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－１０６９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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