(57)【要約】【課題】缶飲料などの商品を冷却若しくは加温して販売する自動販売機に関し、長期間加温されて保存された商品が加温劣化すること防止する自動販売機の提供を目的とする。【解決手段】ホット／コールド切替室１の上部に外気導入部４０を設けるとともに、冷却する場合は吸気ファン４３を停止して外気導入部４０を断熱に利用するとともに、加温する場合は吸気ファン４３を運転して外気導入部４０に外気を導入することでホット／コールド切替室１の上部の温度を低下して商品の加温劣化を防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商品を収納するホット／コールド切替室を有する自動販売機において、前記ホット／コールド切替室内上部に設置され、前記ホット／コールド切替室内に外気を導入する外気導入部を備え、電源投入時あるいは前記ホット／コールド切替室を冷却する場合は外気の導入を停止する一方、前記ホット／コールド切替室を加温する場合は外気を導入することを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
内扉に設けられた吸気口と、ホット／コールド切替室の上部前面側に設けられた吸気ダンパと、前記ホット／コールド切替室の上部背面側に設けられた吸気ファンとを備え、前記吸気ファンによって吸気された外気を前記ホット／コールド切替室内の前面側に供給することを特徴とする請求項１記載の自動販売機。
【請求項３】
外気の熱を用いて加温するヒートポンプシステムでホット／コールド切替室を加温することを特徴とする請求項１あるいは２記載の自動販売機。
【請求項４】
可燃性冷媒を用いるとともに、ホット／コールド切替室内に設置された室内熱交換器と、商品を収納する区画の外に設置された室外熱交換器と、圧縮機と、前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを環状に接続する冷却加温システム配管と、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器から前記室内熱交換器を循環して前記圧縮機に帰還するか、あるいは前記室内熱交換器から前記室外熱交換器を循環して前記圧縮機に帰還するかのどちらかを選択する四方切換弁とを備え、前記ホット／コールド切替室を冷却する場合は前記四方切換弁を操作して前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流す一方、前記ホット／コールド切替室を加温する場合は前記四方切換弁を操作して前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室内熱交換器に流すことを特徴とする請求項３記載の自動販売機。
【請求項５】
内扉に設けられた吸気口と、ホット／コールド切替室の上部前面側に設けられた吸気ダンパと、前記ホット／コールド切替室の上部背面側に設けられた吸気ファンと、内扉に設けられた排気口と、熱伝導性材料で形成されるとともに、前記吸気ファンにより導入された外気と前記ホット／コールド切替室内空気の混合を遮断する天板とを備え、前記吸気ファンによって吸気された外気で前記天板を冷却するとともに、前記天板を介する伝熱により前記ホット／コールド切替室内の上部を冷却することを特徴とする請求項１記載の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶飲料などの商品を加温あるいは加温と同時に冷却して販売する自動販売機において、長期間加温されて缶飲料などの商品が劣化することを防止するものである。
【背景技術】
【０００２】
缶飲料などの商品を加温して販売する場合、自動販売機の商品収納室内を常に４５〜５５℃に保ちながら缶飲料などの商品を保管し、要求に応じてこの保管された商品を搬出している。この結果、缶飲料などの商品が長期間にわたって販売されなかった時に、４５〜５５℃の高温で劣化する恐れが生じる。そこで、相対的に販売までの保管期間が長い商品収納室内上部の商品を冷却するために、商品収納室内上部の断熱性能を低下したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の自動販売機を説明する。
【０００４】
図４は従来の自動販売機の冷媒回路図、図５は従来の自動販売機の断熱構造体の斜視図である。
【０００５】
図４に示すように、従来の自動販売機は、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３からなる貯蔵室を備え、ホット／コールド切替室１内に設置された室内熱交換器４、コールド専用室２内に設置された蒸発器５、第二のコールド専用室２内に設置された第二の蒸発器６、貯蔵室の外に設置された室外熱交換器７、圧縮機８で構成された冷却加温システムを有する。
【０００６】
また、膨張弁Ａ９、膨張弁Ｂ１０、膨張弁Ｃ１１はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下するとともに閉塞機能を有したものである。
【０００７】
また、ヒータ１２はホット／コールド切替室１内に設置され、ホット／コールド切替室１内を加温する際に利用される。
【０００８】
以上のように構成された従来の自動販売機について、以下その動作を説明する。
【０００９】
ホット／コールド切替室１を冷却する場合、圧縮機８を駆動し、圧縮機８から吐出された冷媒は、室外熱交換器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁Ａ９、膨張弁Ｂ１０、膨張弁Ｃ１１で減圧されて、室内熱交換器４、蒸発器５、第二の蒸発器６へ供給される。そして、室内熱交換器４、蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。
【００１０】
このとき、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁Ａ９、膨張弁Ｂ１０、膨張弁Ｃ１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が２〜６℃の所定の温度に達すると圧縮機８の運転を停止する。
【００１１】
次に、ホット／コールド切替室１を加温する場合、膨張弁Ａ９を閉塞したまま圧縮機８を駆動し、圧縮機８から吐出された冷媒は、室外熱交換器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁Ｂ１０、膨張弁Ｃ１１で減圧されて、蒸発器５、第二の蒸発器６へ供給される。そして、蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。
【００１２】
このとき、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁Ｂ１０、膨張弁Ｃ１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が２〜６℃の所定の温度に達すると圧縮機８の運転を停止する。
【００１３】
そして、ホット／コールド切替室１は、ヒータ１２に通電することで加温され、５０〜５５℃の所定温度に達すると通電を停止する。
【００１４】
ここで、貯蔵室内に保管された缶飲料などの商品は下部から順次販売されるため、商品の下方から冷風あるいは温風を吹出して、冷却時は下部をより低温に、加温時は下部をより高温に保つとともに、上下方向の温度差をできるだけ大きく取るように風路設計されている。この結果、冷却あるいは加温の省エネルギー化が図られるとともに、長期間加温された時の劣化が抑制されるが、加温する場合は自然対流が促進されるため、上下方向の温度差は通常１０℃程度が限界である。
【００１５】
一方、図５に示すように、従来の自動販売機は断熱箱体２０の内部に、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３からなる貯蔵室と、圧縮機８や室外熱交換器７などを収納する機械室２１を形成している。また、断熱箱体２０の貯蔵室間の仕切り部２２および仕切り部２３には、それぞれ断熱板２４と断熱板２５を設置するとともに、内扉２６で外部から熱的に遮断されている。内扉２６には空気の出入りを遮断するフラップを有する商品搬出口２７が形成され、要求に応じて商品が搬出される。
【００１６】
また、機械室２１と内扉２６を覆うように外扉２８が設置され、外扉２８には商品サンプル棚２９や商品取出し口３０が形成される。
【００１７】
ここで、断熱箱体２０、断熱板２４、断熱板２５および内扉２６は、ウレタン発泡材からなる断熱材と鉄板などからなる構造部材から形成されており、貯蔵室と外部あるいは、貯蔵室間を断熱する。このとき、断熱板２５上部のウレタン発泡材の壁厚を薄くするなどして断熱性能を低下させると、加温されたホット／コールド切替室１と冷却されたコールド専用室２の上部空間での熱移動が大きくなり、ホット／コールド切替室１の上部が冷却されて上下方向の温度差が１０℃程度からさらに大きくすることができる。
【００１８】
このように、加温されたホット／コールド切替室１と冷却されたコールド専用室２の仕切り部２３に設置された断熱板２５上部の断熱性能を低下させると、ホット／コールド切替室１の上下方向の温度差が大きくなって加温劣化を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００３−３０８５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来の構成では、高外気温度時にホット／コールド切替室を加温すると同時にその上部を冷却すると、断熱板の冷却面の温度が外気の露点温度以下になって結露する可能性があり、結露水を処理しなければならないという課題があった。
【００２０】
また、上記従来の構成では、電源投入時など加温能力および冷却能力が特に必要な場合でも、ホット／コールド切替室とコールド専用室の熱移動が発生するため、必要以上の能力を確保しなければならないという課題があった。
【００２１】
本発明は、従来の課題を解決するもので、ホット／コールド切替室の上部を露点温度以上に保つとともに、必要に応じて上部冷却を停止できるホット／コールド切替室の上部冷却機構を提案し、商品の加温劣化を抑制できる自動販売機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、ホット／コールド切替室内上部に設置され、ホット／コールド切替室内に外気を導入する外気導入部を備え、電源投入時あるいはホット／コールド切替室を冷却する場合は外気の導入を停止する一方、ホット／コールド切替室を加温する場合は外気を導入するものである。
【００２３】
これによって、ホット／コールド切替室を加温する場合、外気導入部から外気を導入することでホット／コールド切替室の上部を冷却して、加温による商品の劣化を抑制するとともに、電源投入時あるいはホット／コールド切替室を冷却する場合には、外気の導入を停止することで加温あるいは冷却の設計能力の増大を回避することができる。
【００２４】
また、外気を用いてホット／コールド切替室の上部を冷却することで、ホット／コールド切替室内での結露の発生が回避できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の自動販売機は、外気を用いてホット／コールド切替室の上部を冷却することで、ホット／コールド切替室の上下方向の温度差を大きく取ることができ、結果として販売までの期間が比較的長い上部に保管された缶飲料などの商品の加温劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の請求項１に記載の発明は、商品を収納するホット／コールド切替室を有する自動販売機において、前記ホット／コールド切替室内上部に設置され、前記ホット／コールド切替室内に外気を導入する外気導入部を備え、電源投入時あるいは前記ホット／コールド切替室を冷却する場合は外気の導入を停止する一方、前記ホット／コールド切替室を加温する場合は外気を導入することを特徴とする自動販売機であるので、ホット／コールド切替室を加温する場合、外気導入部から外気を導入することでホット／コールド切替室の上部を冷却して、加温による商品の劣化を抑制するとともに、電源投入時あるいはホット／コールド切替室を冷却する場合には、外気の導入を停止することで加温あるいは冷却の設計能力の増大を回避することができる。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、内扉に設けられた吸気口と、ホット／コールド切替室の上部前面側に設けられた吸気ダンパと、前記ホット／コールド切替室の上部背面側に設けられた吸気ファンとを備え、前記吸気ファンによって吸気された外気を前記ホット／コールド切替室内の前面側に供給することを特徴とするであるので、雨や埃などが直接侵入しない外扉と内扉の間に形成された空間内の外気を吸気口から導入することで、雨や埃などの異物がホット／コールド切替室内へ侵入することを防止するとともに、吸入した外気を前面側に供給することで効率よく商品を冷却して、背面側に設けられた加温システムの還流口へ直接外気が侵入することを抑制できる。また、電源投入時あるいはホット／コールド切替室を冷却する場合に吸気ファンを停止した際に、外気を遮断する吸気ダンパからホット／コールド切替室内までの距離を取ることで熱侵入を抑制することができる。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の発明において、外気の熱を用いて加温するヒートポンプシステムでホット／コールド切替室を加温することを特徴とする自動販売機であるので、外気の吸入によってホット／コールド切替室の加温負荷が上昇しても、ヒータ加温に比べて高い効率で加温するため消費電力の上昇を抑制することができる。
【００２９】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、可燃性冷媒を用いるとともに、ホット／コールド切替室内に設置された室内熱交換器と、商品を収納する区画の外に設置された室外熱交換器と、圧縮機と、前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを環状に接続する冷却加温システム配管と、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器から前記室内熱交換器を循環して前記圧縮機に帰還するか、あるいは前記室内熱交換器から前記室外熱交換器を循環して前記圧縮機に帰還するかのどちらかを選択する四方切換弁とを備え、前記ホット／コールド切替室を冷却する場合は前記四方切換弁を操作して前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流す一方、前記ホット／コールド切替室を加温する場合は前記四方切換弁を操作して前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室内熱交換器に流すことを特徴とする自動販売機であるので、外気の吸入によってホット／コールド切替室を換気しながらヒートポンプシステムを運転することができ、室内熱交換器から冷媒が漏洩した場合でも速やかに外部へ放出することができる。
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、内扉に設けられた吸気口と、ホット／コールド切替室の上部前面側に設けられた吸気ダンパと、前記ホット／コールド切替室の上部背面側に設けられた吸気ファンと、内扉に設けられた排気口と、熱伝導性材料で形成されるとともに、前記吸気ファンにより導入された外気と前記ホット／コールド切替室内空気の混合を遮断する天板とを備え、前記吸気ファンによって吸気された外気で前記天板を冷却するとともに、前記天板を介する伝熱により前記ホット／コールド切替室内の上部を冷却することを特徴とする自動販売機であるので、雨や埃などの異物がホット／コールド切替室内へ侵入することを完全に防止することができる。
【００３０】
以下、本発明による自動販売機の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の自動販売機の冷媒回路図、図２は実施の形態１の自動販売機の断熱構造体の断面図である。
【００３２】
図１に示すように、本発明の自動販売機は、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３からなる貯蔵室を備え、Ｒ６００ａを冷媒とし、高温用レシプロ型圧縮機３１、ホット／コールド切替室１内に設置された室内熱交換器３２、貯蔵室の外に設置された室外熱交換器３３、冷却時と加温時に冷媒流路を切換える四方切換弁３４、キャピラリチューブ３５からなり、ホット／コールド切替室１の冷却と加温を専用に行う冷却加温システムを有する。
【００３３】
一方、図２に示すように、本発明の自動販売機はホット／コールド切替室１の上部に、外気導入部４０を設けている。外気導入部４０は、外気と外気導入部４０を遮断する吸気ダンパ４１、ホット／コールド切替室１内に保管された商品（図示せず）と外気導入部４０を区画する天板４２、外気を吸引する吸気ファン４３、吸気ファン４３の吹出し空気をホット／コールド切替室１の前面側に供給する吹出し口４４からなる。ここで、外気の雨や埃が外気導入部４０に直接侵入しないように、中扉２６と外扉２８の間に商品取り出し口３０などの隙間から侵入した比較的清浄な外気を外気導入部４０に導入する吸気口４５を備える。
【００３４】
また、ホット／コールド切替室１の内部を冷却あるいは加温する風の流れは、背面に形成された還流口４６から吸い込まれた空気が室内熱交換器３２と熱交換して、前面下部から前面上部に吹き上げられる構成になっている。これは、商品取り出し口３０近傍の断熱が不十分となるために、その周辺に室内熱交換器３２の吹出し空気を供給して、商品取り出し口３０近傍にある商品の温度を安定に保つためである。
【００３５】
以上のように構成された実施の形態１の自動販売機について、以下その動作を説明する。
【００３６】
ホット／コールド切替室１を冷却する場合、四方切換弁３４を冷却側に切換えて高温用レシプロ型圧縮機３１を駆動する。高温用レシプロ型圧縮機３１から吐出された冷媒は、四方切換弁３４を経由して室外熱交換器３３で凝縮された後、キャピラリチューブ３５で減圧されて、室内熱交換器３２へ供給される。そして、室内熱交換器３２で蒸発した冷媒が高温用レシプロ型圧縮機３１へ還流する。
【００３７】
このとき、吸気ファン４３を停止することで吸気ダンパ４１を閉じる。この結果、比較的温度の高い外気にさらされる吸気口４５と、ホット／コールド切替室１の内部との間にある外気導入部４０は、比較的長い空間として空気断熱の働きをして熱侵入を抑制する。
【００３８】
また、ホット／コールド切替室１を加温する場合、四方切換弁３４を加温側に切換えて高温用レシプロ型圧縮機３１を駆動する。高温用レシプロ型圧縮機３１から吐出された冷媒は、四方切換弁３４を経由して室内熱交換器３２で凝縮された後、キャピラリチューブ３５で減圧されて、室外熱交換器３３へ供給される。そして、室外熱交換器３３で蒸発した冷媒が高温用レシプロ型圧縮機３１へ還流する。
【００３９】
このとき、吸気ファン４３を運転することで吸気ダンパ４１がわずかに開いて、中扉２６と外扉２８の間に商品取り出し口３０などの隙間から侵入した比較的清浄な外気が外気導入部４０を通って、吹出し口４４からホット／コールド切替室１の内部へ侵入する。そして、ホット／コールド切替室１の前面上部に上昇してきた暖気と混合して、ホット／コールド切替室１の上部の空気温度を３０〜４０℃に下げることで、上部に保管された商品（図示せず）の加温劣化を防止する。
【００４０】
この結果、還流口４６から吸い込まれる空気の温度が低下して冷却加温システムの負荷が増大する。従って、ホット／コールド切替室１を加温効率の低いヒータで加温すると消費電力が著しく増大するため、加温効率の高い本発明の冷却加温システムを用いることが望ましい。
【００４１】
また、吹出し口４４からホット／コールド切替室１の内部へ侵入した空気の分だけ、商品搬出口２７から外部へ排気されるため、常に少しずつホット／コールド切替室１の内部の空気が換気される。従って、加温効率の高いＲ６００ａなどの可燃性冷媒を用いても、冷媒リーク時にホット／コールド切替室１の内部の濃度上昇が抑制され、比較的高い安全性が維持される。
【００４２】
なお、低外気温度時にはホット／コールド切替室１の上部の空気温度が下がりすぎるので、吸気ファン４３を連続運転せず、外気導入部４０あるいはその周辺の温度が２０〜４０℃に保たれるように機械式サーモなどを用いて吸気ファン４３を断続運転することが望ましい。同様に、電源投入時に加温する場合などホット／コールド切替室１の温度が上昇していない時も、加温負荷を低減して速やかに昇温するように吸気ファン４３の運転を停止することが望ましい。
【００４３】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２の自動販売機の断熱構造体の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４４】
図３に示すように、本発明の自動販売機はホット／コールド切替室１の上部に、外気導入部４０を設けている。外気導入部４０は、外気と外気導入部４０を遮断する吸気ダンパ４１、ホット／コールド切替室１内部と外気導入部４０の空気の流通を遮断する天板５０、外気を吸引する吸気ファン４３、吸気ファン４３の吹出し空気を外部に還流する吹出し口４４からなる。ここで、天板５０は熱伝導性の高い鉄板からなり、外気導入部４０内の空気とホット／コールド切替室１内部の空気との熱交換を行う。また、外気の雨や埃が外気導入部４０に直接侵入しないように、中扉２６と外扉２８の間に商品取り出し口３０などの隙間から侵入した比較的清浄な外気を外気導入部４０に導入する吸気口４５と、外気導入部４０に導入された空気を外部へ排気する排気口５１を備える。
【００４５】
また、ホット／コールド切替室１の内部を冷却あるいは加温する風の流れは、背面に形成された還流口４６から吸い込まれた空気が室内熱交換器３２と熱交換して、前面下部から前面上部に吹き上げられる構成になっている。これは、商品取り出し口３０近傍の断熱が不十分となるために、その周辺に室内熱交換器３２の吹出し空気を供給して、商品取り出し口３０近傍にある商品の温度を安定に保つためである。
【００４６】
以上のように構成された実施の形態２の自動販売機について、以下その動作を説明する。
【００４７】
ホット／コールド切替室１を冷却する場合、吸気ファン４３を停止することで吸気ダンパ４１を閉じる。この結果、比較的温度の高い外気にさらされる吸気口４５および排気口５１と、ホット／コールド切替室１の内部との間にある外気導入部４０は、比較的長い空間として空気断熱の働きをして熱侵入を抑制する。
【００４８】
また、ホット／コールド切替室１を加温する場合、吸気ファン４３を運転することで吸気ダンパ４１がわずかに開いて、中扉２６と外扉２８の間に商品取り出し口３０などの隙間から侵入した比較的清浄な外気が外気導入部４０を通って、再び排気口５１から外部へ還流する。そして、ホット／コールド切替室１の前面上部に上昇してきた暖気が天板５０と接触して、ホット／コールド切替室１の上部の空気温度を３０〜４０℃程度に下げることで、上部に保管された商品（図示せず）の加温劣化を防止する。
【００４９】
この結果、ホット／コールド切替室１内部に外気を導入することなく上部を冷却することができ、雨や埃などの異物がホット／コールド切替室内へ侵入することを完全に防止することができる。
【００５０】
なお、低外気温度時にはホット／コールド切替室１の上部の空気温度が下がりすぎるので、吸気ファン４３を連続運転せず、外気導入部４０あるいはその周辺の温度が２０〜４０℃に保たれるように機械式サーモなどを用いて吸気ファン４３を断続運転することが望ましい。同様に、電源投入時に加温する場合などホット／コールド切替室１の温度が上昇していない時も、加温負荷を低減して速やかに昇温するように吸気ファン４３の運転を停止することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる自動販売機は、外気を取り入れる外気導入部を設けることで長期間保存される缶飲料などの商品の加温劣化を防止できるので、ヒートポンプだけでなくヒータを用いて加温するとともに、必要に応じて冷却する自動販売機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１による自動販売機の冷媒回路図
【図２】同実施の形態の自動販売機の断面図
【図３】本発明の実施の形態２による自動販売機の断面図
【図４】従来の自動販売機の冷媒回路図
【図５】従来の自動販売機の断熱構造体の斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１    ホット／コールド切替室
２    コールド専用室
３    第二のコールド専用室
３１    高温用レシプロ型圧縮機
３２    室内熱交換器
３３    室外熱交換器
３４    四方切換弁
４０    外気導入部
４１    吸気ダンパ
４２    天板
４３    吸気ファン
【図１】
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【図２】
2006139449.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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